BÁO CÁO TỰ ĐÓNG LẠI HỆ THỐNG ĐIỆN

4.1.2 Loại tải 10 4.1.3 Đặc tính máy cắt 10 4.1.4 Khử ion 12 4.1.5 Thời gian reset bảo vệ 12 4.2 Thời gian phục hồi 12 4.2.1 Loại bảo vệ 12 4.2.2 Thời gian phục hồi năng lượng 13 4.3 Số lần đóng lại 13 4.3.1 Sự giới hạn máy cắt 14 4.3.2 Tình trạng hệ thống 14 5. Tự đóng lại trên đường dây truyền tải siêu cao áp 15 6. Tự đóng lại tốc độ cao trên hệ thống siêu cao áp 17 6.1 Đặc tính bảo vệ 17 6.2 Khử ion hóa hồ quang sự cố 17 6.3 Đặc điểm máy cắt 18 6.3.1 Máy cắt dầu 18 6.3.2 Máy cắt khí nén 19 6.3.3 Máy cắt SF6 20 6.4 Sự lựa chọn thời4.1.2 Loại tải 10 4.1.3 Đặc tính máy cắt 10 4.1.4 Khử ion 12 4.1.5 Thời gian reset bảo vệ 12 4.2 Thời gian phục hồi 12 4.2.1 Loại bảo vệ 12 4.2.2 Thời gian phục hồi năng lượng 13 4.3 Số lần đóng lại 13 4.3.1 Sự giới hạn máy cắt 14 4.3.2 Tình trạng hệ thống 14 5. Tự đóng lại trên đường dây truyền tải siêu cao áp 15 6. Tự đóng lại tốc độ cao trên hệ thống siêu cao áp 17 6.1 Đặc tính bảo vệ 17 6.2 Khử ion hóa hồ quang sự cố 17 6.3 Đặc điểm máy cắt 18 6.3.1 Máy cắt dầu 18 6.3.2 Máy cắt khí nén 19 6.3.3 Máy cắt SF6 20 6.4 Sự lựa chọn thời

CHƯƠNG 13

TỰ ĐÓNG LẠI

Nội dung Trang

1 Giới thiệu 4

2 Ứng dụng của tự đóng lại 6

3 Tự đóng lại trên lưới điện phân phối cao áp 7

4 Các hệ số tác động đến hệ thống tự đóng lại cao áp 9

4.1 Thời gian gián đoạn MC 9

4.1.1 Tính đồng bộ và ổn định của hệ thống 9

4.1.2 Loại tải 10

4.1.3 Đặc tính máy cắt 10

4.1.4 Khử ion 12

4.1.5 Thời gian reset bảo vệ 12

4.2 Thời gian phục hồi 12

4.2.1 Loại bảo vệ 12

4.2.2 Thời gian phục hồi năng lượng 13

4.3 Số lần đóng lại 13

4.3.1 Sự giới hạn máy cắt 14

4.3.2 Tình trạng hệ thống 14

5 Tự đóng lại trên đường dây truyền tải siêu cao áp 15

6 Tự đóng lại tốc độ cao trên hệ thống siêu cao áp 17

6.1 Đặc tính bảo vệ 17

6.2 Khử ion hóa hồ quang sự cố 17

6.3 Đặc điểm máy cắt 18

6.3.1 Máy cắt dầu 18

6.3.2 Máy cắt khí nén 19

6.3.3 Máy cắt SF6 20

6.4 Sự lựa chọn thời gian gián đoạn máy cắt 20

6.5 Sự lựa chọn thời gian phục hồi 20

6.6 Số lần đóng lại 20

7 Tự đóng lại một pha 21

8 Tự đóng lại tốc độ cao trên đường dây sử dụng mô hình khoảng cách 23

8.1 Transfer-Trip or Blocking Schemes 24

8.2 Sự mở rộng Vùng 1 24

9 Tự đóng lại tốc độ chậm trên hệ thống siêu cao áp 25

9.1 Mô hình hoạt động 25

9.2 Rơle kiểm tra tính đồng bộ 27

10.Các đặc tính hoạt động của hệ thống tự đóng lại 28

10.1 Sự khởi đầu 28

10.2 Loại bảo vệ 28

10.3 Bộ đếm thời gian gián đoạn máy cắt 28

10.4 Xung tự đóng lại 28

10.5 Cơ cấu chống giã giò 29

10.6 Bộ đếm thời gian phục hồi 29

10.7 Khóa CB 29

10.8 Đóng lại thủ công 30

10.9 Mô hình (tự đóng lại) nhiều lần 30

11.Các mô hình tự động đóng lại 31

11.1 Các máy biến áp dự phòng 31

11.2 Bộ ghép thanh cái hoặc Máy cắt phân đoạn thanh cái 32

12.Một số ví dụ về các ứng dụng của tự đóng lại 33

12.1 Trạm biến áp hai thanh cái 33

.1.1 Mô hình cơ bản – bỏ qua các MBA dự phòng 33

.1.2 Mô hình với các MBA dự phòng 34

12.2 Trạm biến áp máy cắt đơn 35

12.3 Trạm biến áp mắt lưới bốn máy cắt 36

12.3.1Sự cố thoáng qua trên Đường dây 1 37

12.3.2Sự cố lâu dài trên Đường dây 1 37

12.3.3Sự cố MBA (MBA cục bộ 1A) 37

12.3.4Sự cố MBA (MBA từ xa) 37

12.3.5Sự cố góc mắt lưới thoáng qua 37

12.3.6Sự cố góc mắt lưới lâu dài 38

1 Giới thiệu

Các sự cố trên đường dây trên không rơi vào một trong ba loại sau:

a Thoáng qua

b Bán vĩnh cửu

c Vĩnh cửu

80-90% các sự cố trong tự nhiên trên mọi mạng lưới đường dây trên không là thoáng qua Còn lại 10-20% các sự cố hoặc là vĩnh cửu hoặc bán vĩnh cửu

Các sự cố thoáng qua thường gây ra bởi sét và sự va chạm nhất thời với các vật thể bên ngoài đường dây Sự tác động cắt tức thời của một hoặc nhiều máy cắt giúp loại bỏ sự cố Tiếp theo đó, sự hồi phục năng lượng của đường dây thường thành công

Một cành cây nhỏ rơi xuống trên đường dây có thể gây ra một sự cố bán vĩnh cửu Nguyên nhân của sự cố sẽ không được loại trừ bởi sự ngắt tức thời của mạch,

mà nhánh cây chỉ có thể bị cháy rụi trong một khoảng thời gian trễ nào đó Đường

dây cao áp trên không trong khu vực rừng rậm thiên về loại sự cố này Những sự

cố vĩnh cửu, như các dây dẫn bị hỏng, và sự cố trên những bộ phận cáp ngầm, phảiđược định vị và sửa chữa trước khi nguồn cung cấp được phục hồi

Mục đích của một hệ thống tự đóng lại là để phục hồi năng lượng đường dâysau một sự ngắt sự cố, cho phép sự phục hồi năng lượng thành công của đườngdây Thời gian mất điện đủ lớn phải được chấp nhận sau sự khử hồ quang sự cố đểgiải phóng năng lượng trước khi tự đóng lại nếu không thì hồ quang sẽ bật sáng trởlại Mô hình loại này là nguyên nhân dẫn đến sự cải thiện quan trọng tính liên tụccủa nguồn cung cấp Một lợi ích to lớn hơn, cụ thể liên quan đến hệ thống siêu cao

áp, là khả năng duy trì sự ổn định và đồng bộ cho hệ thống

Một sơ đồ tự đóng lại một lần điển hình được mô tả trên hình 13.1 và 13.2.Hình 13.1 thể hiện một sự tự đóng lại thành công trong một sự cố thoáng qua, vàhình 13.2 là một sự tự đóng lại thất bại theo sau bởi sự khóa lại của máy cắt nếu sự

cố là vĩnh cửu

Figure 13.1:

Single-shot auto-reclose scheme operation for a transient fault

Figure 13.2:

Operation of single-shot auto-reclose scheme on a permanent fault

2 Ứng dụng của tự đóng lại

Các thông số quan trọng nhất của một hệ thống tự đóng lại là:

1 Thời gian gián đoạn máy cắt

2 Thời gian phục hồi

d Sự tác động của sự đa dạng về loại tải tiêu thụ

e Loại sự cố, Pha – Pha hoặc Pha – Đất

Sự hiệu chỉnh cho các hệ số bên trên là khác nhau cho mạng điện phân phối cao

áp và hệ thống truyền tải siêu cao áp và vì vậy cho nên sẽ rất thuận tiện nếu phântích chúng dưới những tiêu đề riêng biệt Các mục 13.3 và 13.4 nhằm vào ứngdụng của tự đóng lại đối với mạng điện phân phối cao áp trong khi các mục từ 13.5đến 13.9 đề cập đến mô hình siêu cao áp

Sự phát triển nhanh chóng trong các ứng dụng của tự đóng lại dẫn tới sự tồn tạinhiều loại sơ đồ điều khiển khác nhau Các tính năng riêng biệt khác nhau trongứng dụng phổ biến được thảo luận tại mục 13.10 Vấn đề có liên quan tới tự đónglại, đó là, sự tự động đóng lại của máy cắt thường hở, được đề cập trong mục số 11

3 Tự đóng lại trên lưới điện phân phối cao áp

Trên mạng lưới phân phối cao áp, tự đóng lại phần lớn được ứng dụng để hướngđường dây dẫn nơi mà vấn đề ổn định hệ thống không xảy ra, và những lợi íchchính xuất phát từ ứng dụng của nó có thể được tóm tắt như sau:

a Sự cắt giảm đến mức tối thiểu những sự cố gián đoạn của nguồn cungcấp tới khách hàng

b Sự loại bỏ sự cố tức thời có thể được đưa vào, với những lợi ích kèm theocủa khoảng thời gian sự cố ngắn hơn, giảm thiệt hại của sự cố, và ít hơnnhững sự cố vĩnh cửu

Cũng giống như 80% sự cố của đường dây trên không là thoáng qua, sự loại trừviệc mất nguồn cung cấp từ đây gây ra bởi sự đưa vào tự đóng lại dẫn đến nhữnglợi ích hiển nhiên thông qua:

a Cải thiện tính liên tục của nguồn cung cấp

b Cắt giảm …

Ngắt tức thời làm giảm thời gian của hồ quang năng lượng, hậu quả từ một sự

cố đường dây trên không, đến mức tối thiểu Khả năng xảy ra thiệt hại vĩnh viễnđối với đường dây được cắt giảm Các ứng dụng của bảo vệ tức thời có thể dẫn đếnviệc ngắt không chọn lọc của một số máy cắt và một mất mát theo sau về cácnguồn cung cấp đối với một số bộ phận hoạt động bình thường Tự đóng lại chophép các máy cắt có thể được tự đóng trong vòng vài giây Với các sự cố thoángqua, tác động tổng thể có sự mất đi nguồn cung cấp trong một thời gian rất ngắnnhưng ảnh hưởng đến một số lượng lớn người tiêu dùng Nếu chỉ bảo vệ cấp thờigian mà không kèm theo sự tự đóng lại, một số lượng người tiêu dùng nhỏ hơn cóthể bị ảnh hưởng, nhưng trong một khoảng thời gian dài hơn

Khi bảo vệ tức thời được sử dụng với tính năng tự động đóng lại, mô hình nàythường được sắp xếp để hạn chế sự bảo vệ tức thời sau lần cắt đầu tiên Đối với sự

cố vĩnh cửu, bảo vệ cấp thời gian sẽ thực hiện việc cắt rõ ràng sau khi đóng lại, dẫnđến việc cô lập các phần tử sự cố Một số mô hình cho phép một số sự tự đóng lại

và các lần ngắt cấp thời gian sau lần ngắt tức thời đầu tiên, mà có thể dẫn đến sựthiêu rụi và xóa bỏ sự cố bán vĩnh cửu Một lợi ích to lớn nữa của việc ngắt tứcthời là cắt giảm việc bảo trì máy cắt bằng cách giảm nhiệt hồ quang khi xóa bỏ các

sự cố thoáng qua

Khi xem xét các đường dây mà là một phần đường dây trên không và một phầncáp ngầm, bất kỳ quyết định nào để cài đặt tự động đóng lại sẽ bị ảnh hưởng bởibất kỳ dữ liệu được biết như tần số của sự cố thoáng qua Trường hợp một tỷ lệđáng kể của các sự cố này là vĩnh viễn, lợi thế của tự động đóng lại là nhỏ, đặc biệt

là kể từ khi đóng lại trên một sợi cáp bị sự cố có thể làm trầm trọng thêm thiệt hại

4 Các hệ số tác động đến hệ thống tự đóng lại cao áp

Các hệ số ảnh hưởng tới sự lựa chọn thời gian gián đoạn máy cắt, thời gianphục hồi, và số lần tự đóng lại sẽ được thảo luận ngay bây giờ

4.1 Thời gian gián đoạn máy cắt

Một vài hệ số tác động đến sự lựa chọn thời gian gián đoạn máy cắt của hệthống như sau:

a Tính đồng bộ và ổn định của hệ thống

b Loại tải

c Đặc tính máy cắt

d Thời gian khử ion sự cố

e Thời gian reset bảo vệ

Các hệ số này được thảo luận tại những đề mục sau

4.1.1 Tính đồng bộ và ổn định của hệ thống

Để tự đóng lại mà không mất đồng bộ sau một sự cố trên các tuyếndây liên kết, thời gian gián đoạn máy cắt phải được giữ ở mức tốithiểu cho phép phù hợp với khử ion hóa của hồ quang sự cố Các thờigian trễ khác đóng góp vào tổng thời gian hệ thống nhiễu loạn cũngphải được giữ càng ngắn càng tốt Vấn đề chỉ phát sinh trên các mạngphân phối với nhiều hơn một nguồn năng lượng, nơi năng lượng cóthể được đưa vào cả hai đầu của một đường dây liên kết Một ví dụđiển hình là máy phát tích hợp (xem chương "Máy phát điện và sự bảo

vệ Máy phát – Máy biến áp"), hoặc nơi một trung tâm có dân số nhỏvới một nhà máy phát điện diesel cục bộ có thể được kết nối với phầncòn lại của hệ thống cung cấp bởi một đường liên kết đơn

Việc sử dụng bảo vệ tốc độ cao, chẳng hạn như hệ thống bảo vệ đơn

vị hay khoảng cách, với thời gian hoạt động ít hơn 0.05s là cần thiết.Các máy cắt phải có các khoảng thời gian hoạt động rất ngắn và sau

đó có thể tự đóng lại mạch sau một khoảng thời gian gián đoạn máycắt từ 0.3s-0.6s để cho phép sự khử ion hóa hồ quang sự cố

Nó có thể được mong muốn trong một số trường hợp sử dụng kiểm trađồng bộ logic, vì vậy mà tự đóng lại được ngăn cản nếu góc pha đãchuyển ra bên ngoài giới hạn quy định Các vấn đề được giải quyếtđầy đủ hơn trong phần 9 trên hệ thống siêu cao áp

4.1.2 Loại tải

Trên các hệ thống cao áp, vấn đề chính được xem xét trong mối quan

hệ với thời gian gián đoạn máy cắt là sự tác động trên các loại tải tiêuthụ khác nhau

a. Các hộ tiêu thụ công nghiệp

Hầu hết hộ tiêu thụ công nghiệp vận hành tải hỗn hợp gồm động cơcảm ứng, chiếu sáng, điều khiển quá trình và tải tĩnh Động cơđồng bộ cũng có thể được sử dụng Thời gian gián đoạn máy cắt cóthể đủ dài để cho phép các mạch động cơ ngắt ra khi mất nguồn

cung cấp Một khi nguồn cung được phục hồi, sự khởi động lại củathiết bị điều khiển sau đó có thể xảy ra dưới sự chỉ đạo của hệthống điều khiển quá trình một cách an toàn và được lập trình, vàthường có thể đủ nhanh để đảm bảo lượng sản xuất hoặc chấtlượng sản phẩm không bị thiệt hại quá nhiều.

b. Các hộ tiêu thụ gia đình

Một điều không thể xảy ra rằng các quy trình đắt tiền hoặc các điềukiện nguy hiểm sẽ dính đến các hộ tiêu thụ gia đình và điều xemxét chính là sự bất tiện và bồi thường cho sự gián đoạn nguồncung Thời gian gián đoạn máy cắt cỡ vài giây hoặc vài phút là ítquan trọng so với thiệt hại của các thiết bị nấu ăn, sưởi ấm trungtâm, ánh sáng và âm thanh / hình ảnh vui chơi giải trí kết quả từmột sự hư hỏng nguồn cung lâu hơn nữa có thể xảy ra mà không

có sự tự đóng lại

4.1.3 Đặc tính máy cắt

Sự trì hoãn thời gian áp đặt bởi máy cắt trong một hoạt động ngắtmạch và tự đóng lại phải được xem xét, đặc biệt là khi đánh giá khảnăng áp dụng tự động đóng lại tốc độ cao

a. Cơ chế cài đặt lại thời gian

Hầu hết các máy cắt được ‘cắt tự do’, có nghĩa là các máy cắt cóthể bị ngắt trong suốt khoảng đóng Sau khi cắt, một khoảng thờigian chừng 0.2s phải được cho phép đối với các cơ chế cắt tự do đểthiết lập lại trước khi áp dụng một xung đóng Nơi mà tự đóng lạitốc độ cao là bắt buộc, kiểm tra liên động chốt là cần thiết trongcác mạch đóng lại

b. Thời gian đóng

Đây là khoảng thời gian giữa các lần tiếp năng lượng của cơ chếđóng và sự nối mạch Do hằng số thời gian của cuộn dây và quántính của pittông, một cơ chế đóng cuộn dây điện từ có thể mất 0.3s

để đóng Một máy cắt vận hành bằng lò xo, mặt khác, có thể đóng

trong vòng ít hơn 0.2s Các máy cắt chân không hiện đại có thể cóthời gian đóng dưới 0.1s.

Cơ chế máy cắt đặt một thời gian gián đoạn tối thiểu tạo thành từ tổngcủa (a) và (b) trên đây Hình 13.3 minh họa hiệu suất của máy cắt cao

áp hiện đại trong lĩnh vực này Các máy cắt cũ hơn có thể đòi hỏi thờigian dài hơn so với những gì đã đề cập ở đây

Figure 13.3: Typical circuit breaker trip-close operation times

4.1.4 Khử ion

Như đã đề cập ở trên, sự tự đóng lại tốc độ cao thành công đòi hỏi sựgián đoạn của sự cố bởi máy cắt để được theo sau bởi một khoảng thời

gian trễ đủ dài để cho phép không khí ion hóa phát tán Thời gian nàyphụ thuộc vào điện áp hệ thống, nguyên nhân gây ra sự cố, điều kiệnthời tiết và vân vân, như ở điện áp đến 66kV, 0.1s-0.2s là thỏa đáng.Trên các hệ thống cao áp, do đó, thời gian khử ion hóa sự cố là ít quantrọng hơn so với thời gian trễ máy cắt.

4.1.5 Thời gian reset bảo vệ

Nếu thời gian trễ bảo vệ được sử dụng, nó là điều cần thiết mà cácthiết bị thời gian sẽ thiết lập lại đầy đủ trong suốt thời gian gián đoạnmáy cắt, để mà sự phân biệt thời gian chính xác sẽ được duy trì saukhi đóng lại trên một sự cố Thời gian reset của rơle I.D.M.T cơ điện

là 10 giây hoặc nhiều hơn khi vào thiết lập thời gian tối đa, và thờigian gián đoạn máy cắt của ít nhất giá trị này có thể được yêu cầu.Khi yêu cầu thời gian phục hồi máy cắt ngắn, các rơle bảo vệ phảithiết lập lại gần như ngay lập tức, một yêu cầu mà có thể dễ dàng đápứng bằng việc sử dụng các rơle I.D.M.T tĩnh, kỹ thuật số và số

4.2 Thời gian phục hồi

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thiết lập của thời gian phục hồi được đề cậpđến trong những đề mục dưới đây

4.2.1 Loại bảo vệ

Thời gian phục hồi phải đủ dài để cho phép rơle bảo vệ hoạt động khimáy cắt được tự đóng lại với một sự cố vĩnh cửu Dạng bảo vệ phổbiến nhất đối với đường dây cao áp là I.D.M.T hoặc rơle sự cố chạmđất và xác định thời gian quá dòng Thời gian hoạt động tối đa củadạng này với cấp sự cố rất thấp có thể lên đến 30s, trong khi đối với

cấp sự cố của vài sự phân loại thời gian, thời gian hoạt động có thể là10s hoặc ngắn hơn

Trong trường hợp bảo vệ thời gian xác định, cài đặt 3s hoặc ngắn hơn

là phổ biến, tối đa là 10s Thông thường người ta sử dụng thời gianphục hồi khoảng 30s trên mô hình tự đóng lại cao áp Tuy nhiên, cómột mối nguy hiểm đối với việc cài đặt độ dài này là khi có giôngbão, khi tỷ lệ sự cố thoáng qua cao, máy cắt có thể tự đóng lại thànhcông sau một sự cố, sau đó ngắt và khóa lại đối với sự cố thứ hai trongthời gian này Sử dụng một thời gian phục hồi ngắn hơn, 15 giây có

thể cho phép các sự cố thứ hai được xem như là một sự cố riêng biệt,với một sự đóng lại thành công hơn nữa.

Nơi mà mức độ sự cố là thấp, rất khó khăn để chọn IDMT thời giancài đặt để đưa ra sự phân loại thỏa đáng với giới hạn thời gian hoạtđộng trong 15 giây, và vấn đề này sẽ trở thành một câu hỏi lựa chọnthời gian phục hồi tương thích với các yêu cầu IDMT

Nó được phổ biến để phù hợp bảo vệ sự cố chạm đất nhạy để bổ sungbảo vệ bình thường để phát hiện sự cố chạm đất điện trở cao Sự bảo

vệ này không thể có thể được sự ổn định qua các sự cố, và do đó đượcthiết lập để có một thời gian hoạt động lâu hơn so với bảo vệ chính.Thời gian dài này có thể phải được xem xét khi quyết định dựa trênmột thời gian phục hồi Một dây dẫn trên không bị phá vỡ trong tiếpxúc với mặt đất khô hoặc hàng rào gỗ có thể gây ra loại sự cố này Nó

là rất hiếm khi thoáng qua và có thể là một mối nguy hiểm cho côngchúng Do đó, trong thực tế người ta sử dụng một số giao tiếp trênrơle sự cố chạm đất nhạy để ngăn chặn tự động đóng lặp lại và khóamáy cắt

Trường hợp bảo vệ tốc độ cao được sử dụng, thời gian phục hồi 1 giâyhoặc ít hơn sẽ là thích hợp Tuy nhiên, thời gian ngắn như vậy hiếmkhi được sử dụng trong thực tế, để làm giảm trách nhiệm trên máy cắt

4.2.2 Thời gian phục hồi năng lượng

Trong tất cả các trường hợp, các cơ chế ngắt CB sẽ mất thời gian đểphục hồi năng lượng đủ để có thể thực hiện một chuỗi Đóng và ngắt.Thời gian phục hồi không nên được đặt thấp hơn giá trị này Đối vớimột máy cắt tác động bằng cơ cấu lò xo thời gian này có thể là đáng

kể (lên đến 30 giây) và do đó là tham số hạn chế trong việc cài đặtthời gian phục hồi

Đối với các loại cơ chế ngắt khác, thời gian này có thể nhỏ hơn nhiềuliên quan đến việc nạp của tụ điện lưu trữ năng lượng hoặc áp suấtkhí Ở đây thời gian phục hồi sẽ được chi phối bởi các yếu tố khác

4.3 Số lần đóng lại

Không có quy tắc nhất định để xác định số lần đóng lại cho bất kỳ ứng dụng

tự đóng lại cụ thể nào, nhưng một số yếu tố phải được tính đến

4.3.1 Sự giới hạn máy cắt

Sự cân nhắc quan trọng là khả năng của máy cắt để thực hiện một sốhoạt động ngắt và đóng trong một chuỗi liên tiếp nhanh chóng và sựtác động của các hoạt động này vào khoảng thời gian bảo dưỡng.Thời gian bảo dưỡng khác nhau tùy theo loại máy cắt được sử dụng vàdòng sự cố bị phá vỡ khi xóa bỏ mỗi sự cố Sử dụng các rơle số hiệnđại có thể hỗ trợ, vì chúng thường có một tính năng giám sát tìnhtrạng máy cắt bao gồm có thể được sắp xếp để chỉ cho một Trung tâmđiều khiển khi đòi hỏi bảo dưỡng Tự động đóng lại sau đó có thể bịkhóa cho đến khi sự bảo dưỡng đã được thực hiện

4.3.2 Tình trạng hệ thống

Nếu thông tin thống kê về một hệ thống cụ thể cho thấy một tỷ lệ vừaphải sự cố bán vĩnh cửu có thể bị đốt cháy ra trong 2 hoặc 3 khoảngthời gian trễ các lần ngắt, hệ thống đóng lại nhiều lần có thể hợp lý.Điều này thường là trường hợp tại khu vực rừng rậm Một trường hợpkhác là nơi hợp nhất 'tees' được sử dụng và mức độ sự cố thấp, vì thờigian nóng chảy có thể không phân biệt với các rơle IDMT chính Việc

sử dụng một số lần đóng lại sẽ làm nóng cầu chì đến mức mà nó cuốicùng sẽ bị nổ trước khi bảo vệ chính hoạt động

5 Tự đóng lại trên đường dây truyền tải siêu cao áp

Việc xem xét quan trọng nhất trong việc áp dụng tự đóng lại cho đường dây tảiđiện siêu cao áp là việc duy trì sự ổn định và đồng bộ hệ thống Các vấn đề liênquan phụ thuộc vào việc các hệ thống truyền tải là yếu hay mạnh Với một hệthống yếu kém, mất mát của một đường dây truyền tải có thể nhanh chóng dẫn đếnmột góc pha dư trên các CB được dùng để tự đóng lại, do đó cản trở sự tự đóng lạithành công Trong một hệ thống tương đối mạnh, tốc độ thay đổi của góc pha sẽđược làm chậm, do đó trì hoãn tự đóng lại có thể được áp dụng thành công

Một minh họa là đường dây kết nối giữa hai hệ thống điện như hình 13.4

Trong điều kiện thuận lợi, số lượng công suất phát đồng bộ, P, cắt đường congcông suất-góc OAB tại điểm X, cho thấy sự dịch chuyển pha giữa hai hệ thống là

0

Dưới các điều kiện sự cố, đường cong OCB áp dụng, và điểm hoạt động chuyểnđến Y Giả sử công suất đầu vào hằng số cho cả hai đầu của đường dây, lúc này cómột sự tăng công suất XY Kết quả là, điểm hoạt động di chuyển đến Z, với một sựchuyển dịch pha tăng, 1, giữa hai hệ thống Tại thời điểm này, máy cắt ngắt và phá

vỡ các kết nối Sự chuyển dịch pha tiếp tục tăng với tốc độ phụ thuộc vào quán tínhcủa hai nguồn công suất Để duy trì sự đồng bộ, máy cắt phải được tự đóng lạitrong một thời gian ngắn, đủ để ngăn chặn góc pha vượt quá 2 Nếu góc này nhưvậy thì diện tích (2) vẫn lớn hơn diện tích (1), đó là điều kiện để duy trì tính đồngbộ

Figure 13.4: Effect of high-speed three-phase auto- reclosing on system stability for a weak system

Ví dụ này, cho một hệ thống yếu kém, cho thấy rằng việc áp dụng thành công tựđóng lại trong một trường hợp như vậy cần bảo vệ tốc độ cao và máy cắt, và mộtthời gian gián đoạn máy cắt ngắn Trên các hệ thống mạnh, đồng bộ không thể bịmất do sự ngắt ra khỏi một đường dây đơn Đối với các hệ thống như vậy, cách giảiquyết thay thế trì hoãn tự đóng lại có thể được thông qua Điều này cho phép sựdao động công suất trên hệ thống, kết quả từ sự cố, sụp đổ trước khi sự tự đóng lại

cố gắng diễn ra

Các yếu tố khác nhau được xem xét khi sử dụng mô hình tự đóng lại siêu cao ápđang được xử lý Các mô hình tự đóng lại trì hoãn và tốc độ cao được thảo luậnmột cách riêng biệt

6 Tự đóng lại tốc độ cao trên hệ thống siêu cao áp

Yêu cầu đầu tiên đối với các ứng dụng tự đóng lại tốc độ cao là kiến thức vềthời gian hệ thống bị nhiễu loạn có thể được cho phép mà không làm mất sự ổnđịnh hệ thống Điều này thường sẽ đòi hỏi nghiên cứu ổn định quá độ được tiếnhành cho một định nghĩa thiết lập cấu hình hệ thống điện và điều kiện sự cố Vớikiến thức về bảo vệ và đặc tính hoạt động máy cắt và thời gian khử ion hóa hồquang sự cố, tính khả thi của tự đóng lại tốc độ cao có thể được đánh giá Nhữngyếu tố này sẽ được thảo luận ngay bây giờ

6.1 Đặc tính bảo vệ

Việc sử dụng các thiết bị bảo vệ tốc độ cao, chẳng hạn như mô hình bảo vệkhoảng cách hay bảo vệ bộ phận, cho thời gian hoạt động ít hơn 50ms, làđiều cần thiết Cùng với máy cắt tác động nhanh, bảo vệ tốc độ cao làm giảmthời gian của hồ quang sự cố và tổng thời gian hệ thống bị nhiễu loạn

Điều quan trọng là các máy cắt ở cả hai đầu của một đường dây sự cố nênđược ngắt càng nhanh càng tốt Thời gian mà đường dây vẫn đang đượccung cấp từ một đầu đại diện cho một sự giảm hiệu quả trong thời gian giánđoạn máy cắt, và cũng có thể gây nguy hiểm cho khả năng tự đóng lại thànhcông Khi bảo vệ khoảng cách được sử dụng, và sự cố xảy ra gần một đầucủa đường dây, biện pháp đặc biệt phải được chấp nhận để đảm bảo việcngắt đồng thời ở mỗi đầu Chúng được mô tả tại mục 8

6.2 Khử ion hóa hồ quang sự cố

Điều quan trọng là phải biết thời gian được cho phép hoàn tất sự khử ion hóa

hồ quang, để ngăn chặn việc hồ quang bật cháy trở lại khi điện áp được ápdụng lại

Thời gian khử ion hóa của một hồ quang không kiểm soát, trong không khí

tự do phụ thuộc vào điện áp mạch, khoảng cách giữa các dây dẫn, dòng sự

cố, thời gian sự cố, tốc độ gió và điện dung phối hợp từ các dây dẫn lân cận.Trong số này, điện áp mạch là quan trọng nhất, và như một quy luật chung,điện áp càng cao thì thời gian cần thiết cho sự khử ion hóa càng dài Một sốgiá trị điển hình được cho trong bảng 13.1

Table 13.1: Fault-arc de-ionisation times

Nếu ngắt mạch một pha và tự động đóng lại được sử dụng, điện dung tương

hỗ giữa các pha bình thường và pha sự cố có xu hướng duy trì hồ quang và

do đó kéo dài thời gian gián đoạn máy cắt yêu cầu Đây là một vấn đề đặcbiệt trên đường dây truyền tải siêu cao áp khoảng cách xa

6.3 Đặc điểm máy cắt

Các mức sự cố cao tham gia vào hệ thống siêu cao áp áp đặt một nhiệm vụrất nặng nề trên các máy cắt được sử dụng ở mô hình tự đóng lại tốc độ cao.Các chu kỳ ngắt được chấp nhận của break-make-break đòi hỏi các máy cắtngắt các dòng sự cố, tự đóng lại mạch sau một thời gian trễ lên tới 0.2s và

sau đó ngắt dòng sự cố một lần nữa nếu sự cố vẫn tồn tại Các loại máy cắtthường được sử dụng trên các hệ thống siêu cao áp là dầu, khí nén và cácloại SF6.

6.3.1 Máy cắt dầu

Máy cắt dầu được sử dụng cho điện áp truyền tải lên đến 300kV, và cóthể được chia thành hai loại: ‘nhiều dầu’ và ‘ít dầu’ Sau đó là mộtthiết kế nhằm giảm nguy cơ hỏa hoạn liên quan với khối lượng lớndầu chứa trong các máy cắt nhiều dầu

Các cơ chế hoạt động của máy cắt dầu có hai loại, ‘ngắt cố định’ và

‘ngắt tự do’, trong đó dạng sau là phổ biến nhất Với các loại ngắt tự

do, chu trình tự đóng lại phải có thời gian cho cơ chế để cài đặt lại saukhi ngắt trước khi áp dụng các xung đóng

Cách thức đặc biệt phải được thông qua để có được thời gian giánđoạn máy cắt ngắn cần thiết cho tự động đóng lại tốc độ cao Nhiềuloại hình cơ chế ngắt đã được phát triển để đáp ứng yêu cầu này

Ba loại cơ chế đóng được trang bị cho máy cắt dầu là:

i nam châm điện

ii lò xo

iii khí nén

Máy cắt với cơ chế đóng bằng nam châm điện không phù hợp với tựđộng đóng lại tốc độ cao do thời gian dài liên tục tham gia Lò xo, cơchế đóng cửa thủy lực hoặc khí nén là phổ biến ở cuối phía trên củadãy siêu cao áp và cho thời gian đóng nhanh nhất Hình 13.3 cho thấythời gian hoạt động đối với nhiều loại khác nhau của các máy cắt siêucao áp, bao gồm cả thời gian gián đoạn máy cắt có thể đạt được

6.3.2 Máy cắt khí nén

Máy cắt khí nén đã được phát triển cho điện áp lên tới mức cao nhấthiện nay sử dụng trên đường dây truyền tải Họ chia thành hai loại:

a máy cắt đầu điều áp

b máy cắt không đầu áp lực