BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO SỰ CỐ CHẠM PHA SỰ CỐ CHẠM ĐẤT

CHƯƠNG 8
BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO
SỰ CỐ CHẠM PHA & SỰ CỐ CHẠM ĐẤT
© Department of Power Systems

_____________________________________

Overcurrent Protection
for Phase and Earth Faults

Slide 1


Giới Thiệu

© Department of Power Systems

Phần thuyết trình

Công Hoàng

Thành Viên

Phần

Trương Công Hoàng

1 đến 5

Nguyễn Minh Tựu

6 đến 12

Trương Sĩ Toàn

13,14 và 15

Đỗ Minh Toàn

16 và 17

Lý Văn Tịnh

18 và 19

Slide 2


Tổng Quan

1. Giới thiệu
2. Quy trình phối hợp

© Department of Power Systems

3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng
4. Chuẩn I.D.M.T quá dòng rơle
5. Kết hợp I.D.M.T và rơle cắt nhanh

I.D.MT ( Inverse Definite Minimum Time) đặc tuyến xác định thời gian

Slide 3


Tổng Quan

6. Đặc tuyến VI, quá dòng rơle
7. Extremely Inverse (EI), rơle quá dòng
8. Đặc điểm khác của rơle

© Department of Power Systems

9. Independent (Definite) Time Overcurrent Relays

10. Relay Current Setting
11. Relay Time Grading Margin
12. Recommended Grading Intervals

Công Hoàng

Slide 4


Tổng Quan
13. Tính toán sự cố pha thiết lập rơle quá dòng
14. Bảo vệ dòng có hướng
15. Mạch vòng chính

© Department of Power Systems

16. Bảo vệ sự cố chạm đất

17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng

18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách ly

19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất qua cuộn Petersen

Công Hoàng

Slide 5


Bảo vệ rơle trong HTĐ

1.

Giới thiệu

-. Bảo vệ chống dòng dư thừa hiện nay là hệ thống bảo vệ phát triển sớm nhất. Từ nguyên tắc cơ
bản này, các hệ thống phân loại quá dòng, phân biệt sự cố bảo vệ, đã được phát triển

© Department of Power Systems

-. Không nên nhầm lẫn với bảo vệ quá tải, mà thường sử dụng các rơle hoạt động trong một thời
gian liên quan tới mức độ về khả năng chịu nhiệt của thiết bị cần bảo vệ

Công Hoàng

Slide 6

Bảo vệ rơle trong HTĐ
2. Quy trình phối hợp

•

Ứng dụng rơle quá dòng yêu cầu kiến thức về sự cố thể phát sinh trong từng phần của mạng
điện. Yêu cầu các dữ liệu cần thiết là:
i) Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện.

© Department of Power Systems

ii) Các trở kháng trong ohms, phần trăm hoặc mỗi đơn vị, của tất cả các máy biến áp, máy
điện quay và mạch xuất tuyến
iii) Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của dòng ngắn mạch

Công Hoàng

Slide 7


Bảo vệ rơle trong HTĐ
2. Quy trình phối hợp

iv) Dòng tải lớn nhất chạy qua thiết bị bảo vệ
v) Yêu cầu về dòng khởi động của động cơ

© Department of Power Systems

vi) Khả năng chịu nhiệt và đặc tính tổn hao của máy biến áp
vii) Đường cong giảm cho thấy tỷ lệ suy giảm các sự cố được cung cấp bởi các máy phát điện

viii) Đường cong hiệu suất của máy biến áp

Công Hoàng

Slide 8


Bảo vệ rơle trong HTĐ
2. Quy trình phối hợp

•

Các nguyên tắc cơ bản dành cho rơle phối hợp:
a) Các rơle có đặc tính tương tự nhau có thể thay thế cho nhau ở trong hệ thống

© Department of Power Systems

b) Rơle càng gần nguồn có dòng thiết lập bằng hoặc lớn hơn so với các rơle đằng trước nó

Công Hoàng

Slide 9


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng

•

Trong số các phương pháp khác nhau có thể sử dụng, người ta sử dụng thời gian, quá dòng

hoặc là kết hợp cả hai phương pháp trên

•

Mỗi phương pháp cần phải đảm bảo cách ly được phần bị sự cố của mạng lưới, để phần còn

© Department of Power Systems

lại của hệ thống không bị ảnh hưởng

Công Hoàng

Slide 10


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng
3.1. Phân loại theo thời gian

Ở phương pháp này, một thiết lập thời gian thích hợp lên từng rơle kiểm soát các bộ phận ngắt

© Department of Power Systems

mạch trong hệ thống điện để đảm bảo cho máy cắt gần sự cố mở ra đầu tiên

Công Hoàng

Slide 11

© Department of Power Systems

Bảo vệ rơle trong HTĐ

VD: Nếu có 1 sự cố tại F, các rơle tại B sẽ hoạt động trong t giây và các hoạt động tiếp theo của bộ
ngắt mạch tại B sẽ khắc phục sự cố trước khi các rơle tại C, D và E có thời gian để hoạt động
Thời gian t1 khoảng thời gian giữa mỗi lần thiết lập rơle phải đủ dài để đảm bảo các rơle ở vị trí đầu
nguồn không hoạt động trước khi các máy cắt đã cắt và khắc phục sự cố

Công Hoàng

Slide 12


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng
3.2. Phân loại theo dòng

•

Dựa trên thực tế các sự cố dòng thay đổi theo vị trí của sự cố vì có sự khác biệt trong giá trị
trở kháng giữa các nguồn và các sự cố

© Department of Power Systems

•

Do đó, các rơle kiểm soát các bộ phận ngắt mạch khác nhau được thiết lập để hoạt động ở các
giá trị phù hợp giảm dần

Công Hoàng

Slide 13


Bảo vệ rơle trong HTĐ
 

© Department of Power Systems

•

Công Hoàng

Slide 14


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3. Nguyên tắc thời gian/phân loại dòng
3.2. Phân loại theo dòng

•

© Department of Power Systems

a)
b)

Tuy nhiên, có 2 điểm quan trọng ảnh hưởng tới phương pháp này:
Nó không có cần thiết để phân biệt một sự cố ở giữa F1 và F2

Trong thực tế có thể có thay đổi mức độ sự cố nguồn từ 250MVA đến 130MVA. Ở cấp độ
thấp hơn sự cố này, sự cố dòng sẽ không vượt quá 6800A, do đó nếu rơle A tiếp tục đặt tại
8800A thì sẽ không bảo vệ được bất kỳ một bộ phận nào có liên quan.

Công Hoàng

Slide 15


Bảo vệ rơle trong HTĐ

•3.2.  Phân loại theo dòng
•

Giả sử có 1 sự cố tại F4, dòng ngắt mạch tức thời đc xác định:

•

Trong đó:
Zs (trở kháng nguồn ) = 0.485

© Department of Power Systems

(trở kháng dây giữa C và B) = 0.24
( trở kháng dây giữa B và máy biến áp 4 MVA) =0.04
ZT= trở kháng biến áp = 0.07=2.12

•

Khi đó: =2200A

•

=> Dòng thiết lập tại B: I = 2200 + 2200x30%= 2860 A

Công Hoàng

Slide 16


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3.2. Phân loại theo dòng
 

Tương tự với một sự cố xảy ra ở F3, dòng ngắn mạch được xác định:

© Department of Power Systems

Như vậy, giả định mức độ sự cố nguồn 250MVA:

Ngoài ra, giả định mức độ sự cố nguồn 130MVA:

Công Hoàng

Slide 17


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng
3.3. Phân loại theo thời gian và dòng

•
•

Cả 2 phương pháp trên đều có một số điểm bất lợi, nên cần kết hợp chúng lại với nhau
Đối với phương pháp phân loại theo thời gian, những sự cố nghiêm trọng hơn thường được

© Department of Power Systems

khắc phục trong thời gian hoạt động lâu nhất

•

Phương pháp phân lại theo dòng chỉ có thể được áp dụng khi có trở kháng đáng kể giữa 2 bộ
phận ngắt mạch

Công Hoàng

Slide 18


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3.3. Phân loại theo thời gian và dòng

Đó là do các hạn chế áp đặt bởi việc sử dụng độc lập
thời gian hoặc quá dòng dẫn đến rơle nghịch đảo thời
gian quá dòng đã được phát triển. Với đặc điểm này,

© Department of Power Systems

thời gian hoạt động là tỷ lệ nghịch với mức độ sự cố

Công Hoàng

Slide 19


Bảo vệ rơle trong HTĐ
4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle

•

Các đặc điểm tức thời / số lần ngắt của IDMT rơle có thể cần phải được thay đổi theo thời

© Department of Power Systems

gian ngắt yêu cầu và đặc điểm của các thiết bị bảo vệ khác được sử dụng trong mạng

•

Vì mục đích này, IEC 60.255 xác định một số tiêu chuẩn như sau:
- Standard Inverse (SI)
- Very Inverse (VI)
- Extremely Inverse (EI)
- Definite Time (D)

Công Hoàng

Slide 20

Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle

TMS: hệ số nhân thời gian

 

Công Hoàng

Slide 21


Bảo vệ rơle trong HTĐ
4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle
Các rơle cho các hệ thống điện được thiết kế ở Bắc Mỹ sử dụng đường cong ANSI / IEEE. Bảng

© Department of Power Systems

8.1 (b) cung cấp các mô tả toán học và hình 8.4 (b) cho thấy đường cong chuẩn thời gian 1.0

Công Hoàng

Slide 22


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle

Công Hoàng

Slide 23


Bảo vệ rơle trong HTĐ
5. Kết hợp IDMT và rơle cắt nhanh
Phần tử cắt nhanh có thể được
sử dụng khi trở kháng nguồn là
nhỏ so với trở kháng mạch bảo

© Department of Power Systems

vệ. Điều này làm giảm thời gian
ngắt ở các cấp độ sự cố cao
nhất có thể

Công Hoàng

Slide 24


Bảo vệ rơle trong HTĐ
6. Đặc tuyến VI, quá dòng rơle.

 Quá bảo vệ
Phạm vi ảnh hưởng của rơle là một phần của hệ
thống được bảo vệ bởi rơle nếu một xự cố xảy

© Department of Power Systems

ra. Một rơle mà hoạt động cho một sự cố nằm
ngoài khu vực có thể bảo vệ được cho là
“overreach”

Nguyễn Minh Tựu

Slide 25