›
›

Bài giảng Bảo vệ Rơ le - Chương II: Bảo vệ quá dòng (Overcurrent Protection)

ppt 58 trang phuongnguyen 4301
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Bảo vệ Rơ le - Chương II: Bảo vệ quá dòng (Overcurrent Protection)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_bao_ve_ro_le_chuong_ii_bao_ve_qua_dong_overcurrent.ppt

Nội dung text: Bài giảng Bảo vệ Rơ le - Chương II: Bảo vệ quá dòng (Overcurrent Protection)

  1. BÀI GIẢNG CHƯƠNG II: BẢO VỆ QUÁ DÒNG: (OVERCURRENT PROTECTION)
  2. CHƯƠNG II: BẢO VỆ QUÁ DÒNG: (OVERCURRENT PROTECTION) • NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC • SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ • PHÂN LOẠI • TÍNH TOÁN THÔNG SỐ BVQD • BẢO VỆ CẮT NHANH • SƠ ĐỒ NỐI DÂY BI • BVQD NHIỀU CẤP • BVQD CÓ KHÓA • BVQD THEO THÀNH PHẦN THỨ TỰ • ĐÁNH GIÁ
  3. 1. NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC: (PRINCIPLE WORK) • Bảo vệ có tên là bảo vệ quá dòng cực đại _ hoạt động theo chiều tăng DĐ. • Bảo vệ hoạt động theo đại lượng đầu vào là giá trị biên độ dòng điện IRL. • Bảo vệ làm việc khi Irl > Ing ( Ikd , Idặt )
  4. • Phân biệt thành hai vùng 1 B 0 A I lv Ikd Isc I Vùng rơ le Vùng rơ le không làm việc làm việc Hình 2.1
  5. 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: (PRINCIPLE SCHEME) 2BI 1MC - CC Th + + + + 3RI 4RT 5Th 6RG - - Hình 2.2
  6. 2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: (PRINCIPLE SCHEME) 2BI 1MC Đi cắt 1MC + + 5Th 3RI 4RT - Hình 2.3
  7. Sơ đồ khối rơ le quá dòng: (Block scheme of overcurrent relays ) Đo Bộ Thời Tín Chấp Đi cắt BI lường Logic gian hiệu hành Cổng A S Chuyãøn 8255A I1 Biến đổi 1 BI C.lưu I/U âäøi PPI Chọn A/D Cổng Ccao S2 8085A kênh PC7 AM ADC Bộ vi xử lí 3705 0800 S/C Kit S3 Cổng Cthấp PC3 22 Sn Biến đổi PC2 BI C.lưu 21 In I/U PC1 20 Chọn kênh PC0 Cổng B Hình 2.4 Tín hiệu cắt PB0
  8. Sơ đồ khối rơ le quá dòng: (Block scheme of overcurrent relays ) MC MC RI RT 51 RG Hình 2.5
  9. 3. PHÂN LOẠI: (CLASSIFY) • THEO THỜI GIAN ( TÍNH DỰ TRỮ ): _ BVQD (51). Có hai loại : BVQD độc lập BVQD phụ thuộc _ BVCN ( 50 ) • THEO TÍN HIỆU ĐẦU VÀO : _ BV theo dòng pha _ BV theo dòng I0 _ BV theo dòng I2 _ BV quá dòng có khóa điện áp
  10. 4. TÍNH TOÁN THÔNG SỐ: 4.1 BV QD CÓ THỜI GIAN • Dòng khởi động • Thời gian bảo vệ • Độ nhạy
  11. 4.1. BV QD CÓ THỜI GIAN: (TIME OVERCURRENT PROTECTION) 4.1.1 Dòng khởi động • Không tác động sai • Tránh các dòng quá độ cho phép 1 0 Itv Ikd I Vùng làm việc Vùng sự cố Hình 2.6
  12. 4.1.1 Dòng khởi động • I > I ( đóng DZ ) kđ qd I Ikđ = KatKmm Ilvmax IN • Itv > Iqd(cắt NM ngoài) Iqd = Imm = Kmm Ilvmax Itv Imm Ktv = I I I kd KĐ tv Immmax Ilvmax Ilv Kat Kmm Ikds = Ilv max Ktv t Thời gian dòng Ikds =K.Ilvmax ngắn mạch đi qua BV Hình 2.7
  13. 4.1.1 Dòng khởi động Ikds Ikdt = nBI Ikds IkdRL = Ksd nBI
  14. 4.1.2 Thời gian làm việc của BV • Đảm bảo tính chọn lọc: a/ BV có đặc tính thời gian độc lập. b/ BV có đặc tính thời gian phụ thuộc.
  15. a) BV có đặc tính thời gian độc lập • Thời gian làm việc tBV = const. • Phối hợp theo cấp thời gian (nguyên tắc bậc thang) t(n-1) = max { tn } + t. t tBV I Hình 2.8
  16. a) BV có đặc tính thời gian độc lập: (DEFINITE TIME OVERCURENT PROTECTION) A B C D BV2 ’ BV3 ’ BV4 ‘ tnh1 tnh2 tnh3 tnh4 BV1 BV2 BV3 BV4 tPT t t tnh2 tBV1 t tBV2 tBV3 t l Hình 2.9
  17. • Xét sơ đồ mạng như hình trên, việc chọn thời gian làm việc của các bảo vệ được bắt đầu từ bảo vệ của đoạn đường dây xa nguồn cung cấp nhất, tức là từ các bảo vệ BV4 và BV4’. Giả thiết thời gian làm việc của các bảo vệ tương ứng là tnh4 và tPT. • Thời gian làm việc tBV3 của BV3 được chọn lớn hơn thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ tại trạm D một bậc t. Nếu tPT > tnh4 thì tBV3 = tPT + t. • Thời gian làm việc của bảo vệ ở trạm B cũng tương tự, ví dụ nếu có tnh3 > tBV3 thì tBV2 = tnh3 + t. • Trường hợp tổng quát, đối với bảo vệ của đoạn thứ n thì: tn = t (n-1)max + t. Với t (n-1)max: thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ ở đoạn thứ n-1 (xa nguồn hơn đoạn thứ n).
  18. b/ BV có đặc tính thời gian phụ thuộc tnh2 tnh3 MC1 MC2 MC3 tPT BV1 BV2 BV3 t tttBV1 tttBV2 tttBV3 t t tBV2 t nh2 tBV3 t Hình 2.10 l
  19. • Chọn thời gian làm việc của bảo vệ có hai yêu cầu khác nhau do giá trị bội số dòng ngắn mạch ở cuối đoạn được bảo vệ so với dòng khởi động: • Khi bội số dòng lớn, bảo vệ làm việc ở phần độc lập của đặc tính thời gian: lúc ấy thời gian làm việc của các bảo vệ được chọn giống như bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập. • Khi bội số dòng nhỏ, bảo vệ làm việc ở phần phụ thuộc của đặc tính thời gian: trong trường hợp này, sau khi phối hợp thời gian làm việc của các bảo vệ kề nhau có thể giảm được thời gian cắt ngắn mạch: t ttt(n-1) = max { tn } + t t1 Thời gian làm việc t = f(I) BV t2 I1 I2 I Hình 2.11
  20. b/ BV có đặc tính thời gian phụ thuộc: (INVERSE TIME OVERCURRENT PROTECTION) đặc tính của rơ le cảm ứng đặc tính của rơ le số tiêu chuẩn I.E.C; A.N.S.I t (s) A = + t(I) P B . K( Ts ) I* -1 I Hình 2.12 *
  21. Đặc tính thời gian phụ thuộc rơ le số: (INVERSE TIME CHARACTERISTIC OF DIGITAL RELAYS) Họ đặc tính Tên đặc tính A B P K Min Max T.D. T.D. IEC A - A Dốc tiêu chuẩn 1.14 0 0.02 0.3366 0.017 10.099 IEC B - B Rất dốc 13. 500 0 1 0.6667 0.033 20.000 IEC C - C Cực dốc 80.000 0 2 1.2375 0.062 37.125 IEEE - MI Trung bình 0.0104 0.0266 0.02 4.1106 0.21 123.3 IEEE - SI Tiêu chuẩn 0.00342 0.00262 0.02 13.3001 0.67 399.0 IEEE - VI Rất dốc 3.88 0.0963 2 7.3805 0.37 221.4 I IEEE - Dốc 5.95 0.18 2 4.165 0.21 124.9 IEEE - EI 0.54 324.4 Cực dốc 5.67 0.0352 2 10.814
  22. 2.4.3 Độ nhạy acủa BV • Khả năng phân biệt tình trạng sự cố để tác động Kn = INmin / IKĐ • Bảo vệ chính: Kn 1,5 • Bảo vệ dự trử: Kn 1,2
  23. 2.4.3_Độ nhạy của BV • Kn = INmin / IKĐ • Giới hạn độ nhạy IN = IKD N Vùng BV chính Vùng khởi động Hình 2.14
  24. Bảo vệ quá dòng bằng cầu chì tự rơi: (FCO) FCO: (Fuse cut-out) FCO laø moôt thieât bò ñoùng caĩt vaø bạo veô raât thođng dúng tronglöôùi phađn phoâi nhôø tính kinh teâ, ñôn giạn vaø hieôu quạ cụa noù. Loái thođng dúng nhaât laø thieât bò bạo veô dáng töï rôi. Khi dađy chạy ñöùt, cô caâu cô khí seõ laøm boô phaôn tieâp ñieơm ñoông töï ñoông rôùt xuoâng nhö ñöôïc minh hóa trong hình 2.10.
  25. Giá lắp đặt Đầu dây Mắt nối mở dây chảy Sứ Sứ đỡ đầu dây Tiếp điểm lò xo Giá cầu chì đỡ Hình 2.15: Một số loại cầu chì tự rơi _FCO
  26. 5. BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH: (INSTANTANEOUS OVERCURRENT PROTECTION) 5.1. BVCN cho đường dây 1 nguồn cung cấp Vùng tác động Vùng BV N I Ikd INngmax l l CN Hình 2.16
  27. • Bảo vệ làm việc với t 0 • Tính chọn lọc đảm bảo theo vùng làm việc, thể hiện qua cách chọn dòng khởi động: IKĐ = Kat . INngmax
  28. 5.2 BVCN cho đường dây có 2 nguồn cung cấp NA A B NB N Vùng BV không tác động I Ikd I INngmaxA NngmaxA l lCNA CNB l Hình 2.17
  29. • Bảo vệ được đặt cả hai phía đường dây. Khi ngắn mạch ngoài tại NA thì dòng ngắn mạch là INngmaxA, khi ngắn mạch ngoài tại NB thì dòng ngắn mạch là INngmaxB. Trên hình vẽ ta thấy INngmaxA>INngmaxB. Dòng khởi động chọn giống nhau cho cả hai phía: IKĐ = kat . INngmaxA Ngắn mạch trong đoạn lCNA chỉ có BVCN phía A tác động. Ngắn mạch trong đoạn lCNB chỉ có BVCN phía B tác động. Khi ngắn mạch trong đoạn giữa thì không có BVCN nào tác động. Tuy nhiên nếu (lCNA + lCNB) > l thì khi ngắn mạch ở đoạn giữa cả hai BVCN sẽ cùng tác động.
  30. 6. BVQD NHIỀU CẤP: 1MC 5Th 8Th 11Th 3RI 4RGT 6RI 7RT 9RI 10RT 2BI Hình 2.18
  31. 6. BVQD NHIỀU CẤP: – Cấp 1: Rơle 3RI, 4RGT, 5Th cắt nhanh không thời gian (t1 0,1 giây). Dòng khởi động IKĐ1 – Cấp 2: Rơle 6RI, 7RT, 8Th cắt nhanh có thời gian t2 = t1 + t. Dòng khởi động IKĐ2 – Cấp 3: Rơle 9RI, 10RT, 11Th bảo vệ quá dòng t3 = t ’3 + t. IKĐ3 Vùng BV cấp 1 Vùng BV cấp 2 Hình 2.19
  32. 6. BVQD NHIỀU CẤP: t3 t t’3 t 2 t’2 t1 t t’1 Hình 2.20
  33. 6. BVQD NHIỀU CẤP: Ưu _nhược điểm: a. Ưu điểm: Bảo vệ đảm bảo cắt khá nhanh ngắn mạch ở tất cả các phần của mạng điện. b. Nhược điểm: Độ nhạy thấp. Chiều dài vùng bảo vệ phụ thuộc vào tình trạng làm việc của hệ thống và dạng ngắn mạch. Chỉ đảm bảo tính chọn lọc trong mạng hở có một nguồn cung cấp.
  34. 7. BVQD CÓ KHÓA ĐIỆN ÁP: – 2RU<: rơ le kiểm tra điện áp giảm MC – tăng độ nhạy cho Th RI 1RI 2RU< 3RT }từ BU đến Hình 2.21
  35. 7. BVQD CÓ KHÓA ĐIỆN ÁP: – bộ kiểm MC tra điện áp Th liên hơaüp 2RU, 3RU. Tăng 1RI 2RU 3RU2 4RT độ nhạy cho RI LU2 BI }từ BU đến Hình 2.22
  36. Sơ đồ khối của Rơle quá dòng có kiểm tra áp MC BU BI IR RT RI AND U R RU Hình 2.23
  37. Sơ đồ khối của Rơle quá dòng có kiểm tra áp MC BU BI IR t 51 AND U R 27 Hình 2.24
  38. • Để phân biệt giữa ngắn mạch và quá tải, đồng thời nâng cao độ nhạy về dòng của bảo vệ dòng cực đại: • Khi ngắn mạch dòng tăng, áp giảm. Do vậy RI, RU đều khởi động cắt MC. IKĐ = (kat/klvmax) . Ilvmax • Khi quá tải dòng tăng nhưng áp giảm không đáng kể nên các tiếp điểm RU hở. Do đó không có tín hiệu cắt MC. • Trong biểu thức tính IKĐ ta không cần kể đến kmm vì sau hi cắt ngắn mạch ngoài các động cơ tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều, các bảo vệ không khởi động và bảo vệ không thể tác động. Khi đó IKĐ nhỏ hơn so với IKĐ của bảo vệ dòng cực đại tương ứng độ nhạy được nâng cao.
  39. 8. BVQD THEO CÁC THÀNH PHẦN THỨ TỰ : – BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ KHÔNG – BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ NGHỊCH – IKĐ > IKCB 0 – KN >>
  40. 8.1. BVQD RI0 : Mặt ngoài Mặt trong Hình 2.25: Rơle MCGG - 82
  41. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ RƠLE MCGG 82
  42. 8.1. BVQD RI0 : – Bảo vệ chống chạm đất MC Th 1RI 2RT Hình 2.26
  43. Sơ đồ khối của bảo vệ dòng cực đại thứ tư không MC Io RI RT Hình 2.27
  44. 8.2 BVQD thứ tự akhông: – Dòng I0 tỷ lệ với dòng đi trong đất (T.T) – BV RI0 cho lưới có dòng chạm đất lớn * các (1) (1,1) dạng NM chạm đất: N , N * I0 >> IKCB – BV RI0 cho lưới có dòng chạm đất bé * các dạng chạm đất 1 điểm, 2 điểm * IC <<, IKCB
  45. 8.3 BVQD RI2: Th LI2 Hình 2.28
  46. 8.4. BVQD thứ tự nghịch: – BV các dạng NM không đối xứng N(2) – I2 >> IKCB – BV cho các phần tử quan trọng, công suất lớn như MP, MBA . . .
  47. 9. ĐÁNH GIÁ: Bảo vệ được đánh giá theo các tiêu chuẩn: – Chọn lọc – Nhanh – Nhạy – Tin cậy – Lĩnh vực ứng dụng
  48. 9.1. Chọn lọc: BVQD BVCN • Chọn lọc tương đối. • Chọn lọc tuyệt đối. • Phối hợp theo thời gian. • Xác định vùng làm việc • Dự trữ từ xa cho nhau. theo dòng kđ. • Không dự trữ cho nhau.
  49. 9.2 Nhanh BVQD BVCN • cần thời gian để đảm • không cần thời gian để bảo tính chọn lọc. đảm bảo tính chọn lọc. • không nhanh. • chỉ bảo vệ được một phần.
  50. 10.3. Nhạy BVQD * đạt yêu cầu. * một số trường hợp không tốt do dòng INmin không lớn hơn Ikđ nhiều.
  51. 9.4 Tin cậy BVQD • loại làm việc theo dòng điện. • cấu trúc thiết bị đơn giản. • sơ đồ đơn giản, ít thiết bị. • với rơ le số: phụ thuộc phần cứng, chương trình, có phần tự kiểm tra (self-test).
  52. 9.5 Lĩnh vực sử dụng * bảo vệ chính cho lưới phân phối hình tia một nguồn cung cấp (nguồn cấp từ một phía ). * bảo vệ dự trữ cho lưới truyền tải. * bảo vệ dự trữ cho các thiết bị chính. * không làm việc chọn lọc được trong lưới có nhiều nguồn, mạng vòng.
  53. B N N A C D Hình 2.29