BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO SỰ CỐ CHẠM PHA SỰ CỐ CHẠM ĐẤT

Bảo vệ chống dòng quá độ hiện nay là hệ thống bảo vệ phát triển sớm nhất. Từ nguyên tắc cơ bản này, các hệ thống phân loại quá dòng, phân biệt sự cố bảo vệ, đã được phát triển Không nên nhầm lẫn với bảo vệ quá tải, mà thường sử dụng các rơle hoạt động trong một thời gian liên quan tới mức độ về khả năng chịu nhiệt của thiết bị cần bảo vệ

Trang 2

Trương Công Hoàng 1 đến 5

Nguyễn Minh Tựu 6 đến 12

Trương Sĩ Toàn 13,14 và 15

Đỗ Minh Toàn 16 và 17

Lý Văn Tịnh 18 và 19

Trang 3

3 Nguyên tắc thời gian/phân loại dòng

4 Chuẩn I.D.M.T quá dòng rơle

5 Kết hợp I.D.M.T và những relay cắt nhanh

Trang 4

9 Thời gian quá dòng độc lập của rơle

10 Relay Current Setting

11 Relay Time Grading Margin

12 Giới thiệu các loại phân cấp

6 Đặc tuyến VI, quá dòng rơle

7 Đặc tuyến cực dốc (EI), rơle quá dòng

8 Đặc điểm khác của rơle

Trang 5

18 Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách ly

19 Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất qua cuộn Petersen

Trang 6

- Bảo vệ chống dòng quá độ hiện nay là hệ thống bảo

vệ phát triển sớm nhất Từ nguyên tắc cơ bản này, các

hệ thống phân loại quá dòng, phân biệt sự cố bảo vệ,

đã được phát triển

- Không nên nhầm lẫn với bảo vệ quá tải, mà thường

sử dụng các rơle hoạt động trong một thời gian liên

quan tới mức độ về khả năng chịu nhiệt của thiết bị

cần bảo vệ

Công Hoàng

Bảo vệ rơle trong HTĐ

Trang 7

i) Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện.

ii) Các trở kháng trong ohms, phần trăm hoặc mỗi đơn

vị, của tất cả các máy biến áp, máy điện quay và mạch

Trang 8

iv) Dòng tải lớn nhất chạy qua thiết bị bảo vệ

v) Yêu cầu về dòng khởi động của động cơ

vi) Khả năng chịu nhiệt và đặc tính tổn hao của máy

Trang 9

•Các nguyên tắc cơ bản dành cho rơle phối hợp:

a) Các rơle có đặc tính tương tự nhau có thể thay thế cho nhau ở trong hệ thống

b) Rơle càng gần nguồn có dòng thiết lập bằng hoặc lớn hơn so với các rơle đằng trước nó

Công Hoàng

Trang 10

3 Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng

• Trong số các phương pháp khác nhau có thể sử dụng,

người ta sử dụng thời gian, quá dòng hoặc là kết hợp cả hai phương pháp trên

•Mỗi phương pháp cần phải đảm bảo cách ly được phần

bị sự cố của mạng lưới, để phần còn lại của hệ thống

không bị ảnh hưởng

Công Hoàng

Trang 11

3.1 Phân loại theo thời gian

Ở phương pháp này, một thiết lập thời gian thích hợp lên từng rơle kiểm soát các bộ phận ngắt mạch trong hệ

thống điện để đảm bảo cho máy cắt gần sự cố mở ra đầu tiên

Công Hoàng

VD: Nếu có 1 sự cố tại F, các rơle tại B sẽ hoạt động

trong t giây và các hoạt động tiếp theo của bộ ngắt

mạch tại B sẽ khắc phục sự cố trước khi các rơle tại C,

D và E có thời gian để hoạt động

Trang 12

3.2 Phân loại theo dòng

•Dựa trên thực tế các sự cố dòng thay đổi theo vị trí của

sự cố vì có sự khác biệt trong giá trị trở kháng giữa các

Trang 14

3 Nguyên tắc thời gian/phân loại dòng

3.2 Phân loại theo dòng

•Tuy nhiên, có 2 điểm quan trọng ảnh hưởng tới phương pháp này:

a)Nó không có cần thiết để phân biệt một sự cố ở giữa

F1 và F2

b)Trong thực tế có thể có thay đổi mức độ sự cố nguồn

từ 250MVA đến 130MVA Ở cấp độ thấp hơn sự cố này,

sự cố dòng sẽ không vượt quá 6800A, do đó nếu rơle A tiếp tục đặt tại 8800A thì sẽ không bảo vệ được bất kỳ

một bộ phận nào có liên quan.

Công Hoàng

Trang 17

3.3 Phân loại theo thời gian và dòng

•Cả 2 phương pháp trên đều có một số điểm bất lợi, nên cần kết hợp chúng lại với nhau

•Đối với phương pháp phân loại theo thời gian, những sự

cố nghiêm trọng hơn thường được khắc phục trong thời gian hoạt động lâu nhất

•Phương pháp phân lại theo dòng chỉ có thể được áp

dụng khi có trở kháng đáng kể giữa 2 bộ phận ngắt mạch

Công Hoàng

Trang 18

việc sử dụng độc lập thời gian

hoặc quá dòng dẫn đến rơle

nghịch đảo thời gian quá dòng

đã được phát triển Với đặc

điểm này, thời gian hoạt động

Trang 19

4 Chuẩn IDMT quá dòng rơle

•Các đặc điểm tức thời / số lần ngắt của IDMT rơle có

thể cần phải được thay đổi theo thời gian ngắt yêu cầu và đặc điểm của các thiết bị bảo vệ khác được sử dụng trong mạng

Công Hoàng

• Vì mục đích này, IEC 60.255 xác định một số tiêu

chuẩn như sau:

- Standard Inverse (SI)

- Very Inverse (VI)

- Extremely Inverse (EI)

- Definite Time (D)

Trang 21

4 Chuẩn IDMT quá dòng rơle

Các rơle cho các hệ thống điện được thiết kế ở Bắc Mỹ sử dụng đường cong ANSI / IEEE Bảng 8.1 (b) cung cấp các mô tả toán học và hình 8.4 (b) cho thấy đường cong chuẩn thời gian 1.0

Công Hoàng

Trang 24

6 Đặc tuyến VI, quá

dòng relay

Quá tầm bảo vệ

Phạm vi ảnh hưởng của rơle

là một phần của hệ thống

được bảo vệ bởi rơle nếu

một xự cố xảy ra Một rơle

mà hoạt động cho một sự cố

nằm ngoài khu vực có thể

bảo vệ được cho là quá tầm

Nguyễn Minh Tựu

Trang 25

- Với đặc điểm này, thời

gian hoạt động tỉ lệ nghịch

với bình phương của dòng

điện

- Thời gian dài hoạt động

đặc trưng của EI rơle tại giá

trị phụ tải đỉnh bình thường

của dòng cũng làm cho rơle

này đặc biệt thích hợp để

phân biệt với cầu chì

7.Đặc tuyến cực dốc (EI), quá dòng Rơle

Trang 26

8 Đặc điểm khác của Rơle

- Đường cong người dùng định nghĩa có thể được cung

cấp ở một số loại relay kỹ thuật số hoặc rơle số Nguyên tắc chung là người dùng nhập vào một loạt phối hợp

dòng điện /thời gian được lưu trữ trong bộ nhớ của rơle

- Rơle kỹ thuật số và rơle số cũng có thể giám sát CB

không hoạt động và giám sát mạch cắt Thay cho các rơle riêng biệt hoặc PLC (Programmable Logic Controller)

phần cứng để thực hiện các chức năng điều khiển

Trang 27

9 Rơle quá dòng độc lập thời gian

Rơle quá dòng thường cũng được cung cấp với các yếu

tố có đặc tính thời gian độc lập hay xác định Những đặc điểm này cung cấp việc sẵn sàng phối hợp của một số

rơle trong loạt trong các tình huống trong đó các sự cố hệ thống hiện thay đổi rất rộng rãi do thay đổi trở kháng

nguồn, cũng như không có thay đổi trong thời gian với

các biến thể của sự cố

Trang 28

9 Rơle quá dòng độc lập thời gian

Trang 29

Một rơle quá dòng có dòng hoạt động nhỏ, được gọi là

các thiết lập của rơle

Trang 30

11 Dự trữ thời gian phân cấp rơle

Khoảng thời gian phải được cho phép giữa các hoạt động của hai rơle liền kề để đạt được sự phân biệt chính xác

giữa chúng được gọi là phân cấp biên

Nếu phân cấp biên không được thiết lập, hoặc là không

đủ, nhiều hơn một rơle sẽ hoạt động cho một sự cố, dẫn đến khó khăn trong việc xác định vị trí của các sự cố và tổn thất không cần thiết cung cấp cho người sử dụng

Trang 31

11 Dự trữ thời gian phân cấp rơle

Phân cấp biên phụ thuộc vào các yếu tố:

1/ thời gian ngắt dòng sự cố của CB

2/ sai số rơle thời gian

3/ overshoot time của rơle : sai số về thời gian tác động của rơle khi dòng sự cố đã bị cắt nhưng rơle vẫn chưa trở

về trạng thái ban đầu do năng lượng ngắn mạch vẫn còn trong nó

4/ sai số CT

5/ các ảnh hưởng bên ngoài vào

Trang 32

11 Rơle Time Grading Margin

Overall Accuracy

Trang 33

12 Recommended Grading Intervals

12.1 Grading: cầu chì đến cầu chì

Tổng thời gian đáp ứng cần thiết bao gồm các phần tử

trên phụ thuộc vào tốc độ hoạt động của các bộ phận

ngắt mạch và hiệu quả hoạt động rơle Tại một thời điểm 0.5s là một phân cấp biên bình thường Với mô hình ngắt mạch nhanh hơn và sai số tác động của rơle thấp, 0.4s là hợp lý, trong khi theo các điều kiện tốt nhất có thể được thực hiện

Trang 34

12.1 Grading: Rơle to Rơle

Trang 35

12.1 Grading: Rơle to Rơle

Khoảng thời gian grading interval nhỏ nhất, t’ , có thể

được tính như sau:

Ví dụ, t = 0.5s, thời gian interval cho rơle điện cơ nhảy

tiêu chuẩn ngắt là 0.375s, trong khi đó, ở cùng sự cố,

rơle tĩnh nhảy ngắt chân không, khoảng thời gian có thể thấp hơn 0.24s

Trang 36

12.2 Grading: Fuse to Fuse

Thời gian hoạt động của cầu chì là 1 chức năng gồm arcing và thời gian arcing của các phần tử fusing, mà nó theo định luật law ( I2t) vì thế, để đạt được sự phối hợp giữa 2 fuses nối tiếp, nó cần thiết để đảm bảo rằng tổng

pre-số được thực hiện bởi các cầu chì nhỏ hơn chứ không

phải lớn hơn giá trị pre-arcing của fuse lớn hơn Nó được thành lợp bởi các thử nghiệm thỏa mãn grading giữa 2

fuse nói chung sẽ đạt được nếu tỉ số dòng giữa chúng là lớn hơn 2.

Trang 37

12.3 Grading: Fuse to Rơle

Đối với rơle phân cấp đáp ứng thời gian với fuses, cách tiếp cận cơ bản là đảm bảo rằng bất cứ khi nào rơle dự

phòng tích cực trước fuse và không ngược lại Nếu fuse đứng trước rơle, nó rất khó khăn để duy trì sự phân biệt đúng ở giá trị cao của sự cố dòng bởi vì tác động nhanh của fuse.

Trang 38

12.3 Grading:Rơle to Fuse

Trang 39

13 Tính toán sự cố pha thiết lập rơle quá dòng

- Nhiệm vụ chính của bảo vệ rơle là tự động cô lập phần tử

hư hỏng ra khỏi hệ thống điện Ngoài ra thiết bảo vệ rơle còn ghi nhận và phát hiện những tình trạng làm việc không bình thường của các phần tử trong hệ thống điện

- Sự phối hợp giữa các rờle quá dòng trong HTĐ đòi hỏi sự

tính toán ước lượng về cả thời gian và dòng điện của rơle.

Gồm:

1 Rơle bảo vệ dòng cực đại

2 Rơle bảo vệ dòng cắt nhanh

Sĩ Toàn

Trang 40

13.1 Rơle bảo vệ dòng cực đại

- Bảo vệ dòng điện cực đại là loại bảo vệ phản ứng với dòng trong phần tử được bảo vệ Bảo vệ sẽ tác động khi dòng điện qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ tăng quá một giá trị định trước nào đó

- Khi thiết lập cho rơle cần lưu ý:

a Biên độ phải thấp hơn so với dòng sự cố để khi sự cố xảy

ra ở cuối xa hệ thống thì bảo vệ dự phòng được tác động

b Cao hơn giá trị dòng khởi động của động cơ hoặc dòng

quá độ máy biến áp để rơle có thể không bị tác động với

dòng tải tối đa

Sĩ Toàn

Trang 41

sau gần nguồn hơn sẽ có thời

gian làm việc lớn hơn thời

gian làm việc lớn nhất của

các bảo vệ đoạn trước một

khoảng thời gian t

Sĩ Toàn

Trang 42

•Đặc tính thời gian của bảo vệ thứ n được

chọn sao cho thời gian t n lớn hơn t(n-1)max

một bậc t khi ngắn mạch ở điểm tính

toán

•Dòng bảo vệ có đặc tính thời gian phụ

thuộc có thể giảm thấp hơn so với bảo vệ

Trang 43

13.2 Rơle bảo vệ dòng cắt nhanh

nhất qua chỗ đặt bảo vệ rơle

BVCN thường làm việc không

có thời gian hoặc thời gian làm

việc rất nhỏ để nâng cao độ

nhạy và mở rộng vùng bảo vệ

Trang 44

13.2 Rơle bảo vệ dòng cắt nhanh

Trang 45

- Bảo vệ dòng điện có hướng

là loại bảo vệ phản ứng theo

giá trị dòng điện tại chỗ nối

bảo vệ và góc pha giữa dòng

điện đó với điện áp trên thanh

góp của trạm có đặt bảo vệ

Bảo vệ sẽ tác động nếu dòng

điện vượt quá giá trị định

trước và góc pha phù hợp với

trường hợp ngắn mạch trên

đường dây được bảo vệ

Trang 46

- Qua khảo sát cho thấy rằng, để sơ đồ làm

việc đúng đắn cần có góc lệch của rơle α

≈300÷450

- Đây là tiêu chuẩn kết nối của rơle tĩnh, kỹ

thuật số và số Phụ thuộc vào góc của điện

áp cung cấp là dịch chuyển để tạo ra rơle có

độ nhạy cao, có 2 loại:

Trang 47

s - Rơle pha A có dòng điện Ia và điện áp

Vbc dịch pha 30 0 với chiều ngược kim

đồng hồ Trong trường hợp này, độ

nhạy lớn nhất của rơle khi dòng điện

trễ 60 0 với điện áp trung tính Kết nối

này một miền từ sớm pha 30 0 tới trễ

14.1 Kết nối rơle vuông góc 900

14.1.a 90°-30° characteristic (30° RCA)

Trang 48

s - Rơle pha A có dòng điện Ia và

điện áp Vbc dịch pha 450 với chiều

ngược kim đồng hồ Trong trường

hợp này, độ nhạy lớn nhất của rờ le

khi dòng điện trễ 450 với điện áp

trung tính Kết nối này là một miền

từ sớm pha 450 tới trễ pha 1350

- Độ nhạy tại hệ số công suất đơn

Trang 49

Ứng dụng của rơle có hướng

•Rơle không có hướng sẽ áp dụng cho các xuất tuyến song song có nguồn phát điện duy nhất, bất kỳ sự cố nào xảy ra trên đường dây sẽ được cách ly và ngắt nguồn

•Trong mạch vòng có số nguồn lớn hơn 1, tính chọn lọc không được đảm bảo vì không thể chọn thời gian làm việc theo bậc thang

•Rơle có hướng được lắp đặt tại đầu nhận và rơle không định hướng được lắp đặt tại đầu phát để đảm bảo hoạt động chính xác của rơle trên đường dây

Sĩ Toàn

Trang 50

•Khi số lượng xuất tuyến của vòng là số chẵn, hai rơle

với thời gian vận hành giống nhau tại trạm MBA giống

nhau, do đó cần phải định hướng

•Khi số lượng xuất tuyến của vòng là số lẻ, hai rơle với

thời gian vận hành giống nhau tại các trạm MBA khác

nhau, do đó không cần định hướng

•Với rơle số, phần tử định hướng là có sẵn hoặc không

tốn thêm chi phí nên thường lắp đặt rơle định hướng tại tất cả các địa điểm

Sĩ Toàn

Trang 51

• Chiều mũi tên chỉ chiều dòng

điện khiến rơle hoạt đông

• Ngắt kết nối với nguồn sẽ

được thực hiện theo thời gian

Trang 52

16.1 - Thiết lập có hiệu quả của rơle sự cố chạm đất

16.1.1 – Rơle tĩnh, rơle kỹ thuật số, rơle số 16.1.2 – Rơle điện cơ

16.2 – Phân cấp thời gian của rơle sự cố chạm đất

16.3 –Bảo vệ sự cố chạm đất nhạy cảm

17 Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có định hướng

17.1 – Kết nối rơle 17.1.1 – Điện áp dư 17.1.2 – Dòng điện thứ tự nghịch

Minh Toàn

Trang 55

Bảo vệ rơle và tự động hóa ( chương 5)

Trang 56

Trang 57

-Việc kết nối với rơle sự cố chạm đất ông bị ảnh hưởng nhiều

trong trường hợp này

Minh Toàn

Trang 58

16.1 Thiết lập có hiệu quả của rơle sự cố chạm đất

-CT được thể hiện như một tỷ lệ phần trăm của dòng định mức, từ

đó có thể cảm nhận được dòng điện để xử lý các tình huống

-Việc thay đổi tùy theo công nghệ công nghệ rơle sử dụng

Minh Toàn

A

B C

E/F

Trang 59

16.1.1 Rơle tĩnh, rơle kỹ thuật số, rơle số

-Rơle tĩnh (Static relays)

-Rơle kỹ thuật số (Digital relays)

-Rơle số (Numerical relays)

Minh Toàn

Trang 60

16.1.2 Rơle điện cơ

-Trong môt số trường hợp có thể dùng rơle điện cơ thay vì dùng

rơle số, kỹ thuật số

Minh Toàn

Rơle điện cơ

Trang 61

16.1.2 Rơle điện cơ

Minh Toàn

Rơle điện cơ

Trang 62

16.2 Bảo vệ sự cố chạy đất nhạy cảm

-Hệ thống biến dòng nối đất và hệ thống biến dòng không nối đất-Ở nhiều nơi, điện trở của mặt đất có thể khác nhau ( đất sét, đất

cứng, )

-Khi sự cố chạm đất xảy ra, dòng điện nhỏ, không đủ lớn để vận

hành hệ thống bảo vệ, phát sinh dòng rò, gây nguy hiểm

Minh Toàn

Trang 63

16.2 Bảo vệ sự cố chạy đất nhạy cảm

- Để khắc phục vấn đề này, có thể sử dụng rơle số, kỹ thuật số

-Khi phát hiện sự cố, rơle phải tác động dứt khoác, đảm bảo tiếp

điểm của nó phải tiếp xúc chắc chắn

- Đối với dòng sự cố nhỏ, phải dùng rơle có độ nhạy cao

Minh Toàn

A

B C

E/F

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	6,72 MB