Đồ Án Bảo Vệ RƠLE có 2 máy biến áp

Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực. Đồ án bảo vệ rơle có 2 máy biến áp. Đại Học Điện Lực.

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

L I M Đ U Ờ Ở Ầ

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến nhất hiện nay Trong bất kỳ lĩnh vực nào như sản xuất, sinh hoạt, an ninh đều cần sử dụng điện năng Việc đảm bảo sản xuất điện năng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng năng lượng là một vấn đề quan trọng hiện nay Bên cạnh việc sản xuất là việc truyền tải và vận hành hệ thống điện cũng đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện Do nhu cầu về điện năng ngày càng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩa với việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăng theo Chính vì vậy cần phải tăng cường các thiết bị bảo vệ cho hệ thống điện

để có thể giảm thiểu, ngăn chặn các hậu quả của sự cố có thể gây ra

Đồ án môn học Bảo vệ rơle giúp cho sinh viên củng cố được các kiến thức cơ bản về bảo vệ rơle Từ đó sinh viên sẽ có đánh giá đúng đắn đối với từng loại bảo vệ.

Trong quá trình làm đồ án này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các

thầy cô bộ môn, đặc biệt là của T.S Vũ Thị Anh Thơ Dù đã rất cố gắng nhưng do

kiến thức của em còn hạn chế, kinh nghiệm tích lũy còn ít nên bản đồ án khó tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án cũng như kiến thức của bản thân em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, đặc biệt là T.S Vũ Thị Anh Thơ đã giúp

đỡ em hoàn thành bản đồ án này!

Hà Nội, tháng 5 năm 2021

Sinh viên thực hiện

M C L C Ụ Ụ

PHẦN 1 :LÝ THUYẾT BẢO VỆ HỆ THỐNG RƠ LE……….5

1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu của relay bảo bệ………5

1.1.1 Nhiệm vụ của relay bảo vệ………5

1.1.2 Yêu cầu của relay bảo bệ……….6

PHẦN 2 TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO HỆ THỐNG ……… 9

CHƯƠNG 1:XÁC ĐỊNH ĐỐI TƯỢNG BẢO VỆ VÀ CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN……….…9

1.1.Thông Số……….9

1.2.Chọn tỷ số biến đổi của các BI……….10

1.2.1.Chọn cho MBA………11

1.2.2.Cho đường dây……….…11

CHƯƠNG 2:XÂY DỰNG PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ MBA VÀ ĐƯỜNG DÂY……… ….12

2.1.Phương Thức Bảo Vệ Cho MBA……….……….……12

2.1.1 Mục đích đặt bảo vệ……… …12

2.1.2.Các dạng hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường của MBA……….12

2.1.3 Phương thức bảo vệ máy biến áp……… 13

2.1.4 Các nguyên lý bảo vệ role sử dụng trong phương thức bảo vệ cho máy biến áp B1, B2… …15

2.2 Phương thức bảo vệ cho cho đường dây……… 19

2.2.1 Nguyên tác tác động của bảo vệ được sử dụng……… …… … 19

2.2.2 Các nguyên lý các bảo vệ role sử dụng trong phương thức bảo vệ cho đường dây……….19

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN……… ……… 24

3.1 Mục đích và yêu cầu của việc tính toán ngắn mạch ………24

3.2 Các giả thiết khi tính toán ngắn mạch……… ……….25

3.3 Tính toán ngắn mạch……… 25

3.3.1 Chọn các đại lượng cơ bản……….25

3.4 Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở các chế độ………26

3.4.1.Chế độ dòng điện cực đại………30

3.4.2.Chế độ cực tiểu ……….………36

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC BẢO VỆ SỬ DỤNG CHO ĐƯỜNG DÂY……… 42

4.1 Bảo vệ quá dòng có thời gian 51 ……… 42

4.2 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian 51N……….46

4.3 Bảo vệ dòng cắt nhanh 50………47

PH N 1 LÝ THUY T B O V H TH NG R LE Ầ Ế Ả Ệ Ệ Ố Ơ1.1 Nhi m v và yêu c u c a relay b o b ệ ụ ầ ủ ả ệ

1.1.1 Nhi m v c a relay b o v ệ ụ ủ ả ệ

Các thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốt nhữngphần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống, nhanh chóng phát hiện và cách ly phần tử hư hỏng khỏi

hệ thống, có thể ngăn chặn và hạn chế đến mức thấp nhất những hậu quả tai hại của sự

cố Khi thiết kế và vận hành bất kỳ một hệ thống nào cần phải kể đến khả năng phát sinh

hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường trong hệ thống điện ấy Nguyênnhân gây ra hư hỏng, sự cố đối với phần tử trong hệ thống điện:

- Do các hiện tượng thiên nhiên như biến đổi thời tiết, giông bão, động đất, lũ lụt.

- Do máy móc, thiết bị bị hao mòn, già cỗi.

- Do các tai nạn ngẫu nhiên.

- Do nhầm lẫn trong thao tác của nhân viên vận hành.

Ngắn mạch là loại sự cố có thể xảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện Nhanhchóng phát hiện và cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống có thể ngăn chặn và hạn chếnhững hậu quả nghiêm trọng của sự cố

- Dòng điện tăng cao tại chỗ sự cố và trong các phần tử trên đường từ nguồn đến

điểm ngắn mạch có thể gây ra tác động nhiệt và các lực cơ học làm phá huỷ các phần tử

bị ngắn mạch và các phần tử lân cận

- Hồ quang tại chỗ ngắn mạch nếu để lâu có thể đốt cháy thiết bị và gây hoả hoạn.

- Ngắn mạch làm cho điện áp tại chỗ sự cố và khu vực lưới điện lân cận bị giảm

thấp, ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của hộ dùng điện

- Nghiêm trọng nhất là gây mất ổn định và tan rã hệ thống điện.

Hậu quả của ngắn mạch là:

- Thụt thấp điện áp ở một phần lớn của hệ thống điện.

- Phá huỷ các phần tử bị sự cố bằng tia lửa điện.

- Phá huỷ các phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua do tác động nhiệt và cơ.

- Phá huỷ ổn định của hệ thống điện

Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện còn có các tình trạng làm việc khôngbình thường Một trong những tình trạng làm việc không bình thường đó là quá tải Dòngđiện quá tải làm tăng nhiệt độ các phần dẫn điện quá giới hạn cho phép làm cách điện củachúng bị già cỗi hoặc đôi khi bị phá huỷ

Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử không hư hỏng trong hệ thốngđiện cần có những thiết bị phát hiện sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất, pháthiện ra phần tử bị hư hỏng và cắt phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống điện Thiết bị tựđộng được dùng phổ biến nhất để bảo vệ các hệ thống điện hiện tại là các Rơle Ngàynay, khái niệm Rơle thường dùng để chỉ một tổ hợp thiết bị hoặc một nhóm chức năngbảo vệ và tự động hoá hệ thống điện thoả mãn những yêu cầu kỹ thuật đề ra đối vớinhiệm vụ bảo vệ cho từng phần tử cụ thể cũng như toàn hệ thống điện Thiết bị bảo vệđược thực hiện nhờ những Rơle được gọi là thiết bị bảo vệ Rơle

Như vậy nhiệm vụ chính của thiết bị bảo vệ Rơle là tự động cắt phần tử hư hỏng ra

khỏi hệ thống điện Ngoài ra thiết bị bảo vệ Rơle còn ghi nhận và phát hiện những tìnhtrạng làm việc không bình thường của các phần tử trong hệ thống điện, tuỳ mức độ màbảo vệ Rơle có thể tác động đi báo tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt Những thiết bị bảo vệRơle phản ứng với tình trạng làm việc không bình thường thường thực hiện tác động saumột thời gian duy trì nhất định (không cần phải có tính tác động nhanh như ở các thiết bịbảo vệ Rơle chống hư hỏng)

1.1.2 Yêu c u c a relay b o b ầ ủ ả ệ

Tính chọn lọc

Tính chọn lọc: là khả năng của bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng phần tử bị

sự cố ra khỏi hệ thống Theo nguyên lý làm việc có thể phân ra:

+ Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối: là những bảo vệ chỉ làm việc khi có sự cố xảy ratrong một phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ đặt ởcác phần tử lân cận (ví dụ như bảo vệ so lệch dọc cho máy phát điện hoặc máy biến áp).+ Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối: ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượngđược bảo vệ còn có thể thực hiện chức năng dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần tử lâncận

Yêu cầu: k n=1,5 ÷2 đối với bảo vệ chính

k n= 1,2÷1,5 đối với bảo vệ dự phòng

k n>2 đối với bảo vệ so lệch

Tác động nhanh

Càng cắt nhanh phần tư bị ngắn mạch sẽ càng hạn chế được mức độ phá hoại cácthiết bị , càng giảm được thời gian sụt áp ở các hộ tiêu thụ , giảm xác suất dẫn đên hưhỏng nặng hơn và càng nâng cao khả năng duy trì sự ổn định sự làm việc của các máyphát điện và toàn bộ HTĐ Tuy nhiên để đảm bảo được yêu cầu tác động nhanh thì lạikhông đáp ứng được yêu cầu về tính chọn lọc

+ Bảo vệ rơ le được gọi là tác động nhanh nếu thời gian tác động không vượt quá50ms (2,5 chu kì của dòng điện tần số 50Hz) Bảo vệ rơ le được gọi là tác động tức thờinếu không thông qua khâu trễ (tạo thời gian) trong tác động rơ le

+ Đối với lưới điện phân phối thường dùng các bảo vệ có độ chọn lọc tương đối,bảo vệ chính thông thường có thời gian cắt sự cố khoảng (0,2 ÷ 1,5s), bảo vệ dự phòngkhoảng (1,5 ÷ 2,0s).

Độ tin cậy

+ Độ tin cậy đảm bảo cho thiết bị làm việc đúng và chắc chắn

+ Độ tin cậy tác động: là khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cố xảy ra trongphạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ bảo vệ

+ Độ tin cậy không tác động: là khả năng tránh làm việc nhầm ở chế độ vận hànhbình thường hoặc sự cố xảy ra ngoài phạm vi bảo vệ đã được quy định

Kinh tế

Đối với các tràn thiết bị cao áp và siêu cao áp,chi phí để mua sắm và lắp đặt thiết bịbảo vệ thường chỉ chiếm một vài phần trăm giá trị công trình,vì vậy thông thường giá cảthiết bị bảo vệ không phải là yếu tố quyết định trong lựa chọn chủng loại hoặc nhà cungcấp cho thiết bị bảo vệ.Lúc này bốn yếu tố kỹ thuật trên đóng vai trò quyết định,vì nếukhông thỏa mãn các yêu cầu này sẽ dẫn đến hậu quả rất nghiêm trọng cho hệ thống điện.Đối với lưới trung, hạ áp vì số lượng phần tử cần được bảo vệ rất lớn,và yêu cầubảo vệ đối với thiết bị không cao bằng các thiết bị cần bảo vệ ở các nhà máy điện lớnhoặc lưới truyền tải cao áp và siêu cao áp do vậy cần cân nhắc đến tính kinh tế trong chọnthiết bị bảo vệ sao cho đảm bảo được các yêu cầu về kỹ thuật với chi phí thấp nhất

Hình 1.1 mô t đ i t ả ố ượ ng c n b o v ầ ả ệ

1.1.Thông Số

1.1.1.Hệ Thống

Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: SNmax = 2500 MVA

Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: SNmin = 2150 MVA

X0HT/X1HT=1.3

1.1.2.Máy Biến Áp

Công suất định mức: SBđm=63 MVA

U1/U2 = 115/24kV

450 1

S T

I n I

-Dòng điện làm việc ở phía hạ áp

 

3 max 2

dd

2200 1

S T

I n

Chọn: I Sdd 350

Vì vậy, hệ số biến dòng của BI4:

dd 4

dd

350 1

S T

I n

dd

200 1

S

T

I n I

Để bảo vệ cho MBA làm việc an toàn cần phải tính đầy đủ các hư hỏng bêntrong MBA và các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của máybiến áp Từ đó đề ra các phương án bảo vệ tốt nhất, loại trừ các hư hỏng và ngăn ngừacác yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc của MBA

2.1.2.Các d ng h h ng và ch đ làm vi c không bình th ạ ư ỏ ế ộ ệ ườ ng c a MBA ủ

Đối với máy biến áp, những loại hư hỏng có thể phân ra thành 2 nhóm: hư hỏng bêntrong và hư hỏng bên ngoài:

- Sự cố bên trong MBA gồm:

-Chức năng : làm bảo vệ chính cho máy biến áp

-Vùng tác động : chống lại mọi dạng sự cố bên trong máy biến áp

* So lệch có hãm : chống sự cố ngắn mạch trong máy biến áp

* Rơ le khí : chống chạm chập giữa các vòng dây, thủng thùng dầu hoặc rò dầu Bảo vệ dự phòng :

*Quá dòng có thời gian và quá dòng cắt nhanh

Chức năng :

+ Làm dự phòng cho bảo vệ chính

+ Chống ngắn mạch bên trong và bên ngoài MBA.

Vùng tác động : bên trong MBA và 1 phần bên ngoài

-Chú ý :

+ Thời gian tác động phải sau thời gian tác động của bảo vệ chính

+ Phối hợp thời gian với các bảo vệ lân cận

+ Nếu MBA nhận công suất từ nhiều nguồn cung cấp thì phải đặt định hướngcông suất tại phía nối với nguồn có thời gian tác động nhỏ hơn

+ Nếu là MBA 2 cuộn dây thì chỉ cần đặt bảo vệ quá dòng ở 1 đầu MBA, phíagần nguồn (do nếu 1 cuộn dây quá tải thì cuộn dây còn lại của MBA cũng quá tải) Nếu làMBA nhiều cuộn dây thì mỗi phía đặt 1 bộ

*Bảo vệ chống chạm đất : quá dòng TTK

-Chức năng : chống chạm đất (vỏ) bên trong MBA

-Vùng tác động : phần được giới hạn bởi bộ lọc dòng TTK và BI trung tính MBA

*Bảo vệ chống quá tải : quá dòng điện hoặc rơ le hình ảnh nhiệt

-Chức năng : chống quá tải

Hình 2.1 s đ ph ơ ồ ươ ng th c b o v MBA ứ ả ệ

Để chống ngắn mạch giữa các pha và sự cố bên trong thùng dầu người ta thường dùng :Bảo vệ so lệch có hãm (1) và rơ le khí (2) làm bảo vệ chính Bảo vệ quá dòng điện có thời gian (4) được sử dụng làm bảo vệ dự phòng Để chống quá tải và nhiệt độ dầu tăng cao người ta sử dụng bảo vệ quá dòng (5) và bảo vệ phản ứng theo nhiệt độ (6)

2.1.4 Các nguyên lý b o v role s d ng trong ph ả ệ ử ụ ươ ng th c b o v cho máy bi n áp B1, B2 ứ ả ệ ế

Với nguồn cung cấp từ phía 1, còn phía 2,3 là phụ tải Bỏ qua dòng điện kích từ củamáy biến áp, trong chế độ làm việc bình thường ta có/

Để đảm bảo được tác động hãm khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ cần thực hiệnđiều kiện.

Hình 2.1.1 S đ nguyên lý c u t o và v trí đ t R le khí trên MBA ơ ồ ấ ạ ị ặ ơ

Rơle khí được đặt trên đoạn nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu của MBA Rơle cóhai cấp tác động gầm có 2 phao bằng kim loại mang bầu thủy tinh có tiếp điểm thủy ngân

hay tiếp điểm từ Ở chế độ làm việc bình thường trong bình đầy dầu, các phao nổi lơ lửngtrong dầu, tiếp điểm rơle ở trạng thái hở Khi khí bốc ra yếu ( ví dụ dầu nóng vì quá tải),khí tập trung lên phía trên của bình rơle Đẩy phao số 1 xuống, role gửi tín hiệu cấp 1cảnh báo Nếu khí bốc ra mạnh (chẳng hạn do ngắn mạch cuộn dây MBA đặt trong thùngdầu) luồng khí di chuyển từ thùng dầu lên bình dãn dầu đẩy phao số 2 xuống gửi tín hiệu

đi cắt máy cắt của MBA

Một van thử được lắp trên role: khi thử nghiệm rơle, lắp máy bơm khí nén vào đầuvan thử Mở khóa van, không khí nén bên trong rơle cho đến khi phao hạ xuống đóng tiếpđiểm

Một nút nhấn thử để kiểm tra sự làm việc của 2 phao khi nhấn nút thửu đến nửahành trình, sẽ tác động cơ khí cho phao trên hạ xuống (lúc này, cả 2 phao đang nâng lên

vì rơle chứa đầy dầu) đóng tiếp điểm báo hiệu (cấp 1) của phao trên Tiếp tục nhấn nútthử đến cuối hành trình, sẽ tác động cơ khí cho phao dưới cũng bị hạ xuống (do phao trên

đã hạ xuống rồi) đóng tiếp điểm mở máy cắt (cấp 2) của phao dưới

Dựa vào thành phần và khối lượng hơi sinh ra ta có thế xác định được tính chất vàmức độ sự cố Do đó trên rơle hơi còn có thêm van để lấy hỗn hợp khí sinh ra nhằm phục

vụ cho việc phân tích sự cố Rơle hơi tác động chậm, thời gian làm việc tối thiếu là 0,1s,trung bình là 0,2s

Rơle khí có thể làm việc khá tin cậy chống lại tất cả các sự cố bên trong thùng dầumáy biến áp, tuy nhiên kinh nghiệm vận hành cũng phát hiện một số trường hợp tác độngsai do ảnh hưởng của chấn động cơ học lên máy biến áp (như động đất, các vụ nổ gần nơiđặt máy biến áp )

Đối với máy biến áp lớn, bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thường được đặt trongthùng dầu riêng và người ta dùng 1 bộ rơle khí riêng để bảo vệ cho bộ điều áp dưới tải

2.1.4.3 B o v quá dòng th t không I ả ệ ứ ự 0>

Bảo vệ này dùng để chống các dạng ngắn mạch chạm đất các phía.Có thể dùng loại

có đặc tính thời gian phụ thuộc (tỉ lệ nghịch)

Bảo vệ sẽ tác động khi dòng điện chạm đất chạy qua chỗ đặt bảo vệ vượt quá giá trịchỉnh định.

Thực tế do có dòng không cân bằng ở đầu ra của bộ lọc nên dòng khởi động của bảo

vệ là: I0>kđ = k.Idđ.

Idđ : dòng danh định của phần tử được bảo vệ

K : hệ số chỉnh định; k = 0,2 ->0,3

2.1.4.4 B o v quá dòng có th i gian ả ệ ờ I>,t

Bảo vệ quá dòng điện có thời gian thường được dùng làm bảo vệ chính cho các máybiến áp có công suất bé và làm bảo vệ dự phòng cho máy biến áp có công suất trung bình

và lớn để chống các dạng ngắn mạch bên trong và bên ngoài máy biến áp Dòng điệnkhởi động của bảo vệ chọn theo 2 điều kiện:

+ Khi có quá tải: Ikđ>Ilvmax ; với Ilvmax: dòng làm việc cực đại

Thường chọn: Ikđ= kIdđ

Idđ: dòng danh định của phần tử được bảo vệ;

K: hệ số chỉnh định (thường chọn k = 1,5÷1,6)

+ Phải đảm bảo độ nhạy khi có ngắn mạch:

INmin: dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ khi có sự cố trong miền bảo vệ

Ilvmax<Ikđ<INmin

Thời gian làm việc của bảo vệ chọn theo nguyên tắc bậc thang, phối hợp với thờigian làm việc của các bảo vệ lân cận trong hệ thống

2.1.4.5 B o v quá t i dòng đi n I ả ệ ả ệ ≥

Do trạm chỉ có một nguồn cung cấp nên nếu xảy ra quá tải ở phía 115kV sẽ dẫn tớiquá tải cuộn dây phía nguồn vì vậy trong sơ đồ bảo vệ cần đặt một bảo vệ chống quá tải ởphía nguồn cung cấp (phía 220kV) ngoài ra do cuộn 24kV có công suất bằng 0,5Sdđ nêncũng cần đặt bảo vệ chồng quá tải

Quá tải làm cho nhiệt độ của máy biến áp tăng cao quá mức cho phép, nếu thời giankéo dài sẽ làm giảm tuổi thọ máy biến áp Để bảo vệ chống quá tải ở máy biến áp côngsuất bé dùng loại bảo vệ quá dòng điện thông thường, với máy biến áp lớn, người ta dùngnguyên lí hình ảnh nhiệt để thực hiện bảo vệ chống quá tải Bảo vệ loại này phản ánhmức tăng nhiệt độ ở những điểm kiểm tra khác nhau trong máy biến áp và tuỳ theo mứctăng nhiệt độ mà có nhiều cấp tác động khác nhau: cảnh báo, khởi động các mức làm mátbằng cách tăng tốc độ tuần hoàn của dầu, giảm tải máy biến áp Nếu các cấp tác động nàykhông mang lại hiệu quả, nhiệt độ máy biến áp vẫn vượt quá giới hạn cho phép và kéodài quá thời gian quy định thì sẽ cắt máy biến áp ra khỏi hệ thống.

2.1.4.6 B o v nhi t đ d u ả ệ ệ ộ ầ

Bảo vệ phát hiện hư hòng, sự cố trong MBA dựa trên sự thay đổi nhiệt độ MBA

2.2 Ph ươ ng th c b o v cho cho đ ứ ả ệ ườ ng dây

2.2.1 Nguyên tác tác đ ng c a b o v đ ộ ủ ả ệ ượ ử ụ c s d ng

Đối với đường dây ta sử dụng bảo vệ quá dòng có thời gian làm bảo vệ chính, ngoài

ra chọn bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian, quá dòng cắt nhanh có thời gian vàquá dòng thứ tự không cắt nhanh

Hình 2.2 Ph ươ ng th c b o v cho đ ứ ả ệ ườ ng dây

2.2.2 Các nguyên lý các b o v role s d ng trong ph ả ệ ử ụ ươ ng th c b o v cho đ ứ ả ệ ườ ng dây

2.2.2.1 B o v quá dòng đi n có th i gian (51) ả ệ ệ ờ

a, Chọn dòng điện khởi động của bảo vệ

Theo nguyên lý của bảo vệ, dòng điện khởi động của bảo vệ phải lớn hơn dòng điệnphụ tải cực đại Ilvmax

Ikđ > Ilvmax

Tuy nhiên, việc chọn dòng điện khởi động còn phụ thuộc vào nhiều điều kiện nặng

nề hơn Phải xét đến một số vấn đề như:

- Khả năng tự trở về của bảo vệ

- Hiện tượng tự khởi động của các động cơ trên thanh góp làm dòng qua bảo vệ lớnhơn Ilvmax

- Sai số khi tính toán ngắn mạch

- Sơ đồ nối dây giữa BI và rơ le

Do đó, giá trị dòng khởi động được tính toán như sau:

- Giá trị dòng điện khởi động phía sơ cấp của bảo vệ IkđS

  3 max

.

.

kat: hệ số an toàn, để đảm bảo cho bảo vệ không cắt nhầm khi có ngắn mạch ngoài

do sai số khi tính dòng ngắn mạch (kể đến đường cong sai số 10% của BI và 20% do tổngtrở nguồn bị biến động), thường lấy kat =1,1÷1,2

kmm: hệ số tự mở máy của các động cơ để đảm bảo bảo vệ không tác động khi cácđộng cơ trên thanh góp tự khởi động, có thể lấy kmm= (2 ÷ 3)

kv: hệ số trở về của chức năng bảo vệ quá dòng, có thể lấy trong khoảng (0,85 ÷0,95) Sở dĩ phải sử dụng hệ số ktv ở đây xuất phát từ yêu cầu đảm bảo sự làm việc ổnđịnh của bảo vệ khi có các nhiễu loạn ngắn (hiện tượng tự mở máy của các động cơ)trong hệ thống mà bảo vệ không được tác động

BI

n : tỉ số biến đổi của máy biến dòng điện

  3

sd

k : hệ số sơ đồ, phụ thuộc vào sơ đồ nối dây giữa BI và rơ le

b, Chọn thời gian làm việc

+

Nguyên tắc : bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian Nghĩa là bảo

vệ nào gần nơi xảy ra sự cố nhất sẽ tác động trước, hay bảo vệ phía trước gần nguồn hơn

sẽ tác động chậm hơn bảo vệ phía sau xa nguồn hơn 1 khoảng thơi gian tchọn trước.

( 1) ax

n n m

t t   t

Trong đó:

tn: thời gian đặt của cấp bảo vệ thứ n đang xét

t(n-1)max: thời gian tác động cực đại của các bảo vệ của cấp bảo vệ liền trước nó Δt: bậc chọn lọc về thời gian, Δt = 0,3÷0,5(s)

- Có thể chọn thời gian theo nguyên tắc độc lập hoắc theo nguyên tắc phụ thuộc

Hình 2.2.1 Đ c tính th i gian c a b o v quá dòng đi n ặ ờ ủ ả ệ ệ

 a) Độc lập b) Phụ thuộc

- Đặc tính thời gian độc lập: thời gian tác động của các bảo vệ ở đầu nguồn lớn

- Đặc tính thời gian phụ thuộc: ngắn mạch càng gần nguồn thì giá thị dòng ngắnmạch càng lớn, thời gian tác động càng nhỏ

+ Dùng làm bảo vệ chính cho lưới điện phân phối và làm bảo vệ dự phòng cho bảo

vệ máy phát điện, MBA, đường dây truyền tải

2.2.2.2 B o v quá dòng TTK có th i gian (51N) ả ệ ờ

Nhiệm vụ và nguyên lý làm việc cũng tương tự như BV quá dòng điện có thời gian

nhưng nó làm việc theo dòng TTK của đường dây được bảo vệ

- Thông số khởi động :

+ Dòng khởi động của bảo vệ :

Iokđ = ko.IdđSBI

Với: ko = 0,2÷0,4

IdđSBI: dòng điện sơ cấp định mức BI

- Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng TTK có thời gian: được chọn theo từng

cấp Thời gian làm việc của bảo vệ về phía nguồn cấp hơn bảo vệ phía đường dây là ∆t+ Vùng tác động : Toàn bộ đường dây

2.2.2.3 B o v quá dòng đi n c t nhanh (50) ả ệ ệ ắ

Hình 2.2.3 S đ nguyên lýơ ồ

- Thời gian tác động: tức thời ( t�0) hoặc với thời gian rất bé (t = 0,1s)

- Dòng khởi động: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc

bằng cách chọn dòng điện khởi động theo dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất đi qua chỗđặt bảo vệ khi có hư hỏng ở đầu phần tử tiếp theo

- Dòng điện khởi động của bảo vệ:

Ikđ = kat.INngmax

Trong đó:

kat: hệ số an toàn, thường lấykat = (1,2 ÷ 1,3)

pha trực tiếp tại điểm N với chế độ làm việc cực đại của hệ thống

- Nhận xét:

+ Ưu điểm: Làm việc không giây đối với ngắn mạch gần thanh góp

+ Nhược điểm: Chỉ bảo vệ được một phần đường dây 70 – 80% , vùng được bảo vệphụ thuộc vào chế độ vận hành của hệ thống => bảo vệ quá dòng cắt nhanh không thể làbảo vệ chính của một phần tử nào đó mà chỉ có thể kết hợp với bảo vệ khác

Với: kat : hệ số an toàn Lấy kat = 1,2 ÷ 1,3

I0Nngmax : dòng ngắn mạch TTK ngoài cực đại

- Vùng tác động : Cũng tương tự như BV quá dòng cắt nhanh nhưng vùng bảo vệ ổn

định hơn khi chế độ vận hành hệ thống thay đổi