BẢO VỆ RELAY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

BẢO VỆ RELAY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

CHƯƠNG 10
© Department of Power Systems

BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH

GVHD: PHẠM ĐÌNH ANH KHÔI

NGUYỄN TIẾN CƯỜNG

Event

41200444

page 1/xx


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

© Department of Power Systems

 

Event

page 2/xx


1. GIỚI THIỆU
Xét ví dụ sau:
 

= 7380A

© Department of Power Systems

 cài đặt > 7380A

 

= 6640A

  cài đặt < 6640

Rơle quá dòng không thể vừa cài đặt <6640A và >7380A. Trong trường hợp này sử dụng bảo vệ khoảng cách.

Event

page 3/xx


1. GIỚI THIỆU

 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

© Department of Power Systems

 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 rơle khoảng cách



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

© Department of Power Systems

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 rơle khoảng cách

  là

 là

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

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

Slide English

page 6/xx


2. Nguyên lý của rơle khoảng cách

© Department of Power Systems

Mạch tương đương

Slide English

page 7/xx


© Department of Power Systems

2. Nguyên lý của rơle 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


© Department of Power Systems

3. Đặc tính hoạt động của rơle



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 rơle

 Mạch tương đương này có thể đại diện cho bất kỳ tình trạng sự cố trong một hệ thống điện ba pha.

 Điện

=>

© Department of Power Systems

 

áp đặt cho rơle =

 hoặc

Event

page 10/xx


3. Đặc tính hoạt động của rơle

3.1. Rơle khoảng cách điện cơ/ tĩnh

1.

Hoạt động rơle biểu diễn bởi đường cong điện áp
cho cấp độ bảo vệ.

© Department of Power Systems

•

Trục x thể hiện % điện áp định mức của rơle so với
điện áp nguồn. Vì khi xảy ra sự cố, điện áp đường dây
giảm.

•

Trục y thể hiện % trở kháng thiết lập cho vùng 1

Event

page 11/xx


3. Đặc tính hoạt động của rơle
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 =

© Department of Power Systems

•
•

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 12/xx


3. Đặc tính hoạt động của rơle

© Department of Power Systems

3.2 rơle khoảng cách số/kĩ thuật số

 

Slide Englíh

page 13/xx


3. Đặc tính hoạt động của rơle

 Mạch tương đương này có thể đại diện cho bất kỳ tình trạng sự cố trong một hệ thống điện

ba pha.

 Điện

=>

© Department of Power Systems

 

áp đặt cho rơle =

 hoặc

Event

page 14/xx


3. Đặc tính hoạt động của rơle

 Trở kháng của đường dây tỉ lệ với chiều dài.

© Department of Power Systems

Đường dây dài

 SIR nhỏ thì và lớn

Đường dây ngắn

 SIR lớn thì và nhỏ

Event

page 15/xx


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

 Điện áp đặt cho rơle =

 

do đó

© Department of Power Systems

 
hoặc

Event

page 16/xx


© Department of Power Systems

5. Vùng bảo vệ

Event

page 17/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 18/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 19/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 20/xx


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

 Chức năng đo của rơle 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.

© Department of Power Systems

 Chúng thay đổi balanced-beam (so sánh biên độ) và vòng cảm ứng induction cup (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 rơle 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 21/xx


6.Đặc tính rơle khoảng cách

6.2. đặc tính vùng trở kháng

 Đặc tính trở kháng là một vòng tròn.
 A là điểm đặt rơle.
 RAB là góc mà dòng sự cố lệch pha với điện áp rơle cho sự cố trên
© Department of Power Systems

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 22/xx


6. Đặc tính rơle khoảng cách

 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
© Department of Power Systems

chiếm 80% đến 85% của đường dây bảo vệ.

 Do đó không định hướng, rơle hoạt động dọc theo AL và
AM.

Event

page 23/xx


6. Đặc tính rơle khoảng cách
Một rơle đang dùng có ba nhược điểm quan trọng:

1.

Không định hướng

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

© Department of Power Systems

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 24/xx


6. Đặc tính rơle 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.



Nó đã được rộng rãi triển khai trên toàn thế giới trong nhiều năm và lợi thế của họ và những hạn chế hiện nay
được hiểu rõ.

Event

page 25/xx