Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa trong hệ thống điện - Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện - Đặng Tuấn Khanh

Nội dung text: Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa trong hệ thống điện - Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện - Đặng Tuấn Khanh

1. BÀI GIẢNG BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Chương 5:
2. CHƯƠNG 5: 5.1 Nguyên tắc hoạt động 5.2 Bảo vệ dòng điện cực đại (cấp III) 5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại 5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp 5.3 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh ( cấp I và cấp II) 5.4 Tổng kết: bảo vệ dòng điện 3 cấp 5.5 Đánh giá bảo vệ quá dòng điện 5.6 Bài tập mẫu 2
3. 5.1 o Nguyên tắc hoạt động: BVDĐ là loại bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ lớn hơn giá trị định trước. o BVDĐ được phân thành: ➢ Bảo vệ dòng điện cực đại ➢ Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 3
4. 5.2 5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại 5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp 4
5. 5.2.1 5.2.1.1 Dòng khởi động 5.2.1.2 Độ nhạy 5.2.1.3 Thời gian tác động 5.2.1.4 Vùng bảo vệ 5.2.1.5 Sơ đồ BI 5
6. 5.2.1.1 KKK KK at mm sd I II= at mm K lvmax kd lv max I = tv Ktv kdR nBI o Kat: hệ số an toàn 1,2 o Ktv: hệ số trở về 0.85 o Kmm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8 o Ilvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị được bảo vệ o nBI : tỷ số biến dòng o Ksd : hệ số sơ đồ 6
7. 5.2.1.2 I NM min Knh = Ikd o Knh > 1.1 - 1.3 khi làm bảo vệ dự trữ o Knh > 1.5 - 1.8 khi làm bảo vệ chính o INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng bảo vệ 7
8. 5.2.1.3 o Rơ le làm việc với thời gian không đổi khi dòng điện vượt quá giá trị khởi động thì gọi là đặt tính độc lập o Rơ le làm việc với thời gian xác định nào đó khi dòng điện vượt quá giá trị khởi động thì gọi là đặc tính thời gian phụ thuộc, gồm có: ➢ Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn ➢ Đặc tình thời gian rất dốc ➢ Đặc tình thời gian rất dốc o Rơ le có đặc tính phụ thuộc khởi động khi dòng điện vượt quá giá trị dòng khởi động, thời gian tác động phụ thuộc vào dòng điện qua rơ le. Dòng điện qua rơ le càng lớn thì thời gian tác động giảm. 8
9. 5.2.1.3 9
10. 5.2.1.3 10
11. 5.2.1.3 o Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn: Loại này làm việc theo đặc tính thời gian phụ thuộc khi dòng điện NM nhỏ và đặc tính thời gian độc lập khi dòng điện NM lớn. (Nói cách khác, khi dòng điện NM nhỏ hơn khoảng 10 đến 20 lần dòng điện định mức thì đặc tính là đặc tính thời gian phụ thuộc. Khi dòng điện NM lớn hớn khoảng trên thì đặc tính là đặc tính là đường thẳng). Thường dùng bảo vệ rộng rãi lưới phân phối 11
12. 5.2.1.3 o Đặc tính thời gian rất dốc: Loại này có độ dốc dốc hơn độ dốc chuẩn. Được dùng thay thế đặc tính có độ dốc chuẩn khi độ dốc chuẩn không đảm bảo tính chọn lọc 12
13. 5.2.1.3 o Đặc tính thời gian cực dốc: Loại này có độ dốc lớn nhất, thích hợp dùng để bảo vệ máy phát, máy biến áp động lực, máy biến áp nối đất nhằm chống quá nhiệt. 13
14. 5.2.1.3 o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian t12= t + t o Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 – 0.5s) o Thời gian tác động và trở về của rơ le o Thời gian tác động cắt của máy cắt o Sai số thời gian của rơ le định thời gian o Thời gian dự trữ 14
15. 5.2.1.3 o Cách chọn đặc tính phụ thuộc: ➢ Chọn đặc tính của BV B. Vẽ đặc tính ra ➢ Xác định dòng NM lớn nhất ngay sát BV B (N2) IN2max ➢ Ứng với đặc tính BV B suy ra thời gian tác động của BV B (tB1). Vậy tB1 là thời gian tác động của BV B khi NM tại N2. ➢ Để đảm bảo tính chọn lọc thì thời gian BV A khi có NM tại N2 phải lớn hơn tB1: t A1 ≥ Δt + t B1 ➢ Xác định được điểm A 1 trên đặc tuyến của BV A . N2 Chọn đặc tính trong cataloge sao cho thảo mãn t A1 ≥ Δ t + t B1 với mọi t dòng NM bé hơn IN2max A1 15 t B 1 Lưu ý vẽ các đặc tính l phải cùng cấp điện áp
16. 5.2.1.3 N2 t A1 t B1 l 16 I
17. 5.2.1.4 o Vùng bảo vệ quá dòng cực đại: khi dòng điện qua rơ le lớn hơn dòng điện khởi động. 17
18. 5.2.1.5 o Sơ đồ sao đủ (dùng mạng NĐTT) o Sơ đồ sao thiếu (dùng mạng KNĐTT) o Sơ đồ số tám (chỉ chống chạm pha, không dùng để bảo vệ MBA đấu sao – tam giác vì rơ le không tác động khi có NM 2 pha B-C ở phía thứ cấp 18
19. o Ví dụ 19
20. 5.2.2 5.2.2.1 Dòng khởi động 5.2.2.2 Độ nhạy 5.2.2.3 Thời gian tác động 5.2.2.4 Vùng bảo vệ 5.2.2.5 Sơ đồ BI 20
21. 5.2.2.1 o Để phân biệt giữa NM và quá tải đồng thời nâng cao độ nhạy của BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có kiểm tra áp. o Khi NM thì dòng điện tăng và điện áp giảm xuống nên cả rơ le dòng điện và rơ le điện áp đều khởi động ( BV chỉ tác động khi cả rơ le dòng điện và rơ le điện áp thỏa mãn) o Dòng khởi động của BV được tính: Kat KKat sd IIkd= lvmax IIkd R= lv max Ktv Kntv BI o Trong biểu thức không có Kmm vì sau khi cắt NM, ngoài các động cơ tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều nên các rơ le không tác động được 21 o Rõ ràng khi không có Kmm thì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi động nhỏ
22. 5.2.2.1 o Yêu cầu của rơ le giảm áp: ➢ Rơ le giảm áp không được tác động đối với điện áp làm việc tối thiểu ➢ Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau khi loại bỏ NM o Điện áp khởi động được chọn sao cho rơ le không khởi động khi điện áp min và rơ le trở về ngay sau khi cắt NM U lvmin KUsd lvmin Ukd = U = KK kdR tv at Ktv K at n BU Kat = 1.2 Ktv = 1.25 Ksd = 1 nếu BU đấu sao nđ và sao nđ Ksd = 1.732 sao nđ tam giác Ulvmin = 0.9Udm 22
23. 5.2.2.2 I NM min KnhI = Ikd o Knh > 1.1 - 1.3 khi làm bảo vệ dự trữ o Knh > 1.5 - 1.8 khi làm bảo vệ chính o INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng bảo vệ U kd KnhU = 1.5 − 1.8 U N max UN max là điện áp NM cực đại khi có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ 23
24. 5.2.2.3 o Tương tự như 5.2.1.3 24
25. 5.2.2.4 o Vùng bảo vệ quá dòng cực đại: khi dòng điện qua rơ le lớn hơn dòng điện khởi động. 25
26. 5.2.2.5 o Sơ đồ sao đủ (dùng mạng NĐTT) o Sơ đồ sao thiếu (dùng mạng KNĐTT) o Sơ đồ số tám (chỉ chống chạm pha, không dùng để bảo vệ MBA đấu sao – tam giác vì rơ le không tác động khi có NM 2 pha B-C ở phía thứ cấp o Thêm BU 26
27. 5.3 5.3.1 Bảo vệ cắt nhanh tức thời (cấp I, không có tính độ nhạy) 5.3.2 Bảo vệ cắt nhanh có trì hoãn (cấp II) 27
28. 5.3.1 5.3.1.1 Dòng khởi động 5.3.1.2 Thời gian tác động 5.3.1.3 Vùng bảo vệ 28
29. 5.3.1.1 o Khi có 1 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối vùng bảo vệ I IKIkd= at NM max Kat = 1.2 o Ví dụ: IKII = kd A at NBmax I N IKII = kd B at NCmax I kd 29 I NBmax l Vùng bảo vệ
30. 5.3.1.1 o Khi có 2 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh 2 phía phải giống nhau và bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối vùng bảo vệ nào lớn nhất I o Ví dụ: IKIkd= at NBmax A B I Ikd 30 INBmax INAmax l A AB B
31. 5.3.1.1 o Khi có 2 nguồn cung cấp: trường hợp tồn tại vùng không bảo vệ được (vùng chết) I o Ví dụ: IKIkd= at NBmax 31 A Vùng chết B
32. 5.3.1.2 o Bằng zero 32
33. 5.3.1.3 o Muốn tìm vùng bảo vệ ta giải phương trình I IIkd= NM max 33
34. 5.3.2 5.3.2.1 Dòng khởi động 5.3.2.2 Độ nhạy 5.3.2.3 Thời gian tác động 5.3.2.4 Vùng bảo vệ 34
35. 5.3.2.1 IKIKII= ' I kdA at kdB pd K’at = 1.1 o Ví dụ: IKII = kd A at NBmax I N IKII = kd B at NCmax I kd 35 I NBmax l
36. 5.3.1.2 o Bằng Δt 36
37. 5.3.1.3 o Muốn tìm vùng bảo vệ ta giải phương trình II KIIpd kd= NM max 37
38. o Ví dụ 38
39. 5.3 o Cấp I : cắt nhanh tức thời o Cấp II : cắt nhanh có trì hoãn o Cấp III : bảo vệ dòng cực đại 39