Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp vũng liêm, tỉnh vĩnh long
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.88 MB, 121 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
KHẢO SÁT HỆ THỐNG RƠLE
BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP
VŨNG LIÊM
(VŨNG LIÊM – VĨNH LONG)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Đăng Khoa
Cao Thanh Lưu (MSSV: 1064081)
Ngành: Kỹ thuật điện – khóa 32
Tháng 5/2010
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
----------Cần thơ, ngày 25 tháng 01 năm 2010
PHIẾU ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NĂM HỌC : 2009 - 2010
1. Họ và tên cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Đăng Khoa
2. Tên đề tài : Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp Vũng Liêm tỉnh
Vĩnh Long
3. Địa điểm, thời gian thực hiện :
Địa điểm: Bộ môn Kỹ thuật Điện – Khoa Công Nghệ - Trường Đại học
Cần Thơ
Thời gian thực hiện: 13 tuần
4. Sinh viên thực hiện : Cao Thanh Lưu
MSSV :1064081
Lớp : Kỹ Thuật Điện – Khóa 32
6. Mục đích của đề tài :
Tìm hiểu từng loại rơle bảo vệ trong trạm và sự phối hợp của chúng trong
hệ thống
7. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 350000 (đồng)
SINH VIÊN THỰC HIỆN
CÁN BỘ HUỚNG DẪN
CAO THANH LƯU
NGUYỄN ĐĂNG KHOA
DUYỆT CỦA BỘ MÔN
DUYỆT CỦA HĐ THI & XTN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Đăng Khoa
2. Đề tài: Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp Vũng Liêm tỉnh Vĩnh Long
3. Sinh viên thực hiện: Cao Thanh Lưu (MSSV: 1064081)
4. Lớp: Kỹ thuật điện khóa 32
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của LVTN:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------b. Nhận xét về nội dung của LVTN (Đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
* Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------* Những vấn đề còn hạn chế:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------d. Kết luận, đề nghị và điểm:
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cần Thơ, ngày……tháng…… năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
Nguyễn Đăng Khoa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện: Lê Vĩnh Trường
2. Đề tài: Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp Vũng Liêm tỉnh Vĩnh Long
3. Sinh viên thực hiện: Cao Thanh Lưu
4. Lớp: Kỹ thuật điện – K32
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của LVTN
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------b. Nhận xét về nội dung của LVTN
* Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------* Những vấn đề còn hạn chế:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------d. Kết luận, đề nghị và điểm:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cần Thơ, ngày…...tháng .….. năm 2010
Cán bộ chấm phản biện
Lê Vĩnh Trường
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện: Nguyễn Hào Nhán
2. Đề tài: Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp Vũng Liêm tỉnh Vĩnh Long
3. Sinh viên thực hiện: Cao Thanh Lưu
4. Lớp: Kỹ thuật điện – K32
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của LVTN
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------b. Nhận xét về nội dung của LVTN
* Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------* Những vấn đề còn hạn chế:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------d. Kết luận, đề nghị và điểm:
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Cần Thơ, ngày…...tháng .….. năm 2010
Cán bộ chấm phản biện
Nguyễn Hào Nhán
LỜI CẢM ƠN
Suốt thời gian 4 năm học tập tại trường Đại Học Cần Thơ, em đã học hỏi được
nhiều kiến thức mới trong học tập lẫn cuộc sống thông qua sự giúp đỡ tận tình của
các quí thầy cô trong việc truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quí báu về kiến thức
chuyên ngành và các kinh nghiệm sống giúp em có cái nhìn đúng đắn hơn cho kế
hoạch tương lai của mình.
Em xin chân thành cảm ơn:
- Ban giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ
- Ban chủ nhiệm khoa Công Nghệ
- Các quí thầy, cô trong và ngoài khoa Công Nghệ đặc biệt là thầy
Nguyễn Đăng Khoa đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành luạn văn này
- Các anh, chị trong trạm biến điện Vũng Liêm đã cung cấp tài liệu cho
em làm luận văn
- Cảm ơn đến tất cả các bạn lớp kỹ thuật điện khóa 32 đã gắn bó, giúp
đỡ và động viên em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn.
Cần Thơ, tháng 05 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Cao Thanh Lưu
LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất
công nghiệp cũng như trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Hiện
nay với sự phát triển ngày càng cao của hệ thống điện lực và nhu cầu tiêu thụ điện
của xã hội ngày càng tăng, từ những nhu cầu thực tế đó ta phải xây dựng nhiều nhà
máy thủy điện, bên cạnh đó ta xây dựng nhiều trạm biến áp phân phối để đáp ứng
nhu cầu trên. Đồng thời để đảm bảo chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ
tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm
việc ổn định trong toàn hệ thống, cần phải sử dụng một cách rộng rãi và có hiệu quả
những phương tiện bảo vệ, thông tin, đo lường, điều khiển và điều chỉnh tự động
trong hệ thống điện. Thiết bị tự động được dùng phổ biến nhất để bảo vệ các hệ
thống điện hiện nay là các rơle. Trong quá trình vận hành hệ thống điện, không phải
lúc nào hệ thống cũng hoạt động ổn định. Các nguyên nhân gây hư hỏng, sự cố đối
với các phần tử trong hệ thống điện rất đa dạng mà phần lớn là các dạng ngắn mạch
với nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan. Hệ thống rơle sẽ phát hiện và
tự động cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống để hạn chế đến mức thấp nhất
những hậu quả tai hại của sự cố.
Đề tài “Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp Vũng Liêm tỉnh Vĩnh
long” nhằm mục đích tìm hiểu từng loại rơle bảo vệ trong trạm và sự phối hợp của
chúng trong hệ thống. Vận dụng kiến thức đã được học ở trường để áp dụng nghiên
cứu trên thực tế. Thông qua thực tiễn sẽ giúp em học hỏi và tích lũy những kiến
thức nhằm phục vụ cho công tác chuyên môn sau này. Nội dung đề tài gồm có 3
phần :
* Phần 1: Tổng quan về rơle
Trong phần này có 2 chương:
+ Chương 1: Khái niệm về rơle bảo vệ
+ Chương 2: Nguyên lý hoạt động của các loại bảo vệ rơle trong trạm
* Phần 2: Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm Vũng Liêm
Trong phần này có 3 chương:
+ Chương 3: Giới thiệu trạm biến áp Vũng Liêm
+ Chương 4: Giới thiệu thiết bị nhất thứ của trạm biến điện
+ Chương 5: Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến điện Vũng Liêm
* Phần 3: Kết luận
Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu, do kiến thức và kinh nghiệm còn
hạn chế cùng với thời gian có hạn nên em không thể tránh khỏi những sai sót. Em
rất mong được sự nhận xét và góp ý của quý thầy cùng các bạn sinh viên để đề tài
của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đăng Khoa và các thầy cô trong bộ
môn kỹ thuật điện đã tận tình hướng dẫn, cùng với các bạn sinh viên lớp kỹ thuật
điện khóa 32 đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Cần Thơ, tháng 05 năm 2010
Sinh Viên thực hiện
Cao Thanh Lưu
Mục lục
MỤC LỤC
Phần 1:
TỔNG QUAN VỀ RƠLE BẢO VỆ
Chương 1:
KHÁI NIỆM VỀ RƠLE BẢO VỆ
1.1. Khái niệm về rơle bảo vệ................................................................................. 1
1.1.1. Công dụng .......................................................................................... 2
1.1.2. Phân loại ............................................................................................. 2
1.1.3. Các bộ phận cơ bản của bảo vệ rơle: ................................................... 4
1.1.4. Máy biến dòng và máy biến điện áp trong các sơ đồ bảo vệ rơle ......... 5
1.2. Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ ............................................... ………………8
1.2.1. Tính chọn lọc ................................................................................................ 8
1.2.2. Tính tác động nhanh ............................................................................ 9
1.2.3. Độ nhạy .............................................................................................. 9
1.2.4. Độ tin cậy của bảo vệ ........................................................................ 10
Chương 2:
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI RƠLE
TRONG TRẠM
2.1. Rơle bảo vệ máy biến áp.......................................................................... 11
2.1.1. Các bảo vệ chống ngắn mạch ............................................................ 13
a) Bảo vệ so lệch có hãm (87T) ............................................................... 13
b) Bảo vệ quá dòng điện có thời gian (51) ............................................... 16
c) Rơle quá dòng tức thì chống chạm đất (50N) ...................................... 17
2.1.2. Bảo vệ khi chạm chập các vòng dây, thùng dầu thủng hoặc bị rò rỉ ... 18
a) Bảo vệ bằng rơle hơi (96) .................................................................... 18
b) Rơle áp suất (63) ................................................................................. 20
c) Bảo vệ áp suất tăng cao trong bộ đổi nấc MBA (63 OLTC) ................ 21
SVTH: Cao Thanh Lưu
i
Mục lục
d) Rơle khoá trung gian (86).................................................................... 21
e) Rơle nhiệt độ (26) ............................................................................... 21
f) Rơle mức dầu (71) ............................................................................... 23
2.1.3. Phối hợp các rơle bảo vệ máy biến áp ............................................... 24
2.2. Rơle bảo vệ thanh góp ............................................................................. 25
2.2.1. Sơ đồ bảo vệ dòng điện (50/51) ......................................................... 26
2.2.2. Bảo vệ so lệch thanh góp (87B)......................................................... 28
a) Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle dòng điện..................................... 28
b) Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle dòng điện có hãm ........................ 28
c) Bảo vệ so lệch hoàn toàn thanh cái ...................................................... 29
d) Bảo vệ so lệch không hoàn toàn thanh cái ........................................... 32
e) Bảo vệ dòng điện thứ tự không cho thanh cái ...................................... 33
2.3. Rơle bảo vệ đường dây ............................................................................ 34
2.3.1. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50) ........................................................ 35
2.3.2. Bảo vệ quá dòng có thời gian (51) ..................................................... 36
2.3.3. Bảo vệ quá dòng chạm đất (50/51N) ................................................. 37
2.3.4. Bảo vệ so lệch đường dây song song (87L) ....................................... 38
2.3.5. Rơle bảo vệ khoảng cách (21) ........................................................... 40
2.3.6. Rơle bảo vệ dòng điện có hướng (67) ................................................ 44
2.3.7. Rơle quá dòng chạm đất có hướng (67N) .......................................... 46
2.4. Các loại rơle khác .................................................................................... 46
2.4.1. Rơle tự đóng lại (79) ......................................................................... 46
2.4.2. Rơle hòa đồng bộ (25)....................................................................... 47
2.4.3. Rơle kém áp (27)............................................................................... 48
2.4.4. Bảo vệ dự phòng máy cắt hỏng (50BF) ............................................. 48
2.4.5. Bảo vệ kém tần số (81)...................................................................... 50
SVTH: Cao Thanh Lưu
ii
Mục lục
Phần 2:
KHẢO SÁT HỆ THỐNG BẢO VỆ
TRẠM BIẾN ÁP VŨNG LIÊM
Chương 3:
GIỚI THIỆU TRẠM BIẾN ÁP VŨNG LIÊM
3.1. Vị trí ........................................................................................................ 51
3.2. Giới thiệu sơ lược trạm biến áp................................................................ 51
Chương 4:
GIỚI THIỆU THIẾT BỊ NHẤT THỨ CỦA TRẠM BIẾN ĐIỆN
4.1. Máy biến áp............................................................................................. 53
4.1.1. Thông số kỹ thuật.............................................................................. 53
4.1.2. Thông số vận hành ............................................................................ 54
4.1.3. Thông số kỹ thuật quạt làm mát ........................................................ 54
4.1.4. Tổn hao ............................................................................................. 54
4.1.5. Điện áp ngắn mạch ở 750C ................................................................ 55
4.1.6. Mức cách điện................................................................................... 55
4.2. Máy cắt điện ............................................................................................ 55
4.2.1. Máy cắt điện phía 110 kV ................................................................. 55
4.2.2. Máy cắt điện phía 22 kV ................................................................... 57
4.3. Dao cách ly.............................................................................................. 58
4.4. Máy biến điện áp ..................................................................................... 60
4.5. Máy biến dòng điện ................................................................................. 61
4.6. Máy biến áp tự dùng ................................................................................ 62
SVTH: Cao Thanh Lưu
iii
Mục lục
Chương 5:
KHẢO SÁT HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ
TRẠM BIẾN ĐIỆN 110/22 kV VŨNG LIÊM
5.1. Sơ đồ nhất thứ ......................................................................................... 63
5.2. Sơ đồ rơle bảo vệ ..................................................................................... 64
5.2.1. Rơle bảo vệ máy biến áp ................................................................... 64
a) Các bảo vệ chống ngắn mạch .............................................................. 64
b) Bảo vệ chống sự cố gián tiếp trong máy biến áp.................................. 71
5.2.2. Rơle bảo vệ đường dây...................................................................... 74
a) Rơle bảo vệ đường dây 110 kV ........................................................... 74
b) Rơle bảo vệ đường dây phía 22 kV ..................................................... 79
5.2.3. Các loại bảo vệ khác ......................................................................... 88
a) Bảo vệ tần số (81) ............................................................................... 88
b) Bảo vệ quá áp (59) .............................................................................. 89
c) Bảo vệ kém áp (27) ............................................................................. 90
Phần 3:
KẾT LUẬN
Kết luận……………………………………………………………………….91
Phụ lục.………………………………………………………………………92
Tài liệu tham khảo
SVTH: Cao Thanh Lưu
iv
Phần 1
TỔNG QUAN VỀ RƠLE BẢO VỆ
SVTH: Cao Thanh Lưu
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
Chương 1:
KHÁI NIỆM VỀ RƠLE BẢO VỆ
1.1. Khái niệm về rơle bảo vệ
- 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 không 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.
a)Trụt thấp điện áp ở một phần lớn của hệ thống điện
b) Phá hủy các phần tử bị sự cố bằng tia lửa điện
c) Phá hủy các phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua do tác động nhiệt và cơ.
d) Phá hủy ổn định của hệ thống điện.
Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện còn có các tình trạng việc không
bình thường. Một trong những tình trạng việc không bình thường là quá tải. Dòng
điện quá tải làm tăng nhiệt độ các phần dẫn điện quá giới hạn cho phép làm cách
điện của chúng bị già cỗi hoặc đôi khi bị phá hủy.
- Để ngăn ngừa sự phát sinh sự cố và sự phát triển của chúng có thể thực hiện
các biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng ra khỏi mạng điện, để loại trừ
những tình trạng làm việc không bình thường có khả năng gây nguy hiểm cho thiết
bị và hộ dùng điện.
- Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần không hư hỏng trong hệ
thống điện cần có những thiết bị ghi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian
bé nhất, phát hiện ra phần tử bị hư hỏng và cắt phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ
thống điện. Thiết bị này được thực hiện nhờ những khí cụ tự động có tên gọi là
rơle. Thiết bị bảo vệ được thực hiện nhờ những rơle được gọi là thiết bị bảo vệ rơle.
- Như vậy, nhiệm vụ chính của thiết bị bảo vệ rơle là tự động cắt phần tử hư
hỏng ra khỏi hệ thống điện. Ngoài ra thiết bị bảo vệ rơle còn ghi nhận và phát hiện
những tình trạng làm việc không bình thường của các phần tử trong hệ thống điện,
tùy mức độ mà bảo vệ rơle có thể tác động đi báo tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt.
SVTH: Cao Thanh Lưu
1
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
Những thiết bị bảo vệ rơle phản ứng với tình trạng làm việc khơng bình thường
thường thực hiện tác động sau một thời gian duy trì nhất định
1.1.1. Cơng dụng
- Bảo vệ rơle là thiết bị tự động xác định dạng và nơi sự cố (ngắn mạch,
chạm đất..) và các trạng thái khơng bình thường (q tải, lọt khí vào dầu…) để đi
báo hiệu hoặc đi cắt phần mạch điện bị sự cố ra khỏi phần còn lại.
- Để thực hiện chức năng bảo vệ rơle có ba bộ phận cơ bản:
MC
BI
BU
Đo lường
Logic
Chấ p hành
MC - Máy cắt; BU - Biến điện áp; BI - Biến dò ng điện
Hình 1.1: Các bộ phận của bảo vệ rơle
* Bộ phận đo lường: để đo các thơng số trạng thái của thiết bị được bảo vệ
như I, U, P, Z….
* Bộ phận logic: để xác định dạng và vị trí điểm sự cố, lựa chọn phương
thức tác động (đi căt, báo hiệu..)
* Bộ phận chấp hành: để đi cắt hoặc báo tín hiệu
1.1.2. Phân loại
Có nhiều cách phân loại bảo vệ rơle:
+ Theo phương thưc đấu và chấp hành, bảo vệ rơle chia ra làm:
* Bảo vệ rơle nhất thứ tác động trực tiếp (hình 1.2a)
SVTH: Cao Thanh Lưu
2
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
* Bảo vệ rơle nhị thứ tác dộng trực tiếp (hình 1.2b)
* Bảo vệ rơle nhất thứ tác động gián tiếp (hình 1.2c)
* Bảo vệ rơle nhị thứ tác động gián tiếp (hình 1.2d)
CC
CC
MC
MC
b)
a)
CC
CC
MC
MC
RL
RL
c)
d)
MC - Máy cắt; CC - Cuộn cắt; BI - Biến dòng; RL - Rơle
Hình 1.2: Phân loại rơle theo cách đấu và tác dụng
SVTH: Cao Thanh Lưu
3
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
+ Theo đại lượng tác động, chia ra:
* Bảo vệ dòng điện (quá dòng thứ tự không, thứ tự nghịch..)
* Bảo vệ điện áp (quá điện áp, kém của điện áp…)
* Bảo vệ tổng trở
* Bảo vệ so lệch
* Bảo vệ hơi....
+ Theo nguyên lý kết cấu rơle, chia ra:
* Bảo vệ rơle kiểu điện cơ
* Bảo vệ rơle kiểu điện tử - bán dẫn
* Bảo vệ rơle rơle vi mạch
+ Theo kiểu tiếp điểm, chia ra:
* Bảo vệ rơle có tiếp điểm
* Bảo vệ rơle không có tiếp điểm
+ Theo nguồn thao tác, chia ra:
* Bảo vệ rơle dùng nguồn thao tác điện một chiều
* Bảo vệ rơle dùng nguồn thao tác điện xoay chiều
+ Theo nguyên lý đo lường và xử lý tín hiệu, chia ra:
* Bảo vệ rơle kỹ thuật tương tự
* Bảo vệ rơle kỹ thuật số (digital)
1.1.3. Các bộ phận cơ bản của bảo vệ rơle:
Loại bảo vệ rơle phổ biến đang được áp dụng là loại bảo vệ rơle có tiếp
điểm, kỹ thuật tương tự, nhị thứ, tác động gián tiếp, dùng nguồn thao tác một chiều
và loại rơle vi mạch kỹ thuật số.
Các bộ phận cơ bản của bảo vệ rơle, gồm có:
SVTH: Cao Thanh Lưu
4
Chng 1: Tng quan v rle bo v
MC
nguo n thao taự c
BU
RễLE
BI
BI
maù ch taù o doứ ng vaứ aựp
Hỡnh 1.3: Cỏc b phn c bn ca bo v rle
a) Mch to dũng v ỏp l cỏc bin dũng in BI v cỏc bin in ỏp BU.
Chỳng cú tỏc dng:
* Chuyn i cỏc giỏ tr o lng cho phự hp v chun mu
* Cỏch ly mch cao th (nht th) vi mch bo v
* To ra cỏc s thớch hp
* Gim nh kt cu v giỏ thnh bo v rle
b) Thit b bo v rle l h thng rle, cỏc linh kin ph tr, ni vi nhau
theo s chc nng, thc hin nhim v bo v rle ó quy nh
c) Ngun in thao tỏc cp in cho thit b bo v rle hot ng.
Ngun cú th l in mt chiu hay xoay chiu.
1.1.4. Mỏy bin dũng v mỏy bin in ỏp trong cỏc s bo v rle
a) S ni mỏy bin dũng
* S hỡnh sao :
SVTH: Cao Thanh Lu
5
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
Sơ đồ hình sao đủ tạo ra được ba dòng điện ba pha đưa vào rơle (ia, ib , ic ).
Ngoài ra, còn thực hiện chức năng bộ lọc thứ tự không (3I0 ). Dòng điện vào rơle
đồng pha với dòng điện nhất thứ. Hệ số sơ đồ Ksñ 1
* Sơ đồ tam giác:
Sơ đồ tam giác tạo ra ba dòng điện lệch nhau 300 so với dòng điện nhất thứ,
có giá trị tăng
3 lần so với dòng điện nhị thứ của biến dòng. Hệ số sơ đồ Ksñ 3 .
* Sơ đồ sao thiếu:
Sơ đồ sao thiếu tạo ra ba dòng điện pha (với mạch ba pha trung tính không
nối đất trực tiếp). Do đó, cho phép lắp hai hoặc ba rơle và mạch. Hệ số sơ đồ
K sñ 1 .
* Sơ đồ số 8:
Sơ đồ số 8 tạo ra một dòng điện vào rơle lệch 300 so với dòng điện nhất thứ
có giá trị tăng 3 lần so với dòng điện nhị thứ của biến dòng. Hệ số sơ đồ Ksñ 3 .
* Sơ đồ hai hình sao:
.
.
.
.
.
Sơ đồ này là bộ lọc 3I0 : IR Ia Ib Ic 3I0 . Hệ số sơ đồ Ksñ 1
IA
IB
IC
Ia
Ib
Ic
a
b
c
IA
IB
IB
Ia - I c
Ib - I a
Ic - I b
3I 0
a) Sô ñoà sao ñuû
SVTH: Cao Thanh Lưu
b) Sô ñoà tam giaù c
6
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
IA
IB
IA
IC
Ia
IB
IC
a
IR
Ic
c
Ib
d) Sô ñoà soá 8
c) Sô ñoà sao thieáu
IA
IB
IC
IR=I a+I b+I c=3I 0
RÔLE
e) Sô ñoà hai hình sao
Hình 1.4: Các sơ đồ đấu nối BI
b) Sơ đồ nối biến điện áp
a) Sơ đồ YNyn:
Sơ đồ này tạo ra điện áp dây và pha của ba pha. Hệ số sơ đồ Ksñ 1
b) Sơ đồ Vv:
Sơ đồ này tạo ra điện áp dây của ba pha. Hệ số sơ đồ Ksñ 1
c) Sơ đồ sao không tam giác hở:
SVTH: Cao Thanh Lưu
7
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
.
.
.
.
.
U R U A U B U C 3U 0
Sơ đồ này là bộ lọc điện áp thứ tự không.
CCh
CCh
CCh
A
B
C
O
A
B
C
O
a
b
c
o
a
b
c
o
a) Sơ đồ YN y n
b) Sơ đồ Vv
A
at
B
C
3U0
O
xt
c) Sơ đồ YN
Hình 1.5: Sơ đồ đấu nối máy biến điện áp
1.2. Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ
Để hạn chế hậu quả của các trường hợp sự cố và chế độ làm việc không bình
thường gây ra, trong kỹ thuật điện người ta thường dùng rơle với tính năng và
nhiệm vụ khác nhau. Các rơle bảo vệ thường phải thoả mãn yêu cầu chung như:
1.2.1. Tính chọn lọc
- Là khả năng bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng phần tử hư hỏng ra
khỏi hệ thống điện khi có sự cố ngắn mạch xảy ra.
Có hai khái niệm về chọn lọc như sau:
+Chọn lọc tương đối: theo nguyên tắc tác động của mình, bảo vệ có thể
làm việc như là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phần tử lân cận.
SVTH: Cao Thanh Lưu
8
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
+Chọn lọc tuyệt đối: bảo vệ chỉ làm việc trong trường hợp ngắn mạch ở
chính phần tử được bảo vệ.
- Để thực hiện yêu cầu về chọn lọc đối với các bảo vệ có độ chọn lọc tương
đối, phải có sự phối hợp giữa đặc tính làm việc của các bảo vệ bên cạnh nhau trong
hệ thống nhằm đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và hạn chế thời gian ngừng cung
cấp điện.
1.2.2. Tính tác động nhanh
- Khi phát sinh ngắn mạch, thiết bị điện phải chịu tác động của lực điện
động và tác dụng nhiệt do dòng ngắn mạch gây ra. Vì thế việc phát hiện và cắt
nhanh phần tử bị ngắn mạch sẽ càng hạn chế được mức độ phá hoại, năng cao hiệu
quả của thiết bị tự động đóng lặp lại mạng lưới điện và hệ thống thanh cái, rút ngắn
thời gian giảm áp ở các hộ tiêu thụ.
- Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động của
thiết bị bảo vệ rơle. Tuy nhiên trong một số trường hợp để thực hiện yêu cầu tác
động nhanh thì không thể thoả mãn yêu 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 hai yêu cầu này.
- Có thể thực hiện phối hợp tác động giữa các thiết bị bảo vệ rơle và tự
động đóng trở lại để dung hoà hai yêu cầu trên: Lúc đầu cho thiết bị bảo vệ bảo vệ
rơle tác động không chọn lọc cắt nhanh ngắn mạch ra khỏi hệ thống điện, sau đó
dùng thiết bị tự động đóng trở lại những phần tử vừa bị cắt ra. Nếu ngắn mạch tự
tiêu tan thì hệ thống điện trở lại làm việc bình thường, còn nếu ngắn mạch vẫn tồn
tại thì thiết bị bảo vệ rơle sẽ tác động chọn lọc có thời gian để cắt đúng phần tử bị
hư hỏng ra khỏi hệ thống điện.
1.2.3. Độ nhạy
- Độ nhạy của bảo vệ khỏi ngắn mạch được đặc trưng bởi hệ số độ nhạy.
Hệ số độ nhạy biểu thị mức độ không từ chối tác động tác động của bảo vệ khi xuất
hiện sự cố bất lợi nhất cho sự làm việc của thiết bị điện. Hệ số độ nhạy được xác
định theo công thức sau:
SVTH: Cao Thanh Lưu
9
Chương 1: Tổng quan về rơle bảo vệ
KN
I Nmin
I kñbv
Trong đó:
I Nmin : Dòng ngắn mạch cực tiểu chạy qua rơle khi sự cố ngắn mạch xảy ra
cuối vùng bảo vệ.
I kñbv : Dòng khởi động của bảo vệ.
Thường yêu cầu: K N 1.2 2 .
- Hệ số KN càng lớn thì bảo vệ tác động càng chắc chắn, ngược lại KN càng
nhỏ thì xác suất từ chối tác động càng cao, bảo vệ có thể rơi vào trạng thái không
tác động khi dòng sự cố thực tế nhỏ hơn giá trị tính toán.
1.2.4. Độ tin cậy của bảo vệ
- Thiết bị bảo vệ rơle thuộc loại thiết bị tự động thường trực. Là tính năng
đảm bảo cho thiết bị bảo vệ làm việc chắc chắn và chính xác. Sự làm việc của thiết
bị loại này đặc trưng bởi hai chế độ khác nhau:
* Chế độ tin cậy tác động là khả năng bảo vệ làm việc chính xác khi sự cố
xảy ra trong phạm vi xác định.
* Chế độ tin cậy không tác động là khả năng tránh làm việc nhầm lẫn ở
chế độ vận hành bình thường hoặc khi sự cố xảy ra ở ngoài phạm vi bảo vệ.
- Như vậy, yêu cầu về tính làm việc chắc chắn của bảo vệ rơle là cần phải
tác động không từ chối khi có hư hỏng phát sinh bất ngờ ở trong vùng được bảo vệ
và ngược lại rơle không được tác động ở các chế độ mà rơle không được trao nhiệm
vụ.
SVTH: Cao Thanh Lưu
10
Chương 2: Nguyên lý hoạt động của các loại rơle trong trạm
Chương 2:
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI RƠLE TRONG TRẠM
2.1. Rơle bảo vệ máy biến áp
- Trong hệ thống điện, MBA là một trong những phần tử quan trọng nhất liên
kết hệ thống sản xuất, truyền tải và phân phối. Vì vậy việc nghiên cứu các tình trạng
làm việc không bình thường, sự cố xảy ra với MBA là rất cần thiết.
- Để bảo vệ cho MBA làm việc an toàn cần phải tính đầy đủ các hư hỏng bên
trong MBA và các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của
MBA. Từ đó đề ra các phương án bảo vệ tốt nhất, loại trừ các hư hỏng và ngăn
ngừa các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc của MBA.
- Các hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường xảy ra với MBA
* Sự cố bên trong máy biến áp
Sự cố bên trong máy biến áp được chia làm hai nhóm sự cố trực tiếp và sự cố
gián tiếp:
+ Sự cố trực tiếp là ngắn mạch các cuộn dây, hư hỏng cách điện làm thay đổi
đột ngột các thông số điện.
+ Sự cố gián tiếp diễn ra từ từ nhưng sẽ trở thành sự cố trực tiếp nếu không
phát hiện và xử lý kịp thời (như quá nhiệt bên trong MBA, áp suất dầu tăng cao…).
Vì vậy yêu cầu bảo vệ sự cố trực tiếp phải nhanh chóng cách ly MBA bị sự cố ra
khỏi hệ thống điện để giảm ảnh hưởng đến hệ thống. Sự cố gián tiếp không đòi hỏi
phải cách ly MBA nhưng phải được phát hiện, có tín hiệu báo cho nhân viên vận
hành biết để xử lý. Một số sự cố thường gặp bên trong máy biến áp là:
a. Ngắn mạch giữa các pha trong máy biến áp ba pha
Dạng ngắn mạch này rất hiếm khi xảy ra, nhưng nếu xảy ra dòng ngắn mạch
sẽ rất lớn so với dòng một pha.
SVTH: Cao Thanh Lưu
11
