BẢO VỆ RELAY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

© Department of Power Systems

BẢO VỆ RELAY TRONG
HỆ THỐNG ĐIỆN
CHƯƠNG 10
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
GVHD: PHẠM ĐÌNH ANH KHÔI
NGUYỄN TIẾN CƯỜNG

Event

41200444

page 1/xx


© Department of Power Systems

CHƯƠNG 10: BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
1. Giới thiệu
2. Nguyên lý hoạt động của rơle khoảng cách
3. Đặc tính hoạt động của rơle khoảng cách
4. Mối quan hệ giữa điện áp rơle và tỉ số
5. Vùng bảo vệ
6. Đặc tính rơle khoảng cách

Event

page 2/xx

© Department of Power Systems

Xét ví dụ sau:

= 7380A

= 6640A
Rơle hoạt động khi dòng qua nó lớn hơn giá trị định trước. Vì dòng quá
lớn nên rơle quá dòng là không phù hợp.
Event

page 3/xx


1. GIỚI THIỆU

© Department of Power Systems

 Thông dụng nhất để bảo vệ chính
hay dự trữ cho các đường dây cao
thế.
+ đảm bảo tính chọn lọc
+ vùng 1 có thời gian làm việc bé
+ có độ nhạy cao đối với ngắn mạch
 Cung cấp đáng kể lợi thế về kinh
tế và kỹ thuật.
 Sự bao quát sự cố của mạch bảo
vệ hầu như độc lập với nguồn
trở kháng thay đổi

Bảo vệ rơ le và hệ thống (trang 135)

page 4/xx


2. Nguyên lý của relay khoảng cách

© Department of Power Systems

 Chỉ hoạt động cho những lỗi xảy ra giữa vị trí rơle và tầm hoạt động
được lựa chọn, do đó có sự phân biệt đối với những sự cố có thể
xảy ra trong phần đường dây khác nhau.
 Nguyên tắc cơ bản của bảo vệ khoảng cách bao gồm phép chia điện
áp tại điểm đặt rơle cho dòng đo được.
 Việc tính trở kháng này được so sánh với tầm trở kháng (the reach
point impedance).
 Nếu trở kháng đo được là nhỏ hơn tầm trở kháng, nó được giả định
rằng một sự cố tồn tại trên đường giữa rơle và điểm xa nhất mà rơle
bảo vệ được (reach point).

Event

page 5/xx


© Department of Power Systems

2. Nguyên lý của relay khoảng cách

là trở kháng nguồn của hệ thống đến vị trí đặt rơle.

là trở kháng đường dây tương đương với tầm hoạt động thiết lập
cho rơle.
Slide English

page 6/xx


2. Nguyên lý của relay khoảng cách

© Department of Power Systems

Mạch tương đương

Slide English

page 7/xx


© Department of Power Systems

2. Nguyên lý của relay khoảng cách

 Trở kháng đo được
 Rơle hoạt động nếu ,với Z được cài đặt cho rơle.
 Khi tăng, sẽ làm cản trở rơle hoạt động ( sẽ dò ra xa hơn).
 Khi tăng, lúc này rơle hoạt động( giảm).
Slide English

page 8/xx

3.Đặc tính hoạt động của relay

© Department of Power Systems

 Đặc tính hoạt động rơle khoảng cách được xác định bởi độ chính
xác và thời gian tác động.

 Độ chính xác phụ thuộc vào mức điện áp của rơle trong điều
kiện sự cố.

 Thời gian hoạt động thay đổi theo dòng sự cố, vị trí xảy ra sự cố.

Event

page 9/xx


3.Đặc tính hoạt động của relay

© Department of Power Systems

3.1 relay khoảng cách điện cơ/ tĩnh
1. Hoạt động rơle biểu diễn bởi
đường cong điện áp cho cấp
độ bảo vệ.

Trục x thể hiện % điện áp định mức
Trục y thể hiện % trở kháng thiết
lập cho vùng 1

Event

page 10/xx


3.Đặc tính hoạt động của relay

© Department of Power Systems

2. Hoạt động rơle biểu diễn bởi đường
cong thời gian hoạt động tại điểm sự cố
theo giá trị khác nhau của tỷ lệ nguồn
trở kháng source impedance ratio (SIR)
SIR =
• là trở kháng nguồn của hệ
thống đến vị trí đặt rơle.
• là trở kháng đường dây tương
đương với tầm hoạt động thiết
lập cho rơle.

Event

page 11/xx


3.Đặc tính hoạt động của relay

© Department of Power Systems

3.2 rơle khoảng cách số/kĩ thuật số

Event

page 12/xx


3.Đặc tính hoạt động của relay
 Mạch tương đương này có thể đại diện cho bất kỳ
tình trạng sự cố trong một hệ thống điện ba pha.

© Department of Power Systems

Điện áp đặt cho rơle =
=>

hoặc

Event

page 13/xx


3.Đặc tính hoạt động của relay

© Department of Power Systems

Mạng điện
mạnh/ đường
dây dài

SIR nhỏ thì và
lớn

Mạng điện yếu/
đường ngắn
SIR lớn thì và
nhỏ

Event

page 14/xx


4. Mối quan hệ giữa  điện áp rơle và tỉ số

© Department of Power Systems

Điện áp đặt cho rơle =

do đó

hoặc

Event

page 15/xx


© Department of Power Systems

5. Vùng bảo vệ

Event

page 16/xx


5. Vùng bảo vệ

© Department of Power Systems

5.1. Vùng 1

 Vùng 1 bảo vệ tức thời lên đến 80% của trở kháng đường dây.
 Rơle số và kĩ thuật số, thiết lập đến 85% để được an toàn.
 15-20% còn lại đảm bảo sai số rơle tránh tác động mất chọn lọc
do sai sót trong các máy biến dòng và điện áp, dữ liệu về tổng trở
đường dây cung cấp không chính xác khi chỉnh định và đo lường
rơle.
Event

page 17/xx


5. Vùng bảo vệ

© Department of Power Systems

5.2. Vùng 2

 Vùng 2 tầm hoạt động lớn hơn vùng 1, bằng 120% của trở kháng đường
dây.
 Thời gian hoạt động trễ hơn bởi một máy dò phát hiện sự cố (từ 300ms
đến 600ms).
 Thời gian trì hoãn đó để đảm bảo phân biệt với bảo vệ chính của phần
đường liền kề, bao gồm bảo vệ cấp 1 cộng với thời gian của máy cắt.

Event

page 18/xx


5. Vùng bảo vệ

© Department of Power Systems

5.3. Vùng 3

 Vùng 3 có tầm chỉnh định bằng 1.2 lần tổng trở đường dây bảo vệ
và tổng trở đường dây kế tiếp dài nhất.
 Thời gian trì hoãn lớn hơn phân biệt với bảo vệ cấp 2 cộng với thời
ngắt của máy cắt cho đường dây liền kề (600ms đến 1.5sec).
 Ảnh hưởng của nguồn công suất tại thanh cái ở xa là nguyên
nhân tổng trở biểu kiến đo được của rơle lớn hơn nhiều so với trở
kháng thực tới điểm sự cố và điều này được đưa vào xem xét khi
thiết lập cho vùng 3.
Event

page 19/xx

6.Đặc tính relay khoảng cách
6.1. So sánh pha và biên độ

© Department of Power Systems

 chức năng đo của relay dựa trên sự so sánh một hoặc hai đại lượng
độc lập là bộ so sánh biên độ và bộ so sánh pha.
 Đối với yếu tố trở kháng của một rơle khoảng cách, đại lượng được so
sánh là điện áp và dòng đo bởi rơle.
 Chúng thay đổi chùm tia cân bằng (so sánh biên độ) và vòng cảm ứng
(so sánh pha) rơle điện từ, thông qua diode và hoạt động khuếch đại bộ
so sánh trong rơle khoảng cách tĩnh, để bộ so sánh số liên tục trong rơ
le kỹ thuật số và các thuật toán được sử dụng trong rơle số.
 Việc bổ sung và giảm các tín hiệu cho một loại bộ so sánh sản xuất theo
tín hiệu yêu cầu để có được một đặc tính tương tự sử dụng loại khác.

Event

page 20/xx


6.Đặc tính relay khoảng cách
6.2. đặc tính vùng trở kháng
 Đặc tính trở kháng là một vòng tròn.

© Department of Power Systems

 A là điểm đặt rơle.
 RAB là góc mà dòng sự cố lệch pha với

điện áp relay cho sự cố trên đường dây
AB , RAC trên AC
 AB đại diện cho trở kháng ở phía
trước của rơle.
 AC đại diện cho trở kháng của
đường AC phía sau điểm đặt rơle.

Event

page 21/xx


6.Đặc tính relay khoảng cách

© Department of Power Systems

 Hoạt động khi giá trị trở kháng
thấp hơn thiết lập, cho tất cả các
điểm trong vòng tròn.
 AL đại diện cho tầm với của Zone 1
bảo vệ tức thời, thiết lập để chiếm
80% đến 85% của đường dây bảo vệ.
 Do đó không định hướng, relay
hoạt động dọc theo AL và AM.

Event

page 22/xx

6.Đặc tính relay khoảng cách
Một relay đang dùng có ba nhược điểm quan trọng:
1. Không định hướng

© Department of Power Systems

2. Không đồng nhất bảo vệ sự cố trở kháng
3. Nhạy với dao động điện và tải nặng của
một đường dây dài, bởi vì trong những khu
vực rộng lớn được bao phủ bởi các vòng
tròn trở kháng.

Khi thêm phần tử điều khiển
định hướng riêng.

Event

page 23/xx


© Department of Power Systems

6.Đặc tính relay khoảng cách

Nếu một sự cố xảy ra ở F gần C trên đường thẳng song song CD,
đ ịnh hướng đơn vị RD tại A sẽ hạn chế do d òng IF1 . Đồng thời, trở
kháng đơn vị bị ngăn cản hoạt động bởi ức chế đầu ra của đơn vị
RD . Nếu điều khiển này không được cung cấp, yếu tố dưới trở
kháng có thể hoạt động trước khi mở cầu dao điện C. Sự đảo
ngược của dòng thông qua relay từ IF1 đến IF2 khi C mở ra có thể

sau đó dẫn đến việc ngắt không chính xác của đường d ây khỏe
mạnh nếu định hướng đơn vị RD hoạt động trước khi đặt lại trở
kháng đ ơn v ị.

Event

page 24/xx


6.Đặc tính relay khoảng cách
6.3 rơle phân cực trở kháng

© Department of Power Systems

 Sự tự phân cực trở kháng khéo léo kết hợp những đặc tính
chọn lọc giữa kiểm soát tầm và điều khiển hướng.
 Khi 2 yếu tố này gặp vấn đề thì sẽ ảnh hưởng đến độ chính
xác và tốc độ xử lý. Điều này thì cần thêm một tín hiệu phân
cực, và yếu tố trở kháng là đặc biệt hấp dẫn vì lý do kinh tế.
 Chúng đã được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới trong nhiều
năm và lợi thế của nó và những hạn chế hiện nay được hiểu rõ.

Event

page 25/xx