Đồ án bảo vệ rơle một máy biến áp

Đồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện Lực.Đồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện LựcĐồ án Bảo vệ rơle một máy biến áp . Đại học Điện Lực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM

1 Nội dung: Các tính toán

trong báo cáo chính xác, hợp

lý, đầy đủ nội dung đề bài

2 Hình thức: Báo cáo trình bày

sạch, đẹp, ít lỗi

3 Trả lời câu hỏi

4 Thái độ, tác phong (cách trả

lời các câu hỏi rõ ràng, trực

tiếp vào nội dung câu hỏi, có

sức thuyết phục)

Các ý kiến khác:

Hà Nội, ngày tháng năm

Giảng viên chấm 1 Giảng viên chấm 2

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ LE

Lưu ý về số liệu:

Số 1: mã sinh viên có số cuối từ 1-2

Số 2: mã sinh viên có số cuối từ 3-4

Số 3: mã sinh viên có số cuối từ 5-6

Số 4: mã sinh viên có số cuối từ 7-8

Số 5: mã sinh viên có số cuối từ 9-0

1 Nhiệm vụ và các yêu cầu đối với bảo vệ rơle

2 Lựa chọn phương thức bảo vệ cho máy biến áp và đường dây L 1 và

L 2 III.2 Phần tính toán: Tính toán bảo vệ cho đường dây

2 Tính toán ngắn mạch Biết rằng đối với đường dây, X OD = 3X 1D

3 Tính toán các thông số bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh, quá dòng cực đại và quá dòng TTK cho đoạn đường dây L 1 và L 2

4 Tính toán thời gian tác động của bảo vệ quá dòng cực đại với đặc tính thời gian phụ thuộc với I* =I N / I kd và T P là hằng số thời gian, độ lệch thời gian Δt = 0.5s

5 Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ cắt nhanh và kiểm tra độ nhạy của các bảo vệ

Hà Nội, ngày 6 tháng 4 năm 2021

Giáo viên hướng dẫn

ThS Nguyễn Thị Thanh Loan

MỤC LỤC

PHẦN I: LÝ THUYẾT HỆ THỐNG BẢO VỆ ROLE 1

1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu của relay bảo bệ 1

1.1.1 Nhiệm vụ của relay bảo vệ 1

1.1.2 Yêu cầu của relay bảo bệ 2

1.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp 4

1.2.1 Những hư hỏng và các chế độ làm việc bất thường của MBA 4

1.2.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp 4

1.3 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây 5

1.3.1 Những hư hỏng và các chế độ làm việc bất thường của đường dây 5

1.3.2 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây 5

1.4 Nguyên lý bảo vệ sử dụng trong phương thức bảo vệ cho máy biến áp và đường dây 6

1.4.1 Bảo vệ quá dòng điện 6

1.4.2 Bảo vệ so lệch 9

1.4.3 Bảo vệ role khí 12

1.4.4 Bảo vệ chống chạm đất của máy biến áp 12

CHƯƠNG I MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG VÀ CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN 15

1.1.2 Thông số 15

1.2 Chọn tỷ số biến đổi của các BI 16

1.2.1 Cho đường dây 16

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 17

2.1 Mục đích tính toán 17

2.2 Tính toán ngắn mạch [1] 17

2.2.1 Vị trí điểm ngắn mạch 17

2.2.2 Tính toán điện kháng các phần tử 18

2.3 Ngắn mạch phục vụ bảo vệ đường dây 19

2.3.1 Chế độ cực đại 19

2.3.2 Chế độ cực tiểu với một máy biến áp làm việc độc lập 25

2.5 Xây dựng quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây 31

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY 33

3.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh 33

4.1.2 Xác định vùng bảo vệ 33

3.2 Bảo vệ quá dòng có thời gian (51): 34

3.2.1 Chế độ phụ tải cực đại 35

4.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 36

3.3 Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh 39

3.3.1 lựa chọn dòng khởi động cho bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh 39

3.3.2 xác định vùng bảo vệ 40

3.4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian 41

Tài liệu tham khảo 43

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Phương thức bảo vệ cho máy biến áp 5

Hình 1.2: Phương thức bảo vệ cho đường dây 6

Hình 1.3: Phối hợp đặc tính thời gian của bảo vệ quá dòng điện trong lưới điện hình tia a) Sơ đồ lười điện hình tia b) cho đặc tính độc lập c) đặc tính phụ thuộc 7

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý chọn dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh 8

Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện 9

Hình 1.6: Đồ thị vecto dòng điện khi ngắn mạch ngoài vùng và chế độ bình thường9 Hình 1.7: Đồ thị vecto dòng điện khi ngắn mạch trong vùng 10

Hình 1.8: Nguyên lí bảo vệ so lệch có hãm 11

Hình 1.9: Bảo vệ chống chạm đất 13

Hình 1.1: Mô tả đối tượng cần bảo vệ 15

Hình 2.1: Mô tả vị trí điểm ngắn mạch 17

Hình 2.2: sơ đồ tương đương trong chế độ cực đại 19

Hình 2.3: Sơ đồ tương đương 25

Hình 2.4: biểu đồ phân bố dòng ngắn mạch theo chiều dài đường dây ở chế độ cực đại 31

Hình 2.5: biểu đồ phân bố dòng ngắn mạch theo chiều dài đường dây ở chế độ cực tiểu 32

Hình 3.1: Vùng bảo vệ của BV quá dòng cắt nhanh cho đường dây L2 33

Hình 3.2: Vùng bảo vệ của BV quá dòng cắt nhanh cho đường dây L1 34

Hình 3.4 Đặc tính thời gian của bảo vệ quá dòng có thời gian trong chế độ cực tiểu 39

Hình 3.5: Vùng bảo vệ của BV quá dòng TTK cắt nhanh cho đường dây L2 40

Hình 3.6: Vùng bảo vệ của BV quá dòng TTK cắt nhanh cho đường dây L1 41

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 : Điện kháng tại các điểm ngắn mạch trong chế độ cực đại 20

Bảng 2.2: Công thức tính toán với các loại ngắn mạch 21

Bảng 2.4: Điện kháng tại các điểm ngắn mạch trong chế độ cực tiểu 26

Bảng 2.5: Công thức tính toán với các loại ngắn mạch 27

Bảng 2.6: Dòng ngắn mạch tại các điểm ngắn mạch trong chế độ cực tiểu 31

Bảng 2.7: Dòng điện ngắn mạch trong chế độ cực đại và cực tiểu 32

Bảng 3.1: Thời gian tác động của từng điểm ngắn mạch tại chế độ cực đại trên L236 Bảng 3.2 Thời gian tác động của từng điểm ngắn mạch tại chế độ cực đại trên L1.36 Bảng 3.3: Thời gian tác động của từng điểm ngắn mạch tại chế độ cực tiểu trên L2 37

Bảng 3.4: Thời gian tác động của từng điểm ngắn mạch tại chế độ cực tiểu trên L1 38

LỜI MỞ ĐẦU

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến nhất hiện nay Trong bất kỳ lĩnhvực nào như sản xuất, sinh hoạt, an ninh đều cần sử dụng điện năng Việc đảm bảosản xuất điện năng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng năng lượng là một vấn đề quantrọng hiện nay Bên cạnh việc sản xuất là việc truyền tải và vận hành hệ thống điệncũng đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện Do nhu cầu về điện năng ngàycàng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũngđồng nghĩa với việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăngtheo Chính vì vậy cần phải tăng cường các thiết bị bảo vệ cho hệ thống điện để cóthể 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 cơbản về bảo vệ rơle Từ đó sinh viên sẽ có đánh giá đúng đắn đối với từng loại bảovệ

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 Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan Dù đã rất cố gắng

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

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, đặc biệt là Th.S Nguyễn Thị Thanh

Loan đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này!

Hà Nội, tháng 5 năm 2021

Sinh viên thực hiện

PHẦN I: LÝ THUYẾT HỆ THỐNG BẢO VỆ ROLE

1.1 Nhiệm vụ và yêu cầu của relay bảo bệ

1.1.1 Nhiệm vụ của relay bảo vệ

Các thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốtnhững phần 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 hậuquả tai hại của sự cố Khi thiết kế và vận hành bất kỳ một hệ thống nào cần phải kểđến khả năng phát sinh hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường trong

hệ thống điện ấy Nguyên nhân gây ra hư hỏng, sự cố đối với phần tử trong hệ thốngđiện:

- 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 điệnNhanh chóng phát hiện và cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống có thể ngăn chặn

và hạn chế những 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 cácphần 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 việckhông bình thường Một trong những tình trạng làm việc không bình thường đó làquá tải Dòng điện quá tải làm tăng nhiệt độ các phần dẫn điện quá giới hạn chophép làm cách điện của chúng 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 hệthống điện cần có những thiết bị phát hiện sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bénhất, phát hiện ra phần tử bị hư hỏng và cắt phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thốngđiện Thiết bị tự động được dùng phổ biến nhất để bảo vệ các hệ thống điện hiện tại

là các Rơle Ngày nay, khái niệm Rơle thường dùng để chỉ một tổ hợp thiết bị hoặcmột nhóm chức năng bảo vệ và tự động hoá hệ thống điện thoả mãn những yêu cầu

kỹ thuật đề ra đối với nhiệm vụ bảo vệ cho từng phần tử cụ thể cũng như toàn hệthống điện Thiết bị bảo vệ được 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 hiệnnhững tình trạng làm việc không bình thường của các phần tử trong hệ thống điện,tuỳ mức độ mà bảo vệ Rơle có thể tác động đi báo tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt.Những thiết bị bảo vệ Rơle phản ứng với tình trạng làm việc không bình thườngthường thực hiện tác động sau một thời gian duy trì nhất định (không cần phải cótính tác động nhanh như ở các thiết bị bảo vệ Rơle chống hư hỏng)

1.1.2 Yêu cầu của relay bảo bệ

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 cốxảy ra trong một phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng chobảo vệ đặt ở các phần tử lân cận (ví dụ như bảo vệ so lệch dọc cho máy phát điệnhoặc máy biến áp).

+ Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối: ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đốitượng được bảo vệ còn có thể thực hiện chức năng dự phòng cho bảo vệ đặt ở cácphần tử lân cận

I k I

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 hoạicác thiết bị , càng giảm được thời gian sụt áp ở các hộ tiêu thụ , giảm xác suất dẫnđên hư hỏng nặng hơn và càng nâng cao khả năng duy trì sự ổn định sự làm việccủa các máy phát điện và toàn bộ HTĐ Tuy nhiên để đảm bảo được yêu cầu tácđộng nhanh thì lại không 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 vượtquá 50ms (2,5 chu kì của dòng điện tần số 50Hz) Bảo vệ rơ le được gọi là tác độngtức thời nếu 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 tươngđối, bảo vệ chính thông thường có thời gian cắt sự cố khoảng (0,2 ÷ 1,5s), bảo vệ dựphòng khoảng (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 ratrong phạm 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 vậnhành bình 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 đặtthiết bị bảo vệ thường chỉ chiếm một vài phần trăm giá trị công trình,vì vậy thôngthường giá cả thiết bị bảo vệ không phải là yếu tố quyết định trong lựa chọn chủngloại hoặc nhà cung cấp cho thiết bị bảo vệ.Lúc này bốn yếu tố kỹ thuật trên đóngvai trò quyết định,vì nếu không thỏa mãn các yêu cầu này sẽ dẫn đến hậu quả rấtnghiêm trọng cho hệ thống điện

Đối với lưới trung, hạ áp vì số lượng phần tử cần được bảo vệ rất lớn,và yêucầu bảo vệ đối với thiết bị không cao bằng các thiết bị cần bảo vệ ở các nhà máyđiện lớn hoặc lưới truyền tải cao áp và siêu cao áp do vậy cần cân nhắc đến tínhkinh tế trong chọn thiết bị bảo vệ sao cho đảm bảo được các yêu cầu về kỹ thuật vớichi phí thấp nhất

1.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp

1.2.1 Những hư hỏng và các chế độ làm việc bất thường của MBA

a) Hư hỏng bên trong máy biến áp bao gồm:

- Chạm đất giữa các vòng dây

- Ngắn mạch giữa các cuộn dây

- Chạm đât (vỏ) và ngắn mạch chạm đất

- Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp

- Thùng dầu bị thủng hoặc dò dầu

b) Hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường bên ngoài máy biến áp

- Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống

- Ngăn mạch một pha trong hệ thống

- Qúa tải

- Qúa bão hòa mạch từ

1.2.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp

+) Bảo vệ so lệch có hãm

+) Bảo vệ quá dòng có thời gian

+) Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

+) Bảo vệ quá dòng có thời gian thứ tự không

+) Bỏa vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không

Hình 1.1 Phương thức bảo vệ cho máy biến áp

1.3 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây

1.3.1 Những hư hỏng và các chế độ làm việc bất thường của đường dây

- Ngắn mạch (nhiều pha hoặc một pha ), chạm đất 1 pha

- Qúa điện áp

- Đứt dây hoặc quá tải

1.3.2 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây

+) Bảo vệ quá dòng có thời gian

+) Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

+) Bảo vệ quá dòng có thời gian thứ tự không

+) Bảo vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không

Hình 1.2: Phương thức bảo vệ cho đường dây

1.4 Nguyên lý bảo vệ sử dụng trong phương thức bảo vệ cho máy biến áp và đường dây

1.4.1 Bảo vệ quá dòng điện

Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ tác động khi có dòng điện đi qua phần tửđược bảo vệ vượt quá một giá trị trước.Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọcbảo vệ quá dòng điện được chia làm 2 loại:

- Bảo vệ quá dòng có thời gian

- Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

a) Bảo vệ quá dòng có thời gian

Theo nguyên lý của bảo vệ, dòng điện khởi động của bảo vệ phải lớn hơndòng điện làm việc lớn nhất của đường dây được bảo vệ Tính chọn lọc của bảo vệđược đảm bảo bằng nguyên tắc phân cấp việc chọn thời gian tác động Bảo vệ cànggần nguồn cung cấp thời gian tác động càng lớn

Thông số khởi động : Dòng điện khởi động của bảo vệ

Ikđ = Ilvmax

Với: kat: hệ dố an toàn thường lấy kat = 1,1 ÷ 1,2

kmm: hệ số tự mở máy của các động cơ, thông thường kmm = 2÷3

ktv: hệ số trở về của role phụ thuộc tính chất cơ và điện của cấu tạo role Trong role lí tưởng ktv=1, nhưng thực tế ktv < 1

Ilvmax: dòng làm việc max

Nếu xét đến hệ số sơ đồ và hệ số biến đổi ni của biến dòng điện thì dòng điện khởi động của role bằng

Ikđ = Ilvmax

Có 2 loại đặc tính thời gian làm việc của bảo vệ có thới gian: đặc tính độc lập

và đặc tính phu thuộc

Hình 1.3: Phối hợp đặc tính thời gian của bảo vệ quá dòng điện trong lưới điện hìnhtia a) Sơ đồ lười điện hình tia b) cho đặc tính độc lập c) đặc tính phụ thuộc

Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính độc lập không phụ thuộc vào trị sốdòng điện chạy qua bảo vệ, còn của bảo vệ đặc tính thời gian phụ thuộc thì tỉ lệnghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ: dòng càng lớn thì thời gian tác động càngngắn Chọn thời gian làm việc: Theo nguyên tắc từng cấp Thời gian làm việc của 2bảo vệ kề nhau được chọn lớn hơn nhau một lượng Δt

b) Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách

chọn dòng điện khởi động của bảo vệ lớn hơn trị số dòng ngắn mạch lớn nhất đi quachỗ đặt bảo vệ khi hư hỏng ở đầu phần tử tiếp theo

Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý chọn dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt

nhanh Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh: Ikd = kat.INngmax

Trong đó: kat = 1,2 – 1,3

Inngmax: dòng điện MM lớn nhất khi có nm ở phần tử tiếp theo.

Thời gian làm việc của bảo vệ: t � 0s (t � 0,1)

Nhược điểm của bảo vệ cắt nhanh: không bảo vệ được toàn bộ đối tượng cầnbảo vệ, không đảm bảo tính chọn lọc của bảo vệ trong lưới phức tạp có nhiều nguồncung cấp Vùng tác động của bảo vệ cắt nhanh thay đổi thao dạng ngắn mạch và chế

Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ

I T1

I T2

IR = I T1-IT2

Hình 1.7: Đồ thị vecto dòng điện khi ngắn mạch trong vùng

Trường hợp có 2 nguồn cung cấp: thì cả về trị số và góc pha, do đó dòng điện thứ cấp cũng khác nhau và dòng điện đi vào role

Nếu bảo vệ sẽ tác động cắt các máy cắt của phần tuwr được bảo vệ

Trường hợp chỉ có 1 nguồn cung cấp:

Khi đó dòng điện chạy qua role là ,nếu thì bảo vệ sẽ tác động

Chọn dòng khởi động

Trên thực tế, do sai số máy biến dòng hay do hiện tượng bão hòa mạch từ nêntrong chế độ làm việc bình thường hay khi có ngắn mạch nhoài, dòng điện phía thứcấp của hai tổ máy biến dòng BI1 và BI2 sẽ khác nhau: Để bảo vệ so lệch làm việc

đúng ta phải chỉnh định dòng khởi động của bảo vệ lớn hơn dòng không cân bằnglớn nhất khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ Tức là:

Trong đó: Ikcbttmax = kđn.kkck.fimax.INngmax

Với: kđn: hệ số kể tới sự đồng nhất của các BI, bằng 0 khi các BI cùng loại, và cócùng đặc tính từ hóa, hoàn toàn giống nhau, có dòng ISC như nhau

kđn = 1 khi các BI khác nhau nhiều nhất, 1 bộ có sai số, 1 bộ không

kkck: hệ số kể đến thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch ngoài

INngmax: thành phần chu kì của dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất

fimax = 0,1: sai số cực đại cho phép của BI làm việc trong tình trạng ổn định

Hình 1.8: Nguyên lí bảo vệ so lệch có hãm Tuy nhiên để nâng cao độ nhạy của bảo vệ và ngăn chặn tác động nhầm do ảnh hưởng củ dòng không cân bằng do sai số BI do có ngắn mạch ngoài, người ta sử dùng nguyên lí hãm bảo vệ

Dòng điện so lệch xác định:

Dòng điện hãm xác định:

Trong chế độ làm việc bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, Ilv < Ih

nên role không tác động

Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ dòng điện ở 1 đầu sẽ đổi chiều lúc này

Ilv>Ih nên role so lệch sẽ làm việc

Trường hợp chỉ có 1 nguồn cung cấp thì khi xảy ra sự cố trong vùng bảo vệ,dòng điện sự cố chỉ chạy qua 1 đầu: Để bảo vệ có thể làm việc trong trường hợpnày, dòng điện làm việc phải chọn lớn hơn dòng điện hãm.Nghĩa là Ilv = kH.IH.

Trong đó kH: là hệ số hãm và kH <1 thường chọn bằng 0,2 ÷ 0,5

1.4.3 Bảo vệ role khí

Những hư hỏng bên trong thùng của máy biến áp có cuộn dây ngâm trong dầuđều làm cho dầu bốc hơi và chuyển động Role khí thường đặt trên đôạn ống nối từthùng dầu đến bình dãn dầu của mày biến áp Ở chế độ làm việc bình thường trongbình role đầy dầu, các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm của role ở trạng thía hở.Khi khí bốc ra yếu, khí tập trung lên phía trên của bình role đẩy phao số 1 xuống,role gửi tín hiệu cấp 1 cảnh báo Nếu khí bốc ra mạnh, luồng dầu vận chuyển từthùng lên bình dãn dầu xô phao thứ 2 chìm xuống gửi tín hiệu đi cắt máy biến áp.Role khí còn có thể tác động khi mức dầu trong bình hạ thấp do dầu thị rò hoặcthùng biến áp bị thủng Để role khí được làm việc dễ dàng người ta tạo 1 độnghiêng nhất định của ống dẫn so với mặt phẳng ngang Role khí làm việc khá tincậy chống tất cả các loại sự cố trong thùng dầu Đối với máy biến áp lớn bộ điềuchỉnh dưới tải thường được đặt trong thùng dầu riêng và người ta dùng một bộ rolekhí riêng để bảo vệ cho bộ điều áp dưới tải

1.4.4 Bảo vệ chống chạm đất của máy biến áp

Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất máy biến áp có trung điểm trưc tiếp nối đất Sơ

đồ dùng một máy biến dòng đặt trên dây trung tính của máy biến áp và một role quádòng đặt trên dây trung tính với dòng điện khởi động:

Ikđ = (0,2÷0,4).Idd

Trong đó Idd là dòng điện danh định của máy biến áp

Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang phối hợp với thời gian củabảo vệ chống chạm đất đặt ở các phần tử lân cận.

Hình 1.9: Bảo vệ chống chạm đấtVới các máy biến áp có công suất lớn, để đẩm bảo chống chạm đất trong cuộn dây nối hình sao của máy biến áp, người ta dùng sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có giới hạn Thực chất đây là loại bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không có miền bảo vệ được giới hạn giữa máy biến dòng đặt ở trung tính máy biến áp và tổ máy biến dòngnối theo bộ lọc dòng điện thứ tự không đặt ở phía

đầu ra của cuộn dây nối hình sao của máy biến áp

3.4.5 Bảo vệ chống quá tải:

Bảo vệ được đặt ở các phía của máy biến áp nhằm chống lại quá tải cho các cuộn dây.Rơle làm vệc với đặc tính thời gian phụ thuộc và có nhiều cấp tác động Cảnh báo, khởi động các mức làm mát bằng tăng tốc tuần hoàn của không khí hoặc dầu, giảm tải máy biến áp, cắt máy biến áp ra khỏi hệ thống nếunhiệt độ của máy biến áp tăng quá mức cho phép

PHẦN II: PHẦN TÍNH TOÁN TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY

CHƯƠNG I MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG VÀ CHỌN MÁY BIẾN

DÒNG ĐIỆN

Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 115/24kV Máy biến áp này được cung cấp từ một nguồn của hệ thống điện Từ hệ thống điện (HTĐ) kết nối đến thanh cái 110kV của trạm biến áp và phía hạ áp của trạm có điện áp 24kV để cung cấp cho phụ tải qua đường dây L

Hình 1.1: Mô tả đối tượng cần bảo vệ

1.1.2 Thông số

a) Hệ thống điện

Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: SNmax = 2300 MVA

Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: SNmin = 2100 MVA

P1 =4MW, cosφ1 = 0,85, tpt1 =0,6 (s)

P2 =5MW, cosφ1 = 0,85, tpt1 =0,6 (s) 

Đặc tính thời gian của relay: t = Tp

1.2 Chọn tỷ số biến đổi của các BI

1.2.1 Cho đường dây

Chọn tỷ số biến đổi của máy biến dòng BI dùng cho bảo vệ đường dây L.Dòng điện sơ cấp danh định của BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn Dòngthứ cấp lấy bằng 5A

Tỷ số biến đổi của máy biến dòng BI:

+ Chọn ISdd ≥ Ilvmaxdd

+ Chọn ITdd = 5A

Đường dây

Dòng điện làm việc trên đường dây :

Chọn ISdd = 200 (A)

Vì vậy, hệ số biến dòng của

Sdd 2

Dòng điện làm việc trên đường dây :

I1lvmax = Iptmax + I2lvmax = + I2lvmax

Chọn ISdd = 300 (A)

Vì vậy, hệ số biến dòng của :

Sdd 1 Tdd