6Bao ve khoang cach 3 2014

Chương 6

BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
Bảo vệ dòng điện cực đại, có hướng và không hướng
có thời gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp đôi khi
quá lớn và trong mạng điện có số nguồn lớn hơn hai,
hoặc mạng vòng có một nguồn nhưng có những đường
chéo không qua nguồn, không thể đảm bảo cắt chọn lọc
những phần tử hư hỏng.


1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
Như vậy cần thiết phải tìm nguyên tắc bảo vệ khác
vừa đảm bảo tác động nhanh, vừa chọn lọc và có độ
nhạy tốt đối với mạng phức tạp bất kì. Một trong các
bảo vệ đó là bảo vệ khoảng cách
Bảo vệ khoảng cách có bộ phận cơ bản là bộ phận đo
khoảng cách, còn gọi là rơle khoảng cách (21), có
nhiệm vụ xác định tổng trở chỗ đặt bảo vệ đến điểm
ngắn mạch.


1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
Thời gian làm việc của bảo vệ phụ thuộc vào quan
hệ giữa điện áp UR và dòng điện IR đưa vào phần đo
lường của bảo vệ và góc lệch pha ϕR giữa chúng.
Thời gian này tăng lên khi tăng khoảng cách từ chỗ
hư hỏng đến cho đặt bảo vệ. Bảo vệ đặt gần chỗ hư
hỏng nhất có thời gian làm việc bé nhất.
Vì thế về nguyên tắc bảo đảm cắt chọn lọc đoạn hư

hỏng trong mạng hình dáng bất kì với số lượng nguồn
cung cấp tuỳ ý với thời gian tương đối bé.


1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
Người ta dùng rơle tổng trở làm bộ phận đo khoảng
cách. Nó phản ánh trực tiếp theo tổng trở, điện trở hoặc
kháng trở của đường dây (Z, R, X).
Tuỳ bộ phận khoảng cách phản ứng theo Z, R, X
người ta phân biệt bảo vệ khoảng cách loại tổng trở,
điện trở hay kháng trở.
Bảo vệ khoảng cách thông dụng nhất là loại tổng trở.


1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
UR =

UN I N .ZN
=
nBU nBU

IR =

IN
nBI

UN

lN

UR
UN
=k
= k.ZN = k.z0lN
IR
IN
Với k = nBI/nBU

ZM
E

IN

ZN

UN
IN

RZ


2. VÙNG BẢO VỆ - THỜI GIAN TÁC ĐỘNG
Để đảm bảo tác động chọn lọc trong mạng điện phức
tạp, ta dùng bảo vệ khoảng cách có hướng, chỉ tác động
khi hướng công suất ngắn mạch đi từ thanh góp đến
đường dây.
Thời gian tác động của các bảo vệ theo cùng 1
hướng được phối hợp với nhau sao cho khi ngắn mạch
ngoài phạm vi đường dây được bảo vệ, thời gian tác
động của bảo vệ lớn hơn 1 cấp so với bảo vệ của đoạn

ngắn mạch


2. VÙNG BẢO VỆ - THỜI GIAN TÁC ĐỘNG
Sự phối hợp chính xác giữa các rơle khoảng cách đạt
được bởi sự chỉnh định các vùng và thời gian tác động
của các vùng khác nhau. Bảo vệ khoảng cách bao gồm
bảo vệ vùng I có hướng tức thời và 1 hoặc nhiều vùng
với thời gian trì hoãn.
Số vùng và số cấp thời gian thường ≤ 3
Các tầm chỉnh định với thời gian tác động cho ba
cấp của bảo vệ khoảng cách tổng quát được biểu diễn
như sau:


2. VÙNG BẢO VỆ - THỜI GIAN TÁC ĐỘNG

Vùng I = 80% tổng trở đường dây được bảo vệ.
Vùng II = đường dây được bảo vệ + 50% đường dây thứ
hai ngắn nhất hoặc 120% đường dây được bảo vệ.
Vùng III = 1,2 đường dây được bảo vệ + đường dây
thứ 2 dài nhất


2. VÙNG BẢO VỆ - THỜI GIAN TÁC ĐỘNG
(Mạng điện có 2 nguồn cung cấp)
tnhA

tnhC

tnhB

1

2

3

4

tnhD
6

5

tIII1
∆t

∆t

tI1

tII1

tII3

tI3

tI5

tIII3
tII5

Phối hợp thời gian làm việc của các bảo vệ khoảng cách


2. VÙNG BẢO VỆ - THỜI GIAN TÁC ĐỘNG
Bảo vệ khoảng cách có thời gian từng cấp như trên
hiện nay được sử dụng rất rộng rãi, số lượng vùng bảo
vệ và cấp thời gian thời là 3.
Chiều dài vùng bảo vệ và thời gian của mỗi vùng có
thể chỉnh định được.


Đặc tuyến khởi động BVKC


3. SƠ ĐỒ BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
Bảo vệ khoảng cách có các bộ phận chính như sau:
∗ Bộ phận khởi động: có nhiệm vụ:
- Khởi động bảo vệ vào thời điểm phát sinh hư hỏng
- Kết hợp với các bộ phận khác làm bậc bảo vệ cuối
cùng
Bộ phận khởi động thường được thực hiện nhờ rơle
dòng cực đại hoặc rơle tổng trở cực tiểu.


3. SƠ ĐỒ BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
Bảo vệ khoảng cách có các bộ phận chính như sau:
∗ Bộ phận khoảng cách: đo khoảng cách từ chỗ nối

bảo vệ đến điểm hư hỏng, thực hiện bằng rơle tổng trở
∗ Bộ phận tạo thời gian: tạo thời gian làm việc
tương ứng với khoảng cách đến điểm hư hỏng, được
thực hiện bằng một số rơle thời gian khi bảo vệ có đặc
tính thời gian nhiều cấp.


3. SƠ ĐỒ BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
Bảo vệ khoảng cách có các bộ phận chính như sau:
∗ Bộ phận định hướng công suất: để ngăn ngừa
bảo vệ tác động khi hướng công suất ngắn mạch từ
đường dây được bảo vệ đi vào thanh góp của trạm, được
thực hiện bằng rơle định hướng công suất riêng biệt
hoặc kết hợp trong bộ phận khởi động và khoảng cách,
nếu các bộ phận này thực hiện bằng rơle tổng trở có
hướng.


3. SƠ ĐỒ BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH


SƠ ĐỒ NỐI DÒNG VÀ ÁP VÀO RZ BẢO VỆ
NM GIỮA CÁC PHA


SƠ ĐỒ NỐI DÒNG VÀ ÁP VÀO RZ BẢO VỆ
NM CHẠM ĐẤT 1 PHA

Áp và dòng vào rơle

U R = Ua
IR = Ia+kI0


SƠ ĐỒ NỐI DÒNG VÀ ÁP VÀO RZ BẢO VỆ
NM CHẠM ĐẤT 1 PHA
Áp vào rơ le:

Với tổng
Điều kiện
=>


SƠ ĐỒ NỐI DÒNG VÀ ÁP VÀO RZ BẢO VỆ
NM CHẠM ĐẤT 1 PHA

Với

|IR|



4. BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 3 CẤP
Bảo vệ khoảng cách cấp I
Chọn theo điều kiện bộ phận khoảng cách cấp I,
không tác động khi có ngắn mạch ngoài đường dây (bảo
vệ khoảng cách có hướng), bảo vệ 80 – 90 % đường dây


4. BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 3 CẤP

Bảo vệ khoảng cách cấp I
Tổng trở khởi động cấp I:
ZIkđA = k1ZAB
k1 – hệ số xét đến sai số BU, BI (k1 = 0,8 –
0,9)
ZAB – tổng trở đoạn đường dây bảo vệ
Thời gian tác động: tức thời (tI = 0 s)


4. BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 3 CẤP
Bảo vệ khoảng cách cấp II
Bảo vệ khoảng cách cấp II là bảo vệ dự trữ cho cấp I,
bảo vệ phần còn lại của đường dây bảo vệ cấp I và 50 %
đoạn đường dây kế tiếp (hoặc 120 % đường dây bảo vệ)
Tổng trở khởi động cấp II:
ZIIkđA = ZAB + 0,5ZBC
hay ZIIkđA = 1,2ZAB
Thời gian tác động: tII = tI + ∆t

(∆t = 0,3 – 0,5s)


4. BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 3 CẤP
Bảo vệ khoảng cách cấp II
Phối hợp với các phần tử nối vào thanh cái cuối
đường dây


4. BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 3 CẤP
Bảo vệ khoảng cách cấp II

Tổng trở khởi động cấp II được tính phối hợp với
theo điều kiện trên:
ZIIkđA = k11(ZAB + k1ZIkđB)
k11: hệ số tính đến sai số của BV cấp II (k11 = 0,8 - 1)
k1 : hệ số phối hợp với BV cấp I tại B (k1 = 0,85 - 0,9)