bài giảng role bao vệ 110kv và 10kv

CÔNG TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MIỆN 5

CÔNG TY CỔ PHẦN THỦY ĐIỆN SÔNG MIỆN 5
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG MIỆN 5


BÀI GIẢNG

RƠLE BẢO VỆ

Người soạn : ĐẶNG HOÀI SƠN
LƯU ĐÌNH ĐƠNG


ÔNG TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5

NỘI DUNG

GIỚI THIỆU NGUYÊN LÝ RƠLE BẢO VỆ TRONG HTĐ

CÁC SỰ CỐ TRONG HTĐ, CÁC BV CHÍNH TRONG HTĐ

QUY ĐỊNH TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ

HỆ THỐNG RƠLE NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG MỆN 5


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
I. NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ RELAY

1.

Khái niệm chung về Relay.

- Rơle bảo vệ là thiết bị tự động cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện. Ngoài ra
thiết bị rơle bảo vệ cịn ghi nhận và phát hiện những tình trạng làm việc khơng bình
thường của các phần tử trong hệ thống điện, tùy mức độ mà rơle bảo vệ có thể tác
động đi báo tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt.
- Khi thiết kế và vận hành bất kỳ một hệ thống điện nào cần phải kể đến khả năng
phát sinh hư hỏng và các tình trạng làm việc khơng bình thường trong hệ thống điện
ấy. Ngồi các loại hư hỏng, trong hệ thống điện cịn có các tình trạng việc khơng bình
thường. Để ngăn ngừa sự phát sinh sự cố và sự phát triển của chúng người ta phải đặt
thiết bị bảo vệ rơle.

2.

Các khối chính của rơ le:
a. Rơle cơ:


ÔNG TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆI.5NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ RELAY

Một Rơle gồm có 3 khối chính:
+ Khối 1 là các tín hiệu đầu vào bao gồm dịng điện, điện áp.
+ Khối 2 là lõi thép.
+ Khối 3 là các tiếp điểm gửi đi.


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
I. NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ RELAY

b. Rơle số

A
B
I
C
O
A
B
U C
O
Tuong tu
110, 100 (V)
5 (A)

Tin hieu
dau vao

Loc tin hieu
dau vao

Giao
Dien

Tin hieu
nhi phan

Ban Phim

Khuech dai

Cong
Vao - Ra

Chuyen doi

A
A

D
010

D

Tuong tu
10 (V)

Bo
Xu Ly

Bo nho
RAM
EPRAM
EEPRAM

So

Role
canh bao

Role

Cat

Xung dieu khien
dau vao/ra


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
I. NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ RELAY

3. Sơ đồ tổng thể hệ thống bảo vệ:


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
I. NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ RELAY

4. Yêu cầu của hệ thống rơle

–
–

Tin cậy: Là tính năng đảm bảo cho các thiết bị bảo vệ làm việc đúng, chắc chắn.
Chọn lọc: Là khả năng của bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng phần tử bị sự cố ra
khỏi hệ thống.

–

Tác động nhanh: Hiển nhiên bảo vệ phát hiện và cách ly phần tử bị sự cố càng nhanh càng
tốt.

–

Độ nhạy: Độ nhạy đặc trưng cho khả năng “cảm nhận” sự cố của Rơle hoặc hệ thống bảo
vệ, nó được biểu diễn bằng hệ số độ nhạy.

–

Tính kinh tế: Tuỳ theo phương thức vận hành và yêu cầu về sự an toàn của thiết bị mà đưa
ra các thiết kế bảo vệ khác nhau để đảm bảo tính kinh tế.


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
II. CÁC SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1. CÁC SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI.

–
–
–
–
–

Ngắn mạch một pha, hai pha, ba pha.
Chạm đất một pha trong mạng trung tính cách điện với đất.
Quá, kém điện điện áp.
Quá tải.
Quá hay kém tần số


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
1. CÁC SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI.

Hình vẽ minh họa.
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
2.HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MFĐ

2.1 Những hư hỏng trong máy phát điện.

•

Đối với cuộn dây stator:

•

Cuộn dây bị chạm đất .
Ngắn mạch giữa các vòng dây trong cùng một pha.
Ngắn mạch giữa pha với nhau.

Đối với cuộn dây roto:

-

Chạm đất tại 1 điểm.
Chạm đất tại 2 điểm.

G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5

2.HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MFĐ





Chạm chập trong cuộn dây Stator

Chạm đất rotor máy phát điện


TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5

2.HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MFĐ

2.2 Chế độ làm việc khơng bình thường của máy phát điện.

-

Tải khơng đối xứng.
Mất kích thích.
Mất đồng bộ.
Quá tải cuộn dây stator.
Quá, kém điện áp máy phát..
Tần số thấp, cao
Công suất ngược

G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
3.HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH

3.1 Hư hỏng:

-

Chạm chập một, hai, ba pha với nhau.
Chạm chập các vòng dây trong cùng một pha.
Chạm đất một pha, chạm vỏ.

3.2 Chế độ làm việc khơng bình thường.

-

Q điện áp MBA.
Q tải.
Mức dầu bị hạ thấp.
Nhiệt độ dầu tăng cao.
Phát nhiệt đầu cốt, cục bộ.

THƯỜNG CỦA MBA


TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
3.HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH

THƯỜNG CỦA MBA

TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
III. CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.
III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.
1. Bảo vệ so lệch :
Nguyên lý: Bảo vệ dòng so lệch là loại bảo vệ dựa trên nguyên
tắc so sánh trực tiếp dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ.

Dịng IR vào rơle bằng hiệu hình học dòng điện của hai BI. İR = İT1 - İT2


III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

•

BVSLD hoạt động theo nguyên tắc so sánh độ lệch dòng điện
giữa hai đầu cuộn dây stator, dịng vào rơle là dịng so lệch:

•
•
•

IR= I1T - I2T = ISL

•

ISL = I1T - I2T = IKCB < I KĐR(dịng khởi động rơle) nên bảo vệ
khơng tác động (hình 1.2a).

•

Với I, I là dịng điện thứ cấp của các BI ở hai đầu cuộn dây.
1T2TBình thường hoặc ngắn mạch ngồi, dịng vào rơle 1RI, 2RI
là dịng không cân bằng IKCB:

Khi xảy ra chạm chập giữa các pha trong cuộn dây stator (hình
1.2b), dịng điện vào rơle I1T, I2T: ISL = I1T - I2T = IKCB > I KĐR
=> bảo vệ tác động


III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

•
•

I.4. Bảo vệ so lệch có hãm:

•
•
•
•

Dịng điện vào cuộn làm việc ILV:

Sơ đồ bảo vệ như hình 1.3. Rơle gồm có hai cuộn dây: Cuộn hãm
và cuộn làm việc. Rơle làm việc trên nguyên tắc so sánh dòng điện
giữa I LVvà IH.
ILV = ⎢I1T + I2T⎢ = ISL
- Dòng điện hãm vào cuộn hãm IH: IH = ⎢I1T + I2T⎢

Khi làm việc bình thường hay ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ:
Dịng điện I1T cùng chiều với dịngI2T:

=> ⎢I1T⎢ ≈ ⎢I2T⎢

•
•

ISL = I LV= ⎢I1T - I2T⎢ = I KCB
IH = ⎢I1T + I2T⎢ ≈ 2.⎢I1T⎢ > I LV nên bảo vệ không tác động.


III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

•

Khi xảy ra ngắn mạch trong vùng bảo vệ: Dòng điện I1T ngược
pha với I2T: ⎢I1T⎢ = ⎢-I2T⎢

•

IH = ⎢I1T - I2T⎢ ≈ 0

•

I LV= ⎢I1T + I2T⎢ ≈ 2.⎢I1T⎢ > IH

=> bảo vệ sẽ tác động

III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

•
•
•
•

Nhận xét:
Bảo vệ hoạt động theo nguyên tắc so sánh dòng điện giữa ILV và
IH, nên độ nhạy của bảo vệ rất cao và khi xảy ra ngắn mạch thì
bảo vệ tác động một cách chắc chắn với thời gian tác động
thường t = (15 ÷ 20) msec.
Bảo vệ so lệch dọc dùng rơle có hãm có thể ngăn chặn bảo vệ
tác động nhầm do ảnh hưởng bão hoà của BI.
Đối với các máy phát điện có cơng suất lớn có thể sử dụng sơ đồ
bảo vệ so lệch hãm tác động nhanh


1. BẢO VỆ SO LỆCH MÁY PHÁT (87G)

Dòng điện so lệch: Idiff = |I1 + I2|

Dịng ởn định hay dịng hãm: Istab = |I1| + |I2|

Ngắn mạch trong vùng cấp dịng từ 1
2 phía I2
Ngắn mạch ngồi

phía
=0

Khi vận hành bình thường

IP1

IP2

I2 = -I1 nên |

I2| = |I1|

901

CT1

I1

I2

CT2

Máy phát
M

Idiff = I|Istab
I1|==I12I1Istab = |I1| + |I2| = |I1| + |I1|
1 + I=2||I=1 |I+1I2- |I=
1| |I=10+ 0|
= 2.|I1|

Trường hợp sự cố trong vùng thì Idiff = Istab

G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

2. Sơ đồ: Hình trên.
3. Ứng dụng:






Bảo vệ đường dây từ 110kV trở lên.
Bảo vệ máy phát điện.
Máy biến áp.
Thanh cái, đoạn thanh dẫn.


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

2. Bảo vệ khoảng cách ( 21 )
a. Nguyên lý làm việc: Bảo vệ khoảng cách là loại bảo vệ dùng rơle tởng trở có thời gian làm việc phụ
thuộc vào quan hệ giữa điện áp UR và dịng điện IR đưa vào rơle và góc ϕR giữa chúng. Bảo vệ
khoảng cách được chia làm 3 vùng:

–
–
–

–

Vùng 1: ZAI = 0.8ZAB.
Vùng 2: ZAII = 0.8(ZAB + ZBI)
Vùng 3: ZAIII = 0.8{ZAB + (ZBC +ZCI )}
Logíc:


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

2. Bảo vệ khoảng cách ( 21)
b. Sơ đồ:


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

2. Bảo vệ khoảng cách (21)

•
•

Với bảo vệ khoảng cách trang bị cho khối máy phát thì vùng bảo vệ là toàn bộ điện kháng của máy phát
và 70% điện kháng của MBA. Zkđ=Zmf+0.7ZMBA với thời gian làm việc từ 0,4-0,5s
Sơ đồ:


G TY CP THỦY ĐiỆN SÔNG MiỆ 5
III.1 BẢO VỆ SỰ CỐ TRỰC TIẾP.

2. Bảo vệ khoảng cách (Tiếp)
c. Đặc tính:

 X; R ph-e : điện kháng pha đất.
 X;R ph-ph: điện kháng pha pha.
 Zline tổng trở đường dây.