Tính toán bảo vệ dòng điện cắt nhanh, cực đại, thứ tự không cho đường dây L1, L2

Chuyên khảo phân tích Tính toán bảo vệ dòng điện cắt nhanh bảo vệ dòng điện cực đại và bảo vệ, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu

• Tác giả: Nghiêm Minh Tiến
• Người hướng dẫn: ThS. Ngô Thị Ngọc Anh
• Trường học: Trường Đại Học Điện Lực
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện, Điện Tử
• Đề tài: Tính toán bảo vệ dòng điện cắt nhanh, bảo vệ dòng điện cực đại và bảo vệ dòng điện thứ tự không cho đường dây cung cấp điện L1 và L2
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan tính toán bảo vệ dòng điện cho đường dây L1 L2

Trong một hệ thống điện, việc đảm bảo cung cấp điện năng liên tục và an toàn là nhiệm vụ hàng đầu. Tuy nhiên, các sự cố như ngắn mạch là không thể tránh khỏi và có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Các hậu quả này bao gồm phá hủy thiết bị, gây sụt áp trên diện rộng và phá vỡ sự ổn định của toàn hệ thống. Để giải quyết vấn đề này, bảo vệ rơle đóng vai trò như một hệ thống giám sát tự động, liên tục kiểm tra trạng thái làm việc của các phần tử. Nhiệm vụ chính của bảo vệ rơle là phát hiện chính xác và cách ly nhanh chóng phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống. Bài viết này tập trung vào việc tính toán hệ thống điện cụ thể cho việc bảo vệ đường dây L1 và L2, sử dụng các phương thức phổ biến: bảo vệ dòng điện cắt nhanh (chức năng 50), bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian (chức năng 51) và bảo vệ dòng điện thứ tự không (chức năng 50N/51N). Việc chỉnh định rơle một cách chính xác là yếu tố quyết định đến hiệu quả của toàn bộ hệ thống bảo vệ. Một cài đặt sai có thể dẫn đến tác động nhầm hoặc không tác động khi có sự cố, gây thiệt hại kinh tế và kỹ thuật. Do đó, quá trình tính toán đòi hỏi sự cẩn trọng, dựa trên các thông số thực tế của lưới điện và tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật.

1.1. Vai trò của hệ thống bảo vệ rơle trong lưới điện phân phối

Hệ thống bảo vệ rơle là một thành phần không thể thiếu trong lưới điện phân phối. Vai trò cốt lõi của nó là giám sát liên tục các thông số vận hành như dòng điện, điện áp của các thiết bị và đường dây. Khi một sự cố, điển hình là ngắn mạch, xảy ra, dòng điện sẽ tăng đột biến. Bảo vệ rơle phải nhận diện được tình trạng bất thường này và gửi tín hiệu đi cắt máy cắt điện (CB) để cô lập phần tử bị lỗi. Điều này giúp ngăn chặn sự lan truyền của sự cố, bảo vệ các thiết bị đắt tiền như máy biến áp khỏi hư hỏng do nhiệt và lực điện động. Đồng thời, việc cách ly nhanh sự cố còn đảm bảo chất lượng điện năng cho các phụ tải không bị ảnh hưởng. Theo tài liệu nghiên cứu, "nhiệm vụ chính của thiết bị bảo vệ rơ le là tự động cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện", qua đó đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử không hư hỏng.

1.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với một hệ thống bảo vệ hiệu quả

Một hệ thống bảo vệ rơle hiệu quả phải đáp ứng được các yêu cầu cơ bản. Tính chọn lọc là khả năng xác định và chỉ loại trừ phần tử bị sự cố. Tác động nhanh giúp giảm thiểu thiệt hại và thời gian gián đoạn cung cấp điện. Độ nhạy của bảo vệ là khả năng phát hiện các sự cố nhỏ nhất trong vùng bảo vệ, được đo bằng hệ số độ nhạy k_nhạy. Theo quy định, k_nhạy ≥ 1.5 đối với bảo vệ chính và k_nhạy ≥ 1.2 đối với bảo vệ dự phòng. Độ tin cậy đảm bảo rơle hoạt động đúng khi cần và không tác động sai trong điều kiện vận hành bình thường. Cuối cùng, tính kinh tế yêu cầu lựa chọn thiết bị phù hợp với chi phí hợp lý mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, đặc biệt quan trọng đối với các lưới điện trung áp có số lượng phần tử cần bảo vệ rất lớn.

II. Thách thức khi chỉnh định rơle bảo vệ quá dòng tối ưu

Việc chỉnh định rơle cho các chức năng bảo vệ quá dòng là một bài toán phức tạp, đòi hỏi sự cân bằng giữa nhiều yếu tố mâu thuẫn. Thách thức lớn nhất là đảm bảo phối hợp bảo vệ giữa các rơle đặt nối tiếp trên lưới điện. Cụ thể, rơle ở gần phụ tải hơn phải tác động trước rơle ở gần nguồn hơn để đảm bảo tính chọn lọc, tránh gây mất điện trên diện rộng không cần thiết. Điều này đòi hỏi phải tính toán chính xác thời gian tác động cho từng rơle, thường theo nguyên tắc bậc thang thời gian với một khoảng Δt an toàn. Một thách thức khác là sự biến thiên của dòng ngắn mạch. Giá trị dòng ngắn mạch phụ thuộc vào cấu hình vận hành của hệ thống điện (chế độ cực đại hoặc cực tiểu) và vị trí sự cố. Bảo vệ phải đủ nhạy để tác động với dòng ngắn mạch nhỏ nhất (cuối đường dây, chế độ vận hành min) nhưng không được tác động nhầm với dòng khởi động của các phụ tải lớn hoặc các quá độ vận hành khác. Việc lựa chọn máy biến dòng (CT) không phù hợp cũng có thể dẫn đến sai số, ảnh hưởng đến độ chính xác của bảo vệ.

2.1. Phân tích các dạng ngắn mạch và dòng ngắn mạch tương ứng

Ngắn mạch là loại sự cố nguy hiểm và phổ biến nhất, bao gồm ngắn mạch ba pha, hai pha, hai pha chạm đất và ngắn mạch một pha chạm đất. Mỗi dạng sự cố tạo ra các giá trị dòng ngắn mạch và các thành phần thứ tự không khác nhau. Tính toán chính xác các giá trị này ở các chế độ vận hành cực đại (S_Nmax) và cực tiểu (S_Nmin) là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Theo tài liệu phân tích, việc tính toán dòng ngắn mạch tại nhiều điểm trên đường dây (N1 đến N9) là cần thiết để xây dựng được quan hệ giữa dòng sự cố và khoảng cách. Dữ liệu này là cơ sở để cài đặt giá trị khởi động cho rơle và kiểm tra độ nhạy của bảo vệ trên toàn bộ chiều dài đường dây.

2.2. Nguyên tắc phối hợp bảo vệ và đảm bảo độ nhạy cần thiết

Phối hợp bảo vệ là nguyên tắc cốt lõi để đảm bảo tính chọn lọc. Đối với bảo vệ quá dòng có thời gian (như rơle 51), thời gian tác động được đặt theo bậc thang: t_n = t_(n-1)max + Δt. Trong đó, Δt là bậc chọn lọc thời gian, thường lấy khoảng 0.3s. Điều này đảm bảo thiết bị bảo vệ ở gần sự cố nhất sẽ tác động trước. Bên cạnh đó, độ nhạy của bảo vệ phải được kiểm tra ở trường hợp bất lợi nhất, tức là khi có sự cố ở cuối vùng bảo vệ với giá trị dòng ngắn mạch nhỏ nhất (I_Nmin). Hệ số độ nhạy (k_nhạy) được tính bằng tỷ số giữa I_Nmin và dòng khởi động của rơle. Nếu k_nhạy không đạt yêu cầu, cài đặt bảo vệ cần được xem xét lại để tránh trường hợp rơle không cảm nhận được sự cố.

III. Hướng dẫn tính toán bảo vệ dòng điện cắt nhanh 50 50N

Bảo vệ dòng điện cắt nhanh (ký hiệu ANSI là rơle 50) là loại bảo vệ tác động tức thời (không có thời gian trễ) khi dòng điện vượt qua một ngưỡng cài đặt rất cao. Ưu điểm lớn nhất của nó là loại trừ cực nhanh các sự cố ngắn mạch có giá trị lớn, thường xảy ra ở gần nguồn hoặc đầu đường dây. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là vùng bảo vệ không bao trùm toàn bộ đường dây. Nguyên tắc chỉnh định rơle 50 là phải đảm bảo tính chọn lọc tuyệt đối. Dòng khởi động của nó được chọn lớn hơn giá trị dòng ngắn mạch cực đại khi sự cố xảy ra ở bên ngoài vùng bảo vệ mong muốn. Tương tự, bảo vệ dòng điện thứ tự không cắt nhanh (rơle 50N) cũng hoạt động tức thời nhưng dựa trên thành phần thứ tự không của dòng điện, chuyên dùng để phát hiện các sự cố chạm đất. Việc tính toán chính xác dòng ngắn mạch ngoài là yếu tố then chốt để cài đặt bảo vệ cắt nhanh hiệu quả, tránh tác động sai gây ảnh hưởng đến các phần tử lân cận. Trong đồ án gốc, việc khảo sát vùng tác động là một bước bắt buộc để xác định phạm vi hiệu lực của chức năng này.

3.1. Phương pháp xác định dòng khởi động cho rơle 50 tối ưu

Dòng khởi động của bảo vệ dòng điện cắt nhanh được xác định theo công thức: I_kđ>> = K_at * I_Nngmax. Trong đó, I_Nngmax là dòng ngắn mạch 3 pha lớn nhất đi qua vị trí đặt rơle khi sự cố xảy ra tại điểm cuối của vùng bảo vệ của cấp liền kề (ví dụ: tại thanh cái của trạm kế tiếp). K_at là hệ số an toàn, thường lấy từ 1.15 đến 1.3, có tác dụng bù trừ cho các sai số trong tính toán, sai số của máy biến dòng (CT) và thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch. Ví dụ, trong tài liệu nghiên cứu, để cài đặt cho BV1, dòng ngắn mạch tại điểm N5 được sử dụng làm I_Nngmax. Việc chọn giá trị này đảm bảo BV1 sẽ không tác động khi có sự cố trên đường dây L2, giúp duy trì tính chọn lọc.

3.2. Cách tính toán và cài đặt cho bảo vệ rơle 50N chạm đất

Đối với bảo vệ dòng điện thứ tự không cắt nhanh (rơle 50N), nguyên tắc cài đặt tương tự như rơle 50 nhưng sử dụng dòng ngắn mạch chạm đất. Dòng khởi động được chọn theo công thức: I_kđ_50N = K_at * 3I_0_Nngmax. Trong đó, 3I_0_Nngmax là giá trị dòng thứ tự không lớn nhất khi có sự cố ngắn mạch một pha chạm đất ở ngoài vùng bảo vệ. Bảo vệ này đặc biệt hiệu quả trong các hệ thống điện có trung tính nối đất trực tiếp, nơi dòng chạm đất có giá trị lớn. Độ nhạy và vùng tác động của bảo vệ 50N phụ thuộc rất nhiều vào phương thức nối đất của hệ thống và điện kháng thứ tự không của đường dây.

IV. Bí quyết tính toán bảo vệ dòng điện cực đại 51 51N

Bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian trễ (ký hiệu ANSI là rơle 51) là bảo vệ chính hoặc dự phòng cho toàn bộ đường dây. Khác với bảo vệ cắt nhanh, rơle 51 có thời gian tác động phụ thuộc vào độ lớn của dòng sự cố, được mô tả qua đặc tính thời gian - dòng điện (TCC - Time-Current Characteristic). Nguyên tắc cơ bản là dòng sự cố càng lớn, thời gian tác động càng nhanh. Việc chỉnh định rơle 51 bao gồm hai bước chính: cài đặt dòng khởi động (I>) và lựa chọn đường cong đặc tính thời gian. Dòng khởi động phải được chọn lớn hơn dòng làm việc cực đại của đường dây nhưng phải nhỏ hơn dòng ngắn mạch nhỏ nhất ở cuối vùng bảo vệ để đảm bảo độ nhạy. Tương tự, rơle 51N là bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian, hoạt động dựa trên thành phần thứ tự không, giúp tăng cường độ nhạy cho các sự cố chạm đất mà bảo vệ pha có thể không phát hiện được. Phối hợp bảo vệ giữa các rơle 51 và 51N là cực kỳ quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động đúng đắn.

4.1. Chỉnh định dòng khởi động và thời gian tác động cho rơle 51

Dòng khởi động của rơle 51 (I_kđ>) được chọn dựa trên dòng làm việc lớn nhất (I_lvmax) theo công thức: I_kđ> = (K_at * K_mm / K_tv) * I_lvmax. Trong đó, K_at là hệ số an toàn, K_mm là hệ số tự mở máy của động cơ, và K_tv là hệ số trở về. Thời gian tác động được xác định dựa trên việc phối hợp bảo vệ với các thiết bị phía hạ lưu. Cụ thể, thời gian của rơle đang xét phải lớn hơn thời gian của rơle kế tiếp một khoảng Δt (bậc chọn lọc thời gian). Dựa vào đó và đường cong TCC curve đã chọn (ví dụ: Standard Inverse), ta tính toán được hệ số đặt thời gian (TMS hoặc T_p). Quá trình này đảm bảo tính chọn lọc theo thời gian.

4.2. Tối ưu hóa phối hợp bảo vệ bằng đặc tính TCC curve

Các đặc tính thời gian - dòng điện (TCC curve) là công cụ không thể thiếu trong phối hợp bảo vệ. Các rơle số hiện đại cung cấp nhiều loại đường cong tiêu chuẩn (IEC, IEEE) như Standard Inverse (SI), Very Inverse (VI), hay Extremely Inverse (EI). Việc lựa chọn đường cong phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống điện. Ví dụ, đường cong Very Inverse phù hợp với các đường dây nơi dòng ngắn mạch giảm nhanh khi vị trí sự cố di chuyển ra xa nguồn. Các phần mềm mô phỏng chuyên dụng như ETAP cho phép kỹ sư vẽ các đường cong TCC của nhiều thiết bị bảo vệ (rơle, cầu chì, CB) trên cùng một đồ thị, giúp trực quan hóa việc phối hợp và dễ dàng điều chỉnh các thông số cài đặt để đạt được khoảng thời gian chọn lọc tối ưu.

V. Case study Áp dụng tính toán bảo vệ cho đường dây L1 L2

Để minh họa cho các phương pháp lý thuyết, chúng ta sẽ xem xét một trường hợp ứng dụng thực tế dựa trên các số liệu từ đồ án gốc: tính toán bảo vệ dòng điện cho hai đường dây L1 (25km) và L2 (20km) trong một hệ thống điện 115/24kV. Quá trình bắt đầu bằng việc lựa chọn các máy biến dòng (CT) phù hợp với dòng làm việc lớn nhất trên mỗi đường dây. Tiếp theo, thực hiện tính toán dòng ngắn mạch tại 9 điểm khác nhau dọc theo hai đường dây, xét cả hai chế độ vận hành là cực đại (S_Nmax = 2000 MVA) và cực tiểu (S_Nmin = 1400 MVA). Các kết quả này là đầu vào quan trọng cho việc chỉnh định rơle 50, 50N, 51, và 51N. Cuối cùng, bước không thể thiếu là kiểm tra độ nhạy của bảo vệ để đảm bảo tất cả các chức năng đã cài đặt đều đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, đặc biệt là trong điều kiện vận hành bất lợi nhất. Quy trình này cho thấy sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tiễn trong ngành kỹ thuật bảo vệ rơle.

5.1. Kết quả tính toán dòng ngắn mạch cho hai chế độ vận hành

Dựa trên phương pháp thành phần đối xứng, kết quả tính toán cho thấy sự khác biệt rõ rệt của dòng ngắn mạch giữa hai chế độ. Ở chế độ cực đại, dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm N1 (đầu đường dây L1) là 13.728 kA, trong khi tại điểm N9 (cuối đường dây L2) là 1.024 kA. Ở chế độ cực tiểu, các giá trị tương ứng lần lượt là 6.792 kA và 0.672 kA. Sự chênh lệch lớn này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phải xem xét cả hai chế độ khi chỉnh định rơle. Cài đặt bảo vệ phải đảm bảo tác động tin cậy với dòng nhỏ nhất (chế độ min) và vẫn duy trì tính chọn lọc với dòng lớn nhất (chế độ max).

5.2. Kiểm tra độ nhạy cuối cùng cho các chức năng bảo vệ 51 51N

Sau khi có các thông số cài đặt, bước cuối cùng là kiểm tra độ nhạy của bảo vệ. Việc kiểm tra được thực hiện bằng cách lấy tỷ số giữa dòng ngắn mạch nhỏ nhất tại cuối vùng bảo vệ và dòng khởi động của rơle. Theo kết quả tính toán trong tài liệu, độ nhạy của chức năng bảo vệ quá dòng 51 cho BV1 là 2.829 và cho BV2 là 3.594. Đối với chức năng bảo vệ quá dòng thứ tự không 51N, độ nhạy cho BV1 là 3.05 và cho BV2 là 3.13. Tất cả các giá trị này đều lớn hơn 1.5, kết luận rằng "bảo vệ quá dòng có thời gian thứ tự không và bảo vệ quá dòng có thời gian (51N; 51) đảm bảo làm việc tin cậy".

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: CHỌN CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN.-2- 55s sec: 12 CHƯƠNG 2. -- CS 1 1E HH TH HT HH TH HT HH HH HH HH HH HH HH tệ 13 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ LUA CHON THONG SO CAI DAT VA KIEM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC BẢO VỆ I &2,. Vị trí các điểm ngắn mạch. Các đại lượng cơ bản,.

Điện kháng các phần tử. Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở chế độ cực đại. Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở chế độ cực tiểu.4, Xây dựng quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây. Chế độ cực đặại.

Chế độ cực tiỂu. 24 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ QUÁ DÒNG CỦA BVI&BV2. Chỉnh định bảo vé qua dong cd thot gian I> (SD).1, Chế đô cực đầại. Chế độ cực tiều.

31 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT VÙNG TÁC ĐỘNG CHỨC NĂNG CUA BAO VE QUA DONG CAT NHANH VA KIEM TRA DO NHAY CUA CAC CHỨC NĂNG BẢO VỆ 1&2. Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh. Kiém tra độ nhạy của các chức năng bảo vệ I&2.- 56c SE E2 E212 ce 34 DANH MUC BANG BIEU Bang 1: Tổng ø1á trị điện kháng thứ tự thuận. nghịch, không của mạng điện ở chế độ ðìi5 0.

15 Bang 2: Trị số dòng điện ngắn mạch tổng hợp tại các pha của mạng điện ở chế độ cực nh cccceceesesescecscsescscesecescessessecscssasasesvssvscacsseseseavsvscsuasecessessevsesseeseatesesseeees 18 Bảng 3: Tổng giá trị điện kháng thứ tự thuận. nghịch, không của mạng điện ở chế độ TT. 20 Bảng 4: Trị số dòng điện ngắn mạch tông hợp tại các pha của mạng điện ở chế độ cực TT. 23 Bảng 5: Trị số dòng điện ngắn mạch tổng hợp lớn nhất tại các pha của mạng điện ở chế độ cực đại.- -Ss 11 112111551115115151111111111111111111211111111111111111111111121111111111111 cx6 23 Bảng 6: Trị số dòng điện ngắn mạch tổng hợp nhỏ nhất tại các pha của mane điện ở chế độ cực tiỂU.-----s-Sc St 11 52151515515111211111125111112121111112111111111111111111112111211111 012111 1x6 24 Bảng 7: Trị số dòng điện ngắn mạch tông hợp lớn nhất, nhỏ nhất tại các pha của mạng điện ở chế độ cực đại và chế độ cực tiểu.---- Si Sa S1 123 551555153115551 11 1515151551122555 1x52 25 Bảng 8: Thời sian làm việc của bảo vệ quá dòng có thời øian khi sự có xảy ra tại một điểm từ N5-N9 ở chế độ cực đại.

31 Bảng 9: Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng có thời gian khi sự cố xảy ra tại một điểm từ N1-N5 ở chế đô cực đãai. 31 Bảng 10: Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng có thời gian khi sự cố xảy ra tại một điểm từ N5-N9 ở chế độ cực tiỂu. --- 1S 1 1111115111 11111111111 11111121111 11115115585 1x11 sey 32 Bảng 11: Thời sian làm việc của bảo vệ quá dòng có thời øian khi sự có xảy ra tại một điểm từ NI-NŠ ở chê độ cực tiêu. 32 DANH MUC HINH VE Hình 1: Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng trong lưới điện hình tia cho trường hợp đặc tuyên phụ thuộc và đặc tính độc lập.

--:- 5-2252 2222222 c2z+sxss 6 Hình 2: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh đường dây một nguồn cung cấp ¬ `. 8 Hình 3: Vi trí các điểm ngắn 0 10:01. 13 Hình 4: Giá trị điện kháng tại các điểm ngắn mạch 14 Hình 5: Quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây ở chế độ cực đại. 24 Hinh 6: Quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây ở chế độ cực tiếu.

24 Hình 7: Quan hệ dòng ngắn mạch cựce đại, cực tiệu VỚI chiều dat đường dây. 25 Hình 11: Đặc tính thời sian làm việc của các bảo vệ trong chế độ cực đại và cực tiêu 32 PHAN 1. PHAN LY THUYET CHUONG 1: NHIEM VU VA CAC YEU CAU BAO VE ROLE 1. Nhiém vu cua bao vé role Khi thiết kế hoặc vận hành bắt kì | hé théng điện nào cũng phải kế đến các khả năng phát sinh các hư hỏng va tinh trang làm việc không bình thường trong hệ thông điện ấy.

Ngắn mạch là loại sự cô có thể xảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện. Hậu quả của ngắn mạch là: - Làm giảm thấp điện áp ở phần lớn của hệ thống điện - Phá hủy các phần tử sự cô băng tia lửa điện. - Phá hủy các phần tủ có dòng điện ngắn mạch chạy qua do tác dụng của nhiệt và co. - Phá vỡ sự ổn định của hệ thống.

Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện còn có các tình trạng làm việc không bình thường như là quá tải. Khi quá tải, dòng điện tăng cao làm nhiệt độ của các phần dẫn điện vượt quá giới hạn cho phép, làm cho cách điện của chúng bị già cỗi và đôi khi bị phá hỏng. Đề đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử không hư hỏng trong hệ thống điện cần có các thiết bị phát phi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất, phát hiện ra các phần tử bị hư hỏng và cắt nó ra khỏi hệ thống điện. Thiết bị này được thực hiện nhờ các khí cụ tự động sọi là rơ le.

Thiết bị bảo vệ thực hiện nhờ những rơ le gọi là thiết bị bảo vệ rơ le. Như vậy, nhiệm vụ chính của thiết bị bảo vệ rơ le là tự động cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện. Ngoài ra, còn ghi nhận và phát hiện những tình trạng lam việc không bình thường của các phân tử trong hệ thông điện. Tùy mức độ mà bảo vệ rơ le có thê tác động hoặc báo tín hiệu đi cắt máy cắt.

thiết bị điện 1. Các yêu cầu đối với bảo vệ rơle O Tac dong nhanh: Càng cắt nhanh phần tư bị ngắn mạch sẽ cảng hạn chế được mức độ phá hoại phần tử đó, càng giảm được thời gian tụt thấp điện áp ở các hộ tiêu thụ và càng có khả nang pitt duoc ổn định của hệ thống điện. Đề 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 thi không thể thỏa mãn yêu cầu chọn lọc. Hai yêu cầu này đôi khi mâu thuẫn nhau, vỉ vậy tùy điều kiện cụ thế cần xem xét kỹ càng hơn về 2 yêu cầu này. L Tính chọn lọc: là khả năng của bảo vệ có thê phát hiện và loại trừ đúng phần tử bị sự cô ra khỏi hệ thông. Theo nguyên lý làm việc có thê phân ra: + Bảo vệ có độ chon loc tuyệt đối: là những bảo vệ chỉ làm việc khi có sự cô xảy ra trong một phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho bao vệ đặt ở các phân tử lân cận.

+ Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối: ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượng được bảo vệ còn có thê thực hiện chức năng dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phân tử lân cận. H Độ nhạy: Độ nhạy đặc trưng cho khả năng cảm nhận sự cô của rơle hoặc hệ thống bảo vệ, nó được biểu diễn bang hệ số (io nhay k OF Nmin » TT” kđ oO Yêu cầu: k,2_ : đối với bảo vệ chính kh 5 : đối với bảo vệ dự phòng O D6 tin cy: là tính năng đám bảo cho thiết bị báo vệ làm việc đúng, chắc chắn. + Độ tin cậy tác động: là khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cô xảy ra trong phạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ bảo vệ. + Độ tin cậy không tác động: là khả năng tránh làm việc nhằm ở chế độ vận hành bình thường hoặc sự cô xảy ra ngoài phạm vị bảo vệ đã được quy định H Tính kinh tế: Đôi với lưới điện trung, hạ áp vì số lượng các phần tử cần được bảo vệ rât lớn, yêu câu đôi với thiệt bị không cao băng thiết bị bảo vệ ở cá nhà máy điện lớn hoặc lưới truyền tải cao áp và siêu cao áp do vậy cân chủ ý tới tính kinh tê trong lựa chọn thiệt bị bảo vệ sao cho có thê đảm bảo các yêu câu kỹ thuật với chi phí nhỏ nhật.

CHUONG 2: CAC NGUYEN TAC BAO VE RO LE TRONG HE THONG DIEN 2. Bao vé qua dong dién: Bảo vệ quá dong điện là loại bảo vệ tác động khi dòng điện di qua phần tử được bảo vệ vượt quá một giá trị định trước. Theo nguyên tắc đảm bảo tính chon loc chia thành 2 loại: - Bảo vệ dòng điện cực đại. - Bảo vệ dòng điện cắt nhanh.

+ Bảo vệ dòng điện cực đại: là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thoi gian lam việc theo nguyên tặc từng câp, bảo vệ càng sân nguồn cung cập thì thời gian tác động càng lớn. + Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn giá trị dòng điện tác động lớn hon gia tri dong điện ngắn mạch ngoài max. Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất bé: Thực chất là bảo vệ quá dòng sử dụng bộ lọc thứ tự không để lấy thành phân thứ tự không của dòng 3 pha. Khi có ngắn mạch I pha chạm đất sẽ xuất hiện dòng thứ tự không vào rơ le.

Nếu dòng này lớn hơn giá trị đặt của rơ le thì sẽ tác động cắt máy cắt. Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đắt lớn: Báo vệ này lấy dòng điện làm việc vào rơ le là dòng tổng của 3 BI đặt ở 3 pha. Khi có ngắn mạch 1 pha dòng vào rơ le bao gồm 3 lần thành phần dòng thứ tự không và thành phân dòng không cân băng. Người ta chọn dòng khởi động của rơ le lớn hơn dòng không cân bằng tính toán nhân với 1 hệ số ka nào đó.

Nên khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất thì dòng vào rơ le lớn hơn dòng khởi động và bảo vệ tác động cắt máy cắt. Khi xảy ra các loại ngăn mạch khác thì thành phần 3 Io không tôn tại và rơ le không tác động. Bảo vệ so lệch dòng điện: Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc theo nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ. Nếu sự sai lệch vượt quá trị số cho trước thì bảo vệ sẽ tác động.

Bảo vệ khoảng cách: Báo vệ khoáng cách là loại bảo vệ dùng rơ le tổng trở có thời gian làm việc phụ thuộc vào quan hệ giữa điện áp Ur va dòng dién Ir dua vào rơ le và góc pha giữa chúng.