Đồ án môn học bảo vệ rơ le

Đồ án môn học bảo vệ rơ le

M c L c ục Lục ục Lục

LỜI NÓI ĐẦU 2

ĐỒ ÁN MÔN HỌC RƠ LE 3

I PHẦN LÝ THUYẾT 3

1.1 Nhiệm vụ và các yêu cầu cơ bản của bảo vệ rơ le: 3

1.2 Các nguyên lý bảo vệ đã học 5

1.2.1 Bảo vệ quá dòng điện: 5

1.2.2 Bảo vệ so lệch dòng điện: 5

1.2.3 Bảo vệ khoảng cách: 5

1.2.4 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất bé: 6

1.2.5 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất lớn: 6

1.3 Nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý làm việc, thông số khởi động và vùng tác động của từng bảo vệ đặt cho đường dây: 6

1.3.1 Xây dựng phương thức bảo vệ cho các máy biến áp 1.3.2 Xây dựng phương thức bảo vệ cho đường dây L 1.3.3 Nguyên lý bảo vệ rơ le sử dụng trong phương thức bảo vệ 1.3.3.5 Bảo vệ quá tải trên máy biến áp: 12

1.3.3.6 Bảo vệ quá nhiệt cho máy biến áp: 12

1.3.3.7 Bảo vệ chống chạm đất bằng bảo vệ quá dòng cực đại trên máy biến áp: 13

1.3.3.8 Bảo vệ chống chạm đất bằng bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên máy biến áp 13

1.3.3.9 Bảo vệ quá dòng có thời gian trên mạch đường dây: 14

1.3.3.10 Bảo vệ qua dòng cắt nhanh cho mạch đường dây: 15

1.3.3.11 Bảo vệ chống chạm đất cho đường dây bằng rơ le quá dòng có thời gian thứ tự không: 16 1.3.3.12 Bảo vệ chống chạm đất cho đường dây bằng bảo vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không: 16 PHẦN II: PHẦN TÍNH TOÁN 18

CHƯƠNG I CHỌN BI VÀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE 19

1.1 TÍNH TOÁN CHỌN CÁC BI PHỤC VỤ CHO BV 1 VÀ BV 2 : 19

1.1.1 Chọn tỉ số biến đổi cho BI 2 : 19

1.1.2 Chọn tỉ số biến đổi cho BI 1 : 20

1.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE: 20

1.2.2 Tính toán ngắn mạch: 22

1.2.2.1 Sơ đồ thay thế: 22

1.2.2.2 Tính X 1Σ , X 2Σ và X 0Σ tại các điểm ngắn mạch trong chế độ Max và min: 23

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THÔNG SỐ KHỞI ĐỘNG, PHẠM VI BẢO VỆ VÀ ĐỘ NHẠY 33 2.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50) 33

2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại ( 51) 37 2.3 Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh (50N) 41

2.4 Bảo vệ quá dòng TTK có thời gian (51N) 43

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến nhất hiện nay Trong bất kỳ lĩnh vực nàonhư sản xuất, sinh hoạt, an ninh đều cần sử dụng điện năng Việc đảm bảo sản xuất điệnnăng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng năng lượng là một vấn đề quan trọng hiện nay Bêncạnh việc sản xuất là việc truyền tải và vận hành hệ thống điện cũng đóng vai trò rất quantrọng trong hệ thống điện Do nhu cầu về điện năng ngày càng tăng, hệ thống điện ngàycàng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩa với việc khả năng xảy ra

sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăng theo Chính vì vậy cần phải tăng cường cácthiết bị bảo vệ cho hệ thống điện để có thể giảm thiểu, ngăn chặn các hậu quả của sự cố

có thể gây ra

Đồ án môn học Bảo vệ rơle giúp cho sinh viên củng cố được các kiến thức cơ bản vềbảo vệ rơle Từ đó sinh viên sẽ có đánh giá đúng đắn đối với từng loại bảo vệ

Trong quá trình làm đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy

cô bộ môn, đặc biệt là của thầy giáo Th.s Nguyễn Thị Thanh Loan Dù đã rất cố gắng

nhưng do kiến thức của em còn hạn chế, kinh nghiệm tích lũy còn ít nên bản đồ án khótránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý của cácthầy cô để bản đồ án cũng như kiến thức của bản thân em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, đặc biệt là thầy giáo Th.s Nguyễn Thị Thanh

Loan đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.

Hà Nội, tháng 06 năm 2016

Sinh viên thực hiện

1.1 Nhiệm vụ và các yêu cầu cơ bản của bảo vệ rơ le:

1.1.1 Nhiệm vụ của bảo vệ rơ le:

Khi thiết kế hoặc vận hành bất kì 1 hệ thống điện nào cũng phải kể đến các khả năngphát sinh các hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường trong hệ thống điện ấy.Ngắn mạch là loại sự cố có thể xảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện Hậuquả của ngắn mạch là:

- Làm giảm thấp điện áp ở phần lớn của hệ thống điện

- Phá hủy các phần tử sự cố bằng tia lửa điện

- Phá hủy các phần tủ có dòng điện ngắn mạch chạy qua do tác dụng của nhiệt và cơ

- Phá vỡ sự ổn định của hệ thống

Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện còn có các tình trạng làm việc khôngbình thường như là quá tải Khi quá tải, dòng điện tăng cao làm nhiệt độ của các phần dẫnđiện vượt quá giới hạn cho phép, làm cho cách điện của chúng bị già cỗi và đôi khi bị pháhỏng

Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử không hư hỏng trong hệ thống điệncần có các thiết bị phát ghi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất, phát hiện

ra các phần tử bị hư hỏng và cắt nó ra khỏi hệ thống điện Thiết bị này được thực hiện nhờcác khí cụ tự động gọi là rơ le Thiết bị bảo vệ thực hiện nhờ những rơ le gọi là thiết bịbảo vệ rơ le

Như vậy, nhiệm vụ chính của thiết bị bảo vệ rơ le là tự động cắt phần tử hư hỏng rakhỏi hệ thống điện Ngoài ra, còn ghi nhận và phát hiện những tình trạng làm việc không

bình thường của các phần tử trong hệ thống điện Tùy mức độ mà bảo vệ rơ le có thể tácđộng đi báo tín hiệu hoặc cắt máy cắt.

1.1.2 Những yêu cầu cơ bản đối với bảo vệ rơ le là:

2) Tính chọn lọc:

Khả năng của bảo vệ chỉ cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện gọi là tác độngchọn lọc

Theo nguyên lí làm việc, các bảo vệ được phân ra:

- Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối là những bảo vệ chỉ làm việc khi sự cố xảy ra trongmột phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ ở các phần tửlân cận

- Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối ngoài làm nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượngđược bảo vệ còn có thể thực hiện chức năng bảo vệ dự phòng cho các bảo vệ đặt ở cácphần tử lân cận

3) Tác động nhanh:

Phần tử bị ngắn mạch càng được cắt nhanh, càng hạn chế được mức độ phá hoại cácthiết bị, càng giảm được thời gian sụt áp ở các hộ dùng điện và càng có khả năng duy trìđược ổn định sự làm việc của các máy phát điện và toàn bộ hệ thống điện

Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động của thiết bị bảo vệ

rơ le Tuy nhiên trong một số trường hợp để thực hiện yêu cầu tác động nhanh thì khôngthể thỏa mãn yêu cầu chọn lọc Hai yêu cầu này đôi khi mâu thuẫn nhau, vì vậy tùy điềukiện cụ thể cần xem xét kỹ càng hơn về 2 yêu cầu này

4) Độ nhạy:

Độ nhạy đặc trưng cho khả năng cảm nhận sự cố của rơ le hoặc hệ thống bảo vệ Độnhạy được đặc trưng bằng hằng số độ nhạy Kn là tỉ số của đại lượng vật lý đặt vào rơ lekhi có sự cố và ngưỡng tác động của nó Hệ số nhạy:

min N n

I

I

k Yêu cầu: k n  2: đối với bảo vệ chính

5 , 1



n

k : đối với bảo vệ dự phòng

Độ nhạy thực tế phụ thuộc vào nhiều yếu tố

5) Tính kinh tế:

Đối với các trang thiết bị điện cao áp và siêu cao áp, chi phí để mua sắm, lắp đặt thiết

bị bảo vệ thường chỉ chiếm một vài phần trăm giá trị công trình Vì vậy yêu cầu về kinh tếkhông đề ra, mà bốn yêu cầu kĩ thuật trên đóng vài trò quyết định, vì nếu không thỏa mãncác yêu cầu này sẽ dẫn đến hậu quả tai hại cho hệ thống điện

Đối với lưới điện trung áp và hạ áp, số lượng các phần tử cần được bảo vệ rất lớn, vàyêu cầu đối với thiết bị bảo vệ không cao bằng thiết bị bảo vệ ở các nhà máy điện hoặclưới truyền tải cao áp Vì vậy cần phải tính toán kinh tế kĩ thuật trong việc lựa chọn cácthiết bị bảo vệ

1.2.1 Bảo vệ quá dòng điện:

Là loại bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ vượt quá một giá trịđịnh trước Theo nguyên tắc đảm bảo tính chọn lọc chia thành 2 loại:

- Bảo vệ dòng điện cực đại

- Bảo vệ dòng điện cắt nhanh

- Bảo vệ dòng điện cực đại:

Bảo vệ dòng điện cực đại là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thời

gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp, bảo vệ càng gần nguồn cung cấp thì thời gian tácđộng càng lớn

- Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn

giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ lớn hơn giá trị dòng điện ngắn mạch lớn nhất điqua chỗ đặt bảo vệ khi có hư hỏng ỏ đầu phần tử tiếp theo

1.2.2 Bảo vệ so lệch dòng điện:

Bảo vệ so lệch dòng điện: Là loại bảo vệ làm việc theo nguyên tắc so sánh trực tiếpbiên độ dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ Nếu sự sai lệch vượt quá trị số chotrước thì bảo vệ sẽ tác động

R ,IU

Thời gian này tự động tăng lên khi khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ xảy ra sự cốtăng lên Bảo vệ đặt gần chỗ hư hỏng nhất có thời gian làm việc bé nhất Vì vậy bảo vệkhoảng cách đảm bảo cắt chọn lọc trong mạng có cấu hình bất kì ( số nguồn cung cấp tùy

ý, thời gian làm việc tương đối bé)

1.2.4 Bảo vệ dòng điện có hướng:

Là loại bảo vệ làm việc theo giá trị dòng điện tại chỗ nối rơ le và góc pha giữa dòngđiện ấy với điện áp trên thanh góp có đặt BU cung cấp cho bảo vệ Bảo vệ sẽ tác động khidòng điện vào rơ le vượt quá giá trị chỉnh định trước và góc pha phù hợp với trường hợpngắn mạch trên đường dây được bảo vệ

 Từ đó, thấy rằng bảo vệ dòng điện có hướng chính là bảo vệ dòng điện cực đạicộng thêm bộ phận làm việc theo góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp vào rơ le

1.2.4 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất bé:

Thực chất là bảo vệ quá dòng sử dụng bộ lọc thứ tự không để lấy thành phần thứ tựkhông của dòng 3 pha Khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất sẽ xuất hiện dòng thứ tự không(3I0) chạy vào rơ le Nếu dòng này lớn hơn giá trị đặt của rơ le thì sẽ tác động cắt máy cắt.Cuộn sơ cấp của bảo vệ chính là các thanh dẫn của mạch điện cần bảo vệ, thứ cấpquấn trên mạch từ bọc lấy 3 pha

1.2.5 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất lớn:

Bảo vệ này lấy dòng điện làm việc vào rơ le là dòng tổng của 3 BI đặt ở 3 pha Khi cóngắn mạch 1 pha dòng vào rơ le bao gồm 3 lần thành phần dòng thứ tự không và thànhphần dòng không cân bằng Người ta chọn dòng khởi động của rơ le lớn hơn dòng khôngcân bằng tính toán nhân với 1 hệ số kat Nên khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất thì dòngvào rơ le lớn hơn dòng khởi động và bảo vệ tác động cắt máy cắt Khi xảy ra các loạingắn mạch khác thì thành phần 3 I0 không tồn tại và rơ le không tác động

1.3 Nhiệm vụ, sơ đồ nguyên lý làm việc, thông số khởi động và vùng tác động của từng bảo vệ đặt cho đường dây:

1.3.1 Xây dựng phương thức bảo vệ cho các máy biến áp

 Phương thức bảo vệ chính:

 Bảo vệ so lệch dòng điện

 Rơ le khí

 Phương thức bảo vệ dự phòng:

 Bảo vệ quá dòng có thời gian

 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

 Bảo vệ quá nhiệt

 Bảo vệ chống quá tải

 Bảo vệ chống chạm đất cắt nhanh

 Bảo vệ chống chạm đất có thời gian

1.3.2 Xây dựng phương thức bảo vệ cho đường dây L.

 Phương thức bảo vệ chính

 Bảo vệ quá dòng có thời gian

 Phương thức bảo vệ dự phòng:

 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

 Bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian

 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh chống chạm đất

1.3.3 Nguyên lý bảo vệ rơ le sử dụng trong phương thức bảo vệ

1.3.3.1 Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện

Nguyên tắc tác động: là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tác so sánh biên độcủa dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ Nếu biên độ của dòng điện vượt quá giá trịcho trước thì bảo vệ sẽ tác động

Vùng tác động của bảo vệ so lệch được giới hạn bằng vị trí của hai tổ máy biến dòngđiện ở đầu và cuối của phần tử được bảo vệ từ đó nhận tín hiệu dòng điện để so sánh (thểhiện ở hình 1)

Do làm việc tin cậy nên nên bảo vệ so lệch thường được dùng để bảo vệc các phần

tử quan trọng trong HTĐ (MPĐ, các động cơ lớn…) trong các mạng điện trung ápnên so sánh các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật để chọn BVSL

1.3.3.2 Nguyên lý làm việc bảo vệ bằng rơ le khí.

Rơ le khí thường đặt trên đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu của máy biến

áp Rơ le với cấp 2 tác động gồm có 2 phao bằng kim loại mang bầu thuỷ tinh con có tiếpđiểm thuỷ ngân hoặc tiếp điểm từ Ở chế độ làm việc bình thường trong bình rơ le đầydầu, các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm của rơ le ở trạng thái hở Khi khí bốc rayếu (chẳng hạn vì dầu nóng do quá tải), khí tập trung lên phía trên của bình rơ le đẩy phao

số 1 xuống, rơ le gửi tín hiệu cấp 1 cảnh báo Nếu khí bốc ra mạnh (chẳng hạn do ngắnmạch trong thùng dầu) luồng dầu vận chuyển từ thùng lên bình dãn dầu xô phao thứ 2chìm xuống gửi tín hiệu đi cắt máy biến áp Rơ le khí còn có thể tác động khi mức dầutrong bình rơle hạ thấp do dầu bị rò hoặc thùng biến áp bị thủng

1.3.3.3 Nguyên lý làm việc của bảo vệ quá dòng có thời gian trên máy biến áp

mạch giữa các pha

 Sơ đồ nguyên lý làm việc: Chia làm 2 loại

 Bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian độc lập

Đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp.Bảo vệ gần nguồn có thời gian làm việc chậm nhất

Giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ IKĐ trong trường hợp này được xác định bởi:

max

.

Ilvmax: Dòng điện làm việc lớn nhất

kat: Hệ số an toàn để đảm bảo cho bảo vệ không cắt nhầm khi có ngắn mạchngoài do sai số khi tính dòng ngắn mạch (kể đến đường cong sai số 10% của BI và 20%

 Phối hợp các bảo vệ theo thời gian:

Đây là phương pháp phổ biến nhất thường được đề cập trong các tài liệu bảo vệ rơlehiện hành Nguyên tắc phối hợp này là nguyên tắc bậc thang, nghĩa là chọn thời gian củabảo vệ sao cho lớn hơn một khoảng thời gian an toàn Δt so với thời gian tác động lớn nhấtt so với thời gian tác động lớn nhấtcủa cấp bảo vệ liền kề trước nó (tính từ phía phụ tải về nguồn)

( 1) ax

t t   t

Trong đó:

tn : Thời gian đặt của cấp bảo vệ thứ n đang xét

t(n-1)max: Thời gian tác động cực đại của các bảo vệ của cấp bảo vệ đứng trước nó(thứ n)

Δt so với thời gian tác động lớn nhấtt : Bậc chọn lọc về thời gian

 Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian phụ thuộc.

Bảo vệ quá dòng có đặc tuyến thời gian độc lập trong nhiều trường hợp khó thựchiện được khả năng phối hợp với các bảo vệ liền kề mà vẫn đảm bảo được tính tác độngnhanh của bảo vệ Một trong những phương pháp khắc phục là người ta sử dụng bảo vệ

quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc Hiện nay các phương thức tính toán chỉnhđịnh rơle quá dòng số với đặc tính thời gian phụ thuộc do đa dạng về chủng loại và tiêuchuẩn nên trên thực tế vẫn chưa được thống nhất về mặt lý thuyết điều này gây khó khăncho việc thẩm kế và kiểm định các giá trị đặt.

Hình : Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng trong lưới điện

hình tia cho trường hợp đặc tuyến phụ thuộc và đặc tính độc lập

Rơle quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc được sử dụng cho các đường dây

có dòng sự cố biến thiên mạnh khi thay đổi vị trí ngắn mạch Trong trường hợp này nếu

sử dụng đặc tuyến độc lập thì nhiều khi không đảm bảo các điều kiện kỹ thuật: thời giancắt sự cố, ổn định của hệ thống Hiện nay người ta có xu hướng áp dụng chức năng bảo

vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc như một bảo vệ thông thường thay thế chocác rơle có đặc tuyến độc lập

Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian được tính theo công thức:

Ikđ-51 = k.IlvmaxTrong đó:

 Vùng tác động:

Vùng tác động của rơ le bảo vệ quá dòng có thời gian là toàn bộ phần đường dâytính từ vị trí đặt bảo vệ về phía tải Bảo vệ đặt gần nguồn có khả năng làm dự phòng chobảo vệ đặt phía sau với thời gian cắt sự cố chậm hơn 1 cấp thời gian là Δt so với thời gian tác động lớn nhấtt

1.3.3.4 Nguyên lý làm việc của bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên máy biến áp

 Nhiệm vụ: Cắt nhanh (tức thời hoặc cỡ 0,1s) phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống loại

bỏ dòng sự cố đảm bảo an toàn cho hệ thống và vẫn làm việc bình thường

 Nguyên lý làm việc: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn

lọc bằng cách chọn dòng điện khởi động của bảo vệ lớn hơn trị số dòng ngắn điện mạchlớn nhất đi qua chỗ dặt bảo vệ khi có hư hỏng ỏ đầu phần tử tiếp theo

Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh:

Ikđ_50 = kat * IN.ng max

Với: kat : Hệ số an toàn Lấy kat = 1,2 ÷ 1,3

INng max : Dòng ngắn mạch ngoài cực đại Thường lấy bằng giá trị dòng ngắnmạch lớn nhất tại thanh cái cuối đường dây

đường dây được bảo vệ và thay đổi theo dạng ngắn mạch ,chế độ vận hành của hệ thống

 Phạm vi bảo vệ : Lcn-50max - Lcn-50min

 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh: Sơ đồ nguyên lý ,phạm vi bảo vệ , chọn Ikđ

1.3.3.5 Bảo vệ quá tải trên máy biến áp:

Bảo vệ quá tải cho máy biến áp ta dùng bảo vệ rơ le quá dòng điện hoặc hình ảnhnhiệt

Bảo vệ rơ le quá dòng điện sẽ đo dòng điện trong các cuộn dây của máy biến áp,nếu có hiện tượng quá tải thì rơ le sẽ thông báo tín hiệu

Bảo vệ máy biến áp bằng hình ảnh nhiệt: rơ le này sẽ đo nhiệt độ của một số điểmquan trong trên máy biến áp như nhiệt độ của dầu, nhiệt độ của các cuộn dây Nhiệt độtrong các cuộn dây sẽ cao hơn nhiệt độ của dầu trong thùng dầu chính Khi nhiệt độ ởnhững vị trí này cao hơn giá trị cho phép thì rơ le sẽ báo tín hiệu

Bộ cảm biến nhiệt độ 1 có thể chế tạo từ chất bán dẫn platin đặt ở phía trên thùngdầu máy biến áp Khi nhiệt độ máy biến áp tăng lên từ 700C đến 750C, bộ khuếch đại 4đóng quạt gió, nếu nhiệt độ tiếp tục tăng bộ khuếch đại 6 đóng bơm dầu tuần hoàn Nếunhiệt độ tiếp tục tăng bộ khuếch đại 3 cho tín hiệu và đo lường nhiệt độ cho nhân viên biếttìm biện pháp xử lí như giảm bớt phụ tải Sau khi giảm bớt phụ tải mà nhiệt độ máy biến

áp tiếp tục tăng đến 1170C tương ứng với nhiệt độ cao nhất của cuộn dây 1170C +230C =

1400C, bộ tích phân thời gian sẽ làm việc, theo quy định với nhiệt độ này máy biến áp làmviệc trong 6h sẽ cho tín hiệu tới bộ khuếch đại 2 cắt máy biến áp

Hình 3.4: Sơ đồ bảo vệ quá nhiệt máy biến áp.

áp:

Sơ đồ dùng một máy biến dòng đặt trên dây trung tính của máy biến áp và một rơ lequá dòng với dòng điện khởi động:

Ikđ = (0,2 ÷ 0,4) Iđm

Trong đó: Iđm là dòng điện định mức của máy biến áp

Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang phối hợp với thời gian của bảo

vệ chống chạm đất đặt ở các phần tử lân cận

Phạm vi tác đông: bảo vệ cho máy biến áp

1.3.3.8 Bảo vệ chống chạm đất bằng bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên máy biến áp

thống đảm bảo cho hệ thống an toàn và vẫn làm việc bình thường

vệ này hoạt động dựa trên trị số dòng thứ tự không của đường dây trung tính nối đât củamáy biến áp được bảo vệ Khi dòng này lớn hơn dòng khởi động của bảo vệ thì bảo vệ sẽtác động

 Thông số khởi động:

Dòng điện khởi động: Ikđ50N = kat I0Nngmax

Với kat = 1,2 ÷ 1,3

I0Nngmax: Dòng ngắn mạch thứ tự không ngoài cực đại

nhanh, nhưng vùng tác động ổn định hơn khi chế độ vận hành hệ thống thay đổi

loại bỏ dòng điện sự cố đảm bảo hệ thống làm việc bình thường và an toàn

đảm bảo bằng nguyên tắc phân cấp thời gian tác động Bảo vệ càng gần nguồn cung cấpthì thời gian tác động càng lớn

Dòng điện khởi động: I d k at.kmm.I max

Với: kmm = 2÷3 là hệ số mở máy

Ilvmax : Dòng làm việc cực đại

kv = 0,85÷0,95 với rơle cơ; kv = 1 với rơle số

Thời gian làm việc của bảo vệ: có 2 đặc tính thời gian làm việc của bảo vệ quádòng có thời gian:

(a): đặc tính độc lập(b): đặc tính phụ thuộc

I , t 

tC tB

tA

t

 t

(c): đặc tính thời gian phụ thuộc

 Vùng tác động: toàn bộ đường dây

1.3.3.10 Bảo vệ qua dòng cắt nhanh cho mạch đường dây:

 Nhiệm vụ: Cắt nhanh (tức thời hoặc cỡ 0,1s) phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống

đảm bảo cho hệ thống an toàn và vẫn làm việc bình thường

 Nguyên lý làm việc: Là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn dòng

điện khởi động của bảo vệ lớn hơn trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua chỗ đặt bảo

vệ khi có hư hỏng ở phần tử tiếp theo

Dòng điện khởi động: Ikđ50 = kat INngmax

Với kat: hệ số an toàn, lấy bằng 1,2÷1,3

INngmax: dòng ngắn mạch ngoài cực đại, thường lấy bằng giá trị dòng ngắn mạchlớn nhất tại thanh cái cuối đường dây

 Vùng tác động: Không bao trùm toàn bộ chiều dài đường dây được bảo vệ và thay

đổi theo dạng ngắn mạch, chế độ vận hành của hệ thống

nó làm việc theo dòng TTK của đường dây được bảo vệ.

Dòng khởi động của bảo vệ: Ikđ51N = k IdđsBI

Với: k = 0,2

IdđsBI: dòng điện sơ cấp định mức BI

Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng TTK có thời gian: Được chọn theo từng cấp,thời gian làm việc của bảo vệ phía nguồn cấp hơn bảo vệ phía đường dây là Δt so với thời gian tác động lớn nhấtt

1.3.3.12 Bảo vệ chống chạm đất cho đường dây bằng bảo vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không:

thống đảm bảo cho hệ thống an toàn và vẫn làm việc bình thường

 Nguyên lý làm việc: Tương tự như bảo vệ quá dòng cắt nhanh nhưng bảo

vệ này hoạt động dựa trên trị số dòng thứ tự không của đường dây được bảo vệ Khi dòngnày lớn hơn dòng khởi động của bảo vệ thì bảo vệ sẽ tác động

Để chọn các BI cho các D1 và D2, ta chỉ chọn tỉ số biến đổi nBI của BI.

Dòng điện sơ cấp danh định của BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn

IT – dòng điện thứ cấp qua BI, IT = 1A

IS – dòng điện sơ cấp qua BI

IS được chọn theo điều kiện :

max

S I lvBI

I  ; (ISnguyên)Với max

lvBI

I dòng điện làm việc lớn nhất qua BI

Các BV1 và BV2 làm việc ở điện áp trung bình U2 23kV

1.1.1 Chọn tỉ số biến đổi cho BI 2 :

Dòng làm việc lớn nhất của BI2:

2 2

Nên ta chọn IS2 =300 A

Như vậy tỉ số biến đổi của BI2 là: 2

3003001

Nên ta chọn IS1 =600A

Như vậy tỉ số biến đổi của BI1 là: 1

6006001

BI

Giả thiết quá trình tính toán ngắn mạch ta bỏ qua:

Bão hoà từ

Dung dẫn ký sinh trên đường dây, điện trở của MBA và cả đường dây

Ảnh hưởng của phụ tải

1.2.1 Tính toán chính xác trong hệ đơn vị tương đối với:

Scb= SdđB= 100 (MVA); Ucbi= Utbi ở các cấp điện áp (115kV, 23kV), khi đó ta có:

cbI cb cbII

cbII

S

U S

cb N

tb HT

S

S U

S S

Máy biến áp là phần tử đứng yên nên:

X0B phụ thuộc vào sơ đồ đấu dây

Đường dây là đường dây đơn nên ta có:

100 0, 423.39 3,118

Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuận của mọi dạng ngắn mạch đều được tính theo



 

(X( )n là điện kháng phụ của loại ngắn mạch n)

Khi đó, giá trị dòng ngắn mạch tổng tại điểm ngắn mạch được xác định như sau:

0 2

) X X

(

X X 1

3

I X I