Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle  Tính toán lựa chọn tỉ số biến đổi của biến dòng BI1, BI2: 30  I.Nhiệm vụ và các yêu cầu cơ bản của bảo vệ rơle:  Khi thiết kế và vận hành bất kỳ một hệ thống điện 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.Ngắn mạchlà loại sự cố có thể xảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện . Hậu quả của ngắn mạch là: • Thụt thấp điện áp ở một phần lớn của hệ thống điện • Phá hủy các phần tử bị sự cố bằng tia lửa điện • Phá hủy các phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua do tác động nhiệt và cơ. • Phá hủy ổn định của hệ thống điện Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện còn có các tình trạng việc không bìnhthường.Một trong những tình trạng việc không bình thường là quá tải. Dòng điện quá tải làm tăng nhiệt độ các phần dẫn điện quá giới hạn cho phép làm cách điện của chúng bị già cỗi hoặc đôi khi bị phá hủy. Để ngăn ngừa sự phát sinh sự cố và sự phát triển của chúng có thể thực hiện các biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng ra khỏi mạng điện, để loại trừ những tình trạng làm việc không bình thường có khả năng gây nguy hiểm cho thiết bị và hộ dùng điện. Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần không hư hỏng trong hệ thống điện cần có những thiết bị ghi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất, phát hiện ra phần tử bị hư hỏng và cắt phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống điện. Thiết bị này được thực hiện nhờ những khí cụ tự động có tên gọi là rơle.Thiết bị bảo vệ được thực hiện nhờ những rơle được gọi là thiết bị bảo vệ rơle (BVRL). Như vậy nhiệm vụ chính của thiết bị BVRL là tự động cắt phần tử hư hỏng rakhỏi hệ thống điện.Ngoài ra thiết bị BVRL còn ghi nhận và phát hiện SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 1 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle nhữngtình trạnglàm việc không bình thường của các phần tử trong hệ thống điện, tùy mức độ mà BVRL có thể tác động đi báo tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt.Những thiết bị BVRL phản ứng với tình trạng làm việc không bình thường thường thực hiện tác động sau một thời gian duy trì nhất định (không cần phải có tính tác động nhanh như ở các thiết bị BVRL chống hư hỏng). !"#$%&%' 2.1. Tính chn lc : Tác động của bảo vệ đảm bảo chỉ cắt phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống điện được gọi là tác động chọn lọc.Khi có nguồn cung cấp dự trữ cho hộ tiêu thụ, tác động như vậy tạo khả năng cho hộ tiêu thụ tiếp tục được cung cấp điện. Hình 1 : Cắt chn lc trong mạng có 1 ngun cung cấp. Yêu cầu tác động chọn lọc cũng không loại trừ khả năng bảo vệ tác động như là bảo vệ dự trữ trong trường hợp hỏng hóc bảo vệ hoặc máy cắt của các phần tử lân cận. Cần phân biệt 2 khái niệm chọn lọc: + Chn lc tương đối:theo nguyên tắc tác động của mình, bảo vệ có thể làm việc như là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phần tử lân cận. + Chn lc tuyt đối: bảo vệ chỉ làm việc trong trường hợp ngắn mạch ở chính phần tử được bảo vệ.  "()'*'' Càng cắt nhanh phần tử bị ngắn mạch sẽ càng hạn chế được mức độ phá hoại phần tử đó , càng giảm được thời gian thụt thấp điện áp ở các hộ tiêu thụ và càng có khả năng giữ được ổn định của hệ thống điện. Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động của thiết bị bảo vệ rơ le.Tuy nhiên trong một số trường hợp để thực hiện yêu cầu tác động nhanh thì không thể thỏa mãn yêu cầu chọn lọc.Hai yêu cầu này đôi khi mâu SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 2 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle thuẫn nhau, vì vậy tùy điều kiện cụ thể cần xem xét kỹ càng hơn về 2 yêu cầu này. +,)'-#: Bảo vệ rơle cần phải đủ độ nhạy đối với những hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường có thể xuất hiện ở những phần tử được bảo vệ trong hệ thống điện. Thường độ nhạy được đặc trưng bằng hệ số nhạy K n . Đối với các bảo vệ làm việc theo các đại lượng tăng khi ngắn mạch (ví dụ, theo dòng), hệ số độ nhạy được xác định bằng tỷ số giữa đại lượng tác động tối thiểu (tức dòng ngắn mạch bé nhất) khi ngắn mạch trực tiếp ở cuối vùng bảo vệ và đại lượng đặt (tức dòng khởi động). đại lượng tác động tối thiểu K n = đại lượng đặt Thường yêu cầu K n = 1,5 ÷ 2. ./'( Bảo vệ phải luôn luôn sẵn sàng khởi động và tác động một cách chắc chắn trong tất cả các trường hợp ngắn mạch trong vùng bảo vệ và các tình trạng làm việc không bình thường đã định trư'c. Mặt khác bảo vệ không được tác động khi ngắn mạch ngoài.Nếu bảo vệ có nhiệm vụ dự trữ cho các bảo vệ sau nó thì khi ngắn mạch trong vùng dự trữ bảo vệ này phải khởi động nhưng không được tác động khi bảo vệ chính đặt ở gần chỗ ngắn mạch hơn chưa tác động. Để tăng tính đảm bảo của bảo vệ cần: + Dùng những rơle chất lượng cao. + Chọn sơ đồ bảo vệ đơn giản nhất (số lượng rơle, tiếp điểm ít) + Các bộ phận phụ (cực nối, dây dẫn) dùng trong sơ đồ phải chắc chắn, đảm bảo. + Thường xuyên kiểm tra sơ đồ bảo vệ. SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 3 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle II.Các nguyên tắc bảo vệ: 01%"23'*(' Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ tác động khi có dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ vượt quá một giá trị trước. Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ quá dòng điện được chia làm 2 loại : 1.1.Bảo vệ dòng điện cực đại. Bảo vệ dòng điện cực đại là loại bảo vệ tác động khi có dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ vượt quá giới hạn dòng điện làm việc định mức ( I max ) - Thông số khởi động : Dòng khởi động của bảo vệ : . . k k at mm i I kd lvm k tv = Nếu xét đến hệ số sơ đồ và hệ số biến đổi n i của BI thì dòng điện khởi động của I kđR : . . . . k k k at mm sd i I kd lvm k n tv i = Trong đó : k at : Hệ số an toàn ( k at = 1, – 1,2 ) k mm : Hệ số mở máy ( k mm = 2 – 3 ) k sd : Hệ số sơ đồ, phụ thuộc vào sơ đồ đấu dây BI với rơle k tv : Hệ số trở về phụ thuộc vào loại rơle n i : Tỷ số biến đổi của BI Chọn thời gian làm việc : Được đảm bảo bằng cách chọn thời gian làm việc của 2 bảo vệ kề nhau được chọn lớn hơn một lượng Δt = 0,3 – 0,5s. Trong đó bảo vệ đặt gần nguồn có thời gian làm việc lớn hơn. SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 4 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle 1.1. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh. Bảo vệ dòng điện 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 điện mở máy lớn nhất đi qua chỗ đặt bảo vệ khi hư hỏng ở đầu phần tử tiếp theo. Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh: I kd = k at .I nngmax Trong đó : k at = 1,2 – 1,3 I nngmax : 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 ) SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 5 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle Nhược điểm của bảo vệ cắt nhanh : không bảo vệ được toàn bộ đối tượng cần bảo vệ. Vùng tác động của bảo vệ cắt nhanh thay đổi thao dạng ngắn mạch và chế độ làm việc của hệ thống. 0423'*(' Nguyên tắc tác động : Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện ở 2 đầu phần tử được bảo vệ. Nếu sự sai lệch giữa 2 dòng điện vượt quá trị số cho trước thì bảo vệ sẽ tác động. Vùng tác động của bảo vệ so lệch của dòng điện được giới hạn bằng vị trí đặt của 2 tổ máy biến dòng điện ở 2 đẩu ra cuối phần tử được bảo vệ, từ đó nhận tín hiệu dòng điện để so sánh. Xét sự làm việc : + Khi bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ ( N1 ) . . 1 2 1 2 0 1 1 2 I I I I S s t t I I I I I R s t t → = = → = ∆ = = − = • Đồ thị vecto : + Khi có ngắn mạch ở trong vùng bảo vệ ( N2 ) . . 1S I I ≠ → . 1t I ≠ . 2t I 0 1 1 2 I I I I I R S t t = ∆ = = − ≠ Đồ thị véctơ : SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 6 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle Khi chí có 1 nguồn ở đầu A 1 2 1 I I I I R t t t = − = Nếu I I R kdR 〉 thì bảo vệ sẽ tác động. 044"'*56 SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 7 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle • Đặc tính góc pha của dòng điện Bảo vệ so sánh góc pha làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh pha của 2 dòng điện ở 2 đầu phần tử được bảo vệ. Độ lệch pha 0 ϕ ϕ ϕ ∆ = − = Ở chế độ làm việc bình thường và khi có ngắn mạch ngoài ( N1) góc pha dòng điện ở 2 đầu phần tử được bảo vệ gần như nhau nên 0 = 0°. Khi ngắn mạch trong vùng được bảo vệ ( N2) dòng điện ở 2 đầu phần tử được bảo vệ ngược pha nhau nên 0 = 180°. Trên thực tế, do ảnh hưởng của điện dung phân bố được bảo vệ nên trong chế độ làm việc bình thường cung như khi có ngắn mạch ở ngoài thì 0 # 0. Để cho bảo vệ không tác động nhầm cần phải chọn góc khởi động : ( ) 0 0 30 60 o kd ≥ ± ÷ 01%"23'*('5(7'89'*:'*4%;< Nguyên tắc tác động của bảo vệ : Bảo vệ qua dòng điện có định hướng công suất là bảo vệ theo trị số dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp trên thanh góp của trạm được bảo vệ, bảo vệ sẽ tác động khi dòng điện vượt quá trị số định trước và góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch trên đường dây được bảo vệ. SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 8 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 9 Đ n môn hc bo v Rơle phương thức bo v trong h thông đin bằng cc Rơle ( d) (e) Để tăng cường tính đảm bảo liên tục cung cấp điện ta thường dùng các loại mạng điện trên. Bảo vệ dòng cực đại theo nguyên tắc cung cấp không đảm bảo cắt ngắn mạch một cách chọn lọc. Ví dụ : Khi ngắn mạch tại N1 : ( ) / / 2 3 t t I N → < Khi ngắn mạch tại N2 : ( ) / / 3 2 t t I N → < Như vậy cùng 1 lúc không thể thực hiện đươc 2 yêu cầu ngược nhau vì vậy phải dùng bảo vệ cực đại có hướng mới đảm bảo được tính chọn lọc. Khi có bộ phận định hướng công suất thì các bảo vệ được chia ra làm 2 nhóm, mỗi nhóm chỉ tác động theo 1 hướng nhất định. VD: Hình c : các bảo vệ - 1,3,5 là một nhóm - 2,4,6 là một nhóm Các nhóm bảo vệ lẻ chỉ tác động với dòng điện ngắn mạch / N I đều có hướng từ TG ra đường dấy. Trong mỗi nhóm bảo vệ, thời gian làm việc được chọn theo nguyên tắc từng cấp, tăng dần từ cuối đường dây tới nguồn. Bảo vệ có hướng chỉ bảo vệ được mạng hở 2 đầu cung cấp, mạng vòng 1 nguồn cung cấp và mạng vòng 1 nguồn cung cấp có đường chéo qua nguồn, hay bảo vệ dòng điện có hướng không bảo vệ được mạng vòng có số nguồn cung cấp lớn hơn hoặc bằng 2 hoắc mạng vòng có 1 nguồn cung cấp nhưng không có đường chéo qua nguồn. SV: Ngô Tất Tố– L'p Đ5H3 Trang 10 [...].. .Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle 3 .Bảo vệ khoảng cách Nguyên tắc: Bảo vệ khoảng cách là loại bảo vệ làm việc theo giá trị tổng trở Bảo vệ làm việc có thời gian và phụ thuộc vào quan hệ của điện áp và dòng điện đưa vào role và góc lệch pha giữa chúng, thời gian này sẽ tự động tăng lên khi tăng khoảng cách từ chỗ hư hỏng đến chỗ đặt bảo vệ Bảo vệ. .. ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách : + Sai số của BU và BI + Điện trở quá độ của chỗ ngắn mạch + Hệ số phân bố dòng điện trong nhánh bị sự cố với dòng điện tại chỗ đặt bảo vệ đặc biệt là quá trình dao động điện II .Bảo vệ đường dây tải điện Các loại bảo vệ cho đường dây : SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 11 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle + Đường... 27 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle Hình 2 : Nguyên lí của sơ đồ bảo vệ chống chạm đất chập chờn Bảo vệ này thường được sủ dụng kết hợp với các bảo vệ chống chạm đất ổn định đã xét ở trên để bảo vệ cho các hệ thống nối đất qua cuộn petersen PHẦN TÍNH TOÁN Đề Bài SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 28 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương. .. 1 vùng bảo vệ nếu xảy ra ngắn mạch thì cả 2 bảo vệ cùng tác động SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 13 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle Bảo vệ quá dòng điện có thời gian Hình 2 : Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng điện trong lưới điện hình tia ( a ) ( b ) Cho trường hợp độc lập ( c ) Đặc tuyến phụ thuộc Bảo vệ quá dòng điện có... khi dây dẫn phụ bị đứt có thể làm bảo vệ tác động nhầm, còn khi dây dẫn phụ chạm nhau bảo vệ có thể không làm việc trong trường hợp trong vùng bảo vệ Thành phần một chiều trong dòng sự cố có thể làm cho các biến dòng bị bão hòa nặng SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 20 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle Hình 9 : Bảo vệ so lệch dòng điện làm việc... đảm bảo tính chọn lọc, bằng cách chọn dòng điện khởi động của bảo vệ hơn trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua chổ đặt bảo vệ khi có hư hỏng ở đầu phần tử tiếp theo Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh được xác định như sau : = k I kd at ng max khi : k = 1, 2 ÷ 1,3 at I SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 12 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng. .. Đ5H3 Trang 23 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle Hình 12 : Phối hợp tổng trở khởi động và đặc tính thời gian giữa 3 vùng tác động của bảo vệ khoảng cách a) Sơ đồ lưới điện b) Phối hợp đặc tính khởi động và thời gian làm việc giữa các vùng Ngược với cách chọn thời gian trong bảo vệ quá dòng điện ngắn mạch càng gần chỗ đặt bảo vệ càng được... việc Trong trường hợp này các bảo vệ 1 và 3 sẽ phối hợp thời gian trực tiếp với BVS Vì vậy thời gian làm việc của các bảo vệ này sẽ được giảm đi còn thời gian t2 và t4 có thể chọn bé tùy ý Cách chọn thời gian làm việc của bảo vệ được thể hiện bằng hình vẽ sau : SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 16 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle Hình 5 : Phối hợp... dòng điện khởi động của bảo vệ cắt nhanh ở hai đầu đường dây có thể chọn khác nhau : IkđA = kat.INngmaxA IkđB = kat.INngmaxB Như vậy nếu đặt ở đầu dây yếu hơn bộ phận định hướng công suất thì vùng bảo vệ cắt nhanh ở đầu này sẽ được mở rộng ra nhiều SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 18 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle 2 .Bảo vệ so lệch dòng điện 2.1 Bảo. .. thông qua role RT SV: Ngô Tất Tố– Lớp Đ5H3 Trang 25 Đồ án môn học bảo vệ Rơle phương thức bảo vệ trong hệ thông điện bằng các Rơle Sơ đồ này có nhược điểm là không thể cắt nhanh ngắn mạch khi đường dây cắt từ một phía khi ấy không có tín hiệu cho phép và sự cố sẽ được loại trừ với thời gian đặt của RT 3 .Bảo vệ chống chạm đất trong lưới điện 3.1 Bảo vệ quá dòng điện thứ tự không Bảo vệ . v trong h thông đin bằng cc Rơle II .Các nguyên tắc bảo vệ: 01%"23'*(' Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ tác động khi có dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ. dòng điện cắt nhanh. Bảo vệ dòng điện 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 điện mở máy lớn nhất đi qua chỗ đặt bảo vệ. vệ : Bảo vệ qua dòng điện có định hướng công suất là bảo vệ theo trị số dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp trên thanh góp của trạm được bảo vệ, bảo vệ