BÀI GIẢNG: RƠ LE TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHƯƠNG 2

BV QD CÓ THỜI GIAN: TIME OVERCURRENT PROTECTION• Không tác động sai • Tránh các dòng quá độ cho phép 4.1.1 Dòng khởi động Vùng sự cố Vùng làm việc... • Xét sơ đồ mạng như hình trên, việc

CHƯƠNG II: BẢO VỆ QUÁ

DÒNG: (OVERCURRENT

NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC

• SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

1 NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC:

• Phân biệt thành hai vùng

Vùng rơ le làm việc

2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: (PRINCIPLE SCHEME)

-2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: (PRINCIPLE SCHEME)

Đi cắt 1MC

2BI 1MC

5T h

Hình 2.3

+ +

-Sơ đồ khối rơ le quá dòng: (Block scheme of overcurrent relays )

Đi cắt

BI lườ Đo

ng

Bộ Logi c

Thời gian hiệ Tín

u

Chấ

p hàn h

Tín hiệu cắt

Ccao

8085A Bộ vi xử lí Kit Cổng

Cthấp

Cổng B

Chuyể

n đổi A/D

ADC 0800

Chọ

n kênh AM 3705

C.lư u

Biến đổi I/U

BI

C.lư u

BI Biến

đổi I/U

Hình 2.4

Sơ đồ khối rơ le quá dòng: (Block scheme of overcurrent relays )

RI RT

MC

5 1

RG

MC

Hình 2.5

3 PHÂN LOẠI: (CLASSIFY)

• THEO THỜI GIAN ( TÍNH DỰ TRỮ ):

_ BVQD (51) Có hai loại :

BV quá dòng có khóa điện áp

4 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ:

• Dòng khởi động

• Thời gian bảo vệ

• Độ nhạy

4.1 BV QD CÓ THỜI GIAN

4.1 BV QD CÓ THỜI GIAN: (TIME OVERCURRENT PROTECTION)

• Không tác động sai

• Tránh các dòng quá độ cho phép

4.1.1 Dòng khởi động

Vùng sự cố

Vùng làm việc

• Ikđ > Iqd( đóng DZ )

Ikđ = KatKmm Ilvmax

• Itv > Iqd(cắt NM ngoài) Iqd =

Imm = Kmm Ilvmax

4.1.1 Dòng khởi động

kd

tv tv

mm

at kds I

kds kdt

kdRL

n

I K

4.1.1 Dòng khởi động

• Đảm bảo tính chọn lọc: a/ BV có đặc tính thời gian độc lập b/ BV có đặc tính thời gian phụ thuộc

4.1.2 Thời gian làm việc của BV

• Thời gian làm việc tBV = const.

• Phối hợp theo cấp thời gian (nguyên tắc bậc thang) t(n-1) = max { tn } + ∆ t.

a) BV có đặc tính thời gian độc lập

tBV

I t

Hình 2.8

a) BV có đặc tính thời gian độc

lập: (DEFINITE TIME OVERCURENT

• Xét sơ đồ mạng như hình trên, việc chọn thời gian làm việc của các bảo vệ được bắt đầu từ bảo vệ của đoạn đường dây xa nguồn cung cấp nhất, tức là từ các bảo vệ BV4 và BV4’ Giả thiết thời gian làm việc của các bảo vệ tương ứng là tnh4 và tPT.

• Thời gian làm việc tBV3 của BV3 được chọn lớn hơn thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ tại trạm D một bậc t Nếu tPT > tnh4 thì tBV3 = tPT + t

• Thời gian làm việc của bảo vệ ở trạm B cũng tương tự, ví dụ nếu có tnh3 > tBV3 thì tBV2 = tnh3 + t

• Trường hợp tổng quát, đối với bảo vệ của đoạn thứ n thì:

tn = t (n-1)max + t

Với t (n-1)max: thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ ở đoạn thứ n-1 (xa nguồn hơn đoạn thứ n)

b/ BV có đặc tính thời gian phụ thuộc

• Chọn thời gian làm việc của bảo vệ có hai yêu cầu khác nhau do giá trị

bội số dòng ngắn mạch ở cuối đoạn được bảo vệ so với dòng khởi

động:

• Khi bội số dòng lớn, bảo vệ làm việc ở phần độc lập của đặc tính

thời gian: lúc ấy thời gian làm việc của các bảo vệ được chọn giống

như bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập

• Khi bội số dòng nhỏ, bảo vệ làm việc ở phần phụ thuộc của đặc

tính thời gian: trong trường hợp này, sau khi phối hợp thời gian làm

việc của các bảo vệ kề nhau có thể giảm được thời gian cắt ngắn

I1 I2

t2

Hình 2.11

b/ BV có đặc tính thời gian phụ

PROTECTION)

đặc tính của rơ le cảm ứng

đặc tính của rơ le số

tiêu chuẩn I.E.C; A.N.S.I

) (

1

A I

û

ù í

ị

ĩ

+ -

=

I*

t (s)

Hình 2.12

✭ Đặc tính thời gian phụ thuộc

IEEE Tiêu chuẩn 0.00342 0.00262 0.02 13.3001 0.67 399.0

-VI IEEE -Rất dốc 3.88 0.0963 2 7.3805 0.37 221.4

I IEEE - Dốc 5.95 0.18 2 4.165 0.21 124.9

EI IEEE

-Cực dốc 5.67 0.0352 2 10.814 0.54 324.4

• Khả năng phân biệt tình trạng sự cố để tác động

• Kn = INmin / IKĐ

• Giới hạn độ nhạy

2.4.3_Độ nhạy của BV

IN = IKDN

Vùng BV

chính Vùng khởi động

Hình 2.14

FCO laø moôt thieât bò ñoùng caĩt vaø bạo veô raât thođng dúng tronglöôùi phađn phoâi

nhôø tính kinh teâ, ñôn giạn vaø hieôu quạ

cụa noù Loái thođng dúng nhaât laø thieât bò bạo veô dáng töï rôi Khi dađy chạy ñöùt, cô caâu cô khí seõ laøm boô phaôn tieâp ñieơm

ñoông töï ñoông rôùt xuoâng nhö ñöôïc minh hóa trong hình 2.10.

Bảo vệ quá dòng bằng cầu chì tự rơi: (FCO)❊ FCO: (Fuse cut-out)

Sứ

đỡ

Sứ đỡ đầu dây Tiếp điểm lò xo

Giá lắp đặt

Đầu dây

Giá cầu chì

Mắt nối mở dây chả y

Hình 2.15: Một số loại cầu chì tự rơi _FCO

5 BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH:

(INSTANTANEOUS OVERCURRENT PROTECTION) 5.1 BVCN cho đường dây 1 nguồn

cung cấp

INngmax

N Vùng BV

Ikd

Vùng tác động

I

Hình 2.16

• Bảo vệ làm việc với t ≈ 0

• Tính chọn lọc đảm bảo theo vùng làm việc, thể hiện qua cách chọn dòng khởi động:

IKĐ = Kat INngmax

5.2 BVCN cho đường dây có 2 nguồn cung cấp

INngmaxA

N

Ikd

Vùng BV không tác động

• Bảo vệ được đặt cả hai phía đường dây Khi ngắn mạch ngoài tại NA thì dòng ngắn mạch là INngmaxA, khi ngắn mạch ngoài tại NB thì dòng ngắn mạch là INngmaxB Trên hình vẽ ta thấy INngmaxA>INngmaxB Dòng khởi động chọn giống nhau cho cả hai phía:

IKĐ = kat INngmaxA

 Ngắn mạch trong đoạn lCNA chỉ có BVCN phía A tác động

 Ngắn mạch trong đoạn lCNB chỉ có BVCN phía B tác động

 Khi ngắn mạch trong đoạn giữa thì không có BVCN nào tác động Tuy nhiên nếu (lCNA + lCNB) > l thì khi ngắn mạch ở đoạn giữa cả hai BVCN sẽ cùng tác động

Hçnh 2.19

7 BVQD CÓ KHÓA ĐIỆN ÁP:

– 2RU<: rơ le kiểm tra điện áp giảm

– tăng độ nhạy cho RI

3RT MC

Hình 2.21

7 BVQD CÓ KHÓA ĐIỆN ÁP:

– bộ kiểm tra điện áp liên hợp 2RU, 3RU Tăng độ nhạy cho

RI

Th

} từ BU đến

4RT

LU2

2R U MC

BI

Hình 2.22

Sơ đồ khối của Rơle quá dòng có kiểm tra áp

RI RU

AND

MC

BI BU

RT

UR

IR

Hình 2.23

Sơ đồ khối của Rơle quá dòng có kiểm tra áp

51 27

AND

MC

BI BU

t

UR

IR

Hình 2.24

• Để phân biệt giữa ngắn mạch và quá tải, đồng thời nâng cao độ

nhạy về dòng của bảo vệ dòng cực đại:

• Khi ngắn mạch dòng tăng, áp giảm Do vậy RI, RU đều khởi động cắt MC

IKĐ = (kat/klvmax) Ilvmax

• Khi quá tải dòng tăng nhưng áp giảm không đáng kể nên các tiếp điểm

RU hở Do đó không có tín hiệu cắt MC

• Trong biểu thức tính IKĐ ta không cần kể đến kmm vì sau hi cắt ngắn mạch ngoài các động cơ tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều, các bảo vệ không khởi động và bảo vệ không thể tác động Khi đó IKĐ nhỏ hơn so với IKĐ của bảo vệ dòng cực đại tương ứng độ

nhạy được nâng cao

8 BVQD THEO CÁC THÀNH PHẦN THỨ TỰ :

– BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ KHÔNG

– BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ NGHỊCH

– IKĐ > IKCB ≈ 0

– KN >>

8.1 BVQD RI 0 :

Mặt ngoài Mặt trong

Hình 2.25: Rơle MCGG - 82

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ RƠLE MCGG 82

Sơ đồ khối của bảo vệ dòng cực đại thứ tư không

MC

Io

Hình 2.27

8.2 BVQD thứ tự không:

– Dòng I0 tỷ lệ với dòng đi trong đất (T.T)

– BV RI0 cho lưới có dòng chạm đất lớn

* các dạng NM chạm đất: N(1), N(1,1)

* I0 >> IKCB

– BV RI0 cho lưới có dòng chạm đất bé

* các dạng chạm đất 1 điểm, 2 điểm * IC <<, ≈ IKCB

8.3 BVQD RI 2 :

Th

LI2

Hçnh 2.28

9 ĐÁNH GIÁ:

– Chọn lọc – Nhanh

– Nhạy – Tin cậy – Lĩnh vực ứng dụng

❊ Bảo vệ được đánh giá theo các tiêu chuẩn:

• Không dự trữ cho nhau.

• chỉ bảo vệ được một phần.

10.3

Nhạy

* đạt yêu cầu.

* một số trường hợp không tốt do dòng I Nmin không lớn hơn

I kđ nhiều.

BVQD

9.4 Tin cậy

BVQD

• loại làm việc theo dòng điện.

• cấu trúc thiết bị đơn giản.

• sơ đồ đơn giản, ít thiết bị.

• với rơ le số: phụ thuộc phần cứng, chương trình, có phần tự kiểm tra (self- test).

9.5 Lĩnh vực sử dụng

* bảo vệ chính cho lưới phân phối hình tia một nguồn cung cấp (nguồn cấp từ một phía ).

* bảo vệ dự trữ cho lưới truyền tải.

* bảo vệ dự trữ cho các thiết bị

chính.

* không làm việc chọn lọc được trong lưới có nhiều nguồn, mạng vòng

Hçnh 2.29