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

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (624.45 KB, 55 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐỒ ÁN BẢO VỆ RƠ LE

Tên đề tài: Tính tốn bảo vệ dịng điện cắt nhanh, bảo vệ dòng điện cựcđại và bảo vệ dịng điện thứ tự khơng cho đường dây cung cấp điện L

1

và L

2

Sinh viên thực hiện: BÙI MẠNH HIẾUMã sinh viên: 20810160527

Giảng viên hướng dẫn: ThS.NGÔ THỊ NGỌC ANHNghành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

LỜI CAM ĐOAN

Tôi, Bùi Mạnh Hiếu, cam đoan những nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS Ngô Thị Ngọc Anh. Các số liệu và kết quả trong đồ án là trung thực và chưa được công bố trong các cơng trình khác. Các tham khảo trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian và nơi cơng bố. Nếu khơng đúng như đã nêu trên, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm về đồ án của mình.

Hà Nội, ngày 13 tháng 04 năm 2023

Người cam đoan (Ký và ghi rõ họ tên)

Long

Hồng Cơng Long

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ LE

Họ và tên sinh viên : Bùi Mạnh HiếuMã sinh viên : 20810160527

Lớp : D15TDHHD2 Hệ đào tạo : Chính quy

Ngành : Cơng nghệ KT điện, điện tử Chuyên ngành: Tự động hoá hệthống điện

Tên đồ án: Tính tốn bảo vệ dịng 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

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

1) Nhiệm vụ và các yêu cầu đối với bảo vệ rơle. 2) Các nguyên lý của các bảo vệ đã học.

3) Lựa chọn phương thức bảo vệ cho máy biến áp và đường dây L1 và L2.

II.2. Phần tính tốn: Tính tốn bảo vệ cho đường dây L1 và L2

1) Tính tốn lựa chọn các thông số của BI phạm vi bảo vệ ĐZ 22kV.

2) Tính tốn ngắn mạch phục vụ lựa chọn thông số cài đặt và kiểm tra độ nhạy của các bảo vệ 1 &2.

3) Tính tốn thơng số cài đặt các chức năng BVQD của BV1&2.

4) Khảo sát vùng tác động chức năng BVQD cắt nhanh (50;50N)của BV 1&2 (Đúng tỉ lệ). 5) Kiểm tra độ nhạy của các chức năng BV1&BV2.

Ngày giao đề tài:……… Hà Nội, ngày … tháng …. năm 20..

Ngày nộp quyển:……… GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngô Thị Ngọc Anh

LỜI CẢM ƠN

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Ngày nay, cùng với sự phát triển của thời đại, điều kiện sống của con người cũng ngày

càng được cải thiện, các nhu cầu thiết yếu hàng ngày cũng vì thế mà không ngừng tăng lên, điện năng cũng là một trong số những nhu cầu thiết yếu đó. Nếu như ngược trở lại vào khoảng 30 năm về trước, điện vẫn còn là một khái niệm mới mẻ với bà con ở vùng sâu, vùng xa, thì nay điện đã được truyền tới khắp các bản làng, được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ… Chính vì thế, để đảm bảo cung cấp điện một cách an toàn, liên tục và chất lượng thì hệ thống bảo vệ rơle là khơng thể thiếu trong mỗi hệ thống điện. Tuy nhiên trong quá trình vận hành không thể tránh khỏi các sự cố, các chế độ làm việc khơng bình thường của mạng điện và thiết bị điện, các sự cố này phần lớn đều dẫn tới việc làm tăng dòng điện và giảm điện áp. Điều này sẽ gây những hậu quả xấu nếu không được khắc phục kịp thời. Do đó, việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng khơng bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng, nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống, cảnh báo và xử lý khắc phục chế độ không bình thường là kiến thức khơng thể thiếu của mỗi kỹ sư điện.

Bảo vệ rơle là một dạng cơ bản của tự động hóa. Bảo vệ rơle thực hiện việc kiểm tra, giám sát liên tục các trạng thái, các chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong hệ thống điện, để nếu xảy ra vấn đề gì sẽ có những phản ứng phù hợp. Trong phạm vi đồ án: “Tính tốn bảo vệ dịng điện cắt nhanh, bảo vệ dịng điện cực đại và bảo vệ dòng điện thứ tự không cho đường dây cung cấp điện L1 và L2” trình bày về cách tính tốn, cài đặt và khảo sát vùng tác động, độ nhạy của hai bảo vệ rơle cơ bản quan trọng.

Với kiến thức còn hạn chế, chưa được thực tế nhiều nên đồ án môn học bảo vệ rơle này khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự quan tâm, chỉ bảo của thầy cô giúp em hoàn thiện bản đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 13 tháng 04 năm 2023

Sinh viên

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

TT Nội dung Ý kiến nhận xét, đánh giá

1 Đồ án thực hiện đầy đủ các nội dung giao

2

Các kết quả tính tốn, nội dung trong báo cáo chính xác, hợp lý 3 Hình thức trình bày của báo cáo

Hà Nội, ngày . . . tháng . . . năm . . .

Giáo viên chấm 1 Giáo viên chấm 2

MỤC LỤC

PHẦN 1. PHẦN LÝ THUYẾT...11

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ VÀ CÁC YÊU CẦU BẢO VỆ RƠLE...11

1.1. Nhiệm vụ của bảo vệ rơle...11

1.2. Các yêu cầu đối với bảo vệ rơle...11

CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN TẮC BẢO VỆ RƠ LE TRONG HỆ THỐNG...13

2.1. Bảo vệ quá dòng điện...13

2.2 Bảo vệ dòng thứ tự khơng trong mạng có dịng chạm đất bé...13

2.3 Bảo vệ dịng thứ tự khơng trong mạng có dịng chạm đất lớn...13

2.4 Bảo vệ so lệch dòng điện...14

2.5 Bảo vệ khoảng cách...14

2.6 Bảo vệ dịng điện có hướng...14

CHƯƠNG 3: NHIỆM VỤ, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, THÔNG SỐ KHỞI ĐỘNG VÀ VÙNG TÁC ĐỘNG CỦA TỪNG BẢO VỆ ĐẶT CHO ĐƯỜNG DÂY...15

3.1 Bảo vệ q dịng có thời gian...15

3.2 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh...18

3.3 Bảo vệ dòng thứ tự khơng trong mạng có dịng chạm đất lớn...19

3.4 Bảo vệ dịng thứ tự khơng trong mạng có dịng chạm đất bé...20

3.5 Bảo vệ so lệch dòng điện...21

3.6 Bảo vệ khoảng cách...22

PHẦN 2. PHẦN TÍNH TỐN...23

CHƯƠNG 1: CHỌN CÁC THƠNG SỐ MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN...23

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC BẢO VỆ 1 &2...25

2.1 Mục đích và u cầu của việc tính tốn ngắn mạch...25

2.2 Các giả thiết khi tính tốn ngắn mạch...25

2.3 Tính tốn ngắn mạch...26

CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC BẢO VỆ SỬ DỤNG CHO ĐƯỜNG DÂY...41

4.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50 - I≫)...41

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO...53

DANH MỤC BẢNG BIỂU

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Bảng 2.3: Tổng giá trị điện kháng thứ tự thuận. nghịch, không của mạng điện ở chế độ cực

Bảng 4.3.1: Bảng chọn thời gian làm việc của bảo vệ 51 trên đường dây D2……….45

Bảng 4.3.2: Bảng chọn thời gian làm việc của bảo vệ 51 trên đường dây D1……….46

Bảng 4.3.3: Bảng chọn thời gian làm việc của bảo vệ 51 trên đường dây L………....47

Bảng 4.4.4: Bảng chọn thời gian làm việc của bảo vệ 51 trên đường dây L1……….48

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 3.1: Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ q dịng trong lưới điện hình tia chotrường hợp đặc tuyến phụ thuộc và đặc tính độc

Hình 4.3.1: Đặc tính thời gian của bảo vệ 51 trong chế độ làm việc cực đại………..47

Hình 4.3.2: Đặc tính thời gian của bảo vệ 51 trong chế độ làm việc cực tiểu……….48

Hình 4.4: Đặc tính thời gian của bảo vệ 51N……….50

Hình 4.5: Vùng bảo vệ của BV quá dòng cắt nhanh cho đường dây L1và L2………..51

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

PHẦN 1. PHẦN LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1: NHIỆM VỤ VÀ CÁC YÊU CẦU BẢO VỆ RƠLE

1.1. Nhiệm vụ của bảo vệ rơle

Khi thiết kế hoặc vận hành bất kì 1 hệ thống điện nào cũng phải kể đến các khả năng phát sinh các hư hỏng và tình trạng làm việc khơng bình thường trong hệ thống điện ấy.

Ngắn mạch là loại sự cố có thể xảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện. Hậu quả của

Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện cịn có các tình trạng làm việc khơng 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. Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử không hư hỏng trong hệ thống điện cần có các thiết bị phát ghi 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 gọi 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. Ngồi ra, 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 bảo vệ rơ le có thể tác động hoặc báo tín hiệu đi cắt máy cắt.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Để 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 thì khơng thể thỏa mãn u cầu chọn lọc. Hai yêu cầu này đôi khi mâu thuẫn nhau, vì vậy tùy điều kiện cụ thể cần xem xét kỹ càng hơn về 2 yêu cầu này.

• Tính 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. Theo nguyên lý làm việc có thể phân ra:

+ Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối: là những bảo vệ chỉ làm việc khi có sự cố xảy ra trong một phạm vi hồn tồn xác định, khơng làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần tử lân cận.

+ Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối: ngồi nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượng được bảo vệ cịn có thể thực hiện chức năng dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần tử lân cận.

• 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 kn

Yêu cầu: kn ≥ 2: đối với bảo vệ chính

kn ≥1,5: đối với bảo vệ dự phịng

• Độ tin cậy: là tính năng đảm bảo cho thiết bị bảo vệ làm việc đúng, chắc chắn.

+ Độ tin cậy tác động: là khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cố 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 nhầm ở chế độ vận hành bình thường hoặc sự cố xảy ra ngoài phạm vi bảo vệ đã được quy định

• Tính kinh tế: Đối với lưới điện trung, hạ áp vì số lượng các phần tử cần được bảo vệ

rất lớn, yêu cầu đối với thiết bị không cao bằng thiết bị bảo vệ ở cá nhà máy điện lớn hoặc

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

lưới truyền tải cao áp và siêu cao áp do vậy cần chú ý tới tính kinh tế trong lựa chọn thiết bị bảo vệ sao cho có thể đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật với chi phí nhỏ nhất.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN TẮC BẢO VỆ RƠ LE TRONG HỆ THỐNGĐIỆN

2.1. Bảo vệ quá dòng điện

Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ vượt quá một giá trị định trước. Theo nguyên tắc đảm bảo tính chọn lọc 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 thời

gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp, bảo vệ càng gần nguồn cung cấp 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 hơn giá trị dịng điện ngắn mạch ngồi max.

2.2 Bảo vệ dịng thứ tự khơng trong mạng có dòng chạm đất bé

Thực chất là bảo vệ quá dịng sử dụng bộ lọc thứ tự khơng để lấy thành phần thứ tự khơng

của dịng 3 pha. Khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất sẽ xuất hiện dịng thứ tự khơng vào rơ le. Nếu dịng này lớn hơn giá trị đặt của rơ le thì sẽ tác động cắt máy cắt.

2.3 Bảo vệ dòng thứ tự khơng trong mạng có dịng chạm đất lớn

Bảo 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 dịng vào rơ le bao gồm 3 lần thành phần dòng thứ tự khơng và thành phần dịng khơng cân bằng. Người ta chọn dòng khởi động của rơ le lớn hơn dịng khơng cân bằng tính tốn nhân với 1 hệ số kat nào đó. Nên khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất thì dịng vào rơ le lớn hơn dòng khởi động và bảo vệ tác động cắt máy cắt. Khi xảy ra các loại ngắn mạch khác thì thành phần 3 I0 khơng tồn tại và rơ le không tác động.

2.4 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.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

2.5 Bảo vệ khoảng cách

Bảo vệ khoảng cách là loại bảo vệ dùng rơ le tổng trở có thời gian làm việc phụ thuộc vào quan hệ giữa điện áp UR và dòng điện IR đưa vào rơ le và góc pha giữa chúng.

t = f(URIR ,φR)

Thời gian này tự động tăng lên khi khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ đặt bảo vệ tăng lên. Bảo vệ đặt gần chỗ hư hỏng nhất có thời gian làm việc bé nhất.

2.6 Bảo vệ dịng điện có hướng

- Là loại bảo vệ làm việc theo giá trị dịng điện tại chỗ nối rơ le và góc pha giữa dòng điện ấy vơi điện áp trên thanh góp có đặt bảo vệ cung cấp cho rơ le. Bảo vệ sẽ tác động khi dòng điện vào rơ le vượt quá giá trị chỉnh định trước và góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch trên đường dây được bảo vệ.

→ Từ đó, thấy rằng bảo vệ dịng điện có hướng chính là bảo vệ dịng điện cực đại cộng thêm bộ phận làm việc theo góc lệch pha giữa dịng điện và áp vào rơ le.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

CHƯƠNG 3:

NHIỆM VỤ, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, THÔNG SỐ KHỞIĐỘNG VÀ VÙNG TÁC ĐỘNG CỦA TỪNG BẢO VỆ ĐẶT CHO ĐƯỜNG DÂY

Đường dây cần bảo vệ là đường dây 110kV, là đường dây cao áp, để bảo vệ ta dùng các loại bảo vệ:

- Quá dòng điện cắt nhanh hoặc q thời gian - Q dịng điện có hướng

- So lệch dùng cấp thứ cấp chuyên dùng - Khoảng cách.

Trong nhiệm vụ thiết kế bảo vệ của đồ án ta xét bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh và q dịng điện có thời gian.

3.1 Bảo vệ q dịng có thời gian

- Nhiêm vụ: Dùng để bảo vệ cho các lưới hở có 1 nguồn cung cấp, chống ngắn mạch

giữa các pha.

- Sơ đồ nguyên lý làm việc: Chia làm 2 loại

+ Bảo vệ q dịng có đặc tính thời gian độc lập

- Đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp. Bảo vệ gần nguồn có thời gian làm việc chậm nhất

Giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ IKĐ trong trường hợp này được xác định bởi:

IKĐRL = Kat . KmmKtv .∋

¿ ¿ .Ilvmax

Trong đó:

Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất.

kat: hệ số an tồn để đảm bảo cho bảo vệ khơng cắt nhầm khi có ngắn mạch

ngồi do sai số khi tính dòng ngắn mạch (kể đến đường cong sai số 10% của BI và 20% do tổng trở nguồn bị biến động). kmm: hệ số mở máy, có thể lấy Kmm= (1.5 ÷ 2,5).

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

ktv: hệ số trở về của chức năng bảo vệ q dịng, có thể lấy trong khoảng (0,85 ÷ 0,95). Sở dĩ phải sử dụng hệ số Ktv ở đây xuất phát từ yêu cầu đảm bảo sự làm việc ổn định của bảo vệ khi có các nhiễu loạn ngắn (hiện tượng tự mở máy của các động cơ sau khi TĐL đóng thành cơng) trong hệ thống mà bảo vệ không được tác động.

Phối hợp các bảo vệ theo thời gian:

Đây là phương pháp phổ biến nhất thường được đề cập trong các tài liệu bảo vệ rơle hiện hành. Nguyên tắc phối hợp này là nguyên tắc bậc thang, nghĩa là chọn thời gian của bảo vệ sao cho lớn hơn một khoảng thời gian an toàn Δt so với thời gian tác động lớn nhất của cấpt so với thời gian tác động lớn nhất của cấp bảo vệ liền kề trước nó (tính từ phía phụ tải về nguồn).

tn = t(n-1)max + ∆ t

Trong đó:

tn: thời gian đặt của cấp bảo vệ thứ n đang xét.

t(n-1) max: thời gian tác động cực đại của các bảo vệ của cấp bảo vệ đứng trước nó (thứ n). Δt so với thời gian tác động lớn nhất của cấpt: bậc chọn lọc về thời gian.

+ Bảo vệ q dịng với đặc tính thời gian phụ thuộc.

Bảo vệ q dịng có đặc tuyến thời gian độc lập trong nhiều trường hợp khó thực hiện được khả năng phối hợp với các bảo vệ liền kề mà vẫn đảm bảo được tính tác động nhanh của bảo vệ. Một trong những phương pháp khắc phục là người ta sử dụng bảo vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc. Hiện nay các phương thức tính tốn chỉnh định rơle q dịng số với đặc tính thời gian phụ thuộc do đa dạng về chủng loại và tiêu chuẩn nên trên thực tế vẫn chưa được thống nhất về mặt lý thuyết điều này gây khó khăn cho việc thẩm kế và kiểm định các giá trị đặt.

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Hình 3.1: Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ q dịng trong lưới điện hình tiacho trường hợp đặc tuyến phụ thuộc và đặc tính độc lập

Rơle quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc được sử dụng cho các đường dây có dịng sự cố biến thiên mạnh khi thay đổi vị trí ngắn mạch. Trong trường hợp này nếu sử dụng đặc tuyến độc lập thì nhiều khi khơng đảm bảo các điều kiện kỹ thuật: thời gian cắt sự cố, ổn định của hệ thống... Hiện nay người ta có xu hướng áp dụng chức năng bảo vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc như một bảo vệ thông thường thay thế cho các rơle có đặc

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

t = I 0,02∗−10,14 .Tp ; t = I∗−113,5 .Tp ,S

+ Vùng tác động:

Vùng tác động của rơ le bảo vệ q dịng có thời gian là tồn bộ phần đường dây tính từ vị trí đặt bảo vệ về phía tải. Bảo vệ đặt gần nguồn có khả năng làm dự phịng cho bảo vệ đặt phía sau với thời gian cắt sự cố chậm hơn 1 cấp thời gian là Δt so với thời gian tác động lớn nhất của cấpt.

3.2 Bảo vệ quá dịng cắt nhanh

Đối với bảo vệ q dịng thơng thường càng gần nguồn thời gian cắt ngắn mạch càng lớn, thực tế cho thấy ngắn mạch gần nguồn thường thì mức độ nguy hiểm cao hơn và cần loại trừ càng nhanh càng tốt. Để bảo vệ các đường dây trong trường hợp này người ta dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50), bảo vệ cắt nhanh có khả năng làm việc chọn lọc trong lưới có cấu hình bất kì với một nguồn hay nhiều nguồn cung cấp. Ưu điểm của nó là có thể cách ly nhanh sự cố với công suất ngắn mạch lớn ở gần nguồn. Tuy nhiên vùng bảo vệ không bao trùm được hoàn toàn đường dây cần bảo vệ, đây chính là nhược điểm lớn nhất của loại bảo vệ này.

Để đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt của bảo vệ quá dòng cắt nhanh phải được chọn sao cho lớn hơn dòng ngắn mạch cực đại (ở đây là dòng ngắn mạch 3 pha trực tiếp) đi qua chỗ đặt rơle khi có ngắn mạch ở ngoài vùng bảo vệ. Sau đây chúng ta sẽ đi tính tốn giá trị đặt của bảo vệ cho mạng điện trong đồ án.

Đối với mạng điện hình tia một nguồn cung cấp giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ đặt tại thanh góp A được xác định theo cơng thức:

Ikđ = kat. INngmax Trong đó:

kat: hệ số an toàn, tính đến ảnh hưởng của các sai số do tính toán ngắn mạch, do cấu tạo của rơle, thành phần khơng chu kì trong dịng ngắn mạch và của các biến dòng.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Ưu điểm: Làm việc 0 giây đối với ngắn mạch gần thanh gópNhược điểm:

• Chỉ bảo vệ được 1 phần đường dây 70 – 80%

• Phạm vi bảo vệ khơng cố định phụ thuộc vào chế độ ngắn mạch và chế

độ làm việc hệ thống. Chính vì vậy bảo vệ q dịng cắt nhanh khơng thể là bảo vệ chính của 1 phần tử nào đó mà chỉ có thể kết hợp với bảo vệ khác.

Hình 3.2: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh đường dây một nguồn cung cấp

3.3 Bảo vệ dịng thứ tự khơng trong mạng có dịng chạm đất lớn

Những mạng có dịng chạm đất lớn là những mạng có trung tính nối đất trực tiếp. Những

mạng này đòi hỏi bảo vệ phải tác động cắt máy cắt khi có ngắn mạch 1 pha.

- Sơ đồ nguyên lý:

Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ được trình bày như hình vẽ sau:

Ta thấy bảo vệ dùng ba biến dòng đặt ở 3 pha làm đầu vào cho 1 rơ le.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Thời gian làm việc của bảo vệ cũng được chọn theo nguyên tắc từng cấp để đảm bảo tính chọn lọc nhưng chỉ áp dụng trong mạng trung tính nối đất trực tiếp.

→Bảo vệ chống ngắn mạch 1 pha có thời gian làm việc bé hơn so với bảo vệ quá dòng chống ngắn mạch giữa các pha và có độ nhạy cao hơn.

- Áp dụng: trong các mạng có trung tính nối đất trực tiếp.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Vì giá trị dòng chạm đất bé nên những bảo vệ nối pha rơ le tồn phần khơng thể làm việc với những dòng chạm đất nhỏ như vậy. Nên thực tế người ta phải dùng các bộ lọc thành phần thú tự khơng như hình vẽ sau:

Ở điều kiện bình thường, ta có: IA + IB + IC = 0, từ thông trong lõi thép bằng 0 và mạch thứ cấp khơng có dịng điện nên I2 = 0, rơ le không làm viêc.

Khi xảy ra chạm đất, có thành phần 3I0 chạy vào rơ le nên rơ le tác động.

3.5 Bảo vệ so lệch dịng điện

-Nhiệm vụ: làm bảo vệ chính cho các đường dây, đặc biệt là các đường dây quan trọng, làm

nhiệm vụ chống ngắn mạch.

- Sơ đồ nguyên lý làm việc:

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch dịng điện có dạng như sau: Dòng vào rơ le:

IR = 0 (trường hợp lý tưởng). Rơ le khơng tác động.

Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ N2. Ta có: IS1≠ IS2, nên IT1 ≠IT2, nên IR = IT1 – IT2

≠0. Nếu |IR| > IKĐ thì rơ le khơng tác động.

- Dòng khởi động:

Để bảo vệ so lệch làm việc đúng ta phải chỉnh định dòng khởi động của bảo vệ lớn hơn dịng khơng cân bằng lớn nhất khi có ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ. Tức là:

IKđ = k. Ikcbttmax

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Trong đó:

Ikcbttmax = kđn. kkck. fimax. INMNmax

Với:

kđn: hệ số kể tới sự đồng nhất của các BI, bằng 0 khi các BI cùng loại, và có cùng đặc tính từ hóa, hồn tồn giống nhau, có dịng ISC như nhau.

kđn = 1 khi các BI khác nhau nhiều nhất, 1 bộ có sai số, 1 bộ khơng. kkck: hệ số kể đến thành phần không chu kỳ của dịng ngắn mạch ngồi. INMNmax: thành phần chu kì của dịng điện ngắn mạch ngồi lớn nhất.

fimax = 0,1: sai số cực đại cho phép của BI làm việc trong tình trạng ổn định.

- Vùng tác động:

Bảo vệ so lệch có vùng tác động được giới hạn bởi vị trí đặt của 2 tổ BI ở đầu và cuối đường dây được bảo vệ, là loại bảo vệ có tính chất tác động chọn lọc tuyệt đối, khơng có khả năng làm dự phịng cho các bảo vệ khác.

3.6 Bảo vệ khoảng cách - Sơ đồ nguyên lý làm việc:

Trong trường hợp chung, bảo vệ khoảng cách có các bộ phận chính sau:

- Bộ phận khởi động: có nhiệm vụ khởi động bảo vệ vào thời điểm phát sinh sự cố, kết hợp

với các bảo vệ khác làm bậc bảo vệ cuối cùng. Bộ phận khởi động thường được thực hiện nhờ rơ le dòng cực đại hoặc rơ le tổng trở cực tiểu.

- Bộ phận khoảng cách: đo khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến điểm hư hỏng, thực hiện nhờ

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

- Bộ phận định hướng công suất: để tránh bảo vệ tác động nhầm khi hướng công suất ngắn

mạch từ đường dây được bảo vệ đi vào thanh góp của trạm, được thực hiện bằng các rơ le định hướng công suất riêng biệt hoặc kết hợp trong bộ phận khởi động và khoảng cách.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

PHẦN 2. PHẦN TÍNH TỐN

CHƯƠNG 1: CHỌN CÁC THƠNG SỐ MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN

Chọn tỷ số biến đổi của các BI: Chọn tỷ số biến đổi của máy biến dòng điện BI1, BI2 và BI3 dùng cho bảo vệ đường dây L1, L2. Dòng điện sơ cấp danh định của BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn. Dòng thứ cấp lấy bằng 5A.

Tỷ số biến đổi của máy biến dòng BI: ni=I ddBIITdd

+ Chọn IddBI ≥ Ilvmax= Icb: dòng điện làm việc lớn nhất đi qua BI. Tỷ số của máy biến dòng điện: ni= IddBIITdd với Itdd = 1A

Dòng điện sơ cấp danh định của BI1 là: I1= 204,113A

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Tỷ số biến dòng n2=IddBI 2ITdd =1505

Dòng điện sơ cấp danh định của BI3 là: I3= 87,477A

Tỷ số biến dòng n3=IddBI 3ITdd =505 (100/5)

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ LỰA CHỌN THÔNG SỐCÀI ĐẶT VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC BẢO VỆ 1 &2

2.1 Mục đích và u cầu của việc tính tốn ngắn mạch

a, Mục đích

- Lựa chọn các trang thiết bị điện phù hợp, chịu được dòng ngắn mạch trong thời gian tồn tại sự cố.

- Tính tốn, hiệu chỉnh thiết bị bảo vệ rơle, tự động cắt phần tử sự cố ra khỏi HTĐ.

- Lựa chọn sơ đồ thích hợp, lựa chọn các thiết bị như kháng điện, máy biến áp nhiều cuộn dây….để hạn chế dòng điện ngắn mạch.

b, Yêu cầu

Phải xác định được dòng điện ngắn mạch lớn nhất (I max ) để phục vụ cho việc chỉnh định rơle và dòng ngắn mạch nhỏ nhất để kiểm tra độ nhậy cho rơle đã chỉnh định. Trong

2.2 Các giả thiết khi tính tốn ngắn mạch

- Các máy phát điện khơng có hiện tượng dao động cơng suất nghĩa là góc lệch pha giữa các vectơ sức điện động của máy phát là không thay đổi và xấp xỉ bằng khơng.

- Tính tốn thực tế cho thấy phụ tải hầu như không tham gia vào dòng ngắn mạch quá độ ban

</div>