Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa: Chương 5 - Đặng Tuấn Khanh (2014)

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

3/28/2014

Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện

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

5.1 Nguyên tắc hoạt động

5.2 Bảo vệ quá dòng cực đại

BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐiỆN

5.3 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

5.4 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh không chọn lọc
5.5 Bảo vệ dòng điện hai cấp
Company

LOGO
GV : ĐẶNG TUẤN KHANH
Bảo vệ rơ le và tự động hóa

5.6 Đánh giá
1

5.1. Nguyên tắc

Nguyên tắc: BVDĐ

là loại bảo vệ tác
động khi dòng điện
đi qua chỗ đặt thiết
bị bảo vệ lớn hơn
giá trị định trước.

BVDĐ được phân
thành:
• Bảo vệ dòng điện
cực đại :51 (low
set)
• Bảo vệ dòng điện
cắt nhanh :50
(high set)

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

5.2. Bảo vệ dòng điện cực đại

5.2.1 Bảo vệ
dòng điện cực
đại

3

5.2.2 Bảo vệ dòng
điện cực đại có kiểm

tra điện áp

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

4

1


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

3/28/2014

5.2.1. Bảo vệ dòng điện cực đại

Dòng điện khởi động

I kdR

Kat Kmm
I
Ktv lv max

K sd CT
nCT

o
o
o
o

o
o
Bảo vệ rơ le và tự động hóa

Dòng
thứ cấp
vào
Rơle

Dòng
sơ cấp

I kd 

Kat Kmm
I lv max
Ktv

Kat: hệ số an toàn 1,2
Ktv: hệ số trở về 0.85
Kmm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8
Ilvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị được bảo vệ
nBI : tỷ số biến dòng
Ksd : hệ số sơ đồ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa

5

6

Độ nhạy

Dòng điện khởi động

Chỉnh định relay 51:
Chọn dòng khởi động TC của relay từ
dòng điện khởi động tính toán TC

Knh 

I NM min
I kd

Công thức
tính độ nhạy

o
o

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

7

Knh > 1.5 - 1.8
khi làm bảo vệ chính
INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối ptử bảo vệ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

8

2


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

3/28/2014

Thời gian tác động

Rơ le có đặc
tính độc lập
Rơ le có đặc
tính thời gian
phụ thuộc

Đường đặc tính

Đặc tính thời
gian có độ dốc
chuẩn
Đặc tình thời
gian rất dốc
Đặc tình thời
gian cực dốc
Đặc tính thời
gian dài

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

9

Đường đặc tính

Đường đặc tính

Độ dốc chuẩn:

là đặc tính thời
gian phụ thuộc khi
dòng điện NM nhỏ
(10-20 lần) và đặc
tính thời gian độc
lập khi dòng điện
NM lớn. Áp dụng
lưới phân phối

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

10

11

Đặc tính thời
gian rất dốc:
Loại này có độ
dốc dốc hơn độ
dốc
chuẩn.
Được dùng thay
thế đặc tính có
độ dốc chuẩn
khi
độ
dốc
chuẩn
không
đảm bảo tính
chọn lọc

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

Đặc tính thời
gian cực dốc:

Loại này có độ
dốc lớn nhất,
thích hợp dùng để
bảo vệ máy phát,
máy biến áp động
lực, máy biến áp
nối đất… nhằm

chống quá nhiệt.

12

3


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

3/28/2014

Thời gian tác động

5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp

o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời
gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian

t1  t  t2
Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 –
0.5s)
o
Thời gian tác động và trở về của rơ le
o
Thời gian tác động cắt của máy cắt
o
Sai số thời gian của rơ le định thời gian
o
Thời gian dự trữ

o

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

13

Giá trị khởi động
o

o

o

o

o

Giá trị khởi động

Để phân biệt giữa NM và quá tải đồng thời nâng cao độ nhạy của
BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có kiểm tra
áp.
Khi NM thì dòng điện tăng và điện áp giảm xuống nên cả rơle dòng
điện và rơle điện áp đều khởi động (BV chỉ tác động khi cả rơle
dòng điện và rơle điện áp thỏa mãn)
Dòng khởi động của BV được tính:

K

I kd  at Ilv
Ktv

I kd R

o



o

Rơ le giảm áp không được tác động đối với điện áp làm việc tối thiểu
Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau khi loại bỏ NM

Điện áp khởi động được chọn sao cho rơ le không khởi động khi điện
áp min và rơ le trở về ngay sau khi cắt NM

U kd 

K K
 at sd I lv
Ktv nBI

Ulv min

U kdR 

Ktv K at

K sdUlv min

Ktv K at nBU

K at = 1.2
K tv = 1.25
K sd = 1 nếu BU đấu sao nđ / sao nđ
K sd =

3 nếu BU đấu sao nđ / tam giác

Ulvmin = 0.9Udm

Rõ ràng khi không có Kmm thì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi động nhỏ

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

Yêu cầu của rơle giảm áp:


Trong biểu thức không có K mm vì sau khi cắt NM, ngoài các động cơ
tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều nên các rơle
không tác động được
Bảo vệ rơ le và tự động hóa

14

15

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

16

4


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

3/28/2014

Độ nhạy

K nhI 
o
o
o

5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp

I NM min
I kd

o Thời gian tác động
o Vùng bảo vệ
o Sơ đồ nối dây BI

Knh > 1.1 - 1.3
khi làm bảo vệ dự trữ
Knh > 1.5 - 1.8
khi làm bảo vệ chính
INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng

bảo vệ

KnhU 

Giống như rơle quá dòng điện cực đại

U kd
 1.5  1.8
U N max

UN max là điện áp NM cực đại khi có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

Cho mạng điện phân phối 22 kV như hình vẽ:
Cho các thông tổng trở thứ tự thuận =TTnghịch
Thứ tự không
1Ω

B

A

1Ω
100A

C
3Ω

U P HA  U DAY / 3


 d o n g  tr en  d a y  p h a
Z 1 F R O M  N G  T O  N M

I N(1M) 

3U P H A
 d o n g  tr en  d a y  p h a
2Z1  Z0

3 ( 3)
I N M  d o n g  tr e n  d a y  p h a
2
)
B o  q u a  I N( 1,1
M

12 Ω

9Ω

1Ω

51B1

1Ω
100A

5Ω
15 Ω

18

400:5
SC:120A
TC:1.5A
Knhay= 8.3
K=?
C

B

A

100A

D

4Ω

3Ω

12 Ω

9Ω

100A

D
51B1

51
A

5Ω
15 Ω

150A

100A

150A

100A
51B2

51B2
19

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

I

(3 )
NM

I N( 2M) 

400:5

120A

4Ω

51
A

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

17

20

5


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

400:5
SC:120A
N(3):1588A
TC:1.5A
N(1):1002A
Knhay ~ 8.3 N(2):1352A
K = 0.5t=0.55
1Ω

3/28/2014

C

B

A

1Ω

400:5
N(3):1270A
SC:200A
N(1):794A
TC:2.5A
N(2):1100A
Knhay ~ 4
K = 0.2  t = 0.5

1 3 .5
t 
.K
m 1

4Ω

3Ω

12 Ω

9Ω

1Ω

100A

D

100A

51B
1

51
A

15 Ω

1 3 .5
.K
m 1
C

B

A

1Ω

5Ω

t 

4Ω

3Ω

12 Ω

9Ω

100A

D

100A

51B
1

51
A

150A

5Ω
15 Ω

100A

51B2

21

1000:5
N(3):2540A
SC:500A
N(1):1656A
TC:2.5A
N(2):2200A
Knhay ~ 3.3
K = 0.2  t = 0.7

51A
K=0.2

1Ω

51B1
K=0.45

100A

t 

22

1 3 .5
.K
m 1
C

B

A

1Ω

4Ω

3Ω

12 Ω

9Ω

100A

D
51B1

51
A

5Ω
15 Ω

120A

500A

2300A

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

150A

100A

51B2

150A

100A
23

51B2

24

6


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

3/28/2014

Dòng khởi động

5.3.1. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh

o Khi có 1 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh
bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối
vùng bảo vệ

Dòng khởi động

o

I 50 kd  Kat I NM max 50

Ví dụ:

M

Thời gian tác động
I I kd A  K at I NB max

0.02S  10S

AddVùng
Yourbảo
Textvệ

I I kd B  K at I NC max
2540

IN
I kd

3200

I N B max

l

Vùng bảo vệ
Bảo vệ rơ le và tự động hóa

1000:5
SC:3200A
TC:16A
t = 0.02S
1Ω

100A

N(3):2540A

C

B
4Ω

3Ω

12 Ω

9Ω

50
A

5Ω
15 Ω



150A

100A
51B2

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

U PH A
Z G 1  Z A M  1

22000
3
3200 
 Z AM 1  3(  )
1  Z A M 1

100A

D
51B1

26

I 50 kd  K a t I N M m ax  3048 A
I C H IN H D IN H 50  I N( 3M)  T A I  M 

A

1Ω

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

25

27

Z A M 1
 75%
Z A B 1
28

7


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

3/28/2014

N(3):2540A
1000:5
SC:3200A

TC:16A
A t = 0.02S

B

400:5
SC:?A
TC:?A
t = ?S

C
100A

75%
100A

53%

D

50B1

50
A

67%

150A

100A

50B2

BV rơle và tự động hóa
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

29

8