CHƯƠNG 8 BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO SỰ CỐ CHẠM PHA SỰ CỐ CHẠM ĐẤT

Bảo vệ chống dòng dư thừa 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 vềBảo vệ chống dòng dư thừa 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

Trang 2

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

Phần thuyết trình

Trang 3

3 Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng

4 Chuẩn I.D.M.T quá dòng rơle

5 Kết hợp I.D.M.T và rơle cắt nhanh

Trang 4

10 Relay Current Setting

11 Relay Time Grading Margin

12 Recommended Grading Intervals

6 Đặc tuyến VI, quá dòng rơle

7 Extremely Inverse (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

Trang 6

- Bảo vệ chống dòng dư thừa 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

• Ứng dụng rơle quá dòng yêu cầu kiến thức về sự cố

thể phát sinh trong từng phần của mạng điện Yêu cầu các dữ liệu cần thiết là:

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 xuất tuyến

iii) Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của dòng ngắn

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

Trang 10

• 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

Trang 12

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 sẽkhắc phục sự cố trước khi các rơle tại C, D và E có thờigian để hoạt động

Thời gian t1 khoảng thời gian giữa mỗi lần thiết lập rơle

phải đủ dài để đảm bảo các rơle ở vị trí đầu nguồn khônghoạt động trước khi các máy cắt đã cắt và khắc phục sự cố

Trang 13

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 nguồn và các sự cố

• Do đó, các rơle kiểm soát các bộ phận ngắt mạch khác nhau được thiết lập để hoạt động ở các giá trị phù hợp giảm dần

Trang 15

3 Nguyên tắc thời gian/phân loại 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

Trang 16

• Giả sử có 1 sự cố tại F4, dòng ngắt mạch tức thời đc xác định:

Trang 17

Tương tự với một sự cố xảy ra ở F3, dòng ngắn mạch được

xác định:

3(𝑍𝑆 + 𝑍𝐿1 + 𝑍𝐿2) (𝐴)Như vậy, giả định mức độ sự cố nguồn 250MVA:

3(0.485 + 0.24 + 0.04) = 8300(𝐴)Ngoài ra, giả định mức độ sự cố nguồn 130MVA:

Trang 18

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

Trang 19

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

là tỷ lệ nghịch với mức độ sự

Trang 20

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

TMS: hệ số nhân thời gian

𝐼𝑟 = 𝑑ò𝑛𝑔 𝑠ự 𝑐ố

Trang 22

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 23

Trang 25

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

Trang 26

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

Nguyễn Minh Tựu

Trang 27

8 Đặc điểm khác của Rơle

Đường cong người dùng định nghĩa có thể được cung

cấp ở một số loại rơle kỹ thuật số hoặc rơle số Nguyên tắc chung là người dùng nhập vào một loạt các dòng điện /thời gian phối hợp được lưu trữ trong bộ nhớ của rơle

Rơle Kỹ thuật số và rơle số có thể xác định trước các

chức năng sử dụng kỹ thuật số (rơle) I/O được cung cấp

để thực hiện các yêu cầu chuẩn như lỗi CB và giám sát

mạch chuyến đi Điều này tiết kiệm việc cung cấp các

rơle riêng biệt hoặc PLC (Programmable Logic

Trang 28

9 Thời gian quá dòng độc lập

Rơle quá dòng thường cũng được cung cấp với các yếu

tố đặc tính có 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 thay đổi của sự cố

Nguyễn Minh Tựu

Trang 30

10 Thiết lập dòng trong Rơle

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

các thiết lập của rơle

Nguyễn Minh Tựu

https://electricalnotes.files.wordpress.com/

2012/11/screenhunter_01-nov-01-22-40.gif

Trang 31

11 Thời gian phân cấp độ dự trữ biên của 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 độ dự trữ biên(grading margin)

Nếu “grading margin” 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 32

11 Thời gian phân cấp độ dự trữ biên của rơle

“Grading margin” phụ thuộc vào các yếu tố:

1/ thời gian ngắt dòng sự cố của CB

2/ sai số rơle thời gian

3/ “overshoot time”: 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/ sai số trong quá trình hoạt động

Nguyễn Minh Tựu

Trang 34

12 Giới thiệu các loại phân cấp thời gian

12.1 Phân cấp: Rơle sau Rơle

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 “grading margin” 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.

Nguyễn Minh Tựu

Trang 35

12.1 Phân cấp: Rơle sau Rơle

Trang 36

12.1 Phân cấp: Rơle tới rơle

Khoảng thời gian phân cấp nhỏ nhất, t’, có thể được tính như sau:

Ví dụ, t = 0.5s, khoảng thời gian 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

Nguyễn Minh Tựu

Trang 37

12.2 Phân cấp: cầu chì sau cầu chì

Thời gian hoạt động của cầu chì là gồm thời gian tiền hồ quang và thời gian hồ quang của các phần tử tan chảy,

mà nó theo định luật law ( I2t) vì thế, để đạt được sự

phối hợp giữa 2 cầu chì nối tiếp, nó cần thiết để đảm bảo rằng tổng I2t được thực hiện bởi các cầu chì nhỏ hơn chứ không phải lớn hơn giá trị tiền hồ quang của cầu chì lớn hơn Nó được thành lợp bởi các thử nghiệm thỏa mãn

phân cấp giữa 2 cầu chì nói chung sẽ đạt được nếu tỉ số

Trang 38

12.3 Phân cấp: Cầu chì tới rơle

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

phòng tích cực trước cầu chì và không ngược lại Nếu

cầu chì 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 cầu chì.

Nguyễn Minh Tựu

Trang 40

12.3 Grading:Rơle tới cầu chì

Nguyễn Minh Tựu

2animated-111004181708-

http://image.slidesharecdn.com/ecng6503- 728.jpg?cb=1317752349

Trang 41

13 Tính toán sự cố pha cài đặt 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

Trang 42

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

Trang 43

sau gần nguồn hơn sẽ có thời

gian làm việc lớn hơn thời

gian làm việc lớn nhất của

Trang 44

• Đặc tính thời gian của bảo vệ thứ n

mạch ở điểm tính toán

• Dòng bảo vệ có đặc tính thời gian

phụ thuộc có thể giảm thấp hơn so

với bảo vệ có thời gian độc lập

• Nhược điểm: thời gian làm việc

tăng lên khi dòng ngắn mạch gần

bằng dòng khởi động

Webdien-bảo vệ rơle và tự động hóa chương 2

trang 13

Trang 45

Đánh giá bảo vệ dòng cực đại:

- Bảo vệ dòng cực đại chỉ đảm bảo được tính chọn lọc trong cácmạng hình tia có một nguồn cung cấp, khi có 2 nguồn cung cấp,yêu cầu chọn lọc không được thỏa mãn cho dù máy cắt và bảo vệđược đặt ở cả 2 phía của đường dây

- Càng gần nguồn thời gian làm việc của bảo vệ càng lớn Ở cácđoạn gần nguồn cần phải cắt nhanh ngắn mạch để đảm bảo sự làmviệc liên tục của phần còn lại của hệ thống điện, trong khi đó thờigian tác động của các bảo vệ ở các đoạn này lại lớn nhất

Trang 46

13.2 Rơle bảo vệ dòng cắt nhanh

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

Webdien-bảo vệ rơle và tự động hóa chương 2 trang 15

Trang 47

Trang 48

Hiện tượng khởi động không đồng thời:

- Nếu giữa các trạm A,B ngoài đường dây được bảo vệ ra còn có các mạch liên lạc vòng phụ khác thì có thể xảy ra hiện tượng

khởi động không đồng thời giữa các bảo vệ đặt ở 2 đầu A,B của đường dây và chiều dài vùng bảo vệ có thể tăng lên

- Hiện tượng mà một bảo vệ chỉ bắt đầu khởi động sau khi một bảo vệ khác đã khởi động và cắt máy cắt được gọi là hiện tượng khởi động không đồng thời Khi kể đến tác động không đồng

thời, BVCN thậm chí có thể bảo vệ được toàn bộ đường dây có nguồn cung cấp 2 phía

Trang 49

- 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

Trang 50

- 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,

14.1 Kết nối rơle vuông góc 900

Webdien-bảo vệ rơle và tự động hóa chương 3 trang 28

Trang 51

ngược kim đồng hồ Trong trường

hợp này, độ nhạy lớn nhất của rơle

trung tính Kết nối này một miền

- Độ nhạy tại hệ số công suất đơn

14 Bảo vệ dòng có hướng

14.1 Kết nối rơle vuông góc 900

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

Trang 52

ngược kim đồng hồ Trong trường

hợp này, độ nhạy lớn nhất của rờ le

trung tính Kết nối này là một miền

- Độ nhạy tại hệ số công suất đơn

Trang 53

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

Trang 54

• 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 55

• Chiều mũi tên chỉ chiều dòng

điện khiến rơle hoạt đông

• Ngắt kết nối với nguồn sẽ

được thực hiện theo thời gian

Trang 56

- Trong các mạng vòng có sốnguồn cung cấp lớn hơn một tínhchọn lọc không thể đảm bảo vì không thể chọn thời gianlàmviệc theo nguyên tắc bậc thang Bảo vệ cũng không đảm bảochọn lọc trong các mạng vòng có một nguồn cung cấp có đườngchéo không đi qua nguồn

Trang 57

9.20 Ví dụ của phân cấp dòng điện và thời gian

 Trong mục này cung cấp

chi tiết việc phân cấp

dòng điện/thời gian của

một số mạng điện ví dụ,

để mà minh họa cho quá

trình tính toán cài đặt rơle

và phân cấp rơle Chúng

được dựa trên một rơle

quá dòng số hiện đại thể

hiện ở hình 9.28 với dữ

Trang 58

 Công tắc tơ trong chuỗi cầu chì

rằng cầu chì hoạt động trước công tắc

tơ cho dòng vượt quá giá trị này Biến

tồn tại với dòng phía thứ cấp là 5A,trong khi các biến dòng còn lại là mớivới phía thứ cấp là 1A

 Rơle 5 là bảo vệ nguồn hữu ích, vàđược yêu cầu phải được cài đặt bằngcách sử dụng đặc tính SI để đảm bảo

sự phân cấp với những rơle thượngnguồn

Định dạng
Số trang	122
Dung lượng	5,33 MB