chuong 8 bảo vệ đường dây

Thường dùng để BV chống NM nhiều pha, 1 pha chạm đất, mạng phân phối, hệ thống công nghiệp và một số đường dây truyền tải công suất nhỏ.. CÁC HỆ THỐNG BV ĐƯỜNG DÂY DÀI, UCAO, PLỚNRơle MC

CHƯƠNG 8:

BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY

I TỔNG QUÁT:

Có thể BV đường dây theo nguyên tắc dòng điện, khoảng cách, so lệch

BV theo nguyên tắc dòng điện: đơn giản, kinh tế, dễ bảo trì và thay thế Thường dùng để BV chống NM nhiều pha, 1 pha chạm đất, mạng phân phối, hệ thống công nghiệp và một số đường dây truyền tải công suất nhỏ

BV khoảng cách dùng làm BV chính chống NM nhiều pha và BV dự trữ cho đường dây truyền tải Nó có ưu điểm hơn BV dòng điện do không ảnh hưởng nhiễu khi thay đổi INM, nguồn phát hay cấu trúc lưới

BV so lệch đường dây (pilot) có nguyên lý làm việc tốt nhất Được dùng khi

có yêu cầu cắt nhanh đối với mọi dạng NM ở bất kỳ vị trí sự cố nào

II CÁC HỆ THỐNG BV ĐƯỜNG DÂY DÀI, UCAO, PLỚN

Rơle

MC1 MC3

MC2 MC4

Rơle

Thiết bị thông tin Kênh thông tin Thiết bị thông tin

Sơ đồ cấu trúc hệ thống bảo vệ pilot

Đối với các HT siêu cao áp, có chứa các MBA công suất lớn Nếu dùng các bảo vệ đơn giản hoặc tác động có thời gian có thể gây mất ổn định HT.

HT pilot là HT sử dụng một đường thông tin để gửi tín hiệu từ rơle ở đầu đường dây này tới đầu kia Cả hai rơle làm việc trên cơ sở quan sát từ hai đầu phần tử cần BV

HT pilot khắc phục được một số nhược điểm của BVKC như:

• BV không tức thời trong các đường dây nhiều đầu

• Hỗ cảm thứ tự không trong các đường dây song song

• Sự không đồng nhất theo các tụ nối tiếp

1 Khái niệm chung về BV pilot.

Làm việc

Làm việc

Nếu đường dây dài,

điện trở của dây pilot

1.2 Hệ thống pilot sóng mang tần số cao trên đường dây tải điện (h8.5/151)

Loại này, tín hiệu từ một rơle đến rơle khác được truyền qua đường dây truyền tải năng lượng bằng tần số sóng mang

Việc liên kết thông qua bộ điều hướng đường dây và biến điện áp tụ điện liên kết (CVT) Nhờ phối hợp trở kháng bởi các bộ lọc mà tín hiệu pilot chỉ di chuyển trên đường dây truyền tải điện

1.3 Hệ thống pilot vi sóng (h8.6/152)

Tín hiệu BV được truyền đi nhờ dùng thông tin vi sóng giữa các đầu đường dây.Sóng âm qua thiết bị điều biên và giải điều biên rồi truyền tới đầu khác bằng vi sóng

Hệ thống vi sóng lợi dụng các trạm trung gian có sẵn ở vị trí cao để tăng khoảng cách và giảm tổng chi phí

1 Khái niệm chung về BV pilot.

1.4 Hệ thống pilot sợi quang (h8.6/152)

Thay vì truyền tín hiệu bằng sóng mang vi ba thì sử dụng cáp quang Nguyên

lý và sơ đồ giống như hệ thống pilot vi sóng

Ba hệ thống pilot có dòng sóng mang trên đường dây truyền tải, vi sóng, sợi

quang có cùng chung đặc điểm cung cấp đường dẫn thông tin giữa các rơle đặt tại hai đầu dây truyền tải

2 Phân loại BV pilot.

Gồm hai loại cơ bản:

Sơ đồ BV toàn phần và sơ đồ

bảo vệ không toàn phần

1 Khái niệm chung về BV pilot.

Các sơ đồ

BV pilot

Các sơ đồ toàn phần

Các sơ đồ không toàn phần

hướng

cách

3 Các sơ đồ pilot không toàn phần.

Sơ đồ truyền cắt: rơle tại mỗi đầu sẽ phát hiện sự cố trong vùng BV của mình

Khi có sự cố sẽ gửi tín hiệu tác động đến đầu đối diện (khi có sự cố mới gửi tín hiệu)

Sơ đồ truyền khoá: rơle tại mỗi đầu luôn gửi tín hiệu ngăn chăn rơle đầu đối

diện tác động Khi phát hiện sự cố thì tín hiệu này gián đoạn và rơle đầu đối diện sẽ tác động (luôn gửi và nhận tín hiệu cho đến khi có sự cố)

Rơle

MC1 MC3

MC2 MC4

Rơle

Thiết bị thông tin Kênh thông tin Thiết bị thông tin

3 Các sơ đồ pilot không toàn phần.

3.2 Sơ đồ pilot dùng rơle khoảng cách. X

RR

Z1

Z2

Z3

BV khoảng cách đặc tính MHO vốn là

BV có hướng Kết hợp với việc truyền

tín hiệu cho phép cắt nhanh cả đường

Hệ thống cho phép giám sát tín hiệu liên động truyền xa để xác định sự cố

xảy ra được phát hiện là trong vùng II hay vùng III

Z

Zone 1 Zone1X

Zone1Y

Zone 2 Zone 3

Zone 1

Zone1X

Zone1Y Zone 2

Zone 3

Zone 1

A

B

TZ2 TZ3

1 TZ1X

TZ1Y

RELAY A

TRIP A Z1,(Z1X),(Z1Y)

OR

TZ1X TZ1Y

Z

Zone 1 Zone1X

Zone1Y

Zone 2 Zone 3

Zone 1

Zone1X

Zone1Y Zone 2

Zone 3

Zone 1

A

B

Z1 EXT,Z1X

1

1

TZ2 TZ3

1 TZ1X

TZ1Y

RELAY A

TRIP A Z1,(Z1X),(Z1Y)

OR

TZ1X TZ1Y

Z1 ,(Z1X),(Z1Y)

TRIP B

OR

Z1Y

TZ2 TZ3

OR

TZ1X TZ1Y

AND

CRX CTX 1 Z1

KÊNH TÍN HIỆU

Z1,(Z1X),(Z1Y)

Z1Y

1

TZ2 TZ3

OR

TZ1X TZ1Y

CRX CTX OR &

OR

Z

Zone 1 Zone1X

Zone 3

A

B

KÊNH TÍN HIỆU

Z1Y

Z1,(Z1X),(Z1Y)

OR

TZ2 TZ3

Z1,(Z1X),(Z1Y)

OR

TZ2 TZ3

OR

TZ1X TZ1Y

AND

CRX

CTX 1 CB

OPEN AND

Sơ đồ truyền cắt dưới tầm định hướng

Sơ đồ truyền cắt dưới tầm cho phép

Sơ đồ truyền cắt quá tầm cho phép

Sơ đồ truyền cắt quá tầm cấp I

Sơ đồ bảo vệ pilot truyền khoá

4 Các sơ đồ pilot bảo vệ toàn phần.

Các sơ đồ BV toàn phần đo dòng vào phần tử BV tại các đầu của nó và quyết định tác động dựa trên sưn so sánh của các dòng đó

4.1 Các sơ đồ so sánh pha.

Có các loại sơ đồ so sánh pha thông dụng sau:

-So sánh pha đơn

-So sánh pha kép

-So sánh pha riêng biệt

a Sơ đồ khóa so sánh pha đơn.

0

bộ thu bộ thu

AND 4

1 0 1 0 1 0 1 0

Tín hiệu tại chỗ vào AND

Tín hiệu ra bộ thu

Tín hiệu bộ thu vào AND

Tín hiệu xuất AND

a Sơ đồ khóa so sánh pha đơn.

So sánh ½ chu kỳ dòng điện Là một dạng đơn giản của sơ đồ khóa so sánh pha

mà chỉ cần một kênh truyên PLC on-off Hai bộ FD1 và FD2 gọi là bộ phát hiện

sự cố Với đường dây truyền tải tới 150Km thì FD2 được chỉnh bằng 120%FD1

và khoảng 200% khi đường dây dài hơn

Sóng dương tại chỗ

AND1 AND2

0

bộ thu bộ thu

AND1 AND2 OR

AND3 4

0

Nhận dạng sự cố

Báo hiện

Báo hiện

Sóng âm tại chỗ

Sóng dương tại

chỗ

Sóng âm tại chỗ điểm

khoảng

điểm khoảng

Tri p

bộ phát bộ phát

b Sơ đồ khóa so sánh pha kép.

b Sơ đồ khóa so sánh pha kép.

Thực hiện các phép so sánh pha trên cả hai nửa chu kỳ của sóng dòng nên tác động nhanh hơn so đồ so sánh pha đơn

Loại sơ đồ này đòi hỏi kênh truyền kép với một tần số cho mỗi đầu đường dây

Sơ đồ dùng thiết bị di tần tại mỗi đầu đường dây, một tần số được gọi là điểm và một tần số khác được gọi là khoảng

1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

1 0 1 0 1 0

Sóng tại chỗ (nửa chu kỳ dương)

Tín hiệu ra bộ thu (điểm).

Tín hiệu ra (AND1).

Sóng tại chỗ (nửa chu kỳ âm).

Tín hiệu ra bộ thu (khoảng).

Tín hiệu ra (AND2).

Tín hiệu ra OR.

Tín hiệu xuất tác động.

c Sơ đồ so sánh pha riêng biệt.

Để giải quyết các vấn đề và BV của các đường dây bù nối tiếp và các ứng dụng khác bị ảnh hưởng bởi sự méo dạng sóng Vì các đường dây có tụ bù nối tiếp có thể gây ra:

-Đảo ngược điện áp gây ra bởi các kháng trở âm do tụ bù nối tiếp

-Sự bất đối xứng pha do vận hành nối tắt và đóng lại của hệ thống tụ

-Các tần số khác thường 20-400Hz trong suốt thời điểm trước và sau sự cố

Một số ưu điểm của sơ đồ so sánh pha riêng biệt

-Loại bỏ ba vấn đề liên quan đến các đường dây có bù nối tiếp

-Vận hành tốc độ cao, dựa theo tính đa dạng góc giữa các pha và loại bỏ các bộ lọc được đòi hỏi trong các sơ đồ so sánh pha

-Tần số cơ bản được cung cấp từ cả bốn thiết bị logic độc lập Bất kỳ một trong chúng được thiết kế để phát hiện một sự cố và tác động đường dây

Một số ưu điểm về phương pháp

-Loại bỏ ba vấn đề liên quan đến các đường dây có bù nối tiếp

-Vận hành tốc độ cao, dựa theo tính đa dạng góc giữa các pha và loại bỏ các bộ lọc được đòi hỏi trong các sơ đồ so sánh pha

-Tần số cơ bản được cung cấp từ cả bốn thiết bị logic độc lập Bất kỳ một trong chúng được thiết kế để phát hiện một sự cố và tác động đường dây

So sánh pha riêng biệt cũng có thể được dùng cho BV của các đường dây song song với các ưu điểm sau:

-Cắt tức thời các sự cố kép liên quan đến cả hai đường dây

-Không bị ảnh hưởng bởi hỗ cảm

-Tính chọn lọc pha cho tất cả các loại sự cố đơn và phức

III ĐƯỜNG DÂY SONG SONG

IV ĐƯỜNG DÂY RẼ NHÁNH.

Là các đường dây có ba hay nhiều đầu, có thể là tải hoặc MF

Những đầu tải gọi là nhánh rẽ

Loại đơn giản nhất là ba nhánh thường gặp trong thực tế

4.1 bảo vệ pilot dây dẫn

phụ.

Kết hợp rơle với mạch AC là loại nhanh, rẻ tiền Nó không nhạy cảm với độ dao độngc công suất, đơn giản và độ tin cậy cao

Khuyết điểm là bị giới hạn bởi chiều dài đường dây

Điện trở mạch pilot tăng theo chiều dài đường dây, xác suất hở mạch tăng

Dung dẫn dọc theo chiều dài dây dẫn cũng tăng và có khuynh hướng tạo thành vòng NM AC trên mạch pilot

Giảm độ nhạy và tác động sai khi NM ngoài nếu điện trở và tụ điện mạch lilot

IV ĐƯỜNG DÂY RẼ NHÁNH.