Bài giảng Bảo vệ Rơle và tự động hóa - Chương 1: Khái niệm cơ bản

Nội dung text: Bài giảng Bảo vệ Rơle và tự động hóa - Chương 1: Khái niệm cơ bản

1. SINH VIÊN: 3/12/2014 TÀI LIỆU CHÍNH Đại học quốc gia Tp.HCM Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Các file power point môn học NMĐ&TBA Đặng Tuấn Khanh Bảo vệ rơle &TĐH Nguyễn Hoàng Việt Giáo trình bảo vệ rơle (1999) Trần Hữu Thanh Tính toán ngắn mạch và chỉnh định bảo vệ rơ le và trang bị tự động trên Hoàng Hữu Thuận Bảo vệ rơle &TĐH Lê Kim Hùng và Đoàn Ngọc Minh Tú Company Các tài liệu khác: tài liệu nước ngoài LOGOGV : ĐẶNG TUẤN KHANH  Bảo vệ rơ le và tự động hóa 1 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 2 Phần một Chương 1: Khái niệm cơ bản CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ RƠLE ? 1. Chương 1: Khái niệm cơ bản 1.1 Nhiệm vụ của bảo vệ rơle 2. Chương 2: Kỹ thuật chế tạo rơle 1.2 Các dạng sự cố và trạng thái làm việc không bình thường HTĐ 3. Chương 3: Các loại bảo vệ rơle 1.3 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống bảo vệ 4. Chương 4: Các khí cụ điện đo lường 1.4 Các bộ phận của hệ thống bảo vệ 5. Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện 1.5 Mã rơle và các ký hiệu 6. Chương 6: Bảo vệ quá dòng điện có hướng 1.6 Nguồn điều khiển 7. Chương 7: Bảo vệ dòng điện chống chạm đất 1.7 Bảo vệ các phần tử trong HTĐ 8. Chương 8: Bảo vệ khoảng cách 1.8 Các loại rơle 9. Chương 9: Bảo vệ so lệch 10. Chuong 10: Tu dong lai Bảo vệ rơ le và tự động hóa 3 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 4 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 1
2. SINH VIÊN: 3/12/2014 1.1: Nhiệm vụ của BVRL 1.2: Sự cố và trạng thái không bình thường  Trong vận hành HTĐ có thể xuất hiện tình trạng sự cố và  Sự cố: Ngắn mạch N(3) , N(2) , N(1) , N(1,1) , ngắn mạch các chế độ làm việc không bình thường của các phần tử. Lúc vòng dây trong MBA, ngắn mạch giữa các vòng dây trong này, hiện tượng là dòng điện tăng cao nhưng điện áp lại máy phát điện. thấp.  Trạng thái không bình thường: Quá tải, quá áp, giảm tần.  Như vậy muốn HTĐ hoạt động bình thường thi HTĐ phải có hệ thống bảo vệ rơle để phát hiện sự cố và cô lập nó càng  Nguyên nhân: nhanh càng tốt.  Do cách điện già cõi  Thao tác sai, nhằm lẫn  Bảo vệ rơ le và tự động hóa 5 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 6 1.3: Các yêu cầu chính 1.3.1: Tính chọn lọc Tính chọn lọc: Khi phần tử nào bị sự cố hay hư hỏng thì bảo vệ rơle chỉ cần loại bỏ phần tử đó. 1.3.1 Tính chọn lọc 1.3.2 Tác động nhanh Ví dụ: 1.3.3 Độ nhạy No Trip 1.3.4 Độ tin cậy trip 1.3.5 Kinh tế A B C ~ CB1 CB2 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 7 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 8 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 2
3. SINH VIÊN: 3/12/2014 1.3.2: Tác động nhanh 1.3.3: Độ nhạy Tác động nhanh: Đảm bảo tính ổn định của các máy phát làm việc Độ nhạy: song song trong HTĐ. Giảm tác hại của dòng ngắn mạch đến các thiết bị, giảm xác suất gay hư hỏng nặng hơn, nâng cao hiệu quả tự đóng lại. Đặc trưng độ nhạy: Knh khoảng 1.5 →2.0  Theo dòng điện ngắn mạch: Thời gian cắt = T relay + T CB I NM min Knh Ikd Ví dụ: Đường dây 300 → 500 Kv: 0.1 → 0.12 s Đường dây 110 → 220 Kv: 0.15 → 0.3 s  Theo điện áp ngắn mạch: Đường dây 6 → 10 Kv : 1.5 → 3 s Ukd Knh U N max Càng xa nguồn càng ít ảnh hưởng đến tính ổn định của HTĐ Bảo vệ rơ le và tự động hóa 9 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 10 1.3.4: Độ tin cậy 1.3.5: Kinh tế Kinh tế: Độ tin cậy: Phải lựa chọn phù hợp yêu cầu để luôn đảm bảo giá thành phải chăng. Khi có sự cố trong vùng BV thì BV phải tác động chắc chắn. Nhưng nó không tác động đối với các sự cố mà nó không được giao. Để bảo vệ tin cậy cao cần phải dùng các sơ đồ đơn giản, giảm số lượng rơle và các tiếp xúc, cấu tạo đơn giản, chế độ lắp ráp bảo đảm chất lượng đồng thời kiểm tra, bảo trì thường xuyên. Bảo vệ rơ le và tự động hóa 11 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 12 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 3
4. SINH VIÊN: 3/12/2014 1.4: Các bộ phận của hệ thống điện 1.5: Mã rơle / ký hiệu Gồm có : Ký hiệu Tên gọi Ký hiệu Tên gọi 21 BV khoảng cách 47 BV thứ tự pha 21N BV khoảng cách chống chạm đất 48 BV mất gia tốc o Phần đo lường liên tục thu nhận tín hiệu về trạng thái của đối tượng được bảo vệ. Ghi nhận xuất hiện sự cố và tình trạng làm việc 24 BV quá từ 49 R-S BV nhiệt độ Rôto – Stato không bình thường rồi truyền tín hiệu đến phần logic. Phần đo 25 BV đồng bộ 50/50N BV quá dòng điện cắt nhanh lường nhận tín hiệu thông qua biến dòng điện và biến điện áp 26 BV dầu 51BF BV hư hỏng máy cắt 27 BV thấp áp 51G BV quá dòng chống chạm đất o Phần logic nhận tính hiệu từ phần đo lường để phản ánh tình 30 BV chỉ thị vùng bảo vệ 51GS BV quá dòng chống chạm đất S trạng của đối tượng bảo vệ. Phần logic có thể là tổ hợp các rơle 32F BV định hướng cs thứ tự thuận 51/51N BV QDCCĐ thời gian trễ trung gian hay mạch logic tín hiệu (0-1), rơle thời gian và phần tử 32R BV định hướng cs thứ tự nghịch 51V BV QD có kiểm tra điện áp điều khiển máy cắt. Phần này hoạt động theo chương trình định sẵn đi khiển máy cắt. 33 BV chị thị mức dầu thấp 52 Máy AC 37 BV dòng điện thấp và cs thấp 59 BV điện áp 40 BV phát hiện mất kích thích MF 59N BV điện áp thứ tự không 46 BV dòng điện thứ tự nghịch 60 BV cân bằng dòng và điện áp Bảo vệ rơ le và tự động hóa 13 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 14 1.5: Mã rơle / ký hiệu 1.6: Nguồn điều khiển Ký hiệu Tên gọi Ký hiệu Tên gọi Yêu cầu phải đủ công suất và điện áp lúc bảo vệ tác 62 Rơle thời gian 86 Rơle cắt và khóa máy cắt động khi có sự cố. 63 Rơle áp suất 87 Bảo vệ so lệch Loại nguồn: 64 Rơle chống chạm đất 87G Bảo vệ so lệch máy phát 64R Rơle chống chạm đất Rôto 87T Bảo vệ so lệch máy biến áp 1. Nguồn DC: 24V, 48V, 110V, 220V. Ưu điểm không phụ 67 Rơle dòng định hướng 87B Bảo vệ so lệch thanh cái thuộc vào điện lưới, khuyết điểm tốn công chăm sóc, bảo trì, 67N Rơle dòng định hướng chống cđ 87N Bảo vệ so lệch chống chạm đất phức tạp 74 Rơle xóa giám sat mạch cắt 90 Rơle điều hòa điện thế 2. Nguồn AC: không nên dùng MBA đo lường hay MBA tự 76 Rơle quá dòng điện DC 92 Rơle định hướng cs và điện áp dùng để tạo nguồn cung cấp vì khi có sự cố ngắn mạch thì điện 78 Rơ le MĐB hay đo góc lệch pha 95 Rơle phát hiện đứt mạch thứ cấp BI áp giảm rất thấp. Có thể dùng biến dòng để tạo nguồn cung cấp 79 Tự đóng lại 96 Rơle hơi vì khi có sự cố ngắn mạch thì dòng điện tăng cao nên dòng điện thứ cấp đủ lớn để tác động. Tuy nhiên, lúc trạng thái không bình 80 Rơle phát hiện mất nguồn DC thường thì dòng điện thứ cấp có thể không đủ lớn để tác động. 81 Rơle tần số 85 Bảo vệ tần số cao, pilot Bảo vệ rơ le và tự động hóa 15 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 16 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 4
5. SINH VIÊN: 3/12/2014 1.7: Bảo vệ các phần tử trong HTĐ 1.7: Bảo vệ các phần tử trong HTĐ Bảo vệ máy phát (Generator) Bảo vệ đường dây Bảo vệ máy biến áp (Transformer)  Đối với đường dây từ 220KV gồm có các bảo vệ chính : 87L, 21, bảo vệ dự phòng: 21, 67/ 67N, 50/ 51, 50/51N. Bảo vệ đường dây (Line) Bảo vệ động cơ (Motor)  Đối với đường dây từ 66KV -110KV gồm có các bảo vệ chính : Bảo vệ thanh cái / thanh góp (Bus) 21, bảo vệ dự phòng: 67/ 67N, 50/ 51, 50/51N.  Đối với đường dây 15KV-23KV không có nguồn diesel: chỉ cần bảo vệ 50/51, 50/51N.  Đối với đường dây 15KV-23KV có nguồn diesel cần có rơ le quá dòng có hướng 67/67N. Bảo vệ rơ le và tự động hóa 17 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 18 1.7: Bảo vệ các phần tử trong HTĐ 1.7: Bảo vệ các phần tử trong HTĐ Bảo vệ thanh cái Bảo vệ máy biến áp: Bảo vệ chính :  Rơ le 87T Bảo vệ chính: 87Bus,  Rơ le 96 (Rơ le hơi): Rơ le này đặt ở ống nối giữa thùng dầu chính và Bảo vệ dự phòng: 50/51, 50/51N thùng dầu phụ. Khi có sự cố bên trong máy biến thế, một lượng hơi sinh ra đi qua rơ le này. Tùy theo mức độ sự cố nặng hay nhẹ mà rơ le đi báo tín hiệu hay đưa tín hiệu đi cắt máy cắt. Những sự cố nghiêm trọng sẽ gây ra một xung dầu về phía bình dầu phụ làm rơ le tác động cắt máy cắt ngay tức thì.  Ngoài các rơ le trên còn có các rơ le mức dầu thấp, rơ le nhiệt độ dầu , rơ le nhiệt độ cuộn dây, rơ le áp lực (rơ le này đo tốc độ thay đổi áp lực trong dầu). Bảo vệ rơ le và tự động hóa 19 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 20 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 5
6. SINH VIÊN: 3/12/2014 1.7: Bảo vệ các phần tử trong HTĐ 1.8: Các rơle dùng trong lưới miền Nam Bảo vệ máy biến áp: ABB: BV khoảng cách REL 511, REL 521, REL 670; BV so lệch RET 521, SPAD 346, RED 5213C; BV quá dòng SPAJ Bảo vệ dự phòng: 140C, SPAA 341C, SPAS 348C, REF 54, REF 610, REX  Rơ le quá dòng chạm pha, chạm đất phía cao (51P, 51NP) và hạ 521 (51S, 51NS) của máy biến thế Siemens: BV khoảng cách 7SA511, 7SA513, 7SA522; BV so lệch 7UT512, 7UT513, 7UT612, 7UT613, 7SS522,  Rơ le quá dòng thứ tự không lấy tín hiệu từ biến dòng điện ở trung 7SS523; BV quá dòng 7SJ511, 7SJ611, 7SJ622, 7SJ 64, tính phía cao máy biến thế (51 GNP ) hay ở trung tính phía hạ máy 7SJ635, 7SJ600 biến thế (51GNS). ALSTOM: BV khoảng cách EPAC 3000, EPAC 3522, MICOM P441, P442, P443, P437, LFZP 111; BV so lệch KBCH 120, 130, 140, P632, P633, P634, LFCB 122, P543,DIB CL; BV quá dòng P120, P122, P123, P127, P141, KCGG 140, KCEG 142 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 21 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 22 1.8: Các rơle dùng trong lưới miền Nam SEL: BV khoảng cách SEL 311L, SEL 421, SEL 321, SEL 311C ; BV so lệch SEL 387, SEL387E, SEL487; BV quá dòng SEL551, SEL351,SEL451 TOSHIBA: BV khoảng cách GRZ; BV so lệch GRT, D2L7E, D2B; BV quá dòng TCO 29S, GRD140 Mikro: Bảo vệ rơ le và tự động hóa 23 Bảo vệ rơ le và tự động hóa 24 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 6