Bài giảng thuyết trình môn Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 10: Bảo vệ khoảng cách - Phạm Đình Anh Khôi

EventNGUYỄN TIẾN CƯỜNG 41200444BẢO VỆ RELAY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆNCHƯƠNG 10 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHGVHD: PHẠM ĐÌNH ANH KHÔICHƯƠNG 10: BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHEventGiới thiệuNguyên lý hoạt động của rơle khoảng cáchĐặc tính hoạt động của rơle khoảng cáchMối quan hệ giữa điện áp rơle và tỉ số Vùng bảo vệĐặc tính rơle khoảng cáchEventXét ví dụ sau:= 7380A= 6640A Rơle hoạt động khi dòng qua nó lớn hơn giá trị định trước. Vì dòng quá lớn nên rơle quá dòng là không phù hợp.1. GIỚI THIỆUBảo vệ rơ le và hệ thống (trang 135)Cung cấp đáng kể lợi thế về kinh tế và kỹ thuật.Thông dụng nhất để bảo vệ chính hay dự trữ cho các đường dây cao thế. + đảm bảo tính chọn lọc + vùng 1 có thời gian làm việc bé + có độ nhạy cao đối với ngắn mạchSự bao quát sự cố của mạch bảo vệ hầu như độc lập với nguồn trở kháng thay đổi 2. Nguyên lý của relay khoảng cáchEventChỉ hoạt động cho những lỗi xảy ra giữa vị trí rơle và tầm hoạt động được lựa chọn, do đó có sự phân biệt đối với những sự cố có thể xảy ra trong phần đường dây khác nhau.Nguyên tắc cơ bản của bảo vệ khoảng cách bao gồm phép chia điện áp tại điểm đặt rơle cho dòng đo được.Việc tính trở kháng này được so sánh với tầm trở kháng (the reach point impedance).Nếu trở kháng đo được là nhỏ hơn tầm trở kháng, nó được giả định rằng một sự cố tồn tại trên đường giữa rơle và điểm xa nhất mà rơle bảo vệ được (reach point).2. Nguyên lý của relay khoảng cáchSlide English là trở kháng nguồn của hệ thống đến vị trí đặt rơle.là trở kháng đường dây tương đương với tầm hoạt động thiết lập cho rơle.2. Nguyên lý của relay khoảng cáchSlide EnglishMạch tương đương2. Nguyên lý của relay khoảng cáchSlide EnglishTrở kháng đo được Rơle hoạt động nếu ,với Z được cài đặt cho rơle.Khi tăng, sẽ làm cản trở rơle hoạt động ( sẽ dò ra xa hơn). Khi tăng, lúc này rơle hoạt động( giảm). 3.Đặc tính hoạt động của relayEventĐặc tính hoạt động rơle khoảng cách được xác định bởi độ chính xác và thời gian tác động.Độ chính xác phụ thuộc vào mức điện áp của rơle trong điều kiện sự cố.Thời gian hoạt động thay đổi theo dòng sự cố, vị trí xảy ra sự cố. 3.Đặc tính hoạt động của relayEvent3.1 relay khoảng cách điện cơ/ tĩnhHoạt động rơle biểu diễn bởi đường cong điện áp cho cấp độ bảo vệ.Trục x thể hiện % điện áp định mứcTrục y thể hiện % trở kháng thiết lập cho vùng 13.Đặc tính hoạt động của relayEvent2. Hoạt động rơle biểu diễn bởi đường cong thời gian hoạt động tại điểm sự cố theo giá trị khác nhau của tỷ lệ nguồn trở kháng source impedance ratio (SIR)SIR = là trở kháng nguồn của hệ thống đến vị trí đặt rơle.là trở kháng đường dây tương đương với tầm hoạt động thiết lập cho rơle.3.Đặc tính hoạt động của relayEvent3.2 rơle khoảng cách số/kĩ thuật số3.Đặc tính hoạt động của relayEvent Mạch tương đương này có thể đại diện cho bất kỳ tình trạng sự cố trong một hệ thống điện ba pha.Điện áp đặt cho rơle = => hoặc 3.Đặc tính hoạt động của relayEventMạng điện mạnh/ đường dây dàiMạng điện yếu/ đường ngắnSIR nhỏ thì và lớnSIR lớn thì và nhỏ4. Mối quan hệ giữa điện áp rơle và tỉ số EventĐiện áp đặt cho rơle = do đó hoặc 5. Vùng bảo vệEvent5. Vùng bảo vệEvent5.1. Vùng 1Vùng 1 bảo vệ tức thời lên đến 80% của trở kháng đường dây.Rơle số và kĩ thuật số, thiết lập đến 85% để được an toàn.15-20% còn lại đảm bảo sai số rơle tránh tác động mất chọn lọc do sai sót trong các máy biến dòng và điện áp, dữ liệu về tổng trở đường dây cung cấp không chính xác khi chỉnh định và đo lường rơle.5. Vùng bảo vệEvent5.2. Vùng 2Vùng 2 tầm hoạt động lớn hơn vùng 1, bằng 120% của trở kháng đường dây.Thời gian trì hoãn đó để đảm bảo phân biệt với bảo vệ chính của phần đường liền kề, bao gồm bảo vệ cấp 1 cộng với thời gian của máy cắt.Thời gian hoạt động trễ hơn bởi một máy dò phát hiện sự cố (từ 300ms đến 600ms). 5. Vùng bảo vệEvent5.3. Vùng 3Thời gian trì hoãn lớn hơn phân biệt với bảo vệ cấp 2 cộng với thời ngắt của máy cắt cho đường dây liền kề (600ms đến 1.5sec).Vùng 3 có tầm chỉnh định bằng 1.2 lần tổng trở đường dây bảo vệ và tổng trở đường dây kế tiếp dài nhất. Ảnh hưởng của nguồn công suất tại thanh cái ở xa là nguyên nhân tổng trở biểu kiến đo được của rơle lớn hơn nhiều so với trở kháng thực tới điểm sự cố và điều này được đưa vào xem xét khi thiết lập cho vùng 3.6.Đặc tính relay khoảng cáchEvent6.1. So sánh pha và biên độ chức năng đo của relay dựa trên sự so sánh một hoặc hai đại lượng độc lập là bộ so sánh biên độ và bộ so sánh pha.Đối với yếu tố trở kháng của một rơle khoảng cách, đại lượng được so sánh là điện áp và dòng đo bởi rơle.Chúng thay đổi chùm tia cân bằng (so sánh biên độ) và vòng cảm ứng (so sánh pha) rơle điện từ, thông qua diode và hoạt động khuếch đại bộ so sánh trong rơle khoảng cách tĩnh, để bộ so sánh số liên tục trong rơ le kỹ thuật số và các thuật toán được sử dụng trong rơle số.Việc bổ sung và giảm các tín hiệu cho một loại bộ so sánh sản xuất theo tín hiệu yêu cầu để có được một đặc tính tương tự sử dụng loại khác. 6.Đặc tính relay khoảng cáchEvent6.2. đặc tính vùng trở khángĐặc tính trở kháng là một vòng tròn. A là điểm đặt rơle.AB đại diện cho trở kháng ở phía trước của rơle. RAB là góc mà dòng sự cố lệch pha với điện áp relay cho sự cố trên đường dây AB , RAC trên ACAC đại diện cho trở kháng của đường AC phía sau điểm đặt rơle.6.Đặc tính relay khoảng cáchEvent Hoạt động khi giá trị trở kháng thấp hơn thiết lập, cho tất cả các điểm trong vòng tròn. Do đó không định hướng, relay hoạt động dọc theo AL và AM. AL đại diện cho tầm với của Zone 1 bảo vệ tức thời, thiết lập để chiếm 80% đến 85% của đường dây bảo vệ.6.Đặc tính relay khoảng cáchEventMột relay đang dùng có ba nhược điểm quan trọng:Không định hướng2. Không đồng nhất bảo vệ sự cố trở kháng 3. Nhạy với dao động điện và tải nặng của một đường dây dài, bởi vì trong những khu vực rộng lớn được bao phủ bởi các vòng tròn trở kháng.Khi thêm phần tử điều khiển định hướng riêng. 6.Đặc tính relay khoảng cáchEventNếu một sự cố xảy ra ở F gần C trên đường thẳng song song CD, đ ịnh hướng đơn vị RD tại A sẽ hạn chế do d òng IF1 . Đồng thời, trở kháng đơn vị bị ngăn cản hoạt động bởi ức chế đầu ra của đơn vị RD . Nếu điều khiển này không được cung cấp, yếu tố dưới trở kháng có thể hoạt động trước khi mở cầu dao điện C. Sự đảo ngược của dòng thông qua relay từ IF1 đến IF2 khi C mở ra có thể sau đó dẫn đến việc ngắt không chính xác của đường d ây khỏe mạnh nếu định hướng đơn vị RD hoạt động trước khi đặt lại trở kháng đ ơn v ị.6.Đặc tính relay khoảng cáchEventSự tự phân cực trở kháng khéo léo kết hợp những đặc tính chọn lọc giữa kiểm soát tầm và điều khiển hướng.6.3 rơle phân cực trở khángKhi 2 yếu tố này gặp vấn đề thì sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác và tốc độ xử lý. Điều này thì cần thêm một tín hiệu phân cực, và yếu tố trở kháng là đặc biệt hấp dẫn vì lý do kinh tế. Chúng đã được triển khai rộng rãi trên toàn thế giới trong nhiều năm và lợi thế của nó và những hạn chế hiện nay được hiểu rõ.6.Đặc tính relay khoảng cáchEventYếu tố trở kháng, khi vẽ trên một sơ đồ R/X, là một vòng tròn có chu vi đi qua gốc toạ độ. Nó đã định hướng.Đặc tính trở kháng được điều chỉnh bằng cách thiết lập Zn Rơle hoạt động cho giá trị trở kháng ZF của sự cố trong đặc tính của nó.Góc được gọi là góc đặc tính rơle.6.Đặc tính relay khoảng cáchEventKhi trở kháng sư cố tăng thì góc trở kháng thay đổi .AB chiều dài của đường dây là bảo vệDo đó thiết lập RCA nhỏ hơn góc đường dây Khi thiết lập các relay, các sự khác biệt giữa các góc đường dây và góc đặc tính rơle phải được biết.AQ là giá trị relay cài đặt = 6.Đặc tính relay khoảng cáchEvent6.4. thiết lập trơ kháng và đặc tính vòng tròn6.4.1. vùng 3 và hỗ trợ vùng thanh cáiSẽ cung cấp trở lại bảo vệ cho những sự cố trên thanh cái.Nó kết hợp với các đơn vị đo mho như một máy dò lỗi và hoặc đơn vị đo lường của vùng 3Vùng 3 còn cho bảo vệ máy cắt trong sự cố (SOTF)6.Đặc tính relay khoảng cáchEvent6.4.2. khởi động tín hiệu sóng mang trong sơ đồ khoảng cách với một cụm sóng mangSự xê dịch mho đơn vị được sử dụng cho sự khởi động phát tín hiệu sóng mang,và được sắp xếp như hình bên: Sóng mang truyền qua nếu sự cố là bên ngoài để bảo vệ đường dây nhưng bên trong tầm với của relay thiết lập, để ngăn chặn hoạt động vùng thứ hai hoặc thứ ba của relay đặt ở xa.6.Đặc tính relay khoảng cáchEvent6.4.3 . Ứng dụng của đặc tính vòng trònSự thay đổi mho relay được hiển thị trong hình: Zone 3 tầm lớn có thể bảo vệ từ xa cho những sự cố trên đường dây ra liền kềGiảm trở kháng tải từ ZD3 về ZD1 sẽ tương ứng với tăng trong dòng tải. Tỷ lệ ống kính ( có thể điều chỉnh được, cho phép nó bao phủ tối đa trở kháng sự cố, phù hợp với không hoạt động theo điều kiện chuyển tải tối đa.