Bai Giang HT Bao Ve Role - Thuy Dien Ban Ve [PDF]

Zitiervorschau

HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ NHÀ MÁY ĐIỆN & TRẠM BIẾN ÁP

Bộ môn Hệ thống điện Đại học Bách khoa Hà Nội

10/6/2013

Giảng viên: TS. Nguyễn Xuân Tùng [email protected]

Nội dung Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

2



Phần 01:

Tổng quan rơle kỹ thuật số của hãng ABB Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Phần 02:

Các nguyên lý bảo vệ cơ bản



Phần 03:

Rơle kỹ thuật số RET 521



Phần 04:

Rơle kỹ thuật số REG 216



Phần 05:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Rơle kỹ thuật số REL 561



Phần 06:

Rơle kỹ thuật số REB 670



Phần 07:

Tính toán thông số chỉnh định

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

3

Phần 01 Tổng quan rơle kỹ thuật số của hãng ABB

Đặc điểm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

4



 



Làm việc tin cậy, giao diện & truy cập thuận tiện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tích hợp: bảo vệ, điều khiển & đo lường Chuẩn truyền thông: IEC 61850; IEC 608705-103; DNP 3, MODBUS và PROFIBUS. Phát triển từ những năm 1900 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 1905: Rơle thương mại đầu tiên



Phần mềm CAP hỗ trợ Quản l{ Cài đặt Phân tích sự cố…

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Quá trình phát triển Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

5

 

Rơle điện cơ: lịch sử hơn 100 năm Rơle tĩnh (bán dẫn): từ những năm 1960 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Rơle với bộ vi xử l{: 1980 Bộ vi xử l{ thực hiện thuật toán Lọc tín hiệu: loại tương tự



REG 100 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle hoàn toàn kỹ thuật số: 1986 RELZ 100 (bảo vệ khoảng cách) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

RELZ 100

Quá trình phát triển Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

6

Hợp bộ bảo vệ họ 500 (500 series)  Giới thiệu từ năm 1994 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Ghép nối của các modun riêng lẻ Modun đầu vào Modun chuyển đổi tín hiệu A/D Modun vi xử l{; modun nguồn dc/dcNguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Modun truyền tin (ví dụ cho các bảo vệ so lệch)... 

Modun riêng lẻ: Tăng độ tin cậy nói chung Linh hoạt trong cấu hình Giảm chi phí đầu tư

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Quá trình phát triển Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

7

Các hợp bộ tiêu biểu họ 500  REL 501, 511, 521: hợp bộ khoảng cách cho lưới trung áp & Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN truyền tải (511, 521)  REL 531: bảo vệ khoảng cách tác động nhanh Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  REL 551 & 561 (1994): so lệch dọc Truyền tin kỹ thuật số 

RET 521 (1998): thời gian tác động tối đa chỉ 21ms Máy biến áp công suất lớn Máy biến áp tự ngẫu 1 hoặc 3 pha Tổ máy phát – máy biến áp nối bộ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Các bộ OLTC...

Quá trình phát triển Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

8

Giai đoạn hiện tại  Phát triển sang thế hệ 670 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Kế thừa thuật toán từ họ 316 & 500  Tốc độ xử l{ cải thiện đáng kể  Tuân theo chuẩn kết nối IEC61850 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Đồng bộ thời gian theo tín hiệu GPS  Giao diện thân thiện: Hiển thị sơ đồ một sợi Dễ dàng truy cập Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

9

Phần 02 Biến dòng điện và biến điện áp phục vụ mục đích bảo vệ rơle

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

10

 

Tên gọi chung: BI, CT, TI Nhiệm vụ:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Biến đổi tỷ lệ dòng điện sơ cấp  thứ cấp (5A hoặc 1 A) Cách ly mạch sơ cấp và thứ cấp Nguyên l{ hoạt động Tạo sự phối hợp dòng điện giữa các pha Isơ cấp*wsơ cấp = Ithứ cấp*wthứ cấp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI cao áp CT: Current Transformer (tiếng Anh)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI hạ áp

Sơ đồ nguyên l{

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

11

Sơ đồ thay thế

Zcuộn thứ cấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Vthứ cấp BI lý tưởng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 

Sai số của BI xuất hiện do tồn tại của dòng từ hóa Điện áp xuất hiện phía thứ cấp Vthứ cấp=Ithứ cấp*(Zcuộn thứ cấp+Zdây dẫn phụ + Zthiết bị nối vào) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Tải tăng  Vthứ cấp tăng  tăng dòng từ hoá Ie  tăng sai số của BI

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

12

Đặc tính từ hóa của BI  Quan hệ giữa dòng điện từ hóa cần thiết (Ie) để sinh ra một điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN áp hở mạch V Điện áp điểm gập VK (Knee-point) Vùng bão hòa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Vùng làm việc tuyến tính



Điểm gập VK: Là một điểm trên đường cong từ hóa Nguyễn – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK Từ đó: để tăng điện ápXuân lênTùng thêm 10%  cần tăngHN dòng từ hóa 50%

1.1

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

13

Đặc tính từ hóa của BI  Thí nghiệm xác định đặc tính từ hóa

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bộ tạo dòng

BI

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảng kết quả Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

14



Qui ước cực tính Cần thiết với : bảo vệ làm việc dựa theo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN hướng dòng điện. Cực tính cùng tên được đánh dấu : hình sao, chấm tròn, chấm vuông...  Trên bản vẽ: cực tính cùng tên vẽ cạnh Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN nhau.



Xác định nhanh cực tính BI: Coi chiều dòng điện đi từ phía sơ cấp qua rơle không đổi chiều

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

15



Qui ước cực tính Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

16

Hiện tượng hở mạch thứ cấp BI  Gây quá điện áp nguy hiểm

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hở mạch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN BI lý tưởng

o o

Hở mạch thứ cấp: toàn bộ dòng sơ cấp làm nhiệm vụ từ hóa lõi từ Lõi từ bị bão hòa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1 17

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hiện tượng hở mạch BI  Dạng sóng điện áp đầu ra của BI khi hở mạch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1 18

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hiện tượng hở mạch BI  Cơ cấu nối tắt mạch dòng khi tháo thiết bị nhị thứ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle, đồng hồ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN đo... Rơle, đồng hồ đo... Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1 19

Thông số của máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tải danh định & Cấp chính xác  Một BI: có nhiều cuộn thứ cấp - phục vụ các mục đích khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN nhau.  Tải danh định và độ chính xác của các cuộn thứ cấp này tuz thuộc vào loại tải. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Các dụng cụ đo (kW, KVar, A, kWh, kVArh): Yêu cầu chính xác trong chế độ tải bình thường hoặc định mức. Phạm vi hoạt động chính xác trong khoảng 5÷120% của dòng điện Độ chính xác thường là: 0.2 hoặc 0.5 với chuẩn IEC Hoặc 0.15 hoặc 0.3 hoặc 0.6 với chuẩn IEEE. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1

Thông số của máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

20

So sánh BI dùng cho đo lường – bảo vệ rơle Hạng mục so sánh chođiện đoĐHBK lường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ BI môndùng Hệ thống HN

BI dùng cho bảo vệ rơle

Phạm vi hoạt động chính xác

(0,05÷1,2)x Iđịnh mức

Lõi từ

Bão hòa nhanh để bảo vệ Điện áp bão hòa cao hơn Nguyễn Xuân Tùng các dụng cụ đo khi sự cố, (VK)– Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN (khó bị bão hòa) dòng điệntăng cao

Độ chính xác

Độ chính xác cao

Độ chính các thấp hơn

 



Thiết bị nối tới

(Đo dòng tải bình thường hoặc quá tải cho phép)

0.2 hoặc 0.5 với chuẩn IEC 0.15 hoặc 0.3 hoặc 0.6 với chuẩn IEEE

kW, KVar, A, kWh, kVArh…

tới (10-20-30…)x Iđịnh mức (Đảm bảo đo được dòng sự cố)

5P hoặc 10P theo chuẩn IEC

Rơle, bộ ghi sự cố

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ví dụ thông số của máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

21

BI cho đo lường

BI cho bảo vệ rơle



Công suất định mức

 Công suất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN xác  Cấp chính

định mức



Cấp chính

xác



Có thêm thông số ALF: hệ số giới hạn dòng điện theo độ chính xác

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

30VA Cấp chính xác 0,5

5P20 30VA Cấp chính xác 5P

Cấp chính xác 0,5 Công suất định mức 30VA

P: dùng cho mục đích bảo vệ rơle (Protection)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Công suất định mức 30VA

Hệ số giới hạn dòng: 20 Tại 20 lần dòng định mức, BI vẫn đảm bảo sai số theo tiêu chuẩn

Máy biến dòng điện cấp X

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

22



Dùng cho mục đích đặc biệt Bảo vệ so lệch thanh góp  



Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Có rất nhiều BI Các BI phải có cùng đặc tính làm việc để giảm dòng không cân bằng

Biến dòng cấp X: thông số được cho chi tiết hơn Dòng định mức Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tỷ số biến Điện áp điểm gập VK Dòng điện kích từ ứng với điện áp điểm gập Điện trở lớn nhất cho phép phía mạch nhị thứ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

23

Tìm hiểu thông số của BI Với mục đích bảo vệ rơle

5P20 30VA

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

24



Thực tế, mỗi BI có thể có: 1 hoặc 2 cuộn thứ cấp - Mục đích đo lường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 2 tới 4 cuộn thứ cấp - Ứng dụng bảo vệ rơle.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Cuộn sơ cấp

Các cuộn thứ cấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1 25

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thiết kế BI phổ biến  Lõi từ và cuộn dây nằm trong thùng chứa thấp gần với đất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN (Dead tank type), dây thứ cấp chạy uốn theo hình chữ U  Lõi từ và cuộn dây nằm trong thùng chứa ở phía trên đỉnh (Live tank type), dây thứ cấp thường chạy thẳng qua lõi từ. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Loại hỗn hợp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1 26

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI loại thùng chứa bên dưới (Dead tank) Trọng tâm thấp, ổn định về mặt cơ khí Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Có thể chế tạo với lõi từ loại to mà không gây quá tải về mặt cơ khí đối với sứ cách điện

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dây sơ cấp có chiều dài lớn nên gây phát nóng nhiều hơn  hạn chế về dòng ổn định nhiệt (lớn nhất 63kA/1 giây)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

27

BI loại thùng chứa bên trên (Live tank) Dây dẫn sơ cấp ngắn, giảm phát nhiệt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Có dòng định mức và dòng ổn định nhiệt cao hơn Trọng tâm cao hơn, kém ổn định về mặt cơ khí so với loại thùng chứa dưới (dead tank) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khi chế tạo với lõi từ lớn có thể gây tải trọng lớn về mặt cơ khí đối với sứ cách điện. Khó làm mát các cuộn thứ cấp 

Loại hỗn hợp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1

Bộ lọc dòng điệnthứ tự không (I0) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

28



Nguyên lý:

Ia+Ib+Ic=3I0

Dùng 3 BI riêng biệt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK I a HN

Vẽ rút gọn

Ib 3I0 Role

Ic

Nguyễn I + I Xuân + I = 3ITùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Role

 

a

b

c

0

Do sử dụng 3 BI riêng biệt nên sẽ có sai số giữa các BI Ở chế độ bình thường, phía sơ cấp là đối xứng: luôn có dòng điện chạy qua rơle do sai số của BI

 Chỉ sử dụng đo dòng chạm đất lớn  dùng ở mạng điện có dòng chạm đất lớn: Nguyễn Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN mạng điện trung tính nốiXuân đấtTùng trực– tiếp

1.1

Bộ lọc dòng điệnthứ tự không (I0) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

29

Dùng BI thứ tự không (Flux Summation CT hoặc Core Balance CT)   

Biến dòng có một lõi từ hình xuyến Nguyễn Xuân phân Tùng – bố Bộ môn thốnglõi điện ĐHBK HN Cuộn dây được đềuHệtrên Dây dẫn sơ cấp chạy xuyên qua lõi từ (đường kính trong 10÷25 cm)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đấu sai

Đấu đúng

1.1 30

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI thứ tự không  Đấu đúng: dây nối đất vỏ cáp chạy xuyên qua lõi từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle Vỏ kim loại của cáp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI0 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.1 31

Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI thứ tự không  Ngược lại - đấu sai: dây nối đất vỏ cáp không chạy xuyên qua lõi Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN từ  Dòng điện chạy qua vỏ cáp có thể triệt tiêu dòng điện sự cố (hoàn toàn hoặc một phần): rơle có thể không nhận được thông Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN tin sự cố. Rơle Vỏ kim loại của cáp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI0

Máy biến dòng điện

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

32



Đấu nối BI để lọc thành phần TTK Ứng dụng của BI thứ tự không  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Do chỉ sử dụng một lõi từ  sai số đo lường rất nhỏ Sử dụng cho các mạng điện có dòng chạm đất nhỏ (mạng điện có trung tính cách điện hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Do cả 3 pha chạy qua lõi từ  đường kính lõi từ lớn  kích thước BI lớn  thích hợp để trang bị với đường cáp hoặc đầu cực máy phát điện

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ứng dụng thực tế của BI thứ tự không

1.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

33



Bảo vệ chống chạm đất độ nhạy cao (Aptomat chống giật) Nguồn cấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Cuộn hút của Aptomat Nút bấm thử nghiệm

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Điện trở mạch thử nghiệm Cuộn dây mạch thử nghiệm

Cuộn lấy tín hiệu dòng chạm đất (dòng so lệch)

Nguyễn XuânTải Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

(VD:Bình nóng lạnh)

Sự cố chạm vỏ (chạm đất)

Máy biến điện áp

1.2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

34



Nhiệm vụ Biến đổi tỷ lệ điện áp sơ cấp sang điện áp thứ cấp theo tiêu chuẩn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN (100V hoặc 110V) Cách ly mạch sơ cấp và các thiết bị, người vận hành bên thứ cấp



Qui ước cực tính Cực tính cùng tên được đánh dấu : hình chấm Nguyễnsao, Xuân Tùng – Bộtròn, môn Hệ chấm thống điện ĐHBK HN vuông...  Trên bản vẽ: cực tính cùng tên vẽ cạnh nhau.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

1.2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

35



Điện áp danh định sơ cấp và thứ cấp BU ngoài trời thường sử dụng điện áp pha: 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Điện áp danh định của cuộn sơ cấp là điện áp danh định của lưới điện.

Ứng dụng đo lường: phạm vi điện áp làm việc: 80÷120% Ứng dụng bảo vệ rơle: từ 0.05 ÷ 1.5 hoặc 1.9 lần điện áp danh định. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

1.2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

36

BU kiểu tụ phân áp 

BU loại cảm ứng điện từ thông thường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Lựa chọn kinh tế nhất đối với cấp điện áp tới 145kV 

BU kiểu tụ phân áp (CVT – Coupled Voltage Transformer)  Lựa chọn khi dùng ở cấp cao áp  Thường được sử dụng kết hợp với hệ thống thông tin tải ba PLC

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đầu cao áp

K{ hiệu trên sơ đồ Tụ phân áp

Mạch dập dao động cộng hưởng

Điện kháng bù

Đầu raHN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK BU cảm ứng thông thường

Máy biến điện áp (BU)

1.2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

37

Cấu trúc BU kiểu tụ phân áp 1.

Bình giãn dầu

2.

Các tụ phân áp

5.

Điện kháng bù

7.

BU loại cảm ứng thông thường

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

(điện áp thấp)

8.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đầu cực cao áp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.2 38

Máy biến điện áp (BU) – Tham khảo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BU kiểu tụ phân áp  Điện kháng bù: được tính toán để triệt tiêu thành phần dung Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN kháng của tụ phân áp Tổng trở nguồn nhìn từ phía tải là xấp xỉ 0  công suất đầu ra lấy ra lớn nhất Bù dịch pha do tụ phân áp gây ra Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Mạch giảm dao động cộng hưởng: là điện trở tải, có thể nối ở cuộn tam giác hở

1.2

Máy biến điện áp (BU) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

39

Các loại BU  Hệ số giới hạn điện áp Vf

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khi xảy ra sự cố trong HTĐ: Upha có thể tăng lên tới một giá trị là Vf lần Udanh định. Tiêu chuẩn IEC đưa ra các giá trị hệ số Vf như sau:  

1.9 đối với các hệ thống có trung tính không tiếpHệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn nối Xuânđất Tùngtrực – Bộ môn 1.5 đối với các hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp

Lõi từ của các biến điện áp không được phép bão hoà khi điện áp tăng tới cấp điện áp giới hạn theo hệ số Vf.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU)

1.2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

40



Cấp chính xác theo tiêu chuẩn IEC 60044-2 số giới hạn Cấp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống Sai điện ĐHBK HN chính xác Tại % tải định Tại % điện áp Sai số độ lớn Sai số góc pha mức

định mức

%

Ứng dụng

(phút) Phòng thí nghiệm

Đo đếm chính xác

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đo đếm tiêu chuẩn Chuẩn hóa dụng cụ đo trong công nghiệp Đồng hồ đo Bảo vệ rơle Bảo vệ rơle Vf: Hệ số giới hạn điện áp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Công suất danh định (cosφ=0,8)

10, 15, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500 VA

Máy biến điện áp (BU) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

41

Bộ lọc điện áp TTK (U0)

Sơ cấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dùng 3 BU loại một pha

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thứ cấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Máy biến điện áp (BU) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

42

Bộ lọc điện áp TTK (U0) Dùng BU loại 3 pha 5 trụ 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Điện áp TTK lấy ra từ cuộn tam giác hở A

B

C

A B C

N

Sơ cấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thức cấp 3V0 Để đo được điện áp thứ tự không: o Phải có đường dẫn cho từ thông TTK o Cần thêm 2 trụ (không quấn dây) o Trung tính cuộn sơ cấp phải nối đất (nếu không sẽ chỉ đo được thành phần hài bậc 3)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1.2

Máy biến điện áp (BU) – Tham khảo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

43

Bộ lọc điện áp TTK (U0)  Chọn tỷ số biến áp cho cuộn tam giác hở Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Trung tính cách điện

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tỷ số biến có thể là:

1.2

Máy biến điện áp (BU) – Tham khảo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

44

Bộ lọc điện áp TTK (U0)  Chọn tỷ số biến áp cho cuộn tam giác hở Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Trung tính nối đất trực tiếp

Vectơ điện áp khi xảy ra sự cố chạm đât một pha trong mạng có trung tính nối đất trực tiếp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tỷ số biến có thể là:

45

Phần 03 Các nguyên l{ bảo vệ trong HTĐ

46

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng điện

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng có thời gian

2.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

47



Bảo vệ quá dòng (I> hoặc 50 & 51): Chống lại các dạng sự cố quá dòng một pha, hai pha & ba pha và sự cố Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN chạm đất.



Bảo vệ khởi động khi: Nguyễn Xuânpha Tùngvượt – Bộ môn Hệ thống ĐHBK Dòng điện của một pha, hai pha hoặc cả ba quá mộtđiệngiá trịHN đã được cài đặt trước trong rơle.





Có thể làm việc với thời gian trễ để đảm bảo tính chọn lọc Thời gian trễ có thể là độc lập so với dòng điện hoặc phụ thuộc Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN vào dòng điện  hai loại đặc tính thời gian tác động

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng có thời gian

2.1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

48



Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc (trễ) của bảo vệ không phụ thuộc vào độ lớn dòng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN ngắn mạch Thời gian làm việc

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

+

tlàm việc không đổi theo dòng điện

Ikhởi động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Iqua rơle

2.1 49

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng có thời gian Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian phụ thuộc: Thời gian làm việc: phụ thuộc tỷ lệ nghịch vào độ lớn của dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN ngắn mạch Trong thực tế thì thời gian tác động tỷ lệ với tỷ số Ingắn mạch/ Ikhởi động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

2.1.2 Tính

toán thời gian làm việc Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

50

 



Đảm bảo tính chọn lọc giữa các bảo vệ bằng phân cấp thời gian Tên gọi: bảo vệ quá dòng làm việc có thời gian (I> hay 51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyên tắc: Khi có sự cố có thể nhiều bảo vệ cùng khởi động Tuy nhiên, bảo vệ gần chỗ sự cố nhất sẽ phải tác động trước Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

N2

I> 1

I> 2

Sự cố tại N2: BV2 khởi động & BV1 có thể cũng khởi động  cùng đếm thời gian BV2 phải tác động loại trừ sự cố, BV1 khi đó sẽ trở về  đặt thời gian Nguyễn Xuâncó Tùngthể – Bộ viết môn Hệ thống điện ĐHBK HN tBV2 3

I> 2

1

∆t

2

∆t

3 Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn L (km)

Có nhiều loại đặc tính phụ thuộc Khác nhau về độ dốc (mức độ phụ thuộc)   

Standard Inverse (SI): dốc tiêu chuẩn Very Inverse (VI):Nguyễn rất dốc Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Extremely Inverse (EI): cực kz dốc

2.1.3 Tính

toán thời gian làm việc – Tham khảo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

53



Phạm vi sử dụng của các đặc tính phụ thuộc Standard Inverse (SI): đặc tính dốc bình thường 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sử dụng trong hầu hết các trường hợp cần phối giữa các bảo vệ

Very Inverse (VI): đặc tính rất dốc 

Sử dụng khi độ lớn dòng điện sự cố dọcNguyễn đường dây cần bảo vệ thay đổi mạnh. Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Extremely Inverse (EI): đặc tính cực dốc  



Thời gian tác động tỷ lệ nghịch với bình phương của dòng điện. Đường dây mang các tải có dòng khởi động đột biến ở thời điểm đầu ví dụ như tủ lạnh, máy bơm, động cơ lớn... Phối hợp với các cầu chì hoặc các thiết bị tự đóng lại. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50 hay I>>)

2.2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

54

 

Nguyên tắc: đảm bảo tính chọn lọc bằng phân cấp dòng điện Sự cố tại phân đoạn nào: chỉ bảo vệ tại đó được phép khởi động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các bảo vệ không cần phối hợp thời gian Thời gian tác động đặt xấp xỉ 0 giây (thường từ 50 80ms)  tên gọi: bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50 hay I>>) Do cách chọn lọc bằng dòng điện Nguyễn dòngXuân điện động tínhđiệntheo: Tùngkhởi – Bộ môn Hệ thống ĐHBK HN Ikđ=Kat*Ingắn mạch ngoài vùng max (Hệ số Kat=1,1 1,2) Không bảo vệ được toàn bộ đối tượng  không sử dụng làm bảo vệ chính Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50 hay I>>)

2.2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

55



Vùng được bảo vệ cắt nhanh Ikđ=Kat*Ingắn mạch ngoài vùng max (Hệ số Kat=1,1 1,2) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng ngắn mạch giảm dần khi điểm ngắn mạch đi xa nguồn Độ lớn dòng ngắn mạch phụ thuộc vào chế độ của hệ thống Vẽ đường cong biểu diễn dòng ngắn mạch Inmax & Inmin dọc đường dây Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

I>

I> 2

1

IN

Ikđ BV1 Inmax

Lcắt nhanh min=0

Lcắt nhanh min

Ikđ BV2 Inmax

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Lcắt nhanh max

L(km)

Lcắt nhanh max

Bảo vệ quá dòng có khóa điện áp thấp (51&27)

2.4

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

56

 

Tên gọi khác 51V L{ do sử dụng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đường dây dài

Dòng ngắn mạch cuối đường dây nhỏ Bảo vệ không

Mang tải nặng

đủ độ nhạy Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng khởi động

của bảo vệ lớn Ikđ=



Kat* Kmm *Ilv max Ktv

Sử dụng thêm khâu phân biệt giữa sự cố và quá tải bằng điện áp (khóa điện áp thấp) Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khi sự cố: điện ápNguyễn giảm thấp hơn Khi quá tải (nặng): điện áp vẫn nằm trong ngưỡng cho phép

Bảo vệ quá dòng có khóa điện áp thấp (51&27)

2.4

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

57



Tên gọi khác 51V Không có khóa điện áp (51)

Có khóa điện áp thấp (51 & 27)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Cắt MC

Cắt MC

I>

Ilv max

Ilv max

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

I>

BU Giá trị khởi động

Ikđ=

Kat* Kmm Ktv *Ilv max

U
hay 51N)

2.5

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

58

 

Sử dụng bộ lọc dòng điện thứ tự không Tính toán dòng khởi động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ia

Ib

Ở chế độ bình thường:   



Ic

Về l{ thuyết: dòng qua rơle bằng 0 I a + I b + I c = 3I0 Thực tế: do các BI có sai số  dòng điện qua rơle khác 0 Role Để rơle không tác động: đặt dòng khởi Nguyễn động lớn hơn dòng điện sinh ra do sai Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN số này Giá trị cài đặt: Ikhởi động 51N=(0,1÷0,3)Iđịnh mức BI

Chế độ sự cố: dòng điện qua rơle tăng gấp nhiều lần bảo vệ tác động Do giá trị khởi động đặt thấp  bảo vệ có độ nhạy cao 

Thời gian làm việc: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phối hợp với các bảo vệ quá dòng thứ tự không khác

Phân biệt chức năng I> & I>> (51 & 50) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

59

Bảo vệ quá dòng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khởi động khi: Ingắn mạch >Ikhởi động

Bảo vệ quá dòng có thời gian (I> hay 51)

 Dòng khởi động tính theo dòng làm việc lớn nhất (Ilvmax)

 Khi xảy ra sự cố ở có thể cả bảo vệ tại chỗ và bảo vệ phía trên cùng khởi động

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (I>> hay 50)

 Dòng khởi động tính theo dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất (In ngoài max)

 Khi xảy ra sự cố: chỉ bảo vệ tại phân đoạn sự cố khởi động

 Đảm bảo tính chọnNguyễn lọc: phối  Không cần phối hợp thời gian Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN hợp phân cấp thời gian (∆t)

 Có thể dùng làm bảo vệ chính

(cắt nhanh)

 Không bảo vệ được toàn bộ đối tượng  chỉ là bảo vệ dự phòng

Ví dụ: bảo vệ quá dòng cho một ngăn lộ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

60

A Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

B C

I>

I>

I>

Sự cố chạm đất một pha N(1) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

I>>

I>>

I>>

I0> I0>> Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ví dụ: bảo vệ quá dòng cho một ngăn lộ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

61

A Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

B C

Sự cố hai pha N(2)

I>

I>

I> Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

I>>

I>>

I>>

I0> I0>> Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng có hướng (67) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

62



Xét lưới điện cấp nguồn từ hai phía N1 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

HT1

I> 1

2 I>

I> 3

4 I>

I> 5

6 I>

HT2

tBV3

I> 3

4 I>

I> 5

6 I>

tBV3>tBV2  Để đảm bảo chọn lọc: yêu cầu BV2 tác động trước BV3  phải đặt tBV2

-

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

I> = I> + W

Có thể phân chia ra 2 nhóm bảo vệ

HT1

I> 1

2Nguyễn 3 – Bộ môn Hệ4thống I> XuânI>Tùng I> 5HN I> điện ĐHBK

6 I>

HT2

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng có hướng (67) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

64



Về phương diện bảo vệ rơle: Đường dây hai nguồn cấp hai mạch hình tia Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

HT1

2 I>

I> 1

I> 3

4 I>

6 I>

I> 5

HT2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

HT1

I> 1

I> 3

tBV1=tBV3 + ∆t 1,5

I> 5 tBV5 0,5

tBV3=tBV5 + ∆t 1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

2 I>

0,3

tBV2

4 I>

0,8 tBV4=tBV2+ ∆t

6 I>

HT2

1,3 tBV6=tBV4 + ∆t

Nguyên l{ bảo vệ quá dòng có hướng (67) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

65



Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ: N1 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

HT1

I> 1 1,5

2 I> 0,3

I> 3 1

4 I> 0,8

I> 5 0,5

6 I>

HT2

1,3

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

N2

HT1

I> 1 1,5

2 I>

I> 3

I> 5 1 Tùng – Bộ môn Hệ thống 0,3 Xuân 1,3 0,8 điện0,5 Nguyễn ĐHBK HN 4 I>

6 I>

HT2

Sơ đồ đấu nối bộ định hướng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

66



Bộ định hướng công suất: Được đấu nối đảm bảo: rơle có đủ độ Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN nhạy vàNguyễn tác động đúng trong mọi trường hợp. Sơ đồ đấu nối tiêu chuẩn đối với các rơle số và rơle tĩnh là sơ đồ 900, chi tiết Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN phương thức đấu nối như sau: Dòng điện từ một pha Điện áp dây của hai pha còn lại 

Giả thiết cosφ=1 hay φ=00 thì điện áp tham chiếu và dòng điện tạo với nhau góc 900  chính là tên gọi của sơ đồ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sơ đồ đấu nối bộ định hướng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

67



L{ do chọn điện áp là đại lượng tham chiếu: Khi xảy ra sự cố ba pha: điện áp giảm thấp, nếu sử dụng điện áp pha Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN thì rơle Nguyễn định Xuân hướng có thể không đủ độ nhạy, sử dụng điện áp dây sẽ tăng được giá trị điện áp đưa vào rơle. Khi xảy ra sự cố pha-pha ví dụ giữa pha 1 & 2: điện áp U12 có thể rất thấp (có thể bằng 0 nếu sự cố gần bảo vệ)  rơle định hướng không Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN đủ độ nhạy, trong khi đó điện áp U23Nguyễn vẫn còn đủ lớn  phải sử dụng điện áp dây với pha không sự cố còn lại để làm điện áp tham chiếu.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

68

Nguyên l{ bảo vệ so lệch dòng điện (Bảo vệ so lệch có hãm)

Nguyên l{ bảo vệ so lệch dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

69



So sánh tổng dòng điện đi vào & đi ra của đối tượng được bảo vệ: tổng dòng điện này khác 0 bảo vệ tác động. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thiết bị Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Irơle=

+

Bình thường 

Chế độ bình thường: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng điện chạy qua rơle như hình vẽ Dòng chạy qua rơle: là dòng chênh lệch do sai số của BI các phía

Nguyên l{ so lệch dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

70



Chế độ sự cố ngoài vùng: Dòng điện là dòng sự cố có giá trị lớn  sai số BI lớn hơn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phân bố dòng điện tương tự chế độ bình thường Dòng điện chạy qua rơle sẽ lớn  chỉnh định để rơle không tác động  dòng khởi động lớn, giảm độ nhạy



Vùng bảo vệ: giới hạn bởi vị trí đặtNguyễn cácXuân BI Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thiết bị

Sự cố ngoài

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ so lệch dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

71



Chế độ sự cố trong vùng: Dòng điện chạy qua rơle bằng tổng dòng hai phía  có giá trị lớn  Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN rơle sẽ tác động ngay Sự cố trong vùng

Thiết bị

Irơle=

+

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ so lệch dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

72



Tổng kết: Thiết bị HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Irơle=

+

Bình thường

Irơle=

+

Irơle=

+

Sự cố trong

Sự cố ngoài Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng điện chạy qua rơle là do sai số BI

Dòng điện chạy qua rơle là tổng dòng sự cố

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

73



Bảo vệ rơle so lệch thông thường các rơle có thể tác động nhầm do: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sai số lớn của các BI khi ngắn mạch ngoài Chuyển đầu áp... 

Bảo vệ so lệch có hãm: hoạt động dựa theo tổ hợp của hai loại dòng điện so lệch (Isl) & hãm (Ih): Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sự cố ngoài vùng: dòng hãm có giá trị lớn – dòng so lệch nhỏ Sự cố trong vùng: dòng hãm nhỏ - Dòng so lệch lớn.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

74



Tổ hợp dòng điện cho bảo vệ rơle so lệch có hãm Sử dụng các biến dòng trung gian (BITG) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tổ hợp thêm ra dòng điện hãm (Ih)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

75



Tổ hợp dòng điện cho bảo vệ rơle so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Viết phương trình cân bằng sức từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN động cho các BITG BITG2 I1*w1-I1*w1=Isl*w2

Chọn w1=w2  Isl=I1 - I2

BITG1 I1*w3+I2*w4=Ih*w5

Chọn w3= w4= w w5=2*w

 Ih=0,5*( I1 + I2)

Tổng quát: I =K *(I +I2) Kh: hệ số hãm, có thể điều chỉnh thay đổi theo số vòng cuộn w5

h HN1 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điệnhĐHBK

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

76

 

Bằng cách sử dụng BI trung gian, có thể tạo ra tổ hợp Xét sự vận hành – Bảo vệ so lệch có hãm

I sl =( I1 I 2 ) Ih

K h ( I1 I 2 )

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

I1 100% (I1+I2)

100% (I +I )

1 2 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Isl

I1

Ih=Kh* (I1+I2)

I2 Ih=Kh* (I1+I2)

Isl

(I )> (I )  bảo vệ không tác động

h Xuânsl Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn

Chế độ bình thường hoặc sự cố ngoài

I2

(Ih)< (Isl)  bảo vệ tác động

Chế độ sự cố trong vùng

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

77



Lựa chọn hệ số hãm Tăng hệ số hãm (Kh): rơle – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN hãm tốtNguyễn Xuân độTùng nhạy tác động của rơle kém đi. Hiệu ứng ngược lại khi giảm hệ số hãm 100% (I1+I2)

I1

100% (I +I )

1 2 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Isl

Hệ số hãm có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi số vòng dây cuộn w5.

Ih=Kh* (I1+I2) Ih=Kh* (I1+I2) Isl

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

I2

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

78

 

Rơle cơ: hệ số hãm là cố định Rơle số: hệ số hãm tự động thay đổi theo chế độ vận hành Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

d Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

c a

b

a: dòng so lệch ngưỡng thấp d: dòng so lệch ngưỡng cao Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đặc tính làm việc của rơle bảo vệ so lệch - Loại điện cơ -

Đặc tính làm việc của rơle bảo vệ so lệch - Loại sử dụng kỹ thuật số -

Vấn đề nối đất BI với bảo vệ so lệch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

79

Bảo vệ so lệch MBA

Nối đất BI Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch MFĐ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN BI trung gian

Rơle cơ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN BI trung gian

Rơle số

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

80

Nối đất BI

Bảo vệ so lệch tổng trở cao Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

81

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

82



Bảo vệ so lệch có thể tác động nhầm khi BI bị bão hòa Ví dụ hiện tượng bão hòa của các BI với bảo vệ thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Vùng bảo vệ

Bão hòa

Vùng bảo vệ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố trong vùng bảo vệ

Sự cố ngoài vùng bảo vệ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

83



Lý do sử dụng 87H Với các rơle so lệch tổng trở thấp: trường hợp rơle bị bão hòa hoàn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN toàn thì dù rơle có được trang bị hãm nhưng vẫn có khả năng tác động nhầm Nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch tổng trở cao đã đảm bảo làm việc tin cậy trong trường hợp xấu nhất: BI bị bão hòa hoàn toàn. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Với BV thanh góp thì hiện tượng bão hòa BI càng dễ xảy ra do: 

Tải của các BI không giống nhau – một BI có dòng sự cố tổng chạy qua và dòng sự cố này sẽ phân chia qua các BI còn lại.

Với bảo vệ REF hiện tượng xảy ra tương tự: 

BI ở trung tính và BI pha mang dòng khác nhau trong chế độ sự cố  mức độ bão hòa khác nhau. Dễ gặp hiện tượng bão hòa máy biến dòng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

84

Sơ đồ thay thế khi BI bị bão hòa  Dùng khi tính toán bảo vệ so lệch tổng trở cao Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Khi BI bị bão hòa: Dòng đầu vào tăng cao Dòng đầu ra có dạng xung nhọn  giá trị hiệu dụng rất nhỏ Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Như vậy: có thể coi là có dòng đầuNguyễn vào Xuân BI nhưng không có dòng đầu ra  dòng đầu vào đã khép mạch qua nhánh từ hóa  tương đương với việc tổng trở nhánh từ hóa giảm rất thấp, coi như xấp xỉ bằng 0 Zsơ cấp

Zthứ cấp

Xμ=0 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI lý tưởng

Sơ đồ thay thế khi BI bị bão hòa

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

85



Xét sơ đồ đơn giản: thanh góp chỉ gồm hai ngăn lộ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Zsơ cấp

Bão hòa BI1

∆I

BI2

BI1 Lý tưởng

Zthứ cấp

Xμ>>0

Zthứ cấp

∆I

Zsơ cấp

Xμ=0

BI2

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giá trị rất lớn (coi là hở mạch)

Lý tưởng

Giá trị xấp xỉ 0 (nối tắt)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

86



Xét sơ đồ đơn giản: thanh gópchỉ gồm hai ngăn lộ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Zsơ cấp

Zthứ cấp

Zthứ cấp

∆I

BI1

Zthứ cấp

Zsơ cấp

∆I

BI2 R>>

Lý tưởng

Lý tưởng

Zthứ cấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nhánh song song

Rơle so lệch tổng trở cao



BI bị bão hòa: không có dòng thứ cấp



BI còn lại: dòng cấp ra khép mạch qua rơle và tổng trở thứ cấp BI bị bão hòa  có dòng qua rơle  rơle sẽ tác động (tác động sai) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Giải pháp: hạn chế dòng qua rơle bằng cách ghép nối tiếp một điện trở có giá trị lớn  rơle so lệch tổng trở cao

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

87



Yêu cầu đối với BI Các BI có cùng tỷ số biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nên sử dụng biến dòng cấp X BI chân sứ có thể sử dụng nếu các cuộn dây BI thuộc loại quấn phân Điện áp điểm gập V bố đều (Knee-point) Các BI nên có cùng thiết kế Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Điện trở cuộn thứ cấp BI nên chọn nhỏ nhất có thể Không nên nối các thiết bị khác tới lõi dùng cho 87H Điện áp điểm gập Vk phải lớn hơn ít nhất 2 lần điện áp khởi động của rơle: K



Nếu điện áp Vk chọn thấp hơn: khi có sự cố BI sẽ sinh ra điện áp có thể không đủ lớn làm rơle tác động (chọn lớn hơn 2 lần  đảm bảo độ nhạy tối thiểu là Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 2)

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

88



Hoạt động với sự cố ngoài BI lý tưởng: không bão hòa

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI bị bão hòa

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

89

Nối đất BI

Bảo vệ so lệch tổng trở cao Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bảo vệ so lệch tổng trở cao (87H) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

90

Phạm vi áp dụng  Các trường hợp dễ xảy ra bão hòa BI

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch thanh góp Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (bảo vệ so lệch thứ tự không – 87N) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

87H Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

91

Nguyên l{ bảo vệ so sánh pha dòng điện

Nguyên l{ bảo vệ so sánh pha dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

92



Bảo vệ so lệch dòng điện (87) Rơle trao đổi thông tin về toàn bộ dạng sóng dòng điện đang đo được Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Cần cơ chế để tự đồng bộ tín hiệu   



Đồng bộ thông qua đồng hồ GPS Đồng bộ thông qua đồng hồ máy chủ Tự đồng bộ giữa các rơle (ví dụ: sử dụng cơ chế “ping-pong”)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so sánh pha dòng điện (87PC) Rơle chỉ trao đổi thông tin về pha dòng điện Chỉ trao đổi cho nhau hai trạng thái: dòng điện đang ở chu kz âm hay dương (logic 0 và 1) Với các rơle hiện đại: so sánh riêng biệt ba pha (cáp quang) Khi sử dụng kênhNguyễn truyền băng thông thấp (ví dụ: tải ba PLC): Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  

Sử dụng các thành phần đối xứng Hoặc tổ hợp các thành phần đối xứng theo tỷ lệ nhất định

Nguyên l{ bảo vệ so sánh pha dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

93



Nguyên lý so sánh pha Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

0

không trùng khớp

không trùng khớp

0

1 0

trùng hoàn toàn

1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố ngoài vùng bảo vệ

trùng hoàn toàn

Sự cố trong vùng bảo vệ

Nguyên l{ bảo vệ so sánh pha dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

94



Các yếu tố ảnh hưởng Ở chế độ non tải hoặc không tải: dòng điện dung có thể làm bảo vệ tác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN động nhầm 

Giải pháp: sử dụng bộ phận phát hiện sự cố (phần tử quá dòng)  khởi động truyền tin.

Với các rơle kỹ thuật số: sai số về góc pha do việc lấy mẫu tín hiệu Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Do ảnh hưởng của dòng điện dung: góc cài đặt cho BV so lệch pha phải tăng lên 

BV so lệch pha chỉ nên áp dụng cho đường dây tới 400km.

Tính tới dao động góc pha do ảnh hưởng của dao động điện

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

95

Nguyên l{ bảo vệ tổng trở thấp (Bảo vệ khoảng cách)

Nguyên l{ hoạt động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

96



Bảo vệ khoảng cách dựa trên các giá trị dòng điện và điện áp tại điểm đặt rơle để xác định tổng trở sự cố Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Nếu tổng trở sự cố này nhỏ hơn giá trị tổng trở đã cài đặt trong rơle thì rơle sẽ tác động  rơle tổng trở thấp Z< (hoặc 21) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Tổng trở gồm hai thành phần R & X: để thuận tiện phân tích sẽ sử dụng mặt phẳng tổng trở để biểu diễn sự làm việc của bảo vệ khoảng cách jX ZD

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

R

Nguyên l{ hoạt động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

97

Xét sơ đồ đơn giản: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Xuânđộ Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tính toán tổng trở rơle đo được trong Nguyễn các chế Bình thường: jX ZR(bt)=ZD+Zphụ tải ≥ ZD

ZD+Zpt ZD Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 100%Z D

Zpt R

Điểm làm việc lúc bình thường

Nguyên l{ hoạt động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

98

Xét sơ đồ đơn giản: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Xuânđộ Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tính toán tổng trở rơle đo được trong Nguyễn các chế Sự cố: ví dụ tại 50% đường dây: jX Điểm ZR(sc)=ZDsự cố=50%ZD < ZD

Điểm sự cố di chuyển vào đường tổng trở đường dây

Điểm làm việc khi sự cố

ZD

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

50%ZD

làm việc lúc bình thường

ZD+Zpt R

Nguyên l{ hoạt động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

99

Đặc tính làm việc của rơle khoảng cách 

Điểm làm việc lúc bình thường và khi sự cố: khi sự cố điểm làm việc Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN luôn rơi vào đường tổng trở đường dây  có thể chỉ cần chế tạo đặc tính tác động của rơle là một đường thẳng trùng với đường tổng trở đường dây Điểm jX

Đặc tính tác động là một đường thẳng

làm việc lúc ĐHBK bình HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện thường Điểm làm việc khi sự ZD cố ZD+Zpt

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

R

Nguyên l{ hoạt động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

100

Đặc tính làm việc của rơle khoảng cách 

Do sai số, do sự cố có thể xảy ra qua các tổng trở trung gian nên giá thống điện ĐHBK HN trị rơle đoNguyễn đượcXuân khiTùng sự– Bộ cốmôn cóHệthể rơi ra lân cận đường tổng trở đường dây.



Nếu chỉ chế tạo đặc tính tác động là một đường thẳng thì rơle có thể sẽ không làm việc trong các trường hợp này. Để khắc phục thì các nhà Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN chế tạo thường cố { mở rộng đặc tính tác động về cả hai phía của đường dây  trở thành vùng tác động. jX

Đặc tính tác động là một đường thẳng hẹp 100%ZD

jX ZD

ZD+Zpt Điểm làm việc lúc bình thường

Đặc tính tác động được mở rộng

ZD

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Điểm sự cố rơi ra ngoài rơle không tác động R

ZD+Zpt Điểm làm việc lúc bình thường Điểm sự cố rơi vào vùng tác động R

Nguyên l{ hoạt động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

101

Các dạng đặc tính thường gặp 

Thực tế, đặc tính làm việc được mở rộng theo nhiều dạng khác nhau



Đáp ứng tốt hơn với mọi loại sự cố và chế độ vận hành của hệ thống

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

ZD

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

102

Nguyên l{ bảo vệ theo tần số

Nguyên lý bảo vệ theo tần số Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

103





Tần số trong hệ thống điện thay đổi khi có sự mất cân bằng giữa công phát và tiêu thụ: do các tổ máy bị sự cố, tải nặng trong giờ Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN cao điểm,Nguyễn sự cố của thiết bị điều tốc... Ảnh hưởng: Các thiết bị đồng bộ hoạt động dựa trên tần số Sự suy giảm tần số kéo dài  rã lướiNguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Gây nguy hiểm đối với tuabin do hiện tượng cộng hưởng...



Rơle tần số thấp (cao) có nhiệm vụ Sa thải phụ tải đảm bảo sự cân bằng công suất Chia tách hệ thống thành các phần trong trường hợp xảy ra các biến động công suất lớn, hệ thống có vấn đề nghiêm trọng về ổn định



Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyên lý hoạt động

Rơle so sánh tần số đo được với giá trị cài đặt và sẽ tác động khi nào tần số ra khỏi phạm vi cài đặt

Các loại rơle tần số Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

104



f:

Rơle tác động theo độ lệch tuyệt đối tần số

 Rơle tác động bất cứ khi nào tần số thấp hơn giá trị chỉnh định  Cài đặt chỉnh định dễTùng dàng Nguyễn Xuân – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Không tính đến tốc độ suy giảm của tần số 

Rơle tác động theo tốc độ biến thiên tần số df hoặc tốc độ biến thiên trung bình f : dt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

t

 Tốc độ biến thiên tần số phản ánh mức độ mất cân bằng công suất  Rơle có khả năng phản ứng nhanh hơn với sự cố  Thực tế: sử dụng kết hợp cả hai chức năng (

f

&

df ) dt

(Tác động theo tốc độ biến thiên trung bình để giảm khả năng tác động nhầm khi có dao động tần số ngắn hạn) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đặc tính làm việc của rơle tần số

Các yếu tố ảnh hưởng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

105



Quá trình suy giảm tần số có dao động  rơle tác động theo tốc độ suy giảm {df/dt} có thể bị tác động nhầm: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giải pháp: sử dụng các rơle tác động tốc độ biến thiên trung bình của tần số {∆f/ ∆t} 



Trường hợp điện áp bị ảnh hưởng bởi sóng hài: rơle tần số có thể xác định nhầm (rơle số ít bị ảnh hưởng bởi này) Nguyễn Xuân Tùng – Bộyếu môn Hệtố thống điện ĐHBK HN Rơle tần số đặt tại các khu vực phụ tải có nhiều động cơ cần có chú ý: Khi thanh góp mất điện: các động cơ còn tiếp tục quay và duy trì điện áp trên đường dây trong một khoảng thời gian ngắn. Tuy nhiên tần số của điện áp này suy giảm theo tốc độ động cơ  các rơle tần số có thể tác động nhầm. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khi thanh góp có điện trở lại: các tải này không được tự động đóng điện do khi bị sa thải theo tần số thì thiết bị TĐL sẽ không hoạt động

Các yếu tố ảnh hưởng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

106



Rơle tần số đặt tại các khu vực phụ tải có nhiều động cơ có thể tác động nhầm: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giải pháp: 

Sử dụng thêm mạch giám sát bằng điện áp 



Rơle tần số sẽ bị khóa bất cứ khi nào điện áp giảm xuống thấp hơn giá trị cài đặt của rơle điện áp thấp (khoảng 80%Uđịnh mức)

Sử dụng các mạch giám sát theo dòng điện hoặc Nguyễn Xuân công Tùng – suất Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giám sát bằng rơle dòng điện

Giám sát bằng rơle dòng điện & rơle điện áp thấp

107

Phần 04 Các chức năng bảo vệ và giám sát khác trong rơle

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

108



Chức năng phòng ngừa khi đóng máy cắt bằng tay Khi đóng máy cắt bằng tay  cần đưa vào các bảo vệ cắt nhanh Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Để phòng gặp sự cố chưa phát hiện hết

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

   

Kích hoạt nhờ tiếp điểm phụ khóa điều khiển Đặt thời gian của bảo vệ quá dòng về 0 giây Chức năng này kích hoạt trong 300ms đầu tiên Chức năng này cũng kích hoạt bằng chức năng bảo vệ trong rơle (internal) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

109



Hiện tượng tải khởi động đồng thời Khi phụ tải được cấp điện trở lại  tất cả đều khởi động  dòng tăng cao Nguyễn Tùngcó – Bộ môntác Hệ thống điệnnhầm. ĐHBK HN  bảo vệ quáXuân dòng thể động



Dynamic Cold-load Pickup cho bảo vệ qúa dòng Khi tải mất điện đủ lâu (CB open time)  kích hoạt Tự động tăng dòng khởi động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phát hiện tải mất điện dựa theo  

Tiếp điểm phụ máy cắt Giám sát dòng điện qua đối tượng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

110

Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46)  Phát hiện tải mất cân bằng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Mất pha tới tải  Sự cố không đối xứng  Đấu sai cực tính máy biến dòng. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Chống quá tải (động cơ) khi xảy ra hiện tượng mất cân bằng.  Dự phòng cho các bảo vệ quá dòng pha, đặc biệt với trường hợp sự cố hai pha Dòng khởi động đặt rất nhỏ Độ nhạy cao Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

111

Bảo vệ chống máy cắt từ chối tác động (50BF)  Đảm bảo loại trừ được sự cố ở mức độ nhanh nhất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Nguyên lý: bảo vệ nào tác động  gửi tín hiệu  

Máy cắt tương ứng Bộ đếm thời gian của chức năng 50BF

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nếu bộ đếm hết thời gian & Dòng điện vẫn còn  logic hỏng máy cắt  gửi lệnh cắt tới máy cắt cấp trên ở lân cận. 

Với các bảo vệ không sử dụng tín hiệu dòng điện Xác định việc cắt máy cắt thông qua tiếp điểm phụ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng giám sát trong rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

112



Các chức năng giám sát bao gồm Trạng thái phần cứng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Hoạt động của phần mềm Các đại lượng đo được (dòng điện, điện áp).



Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Giám sát phần cứng & phần mềm Nguyễn của rơle

Điện áp của nguồn nuôi rơle Điện áp làm việc của bộ vi xử lý Điện áp của pin trong rơle Sự hoạt động của bộ nhớ Sự hoạt động của phần mềm trong rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng giám sát trong rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

113

Giám sát mức độ đối xứng của dòng điện & điện áp vận hành Bình thường: dòng điện 3 pha thường tương đối đối xứng. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chức năng giám sát phát hiện hiện tượng mất đối xứng dòng điện

Giám sát mạch thứ cấp từ máy biến điện áp Chức năng này so sánh  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

So sánh tổng điện áp ba pha Điện áp cuộn tam giác hở của máy biến điện áp

Nếu có sai lệch  có vấn đề trong mạch thứ cấp BU

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng giám sát trong rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

114

Giám sát hiện tượng hở mạch dòng do đứt dây BV so lệch tác động nhầm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Quá áp nguy hiểm ở mạch nhị thứ. 

Nguyên lý giám sát: Liên tục giám sát giá trị tức thời của dòng điện Dòng điện thay đổi mạnh tới không Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Không ghi nhận được thời điểm dòng điện qua 0  là chỉ dấu của sự cố đứt dây mạch dòng CT



Tác động: Khóa BV so lệch và chống chạm đất hạn chế Khóa các BV dựa trên sự không đối xứng của dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng giám sát trong rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

115

Hở mạch áp của máy biến điện áp (VT) – Đứt cầu chì Mạch áp bị ngắn mạch hoặc hở mạch  điện áp cấp tới rơle bị sụt Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN giảm Nguyễn các bảo vệ dựa theo điện áp dễ tác động nhầm 

Nguyên lý giám sát: dựa theo logic Điện áp mất đối xứng (độ lớn điện áp TTN) Dòng điện vẫn đối xứng (I2 & I0 dướiNguyễn ngưỡng cho– phép) Xuân Tùng Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng giám sát trong rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

116

Ngắn mạch ba pha mạch áp Giảm điện áp cấp vào rơle. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Nguyên lý: dựa theo logic

Tất cả điện áp ba pha nhỏ hơn một ngưỡng cho phép Không có sự tăng đột biến của dòng điện đo được Nguyễn Xuân Tùngnhất – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng điện trên 3 pha lớn hơn một ngưỡng nhỏ cho phép

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng giám sát trong rơle 117

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giám sát mạch cắt (Trip Circuit Supervision – 74)  Mạch cắt có vai trò quan trọng & qua nhiều khâu (cầu chì, cầu Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN nối, tiếp điểm rơle, hàng kẹp, dây nối...)  giám sát sự thông mạch  Nguyên lý: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điệncuộn ĐHBK HN Bơm một dòng điện nhỏ vào mạch (cỡ mA để không kích hoạt cắt ) Giám sát dòng điện này

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng giám sát trong rơle Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

118

Giám sát mạch cắt (Trip Circuit Supervision – 74)  Thực hiện: rơle giám sát gồm một hoặc hai rơle phụ loại thường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN đóng, đóng chậm. Khi hai rơle tác động  cảnh báo mạch cắt

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khi máy cắt đã đóng Giám sát được cả khi mất nguồn thao tác máy cắt

Chức năng giám sát trong rơle 119

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giám sát mạch cắt (Trip Circuit Supervision – 74)  Thực hiện: rơle giám sát gồm một hoặc hai rơle phụ loại thường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN đóng, đóng chậm. Khi hai rơle tác động  cảnh báo mạch cắt

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khi máy cắt đang cắt

Chức năng giám sát trong rơle 120

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giám sát mạch cắt (Trip Circuit Supervision – 74)  Thực hiện: rơle giám sát gồm một hoặc hai rơle phụ loại thường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN đóng, đóng chậm. Khi hai rơle tác động  cảnh báo mạch cắt

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khi máy cắt đã mở

121

Phần 05 Bảo vệ các máy biến áp lực

Các vấn đề cần quan tâm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

122

 



Các hư hỏng đối với máy biến áp Phương thức bảo vệ máy biến áp trên lưới truyền tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chức năng bảo vệ so lệch (87T) Nguyên lý, đặc tính làm việc Các vấn đề cần chú ý khi áp dụng BVSL cho máy biến áp



Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch thứ tự không (87N) hay bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) Nguyên lý hoạt động Lý do sử dụng



Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại sự cố & chế độ bất thường 123

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các sự cố Chế độ bất thường  Phóng điện sứ xuyên  Quá tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Sự cố pha-pha, pha-đất đối với  Mức dầu tăng cao hoặc giảm cuộn dây cao và hạ áp thấp  Sự xâm ẩm của hơi nước vào  Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN dầu cách điện áp  Sét đánh lan truyền vào trạm:  Lõi từ bị quá từ thông... hỏng cách điện cuộn dây  Sự cố giữa các vòng dây trên cùng cuộn dây. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phân tích Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

124



Chạm chập giữa các vòng dây: dòng điện trong các vòng dây bị sự cố lớn nhưng dòng điện tại hai đầu của máy biến áp thay đổi Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN không đáng kể (theo tỷ số vòng dây) Các bảo vệ hoạt động theo dòng điện khó phát hiện Nếu không loại trừ nhanh thì có thể gây sự cố lan tràn



Sự cố lõi từ:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tăng độ lớn dòng điện xoáy Gây phát nhiệt sự cố lớn hơn. 

Sự cố thùng dầu chính: mức dầu bị hạ thấp Nguy hiểm cho cách điện & làm mát máy biến áp.



Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp (OLTC) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phân tích Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

125

Vai trò của cuộn thứ ba (đấu tam giác) trong MBA  Với các máy biến áp (gồm cả tự ngẫu) đấu Y/Y: thường được Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN trang bị thêm cuộn tam giác: Là điểm đấu nối của các bộ tụ, kháng bù Cung cấp điện tự dùng hoặc cho một số tải địa phương Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Khi cuộn tam giác được thiết kế không mang tải: gọi là cuộn ổn định Thành phần sóng hài bậc 3 chạy quẩn trong cuộn dây này Ổn định điểm trung tính (neutral point): khi có cuộn tam giác thì tổng trở TTK sẽ nhỏ hơn và có tác dụng giảm sự mất cân bằng của điện áp Nguyễn Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN khi mang tải không cânXuân bằng.

Phân tích Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

126

Vai trò của cuộn thứ ba (đấu tam giác) trong MBA  Sự phân bố dòng điện trong MBA khi mang tải không cân bằng: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN giả thiết MBA chỉ mang tải 1 pha (trường hợp mất cân bằng trầm trọng nhất) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Tùngbằng – Bộ môn 1/3 Hệ thống điện ĐHBK Dòng trong cuộnNguyễn tamXuân giác của tải HN 1 pha: do đó cuộn tam giác thường có công suất bằng 1/3 cuộn dây chính

Các loại bảo vệ thường dùng cho máy biến áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

127

Loại sự cố

Loại bảo vệ Bảo vệ so lệch

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố pha-pha và pha-đất ở cuộn dây

Bảo vệ quá dòng Bảo vệ chống chạm đất hạn chế Bảo vệ so lệch

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố giữa các vòng dây

Rơle khí (Buchholz) Bảo vệ so lệch Sự cố lõi từ Rơle khí (Buchholz) Bảo vệ so lệch Sự cố thùng dầu máy biến áp

Rơle khí (Buchholz)

Nguyễn Xuân Tùng Bộchống môn Hệ thống điện ĐHBK HNbiến áp Bảo–vệ chạm đất thùng máy

Quá từ thông

Bảo vệ chống quá từ thông

Quá nhiệt

Bảo vệ chống quá tải

Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

128



Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 500/220kV Bảo vệ chính 1:  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

87T, 49, 64, 50/51, 50/51N Tín hiệu dòng điện các phía được lấy từ BI chân sứ MBA.

Bảo vệ chính 2:  

87T, 49, 50/51/50/51N Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI ngăn máy cắt đầu vào các phía MBA.

Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 500kV:   

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74 Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 500kV của MBA Tín hiệu điện áp: lấy từ BU thanh cái 500kV

Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 220kV:   

Nguyễn Xuân Tùng –50BF, Bộ môn74 Hệ thống điện ĐHBK HN 67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 220kV của MBA Tín hiệu điện áp: lấy từ BU thanh cái 220kV

Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

129



Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 500/220kV Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp:  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

50/51, 50/51N, 50BF, 74 Tín hiệu dòng điện: lấy từ BI chân sứ 35kV của MBA

Các bảo vệ khác    

Rơ le bảo vệ nhiệt độ dầu /cuộn dây MBA (26) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Rơ le áp lực MBA (63) Rơ le gaz cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (96) Rơ le báo mức dầu tăng cao (71)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

130



Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 220/110kV Bảo vệ chính 1:  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

87T, 49, 64, 50/51, 50/51N Lấy tín hiệu dòng điện từ BI chân sứ MBA

Bảo vệ chính 2  

87T, 49, 50/51/50/51N Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Lấy tín hiệu dòng điện từ BI ngăn máy cắt đầu vào các phía MBA.

Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 220kV:   

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74 Lấy tín hiệu dòng điện từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 220kV của MBA Lấy tín hiệu điện áp được lấy từ BU thanh cái 220kV

Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 110kV:   

Nguyễn Xuân Tùng –50BF, Bộ môn74 Hệ thống điện ĐHBK HN 67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, Lấy tín hiệu dòng điện từ BI ngăn máy cắt đầu vào phía 110kV của MBA Tín hiệu điện áp: lấy từ BU thanh cái 110kV

Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

131



Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 220/110kV Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp:  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

50/51, 50/51N, 50BF, 74 Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ cuộn trung áp của MBA

Các chức năng bảo vệ khác    

Bảo vệ nhiệt độ dầu /cuộn dây MBA (26) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Rơ le áp lực MBA (63) Rơ le gaz cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (96) Rơ le báo mức dầu tăng cao (71)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

132



Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 110kV Bảo vệ chính:  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

87T, 49, 64 (theo nguyên l{ tổng trở thấp), 50/51, 50/51N Tín hiệu dòng điện: BI ngăn máy cắt đầu vào các phía MBA.

Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây 110kV:   

67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 50BF, 74 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ 110kV của MBA Tín hiệu điện áp: BU thanh cái 110kV

Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp 1:  

50/51, 50/51N, 50BF, 74 Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ cuộn trung áp 1 của MBA.

Bảo vệ dự phòng cho cuộn dây trung áp 2:  

Nguyễn Xuân Tùng 50/51, 50/51N/51G, 50BF, 74 – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tín hiệu dòng điện: BI chân sứ cuộn trung áp 2 của MBA

Sơ đồ phương thức bảo vệ phổ biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

133



Cấu hình bảo vệ cho máy biến áp 110kV Các bảo vệ khác    

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ nhiệt độ dầu /cuộn dây MBA (26) Rơ le áp lực MBA (63) Rơ le gaz cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (96) Rơ le báo mức dầu tăng cao (71) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch cho máy biến áp (87T) 134

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có hãm ∆I (87)  Dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Phạm vi bảo vệ được giới hạn bởi vị trí đặt BI

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

135



Bảo vệ so lệch có hãm: đảm bảo sự làm việc ổn định của bảo vệ Đặc tính của CT các phía khác nhau (chế độ bình thường & bão hòa) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khi có sự cố ngoài Chuyển đổi đầu phân áp của máy biến áp



Phương thức tổ hợp dòng hãm: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tùy theo hãng chế tạo Ví dụ với rơle Siemens: tổng độ lớn của dòng đi vào & đi ra

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

136



Phương thức tổ hợp dòng hãm: (tiếp) Tùy theo hãng chế tạo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

ABB

i2

i1

iR

1 i1 n

iR

n

iR

môn Hệ thống điện ĐHBK HN “maximum of” MaxNguyễn i1 ,Xuâni2Tùng , i–3Bộ,..., in

i1 i2

i3 i2

...

“sum of”

iR

i3

in ...

i3 ... in

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

in

“scaled sum of”

“geometrical average”

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

137

Các yếu tố cần chú ý Hiệu chỉnh góc pha do tổ đấu dây máy biến áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Loại bỏ thành phần dòng điện TTK Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng Hãm theo sóng hài  

Khi đóng xung kích máy biến áp Khi quá từ thông lõi từ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

138

Ảnh hưởng của tổ đấu dây máy biến áp  MBA tổ đấu dây hai phía khác nhau  dòng điện các phía bị lệch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN góc nhau Tổ đấu dây Y0/∆-11 thì dòng sơ cấp và thứ cấp lệch nhau 11x300=3300. 

 

Nguyên lý bảo vệ so lệch yêu cầu dòng điện hai phía cần so sánh Nguyễn – Bộ môn Hệ thống điện chạy ĐHBK HN phải trùng pha  khi xảy ra lệch pha XuâncóTùng dòng cân bằng qua  bảo vệ sẽ tác động nhầm  phải hiệu chỉnh góc pha. Rơle cơ & Rơle tĩnh: hiệu chỉnh góc pha bằng BI trung gian. Rơle số: hiệu chỉnh góc pha được thực hiện bằng phần mềm: BI có thể đấu hình Y cho mọi cuộn dây Khai báo vào rơle các tổ dấu dây của máy biến áp và máy biến dòng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN (nếu cần thiết).

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) 139

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ví dụ xác định vecto dòng điện theo tổ đấu dây (Y/∆-11) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

140

Loại bỏ thành phần dòng điện TTK  Sự cố chạm đất ngoài vùng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Nếu không loại bỏ: tác động nhầm

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI trung gian không có cuộn tam giác

Dòng qua rơle lớn hơn 0 Rơle có thể tác động nhầm

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

141

Loại bỏ thành phần dòng điện TTK  Sử dụng BI trung gian có cuộn tam giác: loại trừ thành phần I0 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN chạy vào bảo vệ BI trung gian có cuộn tam giác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng qua rơle bằng 0

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

142

Ví dụ khác: loại I0 và hiệu chỉnh góc pha Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố chạm đất ngoài vùng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng qua rơle bằng 0 – Rơle không tác động nhầm

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

143

Ví dụ khác: loại I0 và hiệu chỉnh góc pha Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố chạm đất trong vùng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng qua rơle bằng khác 0 – Rơle tác động bình thường

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

144

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng  Dòng cân bằng có thể sinh ra khi:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI các phía có tỷ số biến khác tỷ số biến áp Hoặc khi dòng điện thứ cấp của các BI không giống nhau Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

145

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng  Dòng cân bằng có thể sinh ra khi:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI các phía có tỷ số biến khác tỷ số biến áp Hoặc khi dòng điện thứ cấp của các BI không giống nhau Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle so lệch

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

146

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng  Chọn BI trung gian

w w2

i

3

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 1 2

BI đấu tam giác thì dòng pha & dòng dây khác nhau

i1

3,813 3 0, 719

2, 202 0, 719

3, 06

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

147

Hiệu chỉnh tỷ số biến dòng  Chọn BI trung gian

w w2

i

3

3,813 3 0, 719

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 1 2

i1

2, 202 0, 719

3, 06

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

148

Hãm theo thành phần sóng hài Dòng từ hóa xung kích khi đóng không tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Đóng máy biến áp không tải Không có tải Đóng điện máy biến áp từ một phía 

Khi đóng không tải:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng từ hóa xung kích chạy vào từ một phía Phía đầu ra không tải: không có dòng điện I1

I2

Nguyễn Xuân Tùng ∆I– Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch có thể tác động nhầm

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

149

Hãm theo thành phần sóng hài Cách xử lý dòng từ hóa xung kích khi đóng không tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Dòng từ hóa xung kích có dạng méo sóng, tắt nhanh Dòng xung kích

Bậc cơ bản Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN (50Hz)

Phân tích phổ Điện áp 

Sóng hài

Bậc hai (100Hz) Bậc cao hơn

Phân tích phổ: có sóng hài bậc 2  lấy làm tín hiệu hãm bảo vệ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN so lệch  hãm theo sóng hài

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

150

Hãm theo thành phần sóng hài Đóng máy biến áp không tải (đóng xung kích)   

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng từ hóa xung kích: luôn chứa thành phần 2nd Dòng sự cố: không có 2nd & bậc chẵn Dòng từ hóa xác lập: không có sóng hài bậc chẵn.

 Sóng hài bậc 2: đặc trưng riêng biệt của dòng từ hóa xung kích  sử Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN dụng thành phần sóng hài bậc 2 này để tự động hãm bảo vệ so lệch khi đóng không tải máy biến áp.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) 151

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hãm theo thành phần sóng hài Hiện tượng quá từ thông Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Lõi máy biến áp bị quá từ thông  Dòng điện các phía không giống nhau  Khi MBA bị quá từ thông: dòng điện có chứa thành phần sóng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN th th hài bậc 3 & 5  Thành phần bậc 3: có thể bị loại bởi cuộn tam giác  dùng thành phần hài bậc 5 để khóa tạm thời chức năng bảo vệ so lệch

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch thứ tự không (87N) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

152

Lý do dùng bảo vệ so lệch thứ tự không 87N 

Sự cố tại điểm gần trung tính cuộn dây đấu hình sao, trung tính nối đất: dòng Xuân(do Tùngđiện – Bộ môn thống điện ĐHBK sự cố có thểNguyễn rất bé áp Hệ gần trung tínhHNcó giá trị nhỏ)



Bảo vệ quá dòng TTK (50N & 51N):  Có thể không đủ độ nhạy để bảo vệ cho cuộn dây máy biến áp



Bảo vệ so lệch:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Có thể không đủ độ nhạy  dùng bảo vệ so lệch thứ tự không (87N)

 Phạm vi bảo vệ: các cuộn dây đấu sao, trung tính nối đất (phạm vi bảo vệ bị hạn chế).

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch thứ tự không (87N) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

153

 

Nguyên lý hoạt động Chế độ bình thường & sự cố ngoài

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Chế độ sự cố trong vùng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

154

Báo chạm đất phía cuộn trung tính cách điện  Cuộn dây có trung tính cách điện  nếu xảy ra chạm đất: dòng điện có Xuân – Bộdòng môn Hệkhông thống điệnphát ĐHBK HN giá trị nhỏ Nguyễn  bảo vệTùng quá hiện được 110

Để phát hiện chạm đất 

23 BI1

BI2

Sử dụng điện áp thứ tự không 3U0  Ua+Ub+Uc=3U0

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Đo bằng BU loại 3 pha 5 trụ 

Có cuộn tam giác hở

Biến điện áp (BU)

 Bình thường 3 pha điện áp đối xứng 

I>

BI3

Tổng vecto điện áp bằng không

10,5

U0 >

 Khi xảy ra chạm đất:

Ua=0

Ua



Pha chạm đất có điện áp bằng không



Vecto điện áp ba pha bị lệch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Tổng vecto điện áp 3 pha (3U0) sẽ khác không  bảo vệ báo chạm đất

Uc

N

Uc

N Ub

Ub

Ua+Ub+Uc=3U0 Bình thường

Ua+Ub+Uc#3U0 Sự cố (A-Đ)

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

155

Bảo vệ chống quá từ thông lõi thép (24) 





Quá từ thông (hay quá kích từ): phát hiện hiện tượng quá từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN thông trong lõi từ Phạm vi sử dụng phổ biến với sơ đồ nối bộ máy phát-máy biến áp. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyên nhân: Hiện tượng quá từ thông lõi từ có thể xảy ra khi: Điện áp hệ thống bị tăng cao (máy phát bị mất tải đột ngột, bộ điều chỉnh kích từ không vận hành, hoặc tốc độ phản ứng chậm dẫn đến quá áp) Tần số hệ thống giảm thấp (ví dụ: trong quá trình khởi động tổ máy, tốc độ máy phát tăng dần dần, bộ kích từ đã hoạt động giữ điện áp đầu cực ở ngưỡng định mức) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Khi quá từ thông  lõi từ không thể mang thêm từ thông  từ thông móc vòng qua các kết cấu kim loại lân cận  phát nóng

Các loại bảo vệ khác 156

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống quá từ thông lõi thép (24)  Phương thức bảo vệ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giám sát tỷ số V/f (điện áp & tần số) Loại bảo vệ có trễ: quá từ thông quá độ không gây nguy hiểm tức thời Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ví dụ đặc tính làm việc của chức năng 24

Các loại bảo vệ khác 157

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống quá tải (49)  Quá tải khó phát hiện bằng các bảo vệ quá dòng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Rơle số có thể dùng 3 phương pháp Hình ảnh nhiệt (không tính tới nhiệt độ môi trường ngoài) Hình ảnh nhiệt (có tính tới nhiệt độ môi trường ngoài) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nhiệt độ điểm nóng & tính toán già hóa cách điện

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

158

Bảo vệ chống quá tải (49) Nguyên lý hình ảnh nhiệt

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Coi cả máy biến áp là một đối tượng đồng nhất



Dòng điện  nhiệt lượng Q (tỷ lệ I2)



Nhiệt lượng Q = Q1 + Q2  Q1: tỏa nhiệt vào môi trường

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Q2: tăng nhiệt bản thân 

Độ tăng nhiệt tỷ lệ  Tỷ phần của Q1 & Q2  Kết cấu, hình dáng, kiểu làm mát..  đặc trưng bởi hệ số “hằng số quán tính nhiệt ” th  Hằng số này có thể tính toán gần đúng



Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phương pháp: xác định được độ tăng nhiệt (%)  So với nhiệt độ chuẩn

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

159

Giám sát nhiệt độ  Trang bị sẵn của nhà sản xuất

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dựa theo sự giãn nở của môi chất theo nhiệt độ Nhiệt độ tỷ lệ với dòng điện

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại bảo vệ khác 160

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle khí (Buchholz) (tiếng Việt: RK)  Vị trí: trường đường ống nối từ thùng dầu chính máy biến áp lên Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN thùng dầu phụ - Do nhà sản xuất chế tạo sẵn

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động của rơle khí (Buchholz) Petcock Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Counter balance weight

Alarm bucket

Mercury switch

Nguyễn Xuân Tùng – BộOil mônlevel Hệ thống điện ĐHBK HN

To oil conservator

From transformer

Trip bucket

Aperture adjuster Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Drain plug

Deflector plate

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

162

Rơle khí (Buchholz) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Cấu tạo: gồm hai tổ hợp phao nằm lơ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN lửng trong dầu.

Các loại bảo vệ khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên lý hoạt động của rơle khí (Buchholz)  Quá tải: khí ga từ thùng dầu tích tụ lên trên theo ống dẫn dầu  đẩy Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

mức dầu trên nắp rơle Buchholz xuống  phao cấp 1 (bên trên) chìm xuống, đóng tiếp điểm  khởi động cảnh báo qúa tải để thực hiện quá trình san tải cho máy biến áp. 

Sự cố giữa các vòng dây hoặc giữa Nguyễn các pha thì –nhiệt độthống tăng nhanh, Xuân Tùng Bộ môn Hệ điện ĐHBK HN khí tích tụ mạnh và đi lên trên  xô đẩy vào phao cấp 2  khởi động đi cắt nguồn của máy biến áp.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thùng dầu chính máy biến áp

Hướng di chuyển của dòng dầu khi sự cố

Thùng dầu phụ máy biến áp

Rơle kỹ thuật số RET 670

Tổng quan Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

165



Chức năng chính: Bảo vệ so lệch có hãm (87) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Bảo vệ quá dòng điện (51 & 51N) 

Có thể lựa chọn chức năng định hướng

Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) Điều chỉnh đầu phân áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 

Phạm vi sử dụng: Máy biến áp 2 hoặc 3 cuộn dây Máy phát-máy biến áp nối bộ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

166



Phương thức tổ hợp dòng hãm: Tùy theo hãng chế tạo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

RET521

i2

i1

iR

1 i1 n

iR

n

iR

môn Hệ thống điện ĐHBK HN “maximum of” MaxNguyễn i1 ,Xuâni2Tùng , i–3Bộ,..., in

i1 i2

i3 i2

...

“sum of”

iR

i3

in ...

i3 ... in

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

in

“scaled sum of”

“geometrical average”

Dòng hãm = Dòng lớn nhất của các dòng đầu vào rơle

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

167

Hiệu chỉnh các yếu tố ảnh hưởng  Dòng điện thứ tự không: loại trừ bằng phần mềm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Lựa chọn có/không loại trừ cho từng cuộn dây

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Việc loại/không loại tùy theo Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tổ đấu dây máy biến áp Có/không có CT trung tính

Xử l{ dòng I0 linh hoạt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

168



Tổ đấu dây Y/∆; ∆/∆ hoặc Y/Y:  không cần xử l{ I0 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Cuộn đấu sao, trung tính nối đất (Y0) & có sẵn CT trung tính: Dòng TTK qua trung tính sẽ tự cân bằng với dòng TTK trên các pha  không cần loại trừ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Xử l{ dòng I0 linh hoạt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

169



Cuộn đấu sao, trung tính nối đất (Y0) & không có CT trung tính: Bắt buộc phải loại trừ dòng TTK (bằng phần mềm) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Độ nhạy có thể giảm tới 30% (với sự cố N(1))



Tương tự với MBA tự ngẫu Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN MBA tự ngẫu luôn có tổ đấu dây Y(N)y0 Tùy thuộc vào có/không có CT trung tính

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

170

Hiệu chỉnh các yếu tố ảnh hưởng  Dịch góc pha do tổ đấu dây: hiệu chỉnh bằng phần mềm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BI đấu hình sao Khai báo tổ đấu dây máy biến áp 

Sai lệch tỷ số biến dòng: hiệu chỉnh bằng phần mềm Khai báo tỷ số BI các phía



Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ảnh hưởng của điều chỉnh đầu phân áp: hiệu chỉnh bằng phần mềm Tổng số đầu phân áp Điện áp đầu phân áp cao nhất/thấp nhất Vị trí đầu phân áp trung gian Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nếu tín hiệu vị trí đầu phân áp đưa tới rơle bị lỗi: dòng so lệch ngưỡng thấp tạm thời được nâng tới ít nhất là giá trị 30%

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

171



Đặc tính tác động Giá trị so với dòng định mức phía cao áp hoặc cuộn dây công suất lớn nhất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng so lệch

Vùng tác động không hãm

Dòng so lệch ngưỡng cao

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Vùng tác động có hãm

Dòng so lệch ngưỡng thấp

Vùng khóa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng hãm

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

172



Cài đặt - Đặc tính tác động Lựa chọn 5 đặc tính có sẵn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tịnh tiến đặc tính có sẵn Nguyên tắc chung: dòng hãm luôn lớn hơn 2 lần dòng so lệch với sự cố ngoài độ dốc lớn nhất 50% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hệ số hãm tăng: mở rộng vùng hãm  hãm tốt, giảm độ nhạy tác động Ngược lại: tăng độ nhạy tác động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

173



Cài đặt Dòng so lệch ngưỡng thấp Idiff>    

Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Độ dốcNguyễn bằngXuân không (không hãm) Đặt cao hơn dòng so lệch xuất hiện ở chế độ bình thường Có thể tính tới ảnh hưởng của đầu phân áp (nếu không sử dụng chức năng bù) Dải lựa chọn: 0,1÷0,5 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

174



Cài đặt Các đoạn tiếp theo: trạng thái quá tải và sự cố ngoài   

Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Độ dốcNguyễn tăng Xuân dần  tăng hiệu lực hãm (giảm độ nhạy) Thường đặt theo tham số mặc định của nhà sản xuất Độ dốc mặc định thay đổi tại 1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

175



Cài đặt Vùng tác động không hãm & Dòng so lệch ngưỡng cao Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sự cố trong vùng với dòng ngắn mạch lớn  BI có thể bị bão hòa  bị hãm theo sóng hài  Xử l{: cho phép bảo vệ tác động ngay không cần hãm {chỉ khi dòng so lệch lớn hơn một ngưỡng cho phép}  Ngưỡng cho phép phải đảm bảo phân biệt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Vùng tác động không hãm đúng sự cố trong vùng 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

176



Cài đặt Dòng so lệch ngưỡng cao  

môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tham Nguyễn số nàyXuân tínhTùng toán– Bộ được Thường đặt cao hơn 120% giá trị này

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

177

Ngăn ngừa tác động nhầm khi BI bị bão hòa với sự cố ngoài  Dòng so lệch có thể tăng cao do Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ngắn mạch ngoài với dòng điện ngắn mạch lớn Mức độ bão hòa của các BI khác nhau  

Dòng so lệch lớn Dòng hãm không tăng tương ứng với thực tế Xuân (do Tùng BI bão Nguyễn – Bộhòa) môn Hệ thống điện ĐHBK HN

bảo vệ có thể tác động nhầm. Rơle RET 670: chức năng hãm khi phát hiện BI bị bão hòa 

Cơ chế hãm Phát hiện sự cố ngoài Kích hoạt hãm theo sóng hài bậc 2 (BI bị bão hòa, dạng sóng sẽ tạm thời có thành phần hàiXuân bậc 2)– Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Tùng Tăng dòng khởi động so lệch ngưỡng thấp lên 70%

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) 178

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ngăn ngừa tác động nhầm khi BI bị bão hòa  Vấn đề quan trọng: phát hiện sự cố nào là sự cố ngoài Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Thuật toán: Phát hiện sự cố ngoài & bão hòa BI dựa trên sự di chuyển của đặc tính làm việc Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

179



Sự di chuyển điểm làm việc khi ngắn mạch ngoài, BI bão hòa

Dòng điện sơ cấp & thứ cấp khi BI bão hòa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Quĩ đạo điểm làm việc tương ứng

AB BC 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN CA

Sự cố trong vùng: điểm làm việc luôn rơi vào trong vùng tác động

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

180

Ngăn ngừa bảo vệ tác động nhầm khi đóng máy biến áp không tải (đóng xung kích) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Nguyên lý Dựa theo thành phần sóng hài bậc 2   

Dòng từ hóa xung kích: luôn chứa thành phần 2nd Dòng sự cố: không có 2nd & bậc chẵn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng từ hóa xác lập: không có sóng hài bậc chẵn

Dựa theo phân tích dạng sóng dòng điện tức thời 



Mỗi chu kz: có giai đoạn dòng xung kích giảm tới giá trị rất nhỉ (bằng dòng từ hóa) Giai đoạn này xuất hiện đều đặn ít nhất ¼ chu kz Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

181

Ngăn ngừa bảo vệ tác động nhầm khi đóng máy biến áp không tải (đóng xung kích) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Cài đặt: có hai chế độ hoạt động (lựa chọn) Hãm theo sóng hài và hãm theo dạng sóng: tự động bật khi máy biến áp không có điện 



Tự khóa sau 1 phút khi máy biến áp đóng điện: tránh vệ bị làmĐHBK việcHN Nguyễn Xuân Tùng –bảo Bộ môn Hệ hãm, thống điện kéo dài khi sự cố trong vùng Tuy nhiên: vẫn tự kích hoạt khi có sự cố ngoài

Cả hai phương pháp: đều kích hoạt & hoạt động song song

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

182

Ngăn ngừa bảo vệ tác động nhầm khi máy biến áp bị quá kích từ (dòng từ hóa bị tăng cao) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Mật độ từ thông trong lõi từ: tỷ lê B= E/(4.44*S*f)  Khi điện áp tăng cao/ tần số giảm thấp: quá từ thông lõi từ  Không cần thiết phải cắt nhanh máy biến áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Tuy nhiên: Dòng từ hóa tăng cao kết hợp với dòng tải: bảo vệ so lệch có thể tác động nhầm  Đặc điểm dòng từ hóa khi quá từ thông: Chỉ chứa hài bậc lẻ: 3, 5, 7... Thành phần bậc 5 chiếm chủ yếu

Hài bậc 3: không đi đi Xuân quaTùng cuộn tam giác không dùng để phát Nguyễn – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN hiện quá từ thông  Chỉ dùng hài bậc 5 

Chức năng bảo vệ so lệch (F87T) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

183

Ngăn ngừa bảo vệ tác động nhầm khi máy biến áp bị quá kích từ (dòng từ hóa bị tăng cao) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hài bậc 3: không đi đi qua cuộn tam giác  không dùng để phát hiện quá từ thông  Chỉ dùng hài bậc 5 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Quá trình hãm theo hài bậc 5: chỉ bắt đầu nếu chức năng so lệch yêu cầu lệnh cắt 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch thứ tự không (F87N) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

184



Dòng so lệch & dòng hãm Iso lệch = Itrung tính – 3*I0 (tổ hợp từ tổng ba dòng điện pha) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Ihãm = max {Itrung tính, Ipha A, Ipha B, Ipha C}

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Độ dốc cố định: 70% & 100%

Bảo vệ so lệch thứ tự không (F87N) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

185

Đặc điểm  Độ nhạy cao:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng khởi động đặt thấp Dòng tác động tổngdòng thứ tự không tổng tại điểm sự cố 





Chỉ sử dụng thành phần thứ tự không cơ bản  không bị ảnh hưởng của thành phần hài bậc 3 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Không bị ảnh hưởng của dòng xung kích: không cần kiểm tra bởi thuật toán hãm sóng hài  có thời gian tác động nhanh nhất Không bị ảnh hưởng của việc chuyển đổi đầu phân áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng điều khiển điện áp (OLTC control) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

186

Sơ đồ đấu nối Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

187



Nguyên l{ làm việc của thiết bị điều áp dưới tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tiếp điểm D&S riêng biệt

Với điện kháng (a)

Với điện trở (b)

Loại tổ hợp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

188



Sự cần thiết phải có thiết bị đổi nối trung gian Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Không có thiết bị đổi nối

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

189



Sự cần thiết phải có khâu hạn chế dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Không có thiết bị hạn chế dòng điện

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

190



Hạn chế dòng điện bằng điện trở Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

191



Hạn chế dòng điện bằng điện trở Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

192



Chuyển đầu phân áp qua tiếp điểm trung gian phụ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

193



Hạn chế dòng điện bằng điện kháng Không tổn hao Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Có thể nằm trong mạch chuyển mạch – Không cần loại trừ sau khi chuyển mạch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

194



Chuyển mạch bằng máy cắt chân không Các phương pháp chuyển mạch: xuất hiện hồ quang  dầu nhanh bị Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN kém chất lượng Sử dụng thêm chuyển mạch bằng máy cắt chân không Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

195



Chuyển mạch bằng máy cắt chân không Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

196



Chuyển mạch bằng máy cắt chân không Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

197



Phương pháp trích đầu phân áp với MBA tự ngẫu a. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Số vòng của cuộn cao áp (H) là cố định – tỷ số vòng/volt sẽ cố định nếu điện áp cao áp cố định – Thích hợp nếu điện áp cao áp ít thay đổi

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

b.

Thích hợp nếu điện áp cao áp thay đổi nhiều

Công tắc đảo chiều: o o

Chỉ vận hành khi đầu phân áp tại vị trí N (neutral)

Đảo chiều cực tính điện áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  điều chỉnh tăng/giảm

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

198



Trích đầu phân áp gần điểm trung tính cuộn dây  Các phương pháp trước lấy đầu phân áp lân cận vị trí X Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Phương pháp lấy đầu phân áp gần điểm trung tính: giảm

được cách điện của thiết bị OLTC 

Tuy nhiên: 

Số vòng cuộn cao ápNguyễn thay đổi trímôn đầuHệphân Xuântheo Tùngvị – Bộ thốngáp điện ĐHBK HN



Không thích hợp sử dụng vì điện áp phía cao áp thường tương đối ổn định

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thiết bị tự động chuyển đổi đầu phân áp MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

199



Sơ đồ đấu nối của bộ điều khiển Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ bộ OLTC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

200

Các giá trị chỉnh định 

Mức điện áp cài đặt Xuâncao Tùnghơn – Bộ môn Giá trị cài đặtNguyễn thường 5% Hệ đểthống điện ĐHBK HN Vùng bù cho điện áp rơi trên đường dây 105V



không nhạy

Vùng không nhạy U kn Phải đảm bảo sao cho khi điều chỉnh một nấc phân áp thì mức thay đổi điện áp U không được vượt quá ngưỡng không nhạy



U kn (1.1 1.2) Thời gian trễ:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thời gian trễ

U

Để tránh thiết bị làm việc liên tục khi có dao động điện áp ngắn hạn (vd: do động cơ khởi động) đặt 30-60 giây 

Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Giữ điện áp tại điểm Nguyễn nút phụ tải:

Tương tự như trong thiết bị điều khiển kích từ

Phối hợp sự làm việc song song các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

201



L{ do làm việc song song của các MBA: Tăng khả năng tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tăng cường mức độ dự phòng Dễ dàng khi cần bảo dưỡng một MBA



Các vấn đề cần quan tâm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khác tỷ số/ điện áp Khác tổng trở Bộ điều khiển không tương thích với nhau Tăng dòng ngắn mạch...



Hậu quả khi phối hợp sai: Tải phân bố không đều Nguyễn Xuânlớn Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng cân bằng chạy quẩn 

Quá tải, tăng tổn thất

Bộ OLTC hoạt động nhiều: hao mòn, tăng giảm áp liên tục...

Phối hợp sự làm việc song song các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

202



L{ do cần phối hợp các bộ điều áp dưới tải Sai lệch thời gian: một bộ điều áp hoạt động nhanh hơn các bộ khác 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Một MBA sẽ thay đổi đầu phân áp trước, MBA còn lại không thay đổi  hai MBA sẽ vận hành song song với các nấc phân áp khác nhau  sinh ra dòng cân bằng chạy quẩn giữa hai máy  phát nóng, quá tải, tăng tổn hao.

Nguyễntự Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sai lệch cảm biến điện áp: tác hại tương

MBA 15MVA; Xk%=8.7; Uthứ cấp=12.7kV

Lệch một nấc phân áp Icb=25A Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phối hợp sự làm việc song song các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

203



Yêu cầu đối với việc phối hợp Các MBA song song: đảm bảo điều áp như đã cài đặt với một máy Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nấc phân áp: được tự động lựa chọn sao cho dòng cân bằng chạy quẩn nhỏ nhất 

Các MBA có thể không cần thiết hoạt động tại cùng vị trí đầu phân áp

Các chức năng phải tự động được đảm bảo: khi thay đổi cấu hình hệ thống Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phối hợp sự làm việc song song các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

204



Các phương pháp phối hợp bộ điều khiển Theo phương pháp bộ điều khiển chủ đạo/ phụ thuộc Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN (Master/Flolower) Phương pháp dòng cân bằng nhỏ nhất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phối hợp sự làm việc song song các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

205



Nguyên l{ điều khiển chủ đạo/phụ thuộc Dựa theo giả thiết: giữ cùng nấc phân áp  dòng cân bằng nhỏ nhất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phối hợp sự làm việc song song các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

206



Chủ đạo/phụ thuộc – giữ cùng nấc phân áp Chỉ áp dụng với các MBA giống nhau hoàn toàn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tỷ số BI có thể khác nhau Yêu cầu có phản hồi từ thiết bị được điều khiển (thường dùng các rơle trung gian) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khi có 01 bộ điều khiển

Khi có 02 bộ điều khiển

Phối hợp sự làm việc song song các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

207



Nguyên l{ dòng cân bằng nhỏ nhất Sử dụng thêm thiết bị phụ trợ (Parallel Balancing Module) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thiết bị phụ trợ phân tách dòng điện chạy qua MBA:  

Dòng tải thông thường – các dòng tải qua các MBA cùng pha với nhau Dòng cân bằng chạy quẩn – lệch pha 1800 giữa các MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sơ đồ đấu nối theo phương pháp dòng cân bằng nhỏ nhất

Nguyên l{ của khối cân bằng dòng

Chức năng bảo vệ quá dòng (50&51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

208

 

Là bảo vệ dự phòng Trang bị các đặc tính theo tiêu chuẩn & tự đặt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Normal Inverse (NI): sử dụng trong hầu hết các trường hợp cần phối giữa các bảo vệ 

Nếu không phối hợp được -> sử dụng các đặc tính tiếp theo như VI hay EI.

Very Inverse (VI): độ lớn dòng điện sự cố Xuân dọcTùng đường dây thayđiện đổiĐHBK HN Nguyễn – Bộ môn Hệ thống mạnh từ đầu tới cuối đường dây. Extremely Inverse (EI): thời gian tác động tỷ lệ nghịch với bình phương của dòng điện. Thích hợp với:  

Đường dây mang các tải có dòng khởi động đột biến Phối hợp với các cầu chì hoặc các thiết bị tự đóng lại

Definite Time (DT): dòng ngắn mạch thay đổi mạnh do công suất ngắn mạch của nguồn Nguyễn thay Xuân đổi.Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ quá dòng (50&51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

209



Chức năng phòng ngừa khi đóng máy cắt bằng tay (tham khảo) Khi đóng máy cắt bằng tay  cần đưa vào các bảo vệ cắt nhanh Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Để phòng gặp sự cố chưa phát hiện hết

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

   

Kích hoạt nhờ tiếp điểm phụ khóa điều khiển Đặt thời gian của bảo vệ quá dòng về 0 giây Chức năng này kích hoạt trong 300ms đầu tiên Chức năng này cũng kích hoạt bằng chức năng bảo vệ trong rơle (internal) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ quá dòng (50&51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

210



Hiện tượng tải khởi động đồng thời (tham khảo) Khi phụ tải được cấp điện trở lại  tất cả đều khởi động  dòng tăng cao Nguyễn Tùngcó – Bộ môntác Hệ thống điệnnhầm. ĐHBK HN  bảo vệ quáXuân dòng thể động



Chức năng Dynamic Cold-load Pickup (rơle SIEMENS) Khi tải mất điện đủ lâu (CB open time)  kích hoạt Tự động tăng dòng khởi động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ quá dòng (50&51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

211



Dynamic Cold-load Pickup Phát hiện tải mất điện dựa theo  

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tiếp điểm phụ máy cắt Giám sát dòng điện qua đối tượng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

212

 

   

Phát hiện tải mất cân bằng Mất pha tới tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sự cố không đối xứng Đấu sai cực tính máy biến dòng. Chống quá tải (động cơ) khi xảy ra hiện tượng mất cân bằng. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dự phòng cho các bảo vệ quá dòng pha, đặc biệt với trường hợp sự cố hai pha Dòng khởi động đặt rất nhỏ Độ nhạy cao

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chống quá tải (49) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

213

 

Quá tải khó phát hiện bằng các bảo vệ quá dòng REG 521: 2 phương pháp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hình ảnh nhiệt (không tính tới nhiệt độ môi trường ngoài) Hình ảnh nhiệt (có tính tới nhiệt độ môi trường ngoài) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chống quá tải (49) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

214

Hình ảnh nhiệt (không tính tới nhiệt độ môi trường ngoài)  Coi cả máy biến áp là một đối tượng đồng nhất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Dòng điện  nhiệt lượng Q (tỷ lệ I2)  Nhiệt lượng Q = Q1 + Q2 Q1: tỏa nhiệt vào môi trường Q2: tăng nhiệt bản thân 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Độ tăng nhiệt tỷ lệ Tỷ phần của Q1 & Q2 Kết cấu, hình dáng, kiểu làm mát..  đặc trưng bởi hệ số “hằng số quán tính nhiệt ” th Hằng số này có thể tính toán gần đúng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Phương pháp: xác định được độ tăng nhiệt (%) So với nhiệt độ chuẩn

215

Phần 04 Rơle kỹ thuật số REG 216

Bảo vệ máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

216



Phương thức bảo vệ khuyến cáo cho các MFĐ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

(O: tùy chọn, X: nên dùng, Y: thủy điện tích năng)

Bảo vệ máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

217





Nguyên tắc dự phòng: nguyên tắc n-1 – hỏng hóc 1 phần tử không gây gián đoạn hệ thống Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dự phòng một phần: Hai hệ thống rơle bảo vệ Có thể sử dụng chung các biến áp đo lường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chung nguồn nuôi

Máy cắt có thể chỉ có một cuộn cắt

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

218





Nguyên tắc dự phòng: nguyên tắc n-1 – hỏng hóc 1 phần tử không gây gián đoạn hệ thống Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dự phòng đầy đủ: Biến áp đo lường riêng biệt Hai hệ thống bảo vệ toàn phần Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguồn nuôi rơle riêng biệt Tín hiệu cắt đi theo các hệ thống khác nhau

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

219



Ví dụ sơ đồ bảo vệ MFĐ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Có thanh góp điện áp máy phát Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nối bộ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chức năng bảo vệ quá dòng (50, 51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

220



Máy phát điện lấy điện áp kích từ của đầu cực: Ngắn mạch gần  điện áp đầu cực sụt giảm  dòng điện ngắn mạch Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN bị giảm Nguyễn đi Xuân bảoTùng vệ–không đủ độ nhạy



Giải pháp: Đặt dòng khởi động thấp Kết hợp khóa điện áp thấp (27 hay U) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

222

 

Tên gọi khác: Unbalance Load Protection Dòng thứ tự nghịch (TTN) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Từ trường quay quét ngược chiều  gây dòng xoáy phát nóng 

Bảo vệ: là loại có thời gian theo mô hình nhiệt của đối tượng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46 hay I2>) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

223



Có thêm đặc tính độc lập Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch (87G) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

224



Nguyên tắc thực hiện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch dọc

Bảo vệ so lệch ngang

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giới thiệu hệ tọa độ quay 225

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giới thiệu hệ tọa độ quay Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

226



Hệ tọa độ cố định & Hệ tọa độ quay Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ so lệch máy biến áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

227

 



Được trang bị trong REG 216 cùng với so lệch máy phát Đặc tính và phương thức làm việc tương tự RET 670 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thêm chức năng tự động nâng dòng ngưỡng thấp Kích hoạt qua đầu vào nhị phân Có thể nên sử dụng khi: 



Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng từ hóa tăng cao: do cắt tải đột ngột, sự cố bộ điều chỉnh kích từ trong máy phát... Dòng điện các phía sai khác quá lớn: ví dụ khi nấc phân áp nằm ở vị các vị trí cuối cùng.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

228



Cường độ “liên kết” giữa roto & stato Phụ thuộc vào độ lớn của từ trường tạo bởi hệ thống kích từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Điện áp kích từ bị giảm thấp  liên kết bị yếu đi  mất đồng bộ giữa roto và từ trường của cuộn stato.



Bảo vệ mất kích từ: Bảo vệ các MFĐ: không rơi vào tình trạng làmTùng việc đồng khi HN Nguyễn Xuân – Bộmất môn Hệ thống bộ điện ĐHBK xảy ra hư hỏng trong hệ thống kích từ Tránh được các ảnh hưởng xấu tới ổn định của hệ thống.



Bảo vệ này hoạt động dựa trên: Khả năng phát/nhận công suất phản kháng của MFĐ  Biểu đồ giới hạn công suất phát (Generator Capability Curve) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

229



Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn Giới hạn dòng điện trong cuộn kích từ (Field Current Heating Limit): giới hạn bởi phát nóng trong cuộn dây roto

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng điện trong cuộn dây stato Current Nguyễn Xuân (Amature Tùng – Bộ môn Hệ thốngHeating điện ĐHBK HN Limit): không được vượt quá mức độ phát nóng cho phép

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

230



Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giới hạn phát nóng lõi thép tại cạnh của stato(End Region Heating Limit): khả năng nhận suất củaHNmáy Nguyễn Xuân Tùngcông – Bộ môn Hệphản thống kháng điện ĐHBK phát ở chế độ thiếu kích từ

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

231



Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

+ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

232



Generator Capability Curve: công suất phản kháng bị giới hạn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Giới hạn Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN ổn định tĩnh & động

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

L{ thuyết

Thực tế

Bảo vệ mất kích từ (Loss of Field - 40) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

233



Dựa theo đặc tính  có hai phương pháp bảo vệ chống mất kích từ (thiếu kích từ) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

1. Sử dụng tổng trở: rơle tổng trở nhìn vào MFĐ   

Khi phát Q: điện kháng đo được lớn hơn 0 (X>0) Khi nhận Q (thiếu kích từ): điện kháng đo được nhở hơn 0 (X Ukhông đối xứng trong vận hành  đặt 5÷10% Upha



Bảo vệ được 90÷95% cuộn dây stato tính từ đầu cực Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

247



Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.) Điện áp do MFĐ sinh ra có cả thành phần bậc 3 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thành phần bậc 3 có tính chất như thành phần TTK

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng Bộ môn thống điện ĐHBK HN Phần bố điện áp–bậc 3 lúcHệbình thường

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

248



Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.) Chạm đất tại trung tính: giá trị điện áp bậc 3 tại đầu cực lớn nhất  Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN bằng tổng điện áp hài bậc 3 của máy phát Chạm đất tại đầu cực: giá trị điện áp bậc 3 tại trung tính lớn nhất  bằng tổng điện áp hài bậc 3 của máy phát Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chạm đất tại trung tính

Chạm đất tại đầu cực

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

249



Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.) Chạm đất gần trung tính: giá trị điện áp bậc 3 tại đầu cực lớn nhất  Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN sử dụngNguyễn rơleXuân điện áp cao (59)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chạm đất tại trung tính Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

250



Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.) Bình thường có điện áp bậc 3 tại trung tính Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sự cố: điện áp này về xấp xỉ 0  dùng rơle điện áp thấp (27) Bình thường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chạm đất tại trung tính Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

251



Sử dụng sóng hài bậc 3 (27/59TN 3rd Harm.) Dùng rơle điện áp cao (59) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Hoặc dùng rơle điện áp thấp (27) Sử dụng cùng với sơ đồ bảo vệ 90% Nguyễnlấn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phải có vùng chồng

Độ lớn điện áp bậc 3 phụ thuộc tải  các rơle hiện đại có chức năng tự động thay đổi giá trị chỉnh định theo dòng tải. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

252



Sử dụng sơ đồ so sánh sóng hài bậc 3 Nguyên l{ so lệch điện áp hài bậc 3 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

59D 150Hz

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

253

Sử dụng nguồn phụ tần số thấp  Lý do

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các phương pháp trên phụ thuộc đặc tính MFĐ Số lượng phụ tải, số lượng đường dây, cáp 

Giải pháp Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phát nguồn phụ độc lập tần số thấp Nguyễn vào cuộn dây máy phát Giám sát dòng điện do điện áp tần số thấp này gây ra

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

254

Sử dụng nguồn phụ tần số thấp (64S)  Nguyên lý

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phát điện áp tần số thấp vào trung tính Điện áp  sinh ra dòng điện Độ lớn dòng điện: tùy theo tổng trở Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN nguồn phát & điện dung cuộn stato với đất (Xc) Khi chạm đất: điện dụng bị nối tắt  dòng điện tăng lên Tần số thấp để: 



Dung kháng (Xc) có giá trị lớn  dòng Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN điện nhỏ  dòngNguyễn khởiXuân động thấp tăng độ nhạy Tránh nhiễu do điện áp của MFĐ gây ra, dễ lọc.

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

255

Sử dụng nguồn phụ tần số thấp  Nguyên l{ sơ đồ đấu nối và lấy tín hiệu

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tần số 20Hz – Điện áp 25 V

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phát điện áp qua máy biến áp tạo trung tính giả

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

256

Sử dụng nguồn phụ tần số thấp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phát điện áp qua máy biến áp trung tính Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

257

Sử dụng nguồn phụ tần số thấp  Xử l{ tín hiệu

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle đo điện áp phát vào VSEF Dòng điện chạy trong mạch iSEF Tính toán điện trở chạm đất RE  nếu RE < Rđặt  rơle tác động Một số rơle có thêm chức năng bảo vệ quá dòng dự phòng (độ lớn tổng của dòng 50Hz và dòng 20Hz) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Ưu điểm:  

Làm việc hoàn toàn độc lâp Bảo vệ cả trạnh thái khi máy phát đứng im

Bảo vệ chống chạm đất 100% 258

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle REG216  Ví dụ phương thức bơm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN qua máy biến áp trung tính

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle REG 216 có hai ngưỡng tác động theo mặc định: Ngưỡng cảnh báo: 5kΩ & trễ 2 giây Ngưỡng tác động: 500 Ω & 1 giây

Bảo vệ chống chạm đất 100% Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

259

Rơle REG670 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm chập giữa các vòng dây Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

260

 



Dạng sự cố này khó xảy ra Với MFĐ cuộn dây có nhiều vòng (MF thủy điện): nên đặt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khó phát hiện bằng các bảo vệ thông thường

Phương pháp bảo vệ với MF có cuộn dây phân chia

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm chập giữa các vòng dây Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

261

Rơle REG 216  Dựa theo sự mất đối xứng điện áp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố  vecto điện áp mất đối xứng  cuộn tam giác hở có điện  rơle sẽ tác động. Giá trị mặc định:  

Điện áp khởi động 5% Thời gian: 0,5 giây

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khuyến cáo nên đặt theo thí nghiệm thực tế REG 216 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nhược điểm: rơle tác động nhầm với sự cố chạm đất

Bảo vệ chống chạm chập giữa các vòng dây Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

262



Phương pháp khác: so lệch điện áp TTK Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle

Sự cố chạm đất: điện áp TTK đo được ở hai phía như nhau  không tác động Sự cố chạm chập:Nguyễn BU phía Xuân Tùng trung – Bộ môn tínhHệkhông thống điệnđo ĐHBK được HN  chỉ có điện áp từ BU phía đầu cực  mất cân bằng  rơle tác động Giá trị khởi động đặt thấp: 2%

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

263

 



Chạm đất một điểm: không gây nguy hiểm  cảnh báo Là tiền đề cho chạm đất điểm thứ hai Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chạm đất điểm thứ hai: Một số vòng dây bị nối tắt Từ trường bị lệch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Gây rung động mạnh  bắt buộc phải cắt nếu độ rung vượt quá ngưỡng cho phép

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

264



Phương thức bảo vệ đơn giản Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Sử dụng hai đèn



Sử dụng đồng hồ đo điện



Bình thường: hai đèn sáng bằng nhau





Chạm đất một nhánh: kim đồng hồ lệch về phía tương ứng

Chạm đất một nhánh: đèn tối Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN hơn  Không phát hiện chạm đất tại trung điểm Không phát hiện chạm đất tại



trung điểm

Phương pháp bơm nguồn phụ

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

265

Phương thức bơm nguồn phụ xoay chiều  Điện áp xoay chiều bơm vào mạch roto Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN qua rơle quá dòng (64F)  Tụ C: Hạn chế dòng khi có sự cố chạm đất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Cách ly 

Dòng điện qua rơle 64F: IC: dòng điện dung (điện dung roto) IG: dòng rò qua cách điện của roto (rất nhỏ)



Dòng khởi động: Ikhởi động ≥ (IC+IG)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Khi sự cố chạm đất  điện dung bị nối tắt  dòng điện qua rơle tăng lên  rơle khởi động.

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

266

Phương thức bơm nguồn phụ xoay chiều  Nhược điểm:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hoạt động phụ thuộc chế độ nối đất roto Nếu nối đất qua ổ bi trục quay   



Màng dầu dẫn điện kém Rơle không đủ nhạy Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nếu tăng điện áp bơm vào  chọc thủng màng dầu  dẫn điện tốt Nhược: ăn mòn điện hóa tại ổ bi trục quay

Giải pháp khác: chổi than nối đất

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

267

Áp dụng trong rơle REG 216  

Sử dụng nguồn bơm xoay chiều Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Rơle tác động dựa theo điện trở đo được (không theo dòng điện)

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

268

Áp dụng trong rơle REG 216 

Sử dụng nguồn bơm xoay chiều Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Rơle tác động dựa theo điện trở đo được (không theo dòng điện)



Giá trị đưa vào rơle:  Dòng điện đo được  Điện áp bơm vào

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Rơle tính toán thành phần điện trở đo được 

Giá trị đặt từ 1÷3V tương ứng điện trở xấp xỉ 1kΩ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ tổng trở thấp (21) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

269

 



Là bảo vệ dự phòng Tác động nhanh & nhạy hơn các bảo vệ quá dòng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chỉ làm dự phòng: Phạm vi bảo vệ hẹp hơn so với bảo vệ so lệch của máy phát



Tín hiệu đầu vào: BU đầu cực BI phía trung tính Đặc tính tác động vô hướng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ tổng trở thấp (21) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

270



Phạm vi bảo vệ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thường đặt tới 0,7XB Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

271

Rơle bảo vệ khoảng cách

Phần 05

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

272

Các vùng cài đặt của bảo vệ khoảng cách 

Thường được chỉnh định với 3 vùng tác động



Vùng I: tác động tức thời



Vùng II & III: tác động có trễ theo nguyên tắc phân cấp thời gian, phối hợp với các bảo vệ liền kề

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

273

Chi tiết cài đặt các vùng của bảo vệ  Vùng I

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các rơle cơ: vùng I thường đặt 80% tổng trở đường dây Các rơle số: thì giá trị này có thể tăng tới 85%. Nguyễn Xuânđường Tùng – Bộdây môn Hệ điện ĐHBK HN  Việc chỉ đặt vùng I bảo vệ khoảng 80÷85% làthống để tránh hiện tượng bảo vệ tác động vượt vùng với các sự cố ngoài lân cận cuối đường dây.

Do vùng I không cần phải phối hợp với bất cứ bảo vệ nào nên thời gian tác động có thể đặt xấp xỉ 0 giây. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

274

Các vùng của bảo vệ khoảng cách  Vùng II

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đảm bảo bảo vệ 100% chiều dài đường dây Đặt ít nhất 120% tổng trở đường dây cần bảo vệ. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thông thường vùng II được cài đặt bằng 100% tổng trở đường dây cần bảo vệ + 50% tổng trở của đường dây ngắn nhất liền kề  Thời gian làm việc của vùng II được phối hợp với vùng I với bậc phân cấp thời gian ∆t như đã trình bày trong phần bảo vệ quá dòng. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

275

Các vùng của bảo vệ khoảng cách  Vùng III

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

là vùng bảo vệ dự phòng chống lại tất cả các sự cố trên đường dây liền kề Do đó giá trị khởi động thường đặt lớn hơn 20% của tổng trở tính từ vị trí đặt rơle tới cuối đường dây dàiNguyễn nhấtXuân liềnTùng kề.– Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thời gian tác động của vùng III được phối hợp với thời gian tác động vùng II.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

276

Minh họa Đường dây 2

Đường dây 1

A

Đường dây 3

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn B Hệ thống điện ĐHBK HN

Vùng I – Bảo vệ 1

10÷15%

Vùng I – Bảo vệ 2

C

10÷15%

Vùng I – Bảo vệ 3

D 10÷15%

Nguồn

Vùng III t = 2∆t giây Vùng II t = ∆t giây

Vùng I t = 0 giây

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thanh góp B

Tổng trở đường dây

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thanh góp A

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

277

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC  Ảnh hưởng của tải

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Tải của đường dây cũng có thể biểu diễn dưới dạng tổng trở Trên mặt phẳng tổng trở: vùng tải được ở rộng hay co hẹp tùy theo hệ số công suất của tải Trường hợp đường dây dài, Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN mang tải nặng: vùng tải có thể chồng lấn vào đặc tính tác động Vùng 3 Việc chồng lấn tải ảnh hưởng đến vùng 3 của BVKC Vùng tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

278

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC  Ảnh hưởng của tải- Cách xử l{

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Vùng 3 mở rộng có giới hạn Sử dụng các đặc tính đa giác

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bị ảnh hưởng chồng lấn tải

Không bị ảnh hưởng chồng lấn tải

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

279

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC  Ảnh hưởng của điện trở hồ quang tại điểm sự cố Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố trên đường dây thường kèm theo hồ quang Hồ quang có tính chất điện trở (Rhq) Điện trở hồ quang này làm phép đo tổng trở đường dây bị sai lệch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

jX

jX ZD

ZD+Zpt

Zpt

ZD+Zpt

ZD Điểm làm việc lúc bình Điểm làm việc khi thường sự cố nằm ngoài Điểm Rhq vùng tác động làm việc khi sự Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Zpt cố R R

Rhq=0

Rhq>0

Bảo vệ khoảng cách Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

280

Các yếu tố ảnh hưởng đến BVKC  Ảnh hưởng của điện trở hồ quang tại điểm sự cố Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Khắc phục: Sử dụng đặc tính tứ giác có miền tác động mở rộng về phía trục R jX

jXTùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân ZD+Zpt

ZD

Điểm làm việc khi sự cố nằm ngoài vùng tác động

Rhq

Zpt

ZD+Zpt

ZD

Điểm làm việc khi sự cố nằm trong vùng tác động

Rhq

Zpt R – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng

Đặc tính MHO

Đặc tính tứ giác

R

Phối hợp sự làm việc của các BVKC Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

281



Nếu không có sự liên hệ phối hợp giữa các bảo vệ ở hai đầu đường dây: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố tại 10÷15% cuối đường dây mỗi phía sẽ được loại trừ với thời gian của vùng 2 (trễ một khoảng ∆t) A

N2

HT1

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn N1 HệBthống điện ĐHBK HN 10÷15%

HT2 10÷15%

Khắc phục: thực hiện động BVKC thông Nguyễn liên Xuân Tùng – Bộgiữa môn Hệcác thống điện ĐHBK HN qua kênh truyền

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

282

Các phương pháp  Zone 1 Extension Scheme Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Transfer Tripping Schemes Direct Under-reach Transfer Tripping Scheme Permissive Under-reach Transfer Tripping (PUTT) Scheme Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Permissive Over-Reach Transfer Tripping (POTT) Scheme Nguồn yếu (Weak Infeed) 

Blocking Over-reaching scheme Nguồn yếu



So sánh sơ đồ truyền tín hiệu cho phép và truyền tín hiệu khóa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

283

L{ do cần liên động giữa các BVKC  Không có sự phối hợp: sự cố tại 10-20% đầu đường dây tồn tại Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN lâu Ảnh hưởng đến tính ổn định 

Không thể sử dụng hệ thống tự đóng lại nhanh: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Máy cắt hai đầu không được cắt cùng lúc  sự cố thoáng qua dễ thành duy trì.



Mục đích phối hợp: tăng tốc độ loại trừ sự cố

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

284

Zone 1 Extension Scheme (Mở rộng vùng 1) 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dùng với thiết bị tự đóng lại



Khi không có kênh truyền  Lưới phân phối

o

Vùng 1: o

o o

o

Rơle tác động tức thời và TĐL khởi động

Z1X bị khóa trước khi TĐL tác động : Chỉ còn Z1 Sự cố thoáng qua: o

o

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Z1X sẽ bị khóa bởi tín hiệu từ TĐL Sự cố tại vùng Z1X: o

o

Đặt: 80% (Z1) và mở rộng 120% (Z1X)

Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN TĐL thành công – MởNguyễn lại Z1X

Thất bại: o

Loại trừ như bình thường bởi Z1 hoặc Z2

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

285

Transfer Tripping Schemes – Sơ đồ truyền tín hiệu cho phép Direct Under-reach Transfer Tripping Scheme (truyền tín hiệu cắt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN trực tiếp) DUTT o

Sự cố: o

o

Nhận tín hiệu cắt  cắt tức thời

Nhược điểm: dễ tác động nhầm o o

o

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đầu đối diện: o

o

Vùng 1 tác động  gửi tín hiệu cắt tới đầu đối diện

Do nhiễu Sai sót của hệ thống truyền tin.

Không phổ biến Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

286

Transfer Tripping Schemes – Sơ đồ truyền tín hiệu cho phép Permissive Under-reach Transfer Tripping (PUTT) Scheme Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

o

o

Phương pháp DUTT dễ tác động nhầm Đảm bảo an toàn: yêu cầu thêm vùng 2 khởi động

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

287

Transfer Tripping Schemes – Sơ đồ truyền tín hiệu cho phép Permissive Over-Reach Transfer Tripping (POTT) Scheme Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

o

o

Chỉnh định để bảo vệ bao trùm quá đường dây Rơle khởi động: o

o

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Gửi tín hiệu cho phép tới đầu đối diện

Chỉ cắt khi: o o

Đã khởi động Có tín hiệu cho phép từ đầu đối diện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

288

Transfer Tripping Schemes – Sơ đồ truyền tín hiệu cho phép Nguồn yếu (Weak Infeed) – Hoặc Breaker Open Conditions Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Đường dây được cấp nguồn từ 2 phía - Một nguồn có công suất ngắn mạch nhỏ (nguồn yếu)  Sự cố: dòng từ phía nguồn yếu có thể không đủ lớn  rơle phía đó sẽ không khởi động. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Nếu dùng sơ đồ truyền tín hiệu cho phép: không có tín hiệu cho phép từ rơle phía nguồn yếuNguyễn  không thể Xuân Tùng – Bộtác mônđộng Hệ thốngnhanh. điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

289

Transfer Tripping Schemes – Sơ đồ truyền tín hiệu cho phép Nguồn yếu (Weak Infeed) – Hoặc Breaker Open Conditions Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Trang bị chức năng tự động gửi lại tín hiệu nhận được (echo) dù không khởi động.  Tại nguồn khỏe: nhận được tín hiệu phản hồi (echo)  cắt tức thời  Tại đầu nguồn yếu: thêm chức năng phát hiện điện Nguyễn Xuân Tùng –áp Bộ thấp môn Hệ thống điện ĐHBK HN 



Khi sự cố điện áp sẽ giảm thấp hơn khi quá tải

Đầu nguồn yếu sẽ cắt: 

Đã nhận được tín hiệu từ đầu đối diện



Role điện áp thấp cho phép



Role khoảng cách không khởi động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

290

Blocking Over-reaching Scheme – Sơ đồ truyền tín hiệu khóa Nguồn yếu (Weak Infeed) – Hoặc Breaker Open Conditions Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Sơ đồ truyền tín hiệu cho phép: thời gian loại trừ sự cố sẽ bị kéo dàinếu 

Đường truyền bị sự cố



Không có chức năng nguồn yếu



Sơ đồ truyền tín hiệu khóa: mở rộng vùng tínTùng hiệu Nguyễn&Xuân – Bộkhóa môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Cài đặt thêm một vùng ngược: phát hiện sự cố phía sau vùng bảo vệ

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

291

Blocking Over-reaching Scheme – Sơ đồ truyền tín hiệu khóa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

o

o

Sự cố trong vùng: hai đầu không nhận được tín hiệu khóa  tác động tức thời

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố ngoài vùng: phần tử khoảng cách hướng ngược sẽ gửi tín hiệu khóa tới đầu đối diện để khóa bảo vệ này Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Liên động bảo vệ (Teleprotection) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

292

Blocking Over-reaching Scheme – Sơ đồ truyền tín hiệu khóa Nguồn yếu (Weak Infeed) trong sơ đồ truyền tín hiệu khóa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Tại nguồn khỏe: rơle tác động với mọi sự cố trong vùng do không có tín hiệu khóa từ đầu nguồn yếu  Khi sự cố rơi sau nguồn yếu: vùng ngược của rơle tại nguồn yếu sẽ hoạt động vì dòng lúc này do nguồn khỏe cấp  gửi tín hiệu khóa tới đầu đối Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN diện  Rơle tại nguồn khỏe sẽ luôn hoạt động đúng. 

Tại nguồn yếu: rơle không thể hoạt động với sự cố trong vùng 

Sử dụng phương thức truyền tín hiệu cắt trực tiếp từ nguồn khỏe Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Phát hiện dao động điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

293

 



Khi có dao động điện: cần khóa bảo vệ khoảng cách Nguyên l{: giám sát tốc độ biến thiên tổng trở dZ/dt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Đặt thêm các vùng giám sát phát hiện sớm dao động điện

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hiện tượng chồng lấn tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

294

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Tổng trở đo được

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Tổng trở đo được ~ V2: V giảm tới 0.9 pu thì tổng trở giảm tới 0.81pu  Tổng trở đo được tỷ lệ nghịch với công suất chạy trên đường dây: công suất truyền tải tăng gấp đôi thì tổng trở giảm 50%   giá trị tổng trở đo được khi tải nặng rơi vào vùng tác động Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Vận hành với điện áp xấp xỉ 0 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

295





Khi ngắn mạch gần: điện áp giảm xuống xấp xỉ bằng 0  rơlehoạt động không chính xác. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Giải pháp  Sử dụng điện áp nhớ được trước thời điểm sự cố. Biện pháp này không có tác dụng nếu đường dây gặp sự cố ngay khi vừa được cấp điện trở lại. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh với vùng bảo vệ bao trùm một chút qua vị trí đặt rơle.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Định vị sự cố Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

296

 

Chức năng định vị sự cố độc lập với chức năng BV khoảng cách. Chức năng bảo vệ có nhiệm vụ: Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Kích hoạt ghi dòng& áp khi sự cố xảy ra với tần số lấy mẫu thích hợp. Xác định được sự cố cả khi bảo vệ khác tác động (vd: bảo vệ quá dòng) Định vị sự cố ngoài vùng bảo vệ thường không chính xác do ảnh hưởng của các nguồn khác bơm vào.Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 

Với một số loại rơle số: vị trí điểm sự cố xác định theo điện kháng đo được

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Định vị sự cố Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

297



L{ do sử dụng chỉ giá trị điện kháng: Sự cố thường kèm theo hồ quang hoặc qua vật trung gian Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Hồ quang (vật trung gian) có tính chất điện trở Nếu sử dụng tổng trở  bao gồm cả điện trở hồ quang  định vị không chính xác



Khoảng thời gian lấy thông tin U &Nguyễn I: Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sự cố xuất hiện  trước khi máy cắt mở (tránh nhiễu loạn) Vị trí xác định theo từng cập tín hiệu (U&I) đã lấy mẫu Kết quả cuối cùng có thể là giá trị khoảng cách trung bình

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

298

Rơle so lệch dọc đường dây

Phần 6

Đặc điểm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

299



Đường dây có chiều dài lớn  phải dùng kênh truyền để gửi tín hiệu dòng điện giữa các phía. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đường dây 2 nguồn cấp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Đường dây rẽ nhánh

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Kênh truyền có thể kết nối theo mạch vòng tăng tính dự phòng – Đường nét đứt

Đặc điểm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

300



Hai loại bảo vệ so lệch dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 

Đường dây cấp điện từ một phía 

Để cắt máy cắt đầu không nguồn cần truyền tín hiệu cắt từ đầu đối diện

Độ trễ đường truyền tin Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

301



Bảo vệ dùng dây dẫn phụ Vận hành trong thời gian thực Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tín hiệu tương tự đo lường tại các đầu đồng bộ về mặt thời gian



Bảo vệ dùng kênh truyền kỹ thuật số Lấy mẫu tín hiệu Nguyễn Xuâncó Tùng Xử lý và gửi qua kênh truyền kỹ thuật số  độ– Bộ trễmôn Hệ thống điện ĐHBK HN Độ trễ về mặt thời gian thể hiện thành mức độ dịch pha của tín hiệu Giải pháp: đo và bù độ trễ đường truyền dựa theo cơ chế “pingpong” 



Rơle một phía gửi tín hiệu  Rơle đầu kia nhận được và gửi trả lại Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Xác định độ trễ đường truyền dựa theo thời gian từ lúc gửi đến lúc nhận lại tín hiệu

Độ trễ đường truyền tin Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

302



Bảo vệ dùng kênh truyền kỹ thuật số Xác định độ trễ đường truyền theo nguyên tắc “ping-pong” có độ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN chính xác cao Tuy nhiên cần chú ý tới độ không đối xứng của kênh truyền (Channel unsymmetry):  



Kênh truyền thường được thiết kế với kênh dự phòng Tùng Bộthể mônđiHệ thống Nếu không chỉnh định đúng: tín hiệu truyền và Nguyễn tín hiệuXuân phản hồi–có qua cácđiện kênhĐHBK khácHN nhau  thời gian truyền và nhận khác nhau (asymmetrical delays) xác định sai độ bù trễ đường truyền.

Giải pháp khác: sử dụng việc đồng bộ tín hiệu bằng đồng hồ GPS 

Phụ thuộc vào độ tin cậy của tín hiệu GPS

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Độ trễ đường truyền tin Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

303



Bảo vệ dùng kênh truyền kỹ thuật số Ví dụ về ảnh hưởng của thời gian truyền tin không đối xứng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ảnh hưởng của điện dung đường dây Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

304



Điện dung đường dây làm dòng điện hai đầu đường dây khác nhau Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN





Đường dây truyền tải: có thể bỏ qua điện dung đường dây Cáp điện lực: điện dung lớn  phải có biện pháp bù Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Ảnh hưởng của điện dung đường dây Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

305

Thuật toán bù điện dung đường dây  Đưa thêm: một thành phần mô phỏng thành phần dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN dung này vào trong tính toán dòng so lệch  Trừ đi: thành phần này từ giá trị dòng điện đo được 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng điện dung: tính toán gần đúng bằng cách đo điện áp đường dây và chia cho dung kháng của đường dây

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống tụt lèo (46BC) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

306





Sự cố  dòng điện tăng cao  dễ dàng phát hiện bằng các nguyên l{ bảo vệ thông thường Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sự cố tụt lèo: Không gây tăng dòng Không thể phát hiện bằng các bảo vệ quá dòng thông thường.



Giải pháp:

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dùng các bảo vệ quá dòng TTN (chỉ báo của hiện tượng mất cân bằng) 

Nếu dòng tải rất bé  bảo vệ không đủ độ nhạy để tác động

Đo dòng TTK: nếu tổ đấu dây “sao/tam giac”  không có dòng I0

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ chống tụt lèo (46BC) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

307



Giải pháp: Dùng các bảo vệ quá dòng TTN (chỉ báo của hiện tượng mất cân bằng) 

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nếu dòng tải rất bé  bảo vệ không đủ độ nhạy để tác động

Đo dòng TTK: nếu tổ đấu dây “sao/tam giac”  không có dòng I0 Để chắc chắn phát hiện sự cố tụt lèo:Nguyễn sử dụng tỷ –số I2/IHệ Xuân Tùng Bộ môn 1 thống điện ĐHBK HN  

L{ do: tỷ số này hầu như không thay đổi khi dòng tải thay đổi Loại trừ được ảnh hưởng của việc non tải.

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

308

Phần 07 Rơle so lệch thanh góp REB 670

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

309



Thanh góp: kết nối nhiều phần tử Hệ thống bảo vệ có vai trò quan trọng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thời gian tác động cực ngắn  đảm bảo ổn định của hệ thống Rơle hiện đại: tác động chỉ trong vòng 1 chu kz



Hệ thống bảo vệ: phải có độ tin cậy & an toàn cao – Bộđược môn Hệkiểm thống điện Sử dụng các nguyên l{ dự phòng: tínNguyễn hiệuXuân cắtTùng phải traĐHBK quaHN nhiều khâu độc lập

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyên l{ "2 trong 3" đảm bảo an toàn

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

310



Cấu trúc bảo vệ kiểu phân tán (thế hệ mới) Khối điều khiển trung tâm (Central Unit) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khối điều khiển cấp ngăn lộ (Bay Unit) Sử dụng nguyên l{ bảo vệ so lệch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

311



Giới thiệu cấu trúc bảo vệ thanh góp kiểu tập trung Sử dụng nguyên l{ bảo vệ so lệch Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tín hiệu dòng điện từ tất cả các ngăn lộ được đưa về rơle trung tâm: số lượng dây dẫn nhiều. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

312

Hệ thống chuyển mạch dòng Một ngăn lộ có thể nối tới thanh góp 1 hoặc 2  cần chuyển mạch BUS 1điện ĐHBK Tùng – Bộ môn Hệ thống BUSHN 1 dòng tớiNguyễn bảoXuân vệ tương ứng BUS 1

BUS 2

7B

ISOLATOR 1

+

ISOLATOR 1

+ 7A

7B

7A ISOLATOR 1 OPEN ISOLATOR 1 OPEN

F1aHệ On thống điện ĐHBK HN Nguyễn XuânF1aTùngContact – Bộ Input môn F1a Contact Input F1a On F1c F1b

ISO 2

BUS 1

CB 1 ISO 3 BYPASS

Contact Input F1c On F1c Contact Input F1c On F1b

BUS 1

+ 7B

ISOLATOR 1

ISO 1

ISOLATOR 1



+ 7A

7B

7A

ISOLATOR 1 CLOSED ISOLATOR 1 CLOSED

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN F1a F1c F1b

-

Contact Input F1a On F1aF1c On Contact Input F1a On Contact Input F1c Contact Input F1c On F1b

-

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

313

Các phương thức bảo vệ thanh góp  Sơ đồ khóa liên động

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Thường dùng ở lưới phân phối (một đường cấp tới TG)  Yêu cầu một khoảng phân cấp thời gian ngắn  Tín hiệu khóa có thể nối trực tiếp giữa các rơle (dây đồng) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

BLOCK

50

50

50

50

50

50

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

314

Các phương thức bảo vệ thanh góp  Bảo vệ so lệch tổng trở cao

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Các BI phải có cùng tỷ số biến  Yêu cầu các biến dòng cấp X  Thiết bị hạn chế quá áp bảo vệ cho rơle

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

59

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

315

Các phương thức bảo vệ thanh góp  Bảo vệ so lệch tổng trở cao

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Nguyên lý

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

316

Các phương thức bảo vệ thanh góp  Bảo vệ so lệch tổng trở thấp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

 Sử dụng nguyên lý hãm  Dòng hãm: tổng dòng, dòng lớn nhất, một phần tổng dòng..  Không yêu cầu BI cấp X Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

87 51

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

317



Đặc điểm: Số lượng ngăn lộ lớn  số lượng tín hiệu, dây dẫn lớn  sử dụng cấu Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN trúc phân tán Cơ chế kiểm tra chống tác động nhầm: check zone Dễ gặp hiện tượng bão hòa máy biến dòng

Bão hòa

Vùng bảo vệ

Nguyễn Xuân bảo Tùng vệ – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Vùng

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Sự cố trong vùng bảo vệ

Sự cố ngoài vùng bảo vệ

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

318



Đặc tính làm việc của rơle REB 670 Độ dốc cố định Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng so lệch ngưỡng thấp thay đổi tùy đặt

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

319



Đặc tính tác động độ nhạy cao Trang bị thêm đặc tính độ nhạy cao: hạ thấp đặc tính làm việc Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Kích hoạt thông qua đầu vào nhị phân (Binary Input) Sử dụng ở các lưới có dòng chạm đất bé

Cài đặt: 





Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Dòng khởi động ngưỡng thấp: nhỏ hơn dòng ngắn mạch min Lớn hơn dòng tải max của một ngăn lộ (tránh tác động khi hư hỏng mạch dòng) Có thể kết hợp khóa U0> để giảm dòng đặt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Bảo vệ các hệ thống thanh góp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

320



Chức năng kiểm tra vùng bảo vệ (check zone) Khi mạch dòng từ một ngăn lộ hỏng  dòng so lêch bằng chính dòng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN tải ngănNguyễn lộ đóXuân Tùng rơle tác động nhầm. Giải pháp:  

Dòng khởi động lớn hơn Itải max: giảm độ nhạy Sử dụng chức năng check zone

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Chỉ tác động khi: bảo vệ vùng & bảo vệ check zone cùng tác động

321

Phần 8 Hệ thống kích từ máy phát điện

Các mạch vòng điều khiển cơ bản của MFĐ 322

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Thời gian đáp ứng của mạch kích từ ngắnNguyễn hơn rất Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN nhiều so với mạch điều khiển tua bin, do đó hai phần điều khiển có thể coi là hai mạch vòng độc lập. Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Hệ thốngTua điệnbin; ĐHBK HN trục nối LFC Controller: Thiết bị điềuNguyễn tần Xuân Tùng – Bộ mônTurbine: Shaft: Frequency Sensor: cảm biến đo tần số Steam: hơi vào tua bin AVR: bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát Valve control mechanism: Cơ cấu điều chỉnh độ mở Excitation system: Phần kích từ của máy phát van năng lượng vào tua bin

Điều chỉnh kích từ và điện áp máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

323



Sơ đồ chi tiết của mạch vòng điều khiển kích từ Step-up transformer: biến áp tăng áp đầu cực MFĐ Step-down Transformer: biến áp giảm áp cấp cho hệ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN thống tự dùng và kích từ Exciter: cuộn kích từ Auxilliary services: Hệ thống tự dùng AVR: bộ điều khiển kích từ (điều chỉnh điện áp) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại hệ thống kích từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

324



Hệ thống kích từ có thể chia ra 3 loại:  Hệ thống kích từ một chiều (DC) Tùng –chiều Bộ môn(AC) Hệ thống điện ĐHBK HN trượt.  Hệ thốngNguyễn kích Xuân từ xoay – Không vành

 Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu trực tiếp

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Các loại hệ thống kích từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

325

1.

Hệ thống kích từ một chiều (DC): Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN

Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN



Hệ thống kích từ một chiều: hiện tại vẫn còn tồn tại, thường dùng cho các máy phát có công suất