Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa: Chương 9 - Đặng Tuấn Khanh (2014)

SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

Đại học quốc gia Tp.HCM
Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM

Nguyên tắc: là loại bảo vệ dùng nguyên tắc so sánh sự khác
nhau giữa dòng điện đi vào và dòng điện ra khỏi đối tượng được
bảo vệ. Vùng bảo vệ là khu giới hạn của các BI 2 đầu đối tượng.

BẢO VỆ SO LỆCH
Đối tượng bảo vệ

0

Company

LOGO
GV : ĐẶNG TUẤN KHANH
1

Chương 9

3

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

VẬN HÀNH BÌNH THƯỜNG

9.1 bảo vệ so lệch dọc
9.2 Dòng không cân bằng
9.3 Dòng khởi động
9.4 Nâng cao độ nhạy hay hạn chế dòng không cân bằng
9.5 Bảo vệ so lệch ngang

Đối tượng bảo vệ

0
2

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

4

1


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

SỰ CỐ BÊN NGOÀI (NGOÀI 02 CT)

SỰ CỐ BÊN NGOÀI (NGOÀI 02 CT)

Đối tượng bảo vệ

KHÁC 0

Đối tượng bảo vệ

0
5

7

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

SỰ CỐ BÊN NGOÀI (NGOÀI 02 CT)

02 NGUỒN

Đối tượng bảo vệ

Đối tượng bảo vệ

0

0
6

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

8

2


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

9.2. Dòng điện không cân bằng

0

02 NGUỒN

Theo lý thuyết thì dòng vào rơle là không nhưng
thực tế nó sẽ bằng dòng không cân bằng.
Dòng không cân bằng do:
Do dòng từ hóa

Đối tượng bảo vệ
Do dây nối không đều
Do cấu tạo và sai số biến dòng

0

Do thành phần phi chu kỳ của dòng NM
9

11

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

9.3. Dòng khởi động

Khác 0

02 NGUỒN

I kd  I kcbtt max
lớn hơn dòng
không cân bằng tính toán cực
đại

Đối tượng bảo vệ

Dòng khởi
động

10

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

I kd  kat I kcbtt max

12

3


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

Dòng không cân bằng cực đại

Với:

9.4. Nâng cao độ nhạy

I kcbtt max  fi max kdongnhatBI kkck I nm max

9.4.1 Bảo vệ so lệch có thời gian trì
hoãn

kat: hệ số an toàn lấy bằng 1.2 đến 1.5

9.4.2 Dùng điện trở phụ

f imax: sai số cực đại của BI lấy 0.1 = 10%
kdongnhatBI: hệ số đồng nhất BI, nếu các BI cùng loại thì lấy bằng 0.5, nếu không
cùng loại thì lấy bằng 1.0

9.4.3 Dùng biến dòng điện bão hòa
9.4.4 Dùng rơle có cuộn hãm

Inmmax: là dòng ngắn mạch qua rơle khi ngắn mạch cuối vùng bảo vệ
kkck: hệ số ảnh hưởng của thành phần phi chu kỳ của dòng NM, lấy bằng
1.5 đến 2 khi không có biến dòng bão hòa, lấy bằng 1.1 đến 1.2 khi có biến
dòng bão hòa.

9.4.5 Bảo vệ thứ tự không có hãm

Biến dòng bão hòa là loại có lõi thép có đặc tính từ hóa rất nhanh
bão hòa. Được đặt trước rơle dòng điện. Nó có tác dụng dập tắt thành phần
phi chu kỳ của dòng ngắn mạch cũng như dòng từ hóa.
13

Độ nhạy

15

Dùng BI bão hòa

Biến dòng bão hòa là loại có độ bão hòa rất nhanh. Như ta đã
biết thì dòng ngắn mạch có thành phần phi chu kỳ (DC) và thành
phần chu kỳ (AC). Thành phần phi chu kỳ lệch hẳn về một phía trục
thời gian và rơi vào vùng bão hòa của đường cong từ hóa nên gay ra
một độ từ cảm bé hay nói cách khác suất điện động thứ cấp của thành
phần phi chu kỳ này nhỏ.

I
knh  nm min  2
I kd
Tính độ nhạy

Inmmin:dòng ngắn mạch qua rơle khi ngắn mạch tại cuối vùng bảo vệ.

Trong khi đó thành phần chu kỳ nằm trong vùng tuyến tính của
đường cong từ hóa nên có độ từ cảm lớn và gay nên suất điện động
lớn. Nghĩa là chuyển tốt sang phía thứ cấp
Biến dòng bão hòa là bộ phận lọc thành phần phi chu kỳ của
dòng ngắn mạch.

14

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

16

4


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

9.1. Bảo vệ so lệch dọc

Có cuộn hãm

Khác 0

02 NGUỒN

Momen do cuộn hãm:

M h  k1wh2 ( I1  I 2 )2  k1wh2 I h2

Momen do cuộn làm việc:

M lv  k2 wlv2 ( I1  I 2 )2  k 2 wlv2 I lv2

Khi làm việc bình thường hay ngắn mạch ngoài thì dòng điện
hãm lớn hơn dòng làm việc nên bảo vệ không tác động.

Đối tượng bảo vệ

Còn khi có ngắn mạch bên trong thì dòng làm việc lớn hơn
dòng hãm nên bảo vệ tác động

17

19

Có cuộn hãm

Sơ đồ

Có cuộn hãm

Điều kiện tác động:

Đối tượng bảo vệ

M lv  M h  M C

Ngưỡng tác động: M h  M lv

 I kd  I lv 

k1 wh
Ih
k 2 wlv

 I lv  kh I h

 

I h  K h .  I I  I II   I RES







I SL  I lv  I I  I II  I DIFF

 k1 wh2 I h2  k 2 wlv2 I lv2

kh: là hệ số hãm

Tổng quát thì ta có dòng khởi động bảo vệ có cuộn hãm:

I lv  I 0  k h I h
I0: là dòng điện khởi động nhỏ nhất khi Ih = 0

18

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

20

5


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

Có cuộn hãm

Có cuộn hãm

Dòng khởi động tự thay đổi theo dòng hãm. Trong thực tế thì do
sự bão hòa của lõi thép nên đặc tuyến khởi động có dạng phi tuyến.
Khi có tác động hãm thì độ nhạy tăng. Vì nó thay đổi theo dòng
hãm.

I SL
Bão hòa
BI

Sai số
dòng từ
hóa BI

Cách đấu BI,
tỷ số BI, đầu
phân áp …

Độ dốc của đoạn đặc
tính b đảm bảo cho rơle
làm việc tin cậy trong
trường hợp không cân
bằng xảy ra do sai số
của BI và sự thay đổi
đầu phân áp của máy
biến áp khi dòng ngắn
mạch không lớn.

b
1

Theo nhà sản xuất, chọn 1=14, vậy KHb= tg1= 0,25
(KHb là hệ số hãm đoạn b), SLOPE 1 = 0,25

Ih
21

23

Có cuộn hãm

Có cuộn hãm

IKCB= (Kđn.KKCK.fi + U).IdđB
MBA:
.I

= (0.5x1.1x0.1+0.1602) dđB = 0.2152 IdđB

IDIFF > = Kat.IKCB =0.28IdđB

IDIFF/IdđB

C Kh1=0.5
2

ISL

tDIFF>=0.02 s
ISLtt

Kh1=0.25
Ihtt

a

Độ dốc này được xác định theo độ lớn của góc 2, nhà
sản xuất đã đặt sẵn trong rơle điểm cơ sở là 2,5 và
2=26,56, SLOPE 2= 0,5

IRES/IdđB
22

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

24

6


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

Có cuộn hãm

Có cuộn hãm TTK

Đặc tuyến làm việc phụ thuộc vào góc lệch pha giữa 3I0 và IN

I NM / I kd

IDIFF >> = U

d

1
N

%
Vùng tác động

Vùng không tác động

  3I 0 , I NM 

25

Có cuộn hãm TTK

27

9.5. Bảo vệ so lệch ngang

87N
Sự cố bên ngoài
 No-trip

3I 0

IN

87N

CHẠM ĐẤT
 DÒNG TT
KHÔNG

Nguyên tắc

Vùng chết
Dòng không cân bằng
Dòng khởi động

BVSL TTK

26

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

28

7


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

Nguyên tắc

Dòng không cân bằng
Dòng không cân
bằng của bảo vệ
so lệch gồm hai
phần:

Bảo vệ so lệch
ngang áp dụng cho

đường dây kép.

+ Do biến dòng
điện gay ra

Khi làm việc bình
thường hay ngắn
mạch ngoài thì
không tác động

I kcb ,max  I kcbBI  I kcbSLDD

+ Do sai lệch
đường dây gay ra

I kcbBI  f i max .kdongnhatBI .kkck .I nm max
Khi ngắn mạch trên
một
trong
hai
đường dây song
song thì bảo vệ sẽ
tác động

I kcbSLDD  Z .k kck .I nmngoai max

Z 

Z L1  Z L 2
(Z L1  Z L 2 )

2

29

31

Vùng chết

I kdBVA
I NM max B ( quaBVA)

Dòng khởi động
chọn theo hai
điều kiện

A

Khi ngắn mạch gần thanh cái
đầu hay thanh cái cuối
đường dây thì dòng điện đi
qua hai nhánh gần bằng
nhau nên dòng vào rơle sẽ
nhỏ nên bảo vệ không phát
hiện. Ta gọi là vùng chết.

m  l AB

Dòng khởi động

Theo dòng không
cân bằng lớn nhất

I kd  kat I kcb max
m
B

30

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

Lấy max

Ngừng một trong
hai đường dây

I kd 

kat kmm
I lv max
ktv

32

8


SINH VIÊN:............................................

5/9/2014

Bảo vệ có hướng

Khi mạng có nhiều nguồn
thì dùng bảo vệ có hướng

M

Lúc này sẽ có vùng tác
động không đồng thời

N

A

B

mB

mA

33

35

Đánh giá

Bảo vệ SLD
đơn giản, tin

cậy tác động
tức thời khi sự
cố trong vùng
bảo vệ, dùng
bảo vệ MF, ĐC,
MBA, TC, ĐD

Bảo vệ SLN
đơn giản, tin
cậy. Tuy nhiên
có vùng chết,
vùng tác động
không đồng
thời

34

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

9