Bảo vệ rơ le trong trạm biến áp Phần 2 (thời lượng: 4 tiết)

Tài liệu hướng dẫn
Dành cho công nhân kỹ thuật
Và kỹ sư mới ra trường.
Phạm Quốc Thái biên soạn.
Phần 2
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
6/. Bảo vệ so lệch thanh cái (Mã ANSI = 87B)

Thanh cái có thể được bảo vệ với giả định rằng vùng bảo
vệ không chỉ có 2 đầu, mà có thể có một số lượng q đầu
vào hoặc ra,

Thông thường số lượng đầu này sẽ lớn hơn 2.

Bảo vệ so lệch thanh cái sẽ so sánh tổng các dòng điện đi
vào thanh cái với tổng các dòng điện đi ra khỏi thanh cái.

Nếu 2 tổng này bằng nhau, thanh cái bình thường

Nếu chúng không bằng nhau, thanh cái bị sự cố.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
6/. Bảo vệ so lệch thanh cái (Mã ANSI = 87B)

Chúng ta sẽ so sánh tổng các dòng nguồn cấp I
in1
+I
in2
với
tổng các dòng lộ ra I
out1
+I

out2
+ I
out3
+I
out4
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
6/. Bảo vệ so lệch thanh cái (Mã ANSI = 87B)

Để có được sự so sánh này, các bộ biến dòng của nguồn
và của lộ ra sẽ được đấu nối như hình dưới đây.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
6/. Bảo vệ so lệch thanh cái (Mã ANSI = 87B)

Nếu cần bảo vệ cả ngắn mạch pha-pha lẫn chạm đất
mạch này được sử dụng cho từng pha riêng rẽ.

Trong trường hợp chỉ cần bảo vệ chạm đất, dòng 3 pha
được nối chung lại với nhau cho mỗi đường nguồn và lộ ra.


Dòng điện tổng của 3 pha khi đó sẽ được so sánh.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
7/. Bảo vệ chạm đất giới hạn
(Mã ANSI = 87N hoặc 87REF)

Bảo vệ này dùng để bảo vệ chạm đất cho máy biến áp.

2 sơ đồ khác nhau được sử dụng tùy trường hợp máy biến
áp có nối đất trung tính hay không.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN

7/. Bảo vệ chạm đất giới hạn (so lệch chạm
đất) (Mã ANSI = 87N hoặc 87REF)

Với máy biến áp có trung tính nối đất trực tiếp hoặc qua
tổng trở:

CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
7/. Bảo vệ chạm đất giới hạn (so lệch chạm
đất) (Mã ANSI = 87N hoặc 87REF)

Dòng điện dôi dư Irsd là tổng của dòng điện 3 pha. Dòng điện
này phải bằng dòng điện chạm đất đi qua biến dòng.

Chạm đất ngoài: dòng dôi dư bằng dòng trung tính. Không có
dòng đi qua nhánh so lệch.

Chạm đất bên trong máy biến áp, dòng dôi dư có chiều ngược
lại. Có dòng điện đi trong nhánh so lệch.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
7/. Bảo vệ chạm đất giới hạn (so lệch chạm
đất) (Mã ANSI = 87N hoặc 87REF)

Với máy biến áp không có trung tính nối đất :

CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
7/. Bảo vệ chạm đất giới hạn (so lệch chạm
đất) (Mã ANSI = 87N hoặc 87REF)

Có chạm đất ngoài: dòng dôi dư =0


Không có dòng điện chảy qua trong nhánh so lệch.

Nếu có chạm đất trong máy biến áp, dòng dôi dư = dòng chạm
đất,

Có dòng điện đi qua nhánh so lệch.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
7/. Bảo vệ chạm đất giới hạn (so lệch chạm
đất) (Mã ANSI = 87N hoặc 87REF)
Lưu ý:

Để dòng chạm đất không nhỏ hơn dòng điện dung, trong
hệ thống phải có nơi nối đất, hoặc phải có máy biến áp nối
đất.

Loại bảo vệ tổng trở cao không dùng để bảo vệ dường dây
hoặc đường cáp dài.

Đối với đường dây dài, các biến dòng đặt ở 2 đầu đường
dây, dây nối của biến dòng sẽ dài và có tổng trở cao. Khi
đó công suất biến dòng sẽ không đủ để cung cấp dòng
chính xác.

Để bảo vệ đường dây dài, chúng ta phải ứng dụng loại bảo
vệ so lệch dùng pilot.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
8/. Bảo vệ so lệch đường dây (Mã ANSI = 87L)

Bảo vệ này tác động khi dòng điện sai biệt cao hơn một tỷ
lệ phần trăm nào đó của dòng điện trên đường dây.

R
a
: Điện trở của rơ le bảo vệ
R* : Điện trở của dây Pilot (cả đường trở về)


CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
8/. Bảo vệ so lệch đường dây (Mã ANSI = 87L)

Điện trở R
b
chuyển từ dòng điện thành điện áp.

Giả sử điện trở của R
b
thấp so với điện trở rơ le + điện trở
đường dây, ta có gần đúng
V
in
≈ R
b
I
in
và V
out
≈ R
b
I
out
.


Hiệu số 2 điện áp này sẽ tỷ lệ với hiệu 2 dòng điện.
(V
in
– V
out
) = R
b
(I
in
– I
out
)

Hiệu số điện áp này sẽ được phân bổ trên các cuộn dây
tác động và đường dây Pilot.

Nếu dòng I
in
và I
out
bằng nhau thì (V
in
– V
out
) =0.

Trong trường hợp 2 dòng này khác nhau, sẽ có 1 dòng tỷ
lệ với dòng sai biệt chảy trong 2 cuộn dây tác động.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN

8/. Bảo vệ so lệch đường dây (Mã ANSI = 87L)

Rơ le sẽ tác động nếu tỷ số giữa dòng này so với dòng đo
được lớn hơn một trị số phần trăm nào đó.
(I
in
– I
out
) / I
in
≥ K%
hay (I
in
– I
out
) ≥ K% I
in

Khi đường dây không mang điện,

I
in
− I
out
≈ 0 và I
in
≈ 0.

Khi đó giá trị (I
in

-I
out
)/I
in
không xác định, và rơ le có thể tác
động sai.

Để tránh trường hợp này, dòng tác động phải lớn hơn một
mức tối thiểu I
0

Như vậy bảo vệ sẽ tác động khi
I
in
- I
out
> K I
in
+ I0
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
8/. Bảo vệ so lệch đường dây (Mã ANSI = 87L)

Như vậy bảo vệ sẽ tác động khi
I
in
- I
out
> K I
in
+ I0

CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
8/. Bảo vệ so lệch đường dây (Mã ANSI = 87L)

Điện trở R
b
khi có dòng I
in
chảy qua sẽ tao điện áp V
in
, điện trở
này được gọi là bộ phận hãm.

Điện trở R
a
khi có dòng tỷ lệ với (I
in
− I
out
) chảy qua tạo ra điện
áp V
a
, được gọi là bộ phận tác động.
CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN
8/. Bảo vệ so lệch đường dây (Mã ANSI = 87L)
Ghi chú:

Điện trở R
b
có trị số nhỏ, như đã ghi chú ở trên.


R
b
tương ứng với trở kháng cho phép tiêu tán của biến
dòng.

Vì vậy, sơ đồ rơ-le bảo vệ này được gọi là rơ-le bảo vệ trở
kháng thấp.

Người ta phải dùng nguyên lý tỷ lệ, để tránh cho rơ le
không làm việc sai khi có sự cố ngoài, dòng điện lớn, sai số
biến dòng tăng cao.

Khi dùng nguyên lý tỷ lệ, dòng càng cao thì trị số dòng tác
động cũng càng cao.