GIÁO TRÌNH RƠ LE BẢO VỆ Danh mục tài liệu rơ le bảo vệ: http://adf.ly/10176057/lbs-v-recloser http://adf.ly/10176057/bao-ve-ro-le http://adf.ly/10176057/quy-trinh-ro-le-p443-p445 http://adf.ly/10176057/tai-lieu-ro-le http://adf.ly/10176057/tai-lieu-ro-le-2 http://adf.ly/10176057/bao-ve-ro-le-trn-dz-500kv http://adf.ly/10176057/cac-mach-lien-dong http://adf.ly/10176057/gioi--thieu-chung-ve-ro-le-bao-ve http://adf.ly/10176057/he-thong-ro-le-500kv http://adf.ly/10176057/he-thong-ro-le-500kv-2 http://adf.ly/10176057/nguyen-ly-ro-le-dz http://adf.ly/10176057/nguyen-ly-ro-le-khang-bu-ngang http://adf.ly/10176057/nguyen-ly-ro-le-mba http://adf.ly/10176057/nguyen-ly-ro-le-tu-bu-doc NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI BẢO VỆ RƠ LE Các bảo vệ rơ le tác động cắt máy cắt điện cần phải thực hiện 4 yêu cầu cơ bản sau đây: Tính chọn lọc, tác động nhanh, tính đảm bảo và độ nhạy A B C 3 4 N 1 N 2 5 1 1 2 Hình 1–1 Ví dụ về tính chọn lọc của bảo vệ rơ le 1. Tính chọn lọc Tính chọn lọc là khả năng chỉ cắt phần hư hỏng của hệ thống khi có ngắn mạch. Xét một ví dụ cụ thể: đối với mạng điện đã cho trên hình 1-1 khi ngắn mạch tại điểm N1 bảo vệ phải cắt máy cắt 5 ở đầu đường dây bị hư hỏng BC. Như vậy tất cả các hộ tiêu thụ, trừ những hộ nối vào thanh cái C sẽ tiếp tục làm việc bình thường khi cắt máy cắt.
Khi ngắn mạch tại điểm N 2 để đảm bảo tính chọn lọc, bảo vệ cần phải cắt máy cắt 1 và máy cắt 2 ở hai đầu đường dây bị hư hỏng và việc cung cấp điện cho trạm B vẫn được duy trì. Tính tác động nhanh Phần tử bị ngắn mạch càng được cắt nhanh càng hạn chế được mức phá hoại các thiết bị, càng giảm được thời gian sụt áp ở các hộ tiêu dùng điện và càng có khả năng duy trì được sự ổn định của các nhà máy phát điện và toàn bộ hệ thống điện. Tuy nhiên các loại bảo vệ vừa đảm bảo cắt nhanh, vừa đảm bảo tính chọn lọc khá phức tạp và đắt tiền. Vì vậy yêu cầu tác động nhanh chỉ đề ra phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể của hệ thống điện và tình trạng làm việc của các phần tử trong hệ thống điện.
Trong các hệ thống điện hiện đại, để duy trì ổn định thì thời gian cắt ngắn mạch phải rất nhanh. Chẳng hạn đường dây truyền tải điện 500 kV các hư hỏng phải được cắt trong khoảng < 0,1 đến 0,12 giây kể từ khi sự cố phát sinh; Trong mạng 110- 220 kV thì sau khoảng 0,15 – 0,3 giây; Trong các mạng phân phối 6 - 10 kV cách xa các nguồn cung cấp bằng một tổng trở lớn, thời gian cắt ngắn mạch có thể lên tới 1,5- 3 giây. Thời gian cắt sự cố TC gồm 2 thành phần: Thời gian tác động của bảo vệ TBV và thời gian tác động của máy cắt TMC TC =TBV +TMC Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần cố gắng giảm cả 2 thành phần T BV và TMC. Đối với bảo vệ cắt nhanh hiện đại đã đạt được TBV = 0,01- 0,02 giây, các máy cắt SF6 thời gian cắt trong khoảng 40ms.
Độ nhậy 2 Để phát hiện ra những thay đổi khác thường so với những tình trạng làm việc bình thường của mạng điện, bảo vệ cần phải có 1 độ nhậy cần thiết. Muốn xác định độ nhậy trước hết cần xác định vùng tác động của bảo vệ. Thường thì độ nhậy của bảo vệ được đặc trưng bằng hệ số nhậy Kn. Đối với các bảo vệ làm việc theo các đại lượng tăng khi ngắn mạch ( Thí dụ như dòng điện ) hệ số độ nhậy được xác định bằng tỷ số giữa lượng tác động tối thiểu ( tức dòng điện ngắn mạch bé nhất ) khi ngắn mạch trực tiếp ở cuối vùng bảo vệ trên lượng đặt ( tức dòng điện khởi động ).
Đối với các bảo vệ thường gặp yêu cầu về độ nhậy: Kn =1,5 –2 ( KN = Inm min /Iđặt = 1,5 2 ) 4. Tính bảo đảm Bảo vệ phải luôn luôn sẵn sàng khởi động và tác động một cách chắc chắn khi có những hư hỏng bên trong vùng bảo vệ và những tình trạng làm việc không bình thường ở các phần tử được bảo vệ. Mặt khác bảo vệ không được tác động khi có những hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường không thuộc phạm vi bảo vệ của mình. Nếu bảo vệ có nhiệm vụ dự phòng cho các bảo vệ sau nó ( kể cả nguồn trở đi ) thì khi ngắn mạch ở trong vùng dự phòng bảo vệ phải được khởi động nhưng không được tác động khi bảo vệ chính đặt những chỗ ngắn mạch chưa tác động.
Đôi khi yêu cầu về tác động và không tác động mâu thuẫn nhau, thí dụ để bảo vệ có thể tác động một cách chắc chắn khi xẩy ra ngắn mạch trong vùng bảo vệ của mình, cần dùng nhiều rơle tinh vi và sơ đồ nối dây phức tạp. Nhưng khi dùng càng nhiều rơle và sơ đồ nối dây càng phức tạp, càng có nhiều khả năng làm cho bảo vệ tác động nhầm. Để tăng tính bảo đảm của bảo vệ cần: + Dùng các sơ đồ có chất lượng tốt, làm việc chắc chắn. + Chọn sơ đồ bảo vệ đơn giản nhất với số rơle có ít tiếp điểm nhất.
+ Dùng các bộ phận phụ như các cực nối, dây dẫn chắc chắn để thực hiện sơ đồ bảo vệ. + Thường xuyên kiểm tra sơ đồ bảo vệ. THÍ NGHIỆM HIỆU CHỈNH BẢO VỆ, ĐIỀU KHIỂN, TÍN HIỆU NGĂN LỘ ĐƯỜNG DÂY CẤP ĐIỆN ÁP TỪ 6 - 35KV 4 A. MẠCH BẢO VỆ I.
MẠCH DÒNG ĐIỆN I. Sơ đồ đấu dây sao đủ I.1 Sơ đồ nối dây mạch dòng điện ia ib ic i0= ia+ ib+ic I.2 Dòng điện thứ cấp khi bơm dòng nhất thứ theo sơ đồ thí nghiệm i0 L2 L2 L2 2 2 2 1 1 1 L1 L1 L1 ic ib ia A H Biến áp phụ tải 250/12V Y PY Biến áp tự ngẫu P ~ - 220; 380B Mục đích để kiểm tra: - tỷ số biến - đấu đúng sơ đồ, cực tính đúng Đo được: Ia=Ib =Ic =I1/Ki Ở đây: I1 là dòng điện nhất thứ ( A ). Ki là tỷ số của máy biến dòng điện.3 Dòng điện thứ cấp ba pha khi mang tải đối xứng Ia=Ib =Ic =I1/Ki I0 =IKhông cân bằng Sơ đồ véc tơ: ia ic ib I.4 Các trường hợp hư hỏng mạch dòng điện I.1 Đứt dây trung tính ia ib ic Bơm dòng theo sơ đồ thí nghiệm ta được: Ia Ib Ic 0 Hoặc <<I1/Ki I0 =0 Khi đứt dây trung tính mạch dòng điện: * Ở chế độ mang tải 3 pha đối xứng: Ia=Ib =Ic =I1/Ki và I0 = 0 Sơ đồ véc tơ như sau: 6 ia ic ib I.2 Ngược cực tính pha C Khi đó có hiện tượng như sau: ia ib ic i0= ia+ ib- ic Bơm dòng theo sơ đồ thí nghiệm ta có: Ia=Ib =Ic =I1/Ki I0 =I1/Ki Ở chế độ mang tải 3 pha đối xứng: Ia=Ib =Ic =I1/Ki và I0 =2I1/Ki Sơ đồ véc tơ như sau: ia ib i0 7 I. Đứt mạch dòng pha C ia ib ic i0= ia+ ib Trên sơ đồ thí nghiệm ta đo được: Ia=Ib =I1/Ki Ic = 0 và I0 =2I1/Ki Ở chế độ mang tải 3 pha đối xứng: Ia = Ib = I1/Ki Ic = 0 và I0 = I1/Ki Sơ đồ véc tơ như sau: ia i0 ib I.4 Mạch dòng pha C bị đấu tắt 8 ia ib ic i0 ic+ i0= ia+ ib Trên sơ đồ thí nghiệm ta được: Ia=Ib =I1/Ki ; Ic +I0 = 0 và I0 =I1/Ki Sơ đồ véc tơ như sau: I.2 Sơ đồ đấu dây sao thiếu ia ia ic i0+ ic 0 ib i0= ia+ ic I.1 Sơ đồ đấu dây mạch dòng điện I.2 Dòng điện thứ cấp khi bơm dòng nhất thứ theo sơ đồ thí nghiệm 9 L2 L2 i0 2 2 1 1 L1 L1 ic ia A H Biến áp phụ tải 250/12V Y PY Biến áp tự ngẫu P ~ - 220; 380B Ia =Ic =I1/Ki - ở đây Ki là tỷ số của máy biến dòng, I0 =2I1/Ki I.3 Dòng điện thứ cấp 3 pha khi mang tải đối xứng Ia =Ic =I1/Ki I0 =I1/Ki Sơ đồ véc tơ: ia ic 0 i0 I.4 Các trường hợp hư hỏng mạch dòng điện I.1 Đứt dây trung tính ia ic Khi đó: 10 Trên sơ đồ thí nghiệm đo được Ia = Ic 0 hoặc <<I1/Ki I0 = 0 * Ở chế độ mang tải 3 pha đối xứng: I a =Ic dòng điện nhỏ phụ thuộc vào tham số của biến dòng điện và I0 = 0 Sơ đồ véc tơ không xác định được I.2 Đấu ngược cực tính pha C Hiện tượng như sau: ia ic i0= ia - ic Trên sơ đồ thí nghiệm đo được: Ia = Ic = I1/ Ki ; I0 = IKhông cân bằng 0 Ở chế độ mang tải 3 pha đối xứng: Ia = Ic =I1/Ki và I0 = I1/Ki và I0 = 3*I1/ Ki Sơ đồ véc tơ như sau: ia ic i0 I.3 Đứt mạch dòng pha C 11 ia i0 Trên sơ đồ thí nghiệm ta đo được: Ia = I0 =I1/ Ki và Ic = 0 Ở chế độ mang tải 3 pha đối xứng: Ia = I0 =I1/ Ki và Ic = 0 Sơ đồ véc tơ như sau: ia i0 I.4 Mạch dòng pha C bị đấu tắt ia ic ic Trên sơ đồ thí nghiệm đo được: Ia = I1/Ki và Ic +I0= I1/Ki Ở chế độ mang tải 3 pha đối xứng:Ia = I1/Ki và Ic +I0 = I1/Ki Sơ đồ véc tơ như sau: 12 ia i c+ i 0 II MẠCH ĐIỆN ÁP II.
Mạch điện áp cho bộ phận đo lường và công tơ như hình vẽ: A b c A A A X X X N c THIẾT BỊ SF b x x x ĐO ĐẾM a V U,ÀP, Q b a c a a a N II.2 Mạch điện áp cho bảo vệ trong đa số các đường dây một nguồn cung cấp không dùng.3 Các loại bảo vệ II.1 Bảo vệ cắt nhanh (xem§ 11) II.2 Bảo vệ quá dòng (xem § 3- §10.3 Bảo vệ cắt nhanh, quá dòng có hướng cho lưới trung tính cách điện ( xem § 29. Mạch điều khiển máy cắt C. Mạch tín hiệu một ngăn lộ 13 D. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM MẠCH BẢO VỆ, ĐIỀU KHIỂN, TÍN HIỆU VÀ TỰ ĐỘNG ĐỂ ĐƯA MỘT NGĂN LỘ 6 – 35 KV VÀO LÀM VIỆC Sau khi quá trình lắp đặt đã hoàn thành.
Các biến dòng điện, biến điện áp đã được thí nghiệm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Máy cắt đã lắp đặt xong nạp khí SF6, chạy rà trơn. Đóng cắt thử bằng cơ khí tốt, nguồn lên dây cót đầy đủ. Ta lần lượt tiến hành các công việc sau: D1.
Kiểm tra toàn bộ sơ đồ mạch điện chính xác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Mạch điều khiển, tín hiệu, chế độ nguồn AC hay DC cho phù hợp. Điện áp nguồn phù hợp cấp điện áp sử dụng của các loại thiết bị trong ngăn lộ + Đặt tỉ số máy biến dòng phù hợp chỉnh định. Đấu đúng các cuộn nhị thứ TI vào đúng mạch: đo lường cấp chính xác 0,5; Các bảo vệ dùng các cuộn biến dòng cấp chính xác 5P hoặc10P.