bảo vệ rơle trên hệ thống điện

06/10/15
06/10/15
1
1
B¶o vÖ r¬le tr£N
B¶o vÖ r¬le tr£N
hÖ thèng ®iÖn
hÖ thèng ®iÖn
2
2
06/10/15
06/10/15
Néi dung:
Néi dung:

C¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc cña hÖ thèng ®iÖn.
C¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc cña hÖ thèng ®iÖn.



Nguyªn lý chung c¸c lo¹i b¶o vÖ
Nguyªn lý chung c¸c lo¹i b¶o vÖ

B¶o vÖ ®êng d©y.
B¶o vÖ ®êng d©y.

B¶o vÖ MBA.
B¶o vÖ MBA.

B¶o vÖ m¸y ph¸t ®iÖn
B¶o vÖ m¸y ph¸t ®iÖn


B¶o vÖ tô ®iÖn
B¶o vÖ tô ®iÖn



R le b o v s©n ph©n phèi 110kV ND ơ ả ệ
R le b o v s©n ph©n phèi 110kV ND ơ ả ệ
M«ng D¬ng 1
M«ng D¬ng 1
3
3
06/10/15
06/10/15
I. Các trạng tháI làm việc của htđ
I. Các trạng tháI làm việc của htđ
1.
1.
Trạng thái làm việc bình thờng:
Trạng thái làm việc bình thờng:
o
Các thông số chế độ làm việc trong giới hạn
Các thông số chế độ làm việc trong giới hạn
cho phép, khi có sự cân bằng công suất cơ Pt
cho phép, khi có sự cân bằng công suất cơ Pt
và công suất điện từ P(
và công suất điện từ P(


) trên HTĐ

) trên HTĐ
1.
1.
Trạng thái làm việc không bình thờng:
Trạng thái làm việc không bình thờng:
o
Thông số chế độ: tần số, điện áp của hệ thống
Thông số chế độ: tần số, điện áp của hệ thống
sai khác giá trị định mức.
sai khác giá trị định mức.
o
Thông số vận hành của các thiết bị vợt khỏi
Thông số vận hành của các thiết bị vợt khỏi
giá trị định mức: đờng dây, MBA, MF
giá trị định mức: đờng dây, MBA, MF
4
4
06/10/15
06/10/15
Các trạng tháI làm việc của htđ
Các trạng tháI làm việc của htđ
3.
3.
Trạng thái sự cố:
Trạng thái sự cố:
o
Sự cố ngắn mạch các loại trên HTĐ
Sự cố ngắn mạch các loại trên HTĐ
+ Ngắn mạch 1 pha: 65%
+ Ngắn mạch 1 pha: 65%

+ Ngắn mạch 2 pha đất: 20%
+ Ngắn mạch 2 pha đất: 20%
+ Ngắn mạch 2 pha: 10%
+ Ngắn mạch 2 pha: 10%
+ Ngắn mạch 3 pha: 5 %
+ Ngắn mạch 3 pha: 5 %
Khi ngắn mạch duy trì thì thông số chế độ của hệ thống
Khi ngắn mạch duy trì thì thông số chế độ của hệ thống
điện thay đổi lớn so với giá trị định mức, tần số và điện
điện thay đổi lớn so với giá trị định mức, tần số và điện
áp hệ thống sụt giảm mạnh, mất cân bằng công suất
áp hệ thống sụt giảm mạnh, mất cân bằng công suất
xảy ra, tốc độ roto tăng lên, các máy phát làm việc mất
xảy ra, tốc độ roto tăng lên, các máy phát làm việc mất
đồng bộ-> HTĐ mất ổn định -> dẫn đến tan rã HTĐ
đồng bộ-> HTĐ mất ổn định -> dẫn đến tan rã HTĐ


5
5
06/10/15
06/10/15
C¸c tr¹ng th¸I lµm viÖc cña ht®
C¸c tr¹ng th¸I lµm viÖc cña ht®
o
Hở mạch:
Hở mạch:
Một pha (đứt dây, tụt lèo)
Một pha (đứt dây, tụt lèo)
Hai pha

Hai pha
Ba pha
Ba pha
o
Sự cố đồng thời: Hai hay nhiều sự cố xảy ra cùng một
Sự cố đồng thời: Hai hay nhiều sự cố xảy ra cùng một
thời điểm, các sự cố này có thể cùng loại sự cố hoặc khác
thời điểm, các sự cố này có thể cùng loại sự cố hoặc khác
loại và có thể xảy ra ở cùng hay khác vị trí nhau.
loại và có thể xảy ra ở cùng hay khác vị trí nhau.


6
6
06/10/15
06/10/15
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRÊN HTĐ1
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRÊN HTĐ1
Mục đích tính toán ngắn mạch
-
Tính rơle bảo vệ: bảo vệ quá dòng, khoảng
cách, so lệch thanh cái
-
Kiểm tra tính chọn lọc của rơle bảo vệ
-
Kiểm tra chịu đựng dòng ngắn mạch của các
thiết bị-> khuyến cáo cho đơn vị vận hành
7
7
06/10/15

06/10/15
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRÊN HTĐ1
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRÊN HTĐ1
Kết quả tính ngắn mạch:

Dòng điện tổng tại điểm sự cố, dòng điện pha và
dòng điện thứ tự không (3I0)

Dòng điện trên các nhánh, dòng điện pha và
dòng điện thứ tự không (3I0)

Điện áp các pha tại điểm sự cố, tại các nút liên
quan gần điểm ngắn mạch, điện áp pha và điện
áp thứ tự không (3U0)

Tổng trở tại điểm rơle đo được
8
8
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
Tác động nhanh
Cắt ngắn mạch cần phải được tiến hành với khả năng nhanh nhất để
hạn chế tác hại do dòng ngắn mạch gây ra:

giảm thiểu thời gian các hộ tiêu thụ phải làm việc với điện
áp giảm thấp

bảo toàn sự làm việc ổn định của hệ thống điện.


nâng cao hiệu quả đóng tự động đường dây và thanh cái
dự phòng
Trong hệ thống điện hiện đại để bảo toàn tính ổn định yêu cầu thời
gian cắt ngắn mạch rất nhỏ. Thí dụ với đường dây truyền tải
điện năng (300÷500) kV cần phải cắt sự cố sau khoảng
(0,1÷0,2)s kể từ khi xuất hiện ngắn mạch, với đường dây
(110÷220)kV sau khoảng (0,15÷0,3)s, với lưới phân phối
(6÷10)kV ở xa nguồn thời gian cắt ngắn mạch cho phép
khoảng (1,5÷3)s vì chúng không ảnh hưởng đến tính ổn định
của hệ thống
9
9
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
2. Tác động chọn lọc
Để bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cho
các hộ tiêu thụ thì bảo vệ rơle phải tác
động chọn lọc.
Bảo vệ rơle được gọi là có chọn lọc nếu
nó chỉ cắt phần tử bị sự cố ra khỏi lưới
điện và bảo toàn sự làm việc bình thường
của các hộ tiêu thụ khác.
10
10
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ- TÍNH CHỌN LỌC

YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ- TÍNH CHỌN LỌC
khi ngắn mạch tại N1 bảo vệ cần phải cắt đường dây bị sự cố bằng
máy cắt MC7
Khi ngắn mạch tại N2 chỉ cho phép máy cắt MC4 và máy cắt MC6
tác động, cắt đường dây sự cố 1, còn đường dây 2 tiếp tục vận
hành
Sơ đồ biểu diễn điểm sự cố ngắn
mạch
11
11
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ- TÍNH CHỌN LỌC
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ- TÍNH CHỌN LỌC


Bảo vệ phải tác động khi xuất hiện sự cố trong vùng tác động của nó và vùng
bảo vệ của bảo vệ ngay sau nó nếu bảo vệ này vì một lý do nào đó không
tác động.
12
12
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
Bảo vệ I phải tác động khi xuất hiện sự cố trên bất kỳ điểm
nào ở đoạn 1 và phải tác động khi xuất hiện sự cố trên bất
kỳ điểm nào ở đoạn 2 nếu bảo vệ II vì một lý do nào đó
không tác động. Bảo vệ I không cần tác động khi xuất hiện
sự cố trên đoạn 3 vì nếu bảo vệ III từ chối tác động thì bảo

vệ II phải tác động.
Bảo vệ dự phòng là một yêu cầu quan trọng, nếu không có
bảo vệ dự phòng thì có thể dẫn tới chỗ ngừng cung cấp điện
cho tất cả các hộ tiêu thụ.
Có một số loại bảo vệ không tác động khi xuất hiện sự cố ở
đoạn mạch tiếp theo. Để bảo vệ dự phòng cho đoạn mạch
lân cận cần phải đặt thêm bảo vệ phụ.
13
13
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
Độ chọn lọc của hệ thống bảo vệ được phân làm 2 nhóm:
Nhóm 1: Chọn lọc tương đối:
+ Nhóm bảo vệ này phản ứng với tất cả các dạng sự cố với sự
biến đổi các thông số vượt quá một ngưỡng nào đó, như bảo
vệ trở kháng thấp (khoảng cách), bảo vệ quá dòng, quá dòng
chạm đất…
Nhóm 2: Chọn lọc tuyệt đối :
+ Nhóm bảo vệ này chỉ phản ứng với sự cố xảy ra ở các phần tử
mà thiết bị cần phải bảo vệ, mà nó không phản ứng với sự cố
xảy ra ở ngoài vùng của bảo vệ như bảo vệ so lệch dòng điện,
bảo vệ so lệch pha, bảo vệ khoảng cách liên lạc qua cáp quang,
bảo vệ rơle hơi.
14
14
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ

YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
Phải có độ nhạy cao
Độ nhạy của bảo vệ được đặc trưng bằng hệ số độ nhạy. Đối
với bảo vệ phản ứng với dòng ngắn mạch.
Knh = Inm min/Ikđ
Knh = Zđo/Zkđ
Inm min là dòng ngắn mạch nhỏ nhất chảy qua bảo vệ khi
ngắn mạch ở cuối vùng bảo vệ.
Ikđ và Zkđ là dòng điện, tổng trở khởi động của bảo vệ.
Bảo vệ được gọi là có đủ độ nhạy nếu knh tính toán lớn hơn
hoặc bằng knh yêu cầu đối với từng loại bảo vệ.
15
15
06/10/15
06/10/15
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
YÊU CẦU ĐỐI VỚI RƠLE BẢO VỆ
Phải tác động tin cậy
BVRL không được từ chối tác động khi NM trong vùng BV
của nó và không được tác động nhẫm lẫn. Yêu cầu về độ tin
cậy rất quan trọng bởi vì từ chối làm việc hay tác động sai của
1 BV nào đó đều dẫn tới chỗ cắt sai một số hộ tiêu thụ.
Khi ngắn mạch tại N mà bảo vệ I không làm việc thì bảo vệ
III sẽ làm việc và dẫn tới chỗ cắt sai trạm B và trạm C. Nếu vì
một lý do nào đó mà bảo vệ IV tác động nhầm lẫn thì dẫn tới
chỗ ngừng cung cấp điện hoàn toàn cho hộ tiêu thụ.
Độ tin cậy của bảo vệ phụ thuộc vào chất lượng rơle (rơ le cơ
hay số), các thiết bị khác trong sơ đồ và vào kết cấu của sơ đồ.
16
16

06/10/15
06/10/15
KÝ HIỆU RƠLE THEO ANSI
KÝ HIỆU RƠLE THEO ANSI
F21 Distance protection, phase
F21 Distance protection, phase
F21N Distance protection, earth (ground)
F21N Distance protection, earth (ground)
F21FL Fault locator
F21FL Fault locator
F24 Overfluxing (V/ f protection)
F24 Overfluxing (V/ f protection)
F25 Synchronizing, synchronism check
F25 Synchronizing, synchronism check
F27 Undervoltage
F27 Undervoltage
F32 Directional power
F32 Directional power
F32F Forward power
F32F Forward power
F32R Reverse power
F32R Reverse power
F37 Undercurrent or underpower
F37 Undercurrent or underpower
F40 Loss of field
F40 Loss of field
F46 Load unbalance, negative phase-sequence overcurrent
F46 Load unbalance, negative phase-sequence overcurrent
17
17

06/10/15
06/10/15
KÝ HIỆU RƠLE THEO ANSI
KÝ HIỆU RƠLE THEO ANSI
F49 Thermal overload
F49 Thermal overload
F49R Rotor thermal protection
F49R Rotor thermal protection
F49S Stator thermal protection
F49S Stator thermal protection
F50 Instantaneous overcurrent
F50 Instantaneous overcurrent
F50N Instantaneous earth-fault overcurrent
F50N Instantaneous earth-fault overcurrent
F50BF Breaker failure
F50BF Breaker failure
F51 Overcurrent-time relay, phase
F51 Overcurrent-time relay, phase
F51N Overcurrent-time relay, earth
F51N Overcurrent-time relay, earth
F51V Overcurrent-time relay voltage controlled
F51V Overcurrent-time relay voltage controlled
F59 Overvoltage
F59 Overvoltage
F59GN Stator earth-fault protection
F59GN Stator earth-fault protection
F64R Rotor earth fault
F64R Rotor earth fault
18
18

06/10/15
06/10/15
KÝ HIỆU RƠLE THEO ANSI
KÝ HIỆU RƠLE THEO ANSI
F67 Directional overcurrent
F67 Directional overcurrent
F67N Directional earth-fault overcurrent
F67N Directional earth-fault overcurrent
F68 Power swing detection
F68 Power swing detection
F78 Out-of-step protection
F78 Out-of-step protection
F79 Auto-reclosure
F79 Auto-reclosure
F81 Frequency protection
F81 Frequency protection
F87G Differential protection generator
F87G Differential protection generator
F87T Differential protection transformer
F87T Differential protection transformer
F87BB Differential protection busbar
F87BB Differential protection busbar
F87M Differential protection motor
F87M Differential protection motor
F87L Differential protection line
F87L Differential protection line
19
19
06/10/15
06/10/15

NGUYÊN LÝ CHUNG CÁC
NGUYÊN LÝ CHUNG CÁC
LOẠI BẢO VỆ
LOẠI BẢO VỆ
20
20
06/10/15
06/10/15
BO V QU DềNG IN
BO V QU DềNG IN
1. Nguyên tắc tác động:
1. Nguyên tắc tác động:


Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ phản ứng với
Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ phản ứng với
thành phần dòng điện trong phần tử đợc bảo vệ.
thành phần dòng điện trong phần tử đợc bảo vệ.
Bảo vệ sẽ tác động khi dòng điện qua chỗ đặt
Bảo vệ sẽ tác động khi dòng điện qua chỗ đặt
thiết bị bảo vệ tăng quá giá trị cài đặt và thời gian
thiết bị bảo vệ tăng quá giá trị cài đặt và thời gian
đặt cho bảo vệ đã trôi qua.
đặt cho bảo vệ đã trôi qua.
-
Quỏ dũng pha: Iph> Iset, va t > tset
Quỏ dũng pha: Iph> Iset, va t > tset
-
Quỏ dũng th t khụng: Io> Io set v t > tset
Quỏ dũng th t khụng: Io> Io set v t > tset

21
21
06/10/15
06/10/15
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
2. Các loại bảo vệ quá dòng:
2. Các loại bảo vệ quá dòng:
-
Bảo vệ quá dòng có hướng F67
Bảo vệ quá dòng có hướng F67
-
Bảo vệ quá dòng không hướng F50, F51
Bảo vệ quá dòng không hướng F50, F51
-
Bảo vệ quá dòng pha F50, F51, F67
Bảo vệ quá dòng pha F50, F51, F67
-
Bảo vệ quá dòng đất F50N, F51N, F67N
Bảo vệ quá dòng đất F50N, F51N, F67N
-
Bảo vệ quá dòng độ nhạy cao F50Ns, F67Ns
Bảo vệ quá dòng độ nhạy cao F50Ns, F67Ns
-
Quá dòng kém áp
Quá dòng kém áp
3. Các dạng đặc tính:
3. Các dạng đặc tính:
-
Đặc tính độc lập (Definite time)

Đặc tính độc lập (Definite time)
-
Đặc tính phụ thuộc (Inverse Time)
Đặc tính phụ thuộc (Inverse Time)
22
22
06/10/15
06/10/15
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
4. Phạm vi ứng dụng:
4. Phạm vi ứng dụng:
-
Bảo vệ đường dây truyền tải
Bảo vệ đường dây truyền tải
-
Bảo vệ MBA 110kV, 220kV
Bảo vệ MBA 110kV, 220kV
-
Bảo vệ MF
Bảo vệ MF
-
Bảo vệ tụ điện
Bảo vệ tụ điện
-
Bảo vệ động cơ điện
Bảo vệ động cơ điện
23
23
06/10/15

06/10/15
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
Các loại rơle quá dòng dùng trên HTĐ1
Các loại rơle quá dòng dùng trên HTĐ1
Rơle cơ:
Rơle cơ:


PT40(20,10, 6, 2,0.6.)
PT40(20,10, 6, 2,0.6.)
Rơle số:
Rơle số:


7SJ 600, 7SJ 601, 7SJ 602, 7SJ61,7SJ62 (Siemes)
7SJ 600, 7SJ 601, 7SJ 602, 7SJ61,7SJ62 (Siemes)
P120,121,122,123, P125,126,127, P141, 142, 143… (AREVA)
P120,121,122,123, P125,126,127, P141, 142, 143… (AREVA)
REF610, REF541, REF542, REX525, SPAJ140C,SPAJ141C… (ABB)
REF610, REF541, REF542, REX525, SPAJ140C,SPAJ141C… (ABB)
SEL551, SEL351… (SEL)
SEL551, SEL351… (SEL)
GRD 110,130,140,150 (TOSHIBA)
GRD 110,130,140,150 (TOSHIBA)


24
24
06/10/15

06/10/15
BẢO VỆ SO LỆCH
BẢO VỆ SO LỆCH
Nguyên tắc tác động:
Nguyên tắc tác động:
làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh các dòng điện đi vào thiết
làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh các dòng điện đi vào thiết
bị được bảo vệ
bị được bảo vệ
+ Tác động khi: dòng so lệch đo được lớn hơn dòng chỉnh định
+ Tác động khi: dòng so lệch đo được lớn hơn dòng chỉnh định
Idif > Iset
Idif > Iset
+ Dòng so lệch được tính:
+ Dòng so lệch được tính:
Idiff =| I1 + I2 | (đối với ĐZ, MF, MBA 2 cuộn dây…)
Idiff =| I1 + I2 | (đối với ĐZ, MF, MBA 2 cuộn dây…)
Idiff = | I1 + I2 + I3 | (đối với MBA 3 cuộn dây)
Idiff = | I1 + I2 + I3 | (đối với MBA 3 cuộn dây)
+ Dòng hãm:
+ Dòng hãm:
Ih = | I1| + |I2| (đối với ĐZ, MF, MBA 2 cuộn dây…)
Ih = | I1| + |I2| (đối với ĐZ, MF, MBA 2 cuộn dây…)
Ih = |I1 + I2 + I3|. (đối với MBA 3 cuộn dây)
Ih = |I1 + I2 + I3|. (đối với MBA 3 cuộn dây)
Phạm vi ứng dụng:
Phạm vi ứng dụng:
Bảo vệ MBA, MF, đường dây tải điện (đường dây ngắn)
Bảo vệ MBA, MF, đường dây tải điện (đường dây ngắn)
25

25
06/10/15
06/10/15
BẢO VỆ SO LỆCH
BẢO VỆ SO LỆCH