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 thay Thường dùng để BV chống NM nhiều pha, pha chạm đất, mạng phân phối, hệ thống công nghiệp số đường dây truyền tải công suất nhỏ BV khoảng cách dùng làm BV chống NM nhiều pha BV dự trữ cho đường dây truyền tải Nó có ưu điểm BV dòng điện khơng ảnh hưởng nhiễu thay đổi INM, nguồn phát hay cấu trúc lưới BV so lệch đường dây (pilot) có nguyên lý làm việc tốt Được dùng có yêu cầu cắt nhanh dạng NM vị trí cố II CÁC HỆ THỐNG BV ĐƯỜNG DÂY DÀI, UCAO, PLỚN MC1 MC2 MC3 MC4 Rơle Thiết bị thông tin Rơle Kênh thông tin Sơ đồ cấu trúc hệ thống bảo vệ pilot Thiết bị thông tin II CÁC HỆ THỐNG BV ĐƯỜNG DÂY DÀI, UCAO, PLỚN Đối với HT siêu cao áp, có chứa MBA công suất lớn Nếu dùng bảo vệ đơn giản tác động có thời gian gây ổn định HT HT pilot HT sử dụng đường thơng tin để gửi tín hiệu từ rơle đầu đường dây tới đầu Cả hai rơle làm việc sở quan sát từ hai đầu phần tử cần BV HT pilot khắc phục số nhược điểm BVKC như: • BV khơng tức thời đường dây nhiều đầu • Hỗ cảm thứ tự không đường dây song song • Sự khơng đồng theo tụ nối tiếp Khái niệm chung BV pilot 1.1 Hệ thống pilot dây dẫn Dùng cho: Đường dây ngắn đảm bảo kinh phí Nếu đường dây dài, điện trở dây pilot làm sai số tín hiệu BV Làm việc hãm Làm việc Dây dẫn pilot Sơ đồ so lệch dòng tuần hồn Loại 1: bình thường có dòng chạy dây pilot Loại 2: bình thường khơng có dòng chạy dây pilot hãm Dây dẫn pilot hãm Làm việc hãm Làm việc Sơ đồ cân áp Khái niệm chung BV pilot 1.2 Hệ thống pilot sóng mang tần số cao đường dây tải điện (h8.5/151) Loại này, tín hiệu từ rơle đến rơle khác truyền qua đường dây truyền tải lượng tần số sóng mang Việc liên kết thông qua điều hướng đường dây biến điện áp tụ điện liên kết (CVT) Nhờ phối hợp trở kháng lọc mà tín hiệu pilot di chuyển đường dây truyền tải điện 1.3 Hệ thống pilot vi sóng (h8.6/152) Tín hiệu BV truyền nhờ dùng thơng tin vi sóng đầu đường dây Sóng âm qua thiết bị điều biên giải điều biên truyền tới đầu khác vi sóng Hệ thống vi sóng lợi dụng trạm trung gian có sẵn vị trí cao để tăng khoảng cách giảm tổng chi phí Khái niệm chung BV pilot 1.4 Hệ thống pilot sợi quang (h8.6/152) Thay truyền tín hiệu sóng mang vi ba sử dụng cáp quang Nguyên lý sơ đồ giống hệ thống pilot vi sóng Ba hệ thống pilot có dòng sóng mang đường dây truyền tải, vi sóng, sợi quang có chung đặc điểm cung cấp đường dẫn thông tin rơle đặt hai đầu dây truyền tải Các sơ đồ BV pilot Phân loại BV pilot Gồm hai loại bản: Sơ đồ BV toàn phần sơ đồ bảo vệ khơng tồn phần So sánh pha Các sơ đồ toàn phần BV so lệch pilot Các sơ đồ khơng tồn phần So sánh hướng BV khoảng cách Các sơ đồ pilot khơng tồn phần Sơ đồ truyền cắt: rơle đầu phát cố vùng BV Khi có cố gửi tín hiệu tác động đến đầu đối diện (khi có cố gửi tín hiệu) Sơ đồ truyền khố: rơle đầu ln gửi tín hiệu ngăn chăn rơle đầu đối diện tác động Khi phát cố tín hiệu gián đoạn rơle đầu đối diện tác động (luôn gửi nhận tín hiệu có cố) MC1 MC2 MC3 MC4 Rơle Thiết bị thông tin Rơle Kênh thông tin Thiết bị thông tin Các sơ đồ pilot khơng tồn phần 3.1 Sơ đồ so sánh hướng Dùng rơle định hướng I0 I2 để phát hướng NM từ điểm đặt BV Dòng NM trường hợp chảy từ đầu đường dây vị trí cố Ngay đường dây song song, đường dây có hỗ cảm BV kỹ thuật so sánh hướng Đại lượng phân cực thứ tự khơng áp dòng 3.2 Sơ đồ pilot dùng rơle khoảng cách X BV khoảng cách đặc tính MHO vốn BV có hướng Kết hợp với việc truyền tín hiệu cho phép cắt nhanh đường dây Z3 Z2 Chỉ cần truyền tín hiệu pilot vùng vùng cố bị cắt tức thời Vùng trì trễ thời gian khoảng 0,3 đến 0,4s Vùng tác động chậm Z1 R 3.3 Sơ đồ truyền cắt Hệ thống định hướng gửi tín hiệu cắt từ HT rơle tới đầu cách xa cắt tức thời Hệ thống cho phép giám sát tín hiệu liên động truyền xa để xác định cố xảy phát vùng II hay vùng III R Sơ đồ truyền cắt tầm định hướng Sơ đồ truyền cắt tầm cho phép Sơ đồ truyền cắt tầm cho phép Sơ đồ truyền cắt tầm cấp I Sơ đồ bảo vệ pilot truyền khoá Các sơ đồ pilot bảo vệ toàn phần Các sơ đồ BV tồn phần đo dòng vào phần tử BV đầu định tác động dựa sưn so sánh dòng 4.1 Các sơ đồ so sánh pha Có 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 N2 N1 Nhận dạng cố Tín hiệu chỗ phát f1 thu f2 Kênh truyền Tín hiệu thu AND Báo hiệu Tín hiệu thu Tín hiệu thu vào AND Tín hiệu xuất AND Tín hiệu xuất cắt 1 1 phát f1 thu Tín hiệu nhập chỗ Tín hiệu thu Cắt A Tín hiệu chỗ vào AND f2 AND Báo hiệu Cắt B 1 1 a Sơ đồ khóa so sánh pha đơn So sánh ½ chu kỳ dòng điện Là dạng đơn giản sơ đồ khóa so sánh pha mà cần kênh truyên PLC on-off Hai FD1 FD2 gọi phát cố Với đường dây truyền tải tới 150Km FD2 chỉnh 120%FD1 khoảng 200% đường dây dài b Sơ đồ khóa so sánh pha kép N2 N1 Nhận dạng cố Sóng âm chỗ điểm phát f1 thu f2 Kênh truyền f2 phát f1 thu khoảng Sóng dương chỗ AND1 Sóng âm chỗ khoảng Báo OR AND2 điểm Báo AND3 Tri p Tri p AND3 AND1 OR AND2 Sóng dương chỗ b Sơ đồ khóa so sánh pha kép Thực phép so sánh pha hai nửa chu kỳ sóng dòng nên tác động nhanh so đồ so sánh pha đơn Loại sơ đồ đòi hỏi kênh truyền kép với tần số cho đầu đường dây Sơ đồ dùng thiết bị di tần đầu đường dây, tần số gọi điểm tần số khác gọi khoảng Sóng chỗ (nửa chu kỳ dương) 10 Tín hiệu thu (điểm) Tín hiệu (AND1) Sóng chỗ (nửa chu kỳ âm) Tín hiệu thu (khoảng) Tín hiệu (AND2) Tín hiệu OR Tín hiệu xuất tác động 1 1 1 1 c Sơ đồ so sánh pha riêng biệt Để giải vấn đề BV đường dây bù nối tiếp ứng dụng khác bị ảnh hưởng méo dạng sóng Vì đường dây có tụ bù nối tiếp gây ra: -Đảo ngược điện áp gây kháng trở âm tụ bù nối tiếp -Sự bất đối xứng pha vận hành nối tắt đóng lại hệ thống tụ -Các tần số khác thường 20-400Hz suốt thời điểm trước sau cố Một số ưu điểm sơ đồ so sánh pha riêng biệt -Loại bỏ ba vấn đề liên quan đến đường dây có bù nối tiếp -Vận hành tốc độ cao, dựa theo tính đa dạng góc pha loại bỏ lọc đòi hỏi sơ đồ so sánh pha -Tần số cung cấp từ bốn thiết bị logic độc lập Bất kỳ chúng thiết kế để phát cố tác động đường dây Một số ưu điểm phương pháp -Loại bỏ ba vấn đề liên quan đến đường dây có bù nối tiếp -Vận hành tốc độ cao, dựa theo tính đa dạng góc pha loại bỏ lọc đòi hỏi sơ đồ so sánh pha -Tần số cung cấp từ bốn thiết bị logic độc lập Bất kỳ chúng thiết kế để phát cố tác động đường dây So sánh pha riêng biệt dùng cho BV đường dây song song với ưu điểm sau: -Cắt tức thời cố kép liên quan đến hai đường dây -Khơng bị ảnh hưởng hỗ cảm -Tính chọn lọc pha cho tất loại cố đơn phức 4.2 Các sơ đồ pilot so lệch dọc Loại BV bị hạn chế HT pilot dây dẫn phụ (chỉ áp dụng cho đường dây ngắn 20Km Trong hầu hết HT, đại lượng ba pha biến đổi thành dòng xoay chiều pha đơn dùng cho rowle Cũng hình thành HT ba pha riêng biệt đòi hỏi cho việc thực đóng lại pha III ĐƯỜNG DÂY SONG SONG IV ĐƯỜNG DÂY RẼ NHÁNH Là đường dây có ba hay nhiều đầu, tải MF Những đầu tải gọi nhánh rẽ Loại đơn giản ba nhánh thường gặp thực tế 4.1 bảo vệ pilot dây dẫn phụ Kết hợp rơle với mạch AC loại nhanh, rẻ tiền Nó khơng nhạy cảm với độ dao độngc công suất, đơn giản độ tin cậy cao Khuyết điểm bị giới hạn 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 tăng có khuynh hướng tạo thành vòng NM AC mạch pilot Giảm độ nhạy tác động sai NM điện trở tụ điện mạch lilot lớn IV ĐƯỜNG DÂY RẼ NHÁNH 4.2 Rơle khoảng cách ZG G H J ZJ ZH ... khơng đường dây song song • Sự khơng đồng theo tụ nối tiếp 1 Khái niệm chung BV pilot 1.1 Hệ thống pilot dây dẫn Dùng cho: Đường dây ngắn đảm bảo kinh phí Nếu đường dây dài, điện trở dây pilot... lại pha III ĐƯỜNG DÂY SONG SONG IV ĐƯỜNG DÂY RẼ NHÁNH Là đường dây có ba hay nhiều đầu, tải MF Những đầu tải gọi nhánh rẽ Loại đơn giản ba nhánh thường gặp thực tế 4.1 bảo vệ pilot dây dẫn phụ... mang tần số cao đường dây tải điện (h8.5/151) Loại này, tín hiệu từ rơle đến rơle khác truyền qua đường dây truyền tải lượng tần số sóng mang Việc liên kết thông qua điều hướng đường dây biến điện