BẢO VỆ RELAY VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN - BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN docx

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 Bải tập mẫu
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
2
5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại
5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp
3
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
4
o
Dòng khởi động của BV I
kđ
là dòng nhỏ nhất đi qua BV mà

làm cho BV khởi động nhưng nó phải lớn hơn dòng điện phụ
tải cực đại đi qua BV. Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào các yếu
tố khác.
5
maxkd lv
I I>
o
Dòng trở về của BV phải lớn hơn dòng tự mở máy để đảm
bảo rơ le trở về ngay sau khi cắt NM.
o
Hay I
tv
> I
mm max
=K
mm
.I
lv max
, vì khi NM điện áp giảm thấp, động cơ
nối vào thanh góp B tự hãm. Khi loại trừ NM điện áp được
phục hồi, các động cơ tự mở máy. Dòng điện mở máy sẽ lớn
hơn dòng ban đầu (khi chưa NM). Nếu I
tv
< I
mm max
thì bảo vệ sẽ
tác động (không chọn lọc)
6
maxtv at mm lv
I K K I

=
o
Mà nên
o
Dòng khơi động rơ le:
7
1
tv
tv
kd
I
K
I
= <
maxat mm lv
tv
kd
tv tv
K K I
I
I
K K
= =
maxtv at mm lv
I K K I
=
max
sd sd
kd R kd at mm lv
I tv I

K K
I I K K I
K K K
 
= =
 ÷
 
Trong đó:

K
at
= 1.1 đ n 1.2ế

K
sd
tùy thu c vào s đ BVộ ơ ồ

K
I
t s bi n dòng đi nỷ ố ế ệ

K
mm
= 2 đ n 3ế

K
V
= 0.8 đ n 0.85ế

I

lv max
dòng đi n làm vi c c c đ iệ ệ ự ạ
o
Xác định I
lv max

o
Ví dụ 1: 2 đường dây song song.
8
max
10
pt
S MVA
=
22kV
max
max
10
3 322
pt
lv
S
I
U
= =
o
Dòng điện cưởng bức cực đại là khi một đường dây không
làm việc. Nên dòng cưởng bức là:
o
Xác định I

lv max

o
Ví dụ 2: Khi ngừng đường dây D2 thì TDL đòng lại làm
đường dây D1 tăng tải.
9
1
D
2
D
TDL
max 2
4
pt
S MVA
=
max1
3
pt
S MVA
=
max
max
7
3 322
pt
lv
S
I
U

Σ
= =
22kV
o
Độ nhạy ký hiệu K
nh
được xác định bằng tỷ số của dòng qua rơ
le khi ngắn mạch ở cuối vùng bảo vệ và dòng khởi động của rơ le
10
min minNM NM quaR
nh
kd kd R
I I
K
I I
= =
o
Độ nhạy vùng chính K
nh
>1.5
o
Độ nhạy vùng dự trữ K
nh
>1.2
o
Nếu độ nhạy không thỏa mãn điều kiện trên thì phải dùng sơ đồ
nối dây rơ le kiểu khác để đảm bảo độ nhạy. Nếu vẫn không thỏa
mãn thì cần áp dụng bảo vệ khác nhạy hơn
o
Để đảm bảo tính chọn lọc, thời gian tác động của bảo vệ dòng

cực đại phải theo nguyên tắc bậc thang. Độ chênh lệch thời gian
giữa thời gian tác động của 2 bảo vệ kề nhau gọi là bậc thời gian
hay bậc chọn lọc: ∆t = t
1
– t
2

11
o
∆t được chọn sao cho khi có NM tại đoạn BC thì chỉ có BV 2
tác động còn BV 1 không tác động mặc dù đã khởi động.
1
2
3
o
Ký hiệu :
III
t
III III III
A B C
t t t
> >
12
o
Đặc tính làm việc:
N
I
t
0
kd

I
kd
t
1
2
3
1 : Đ c tính đ c l pặ ộ ậ
2 : Đ c tính ph thu c có gi i h nặ ụ ộ ớ ạ
3 : Đ c tính ph thu c ặ ụ ộ
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.
13
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
14
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
15
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.
16
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) I
N2max


Ứng với đặc tính BV B suy ra thời gian tác động của BV B (t
B1
). Vậy t
B1

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 t
B1
: t
A1
≥ Δt + t
B1


Xác định được điểm A 1 trên đặc tuyến của BV A .
17
l
t
t
∆
1
A
1
B
2N
Chọn đặc tính trong
cataloge sao cho thảo mãn
t
A1
≥ Δ t + t
B1
với mọi
dòng NM bé hơn I
N2max
Lưu ý vẽ các đặc tính

phải cùng cấp điện áp
18
l
t
t
∆
1
A
1
B
2N
t
∆
1
A
1
B
I
t
o
Vùng bảo vệ quá dòng cực đại: khi dòng điện qua rơ le lớn hơn
dòng điện khởi động.
19
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:
20
max
at
kd lv
tv
K
I I
K
=
max
at
kd R lv
tv I
K
I I
K K
=
o
Trong biểu thức không có K
mm
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
o
Rõ ràng khi không có K
mm
thì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi

động nhỏ
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
21
minlv
kd
tv at U
U
U
K K K
=
o
Độ nhạy ≥ 1.5
max
1.5
kd
nh
N
U
K
U
= ≥
K

at
= 1.1 đến 1.2
U
N max
là điện áp NM cực
đại khi có NM tại cuối
vùng bảo vệ
22
5.3.1 Bảo vệ cắt nhanh tức thời (BVCN cấp I)
5.3.2 Bảo vệ cắt nhanh trì hoãn (BVCN cấp II)
23
5.3.1.1 Dòng khởi động
5.3.1.2 Độ nhạy (không có định nghĩa độ nhạy cho cấp I)
5.3.1.3 Thời gian tác động
5.3.1.4 Vùng bảo vệ
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
24
max
I
kd at NM
I K I
=
K
at
= 1.1 đến 1.2
o
Ví dụ:

l
N
I
I
kd
I
maxN B
I
max
I
kd A at NB
I K I
=
max
I
kd B at NC
I K I
=
Vùng b o vả ệ
o
Khi có 1 nguồn cung cấp: Đường dây làm việc hợp bộ với
MBA. Thì ta chọn dòng điện khởi động sao cho nó không tác
động khi có NM sau thanh cái C. Trong trường hợp này việc
bảo vệ rất có hiệu quả vì vùng bảo vệ bao gồm đường dây và cả
MBA.
25
max
I
kd A at NC
I K I

=
K
at
= 1.1 đến 1.2
l
A
B
C
I
kd
I
N
I