Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Phạm Thị Minh Thái

RS tốc độ chậm xác suất thành công sẽ cao hơn ARS tốc độ
nhanh. Tuy nhiên, sự truyền công suất trên đường dây còn lại có thể
đưa góc lệch điện áp giữa hai đầu lớn nên TĐL đường dây có thể gay
nên thay đổi đột ngột không chấp nhận được.
 Phối hợp với TĐL cần thêm rơle kiểm tra đồng bộ
 Rơle kiểm tra đồng bộ: kiểm tra điện áp, kiểm tra tần số, kiểm tra
góc lệch pha.
Tự động hóa trong HTĐ 269
4. ARS tốc độ chậm
 Cài đặt rơle đồng bộ:
 Góc pha thường cài đặc là 200
 Điện áp 80 – 90 % điện áp định mức
 Kiểm tra độ lệch tần số bằng phương pháp đơn giản là dùng rơle
thời gian cùng với kiểm tra góc pha.
 Ví dụ: rơle thời gian 2s được dùng thì rơle này chỉ cho tín hiệu đầu
ra nếu độ lệch pha không vượt quá 200 trong khoảng 2s.
Tự động hóa trong HTĐ 270
d. ARS tốc độ chậm
 Là loại thiết bị trọn bộ gồm MC và mạch điều khiển cần thiết cảm
nhận tín hiệu dòng điện, định thời gian cắt và đóng lại trên đường dây
một cách tự động khi có sự cố thoáng qua để cung cấp điện lại, nhằm
tăng độ tin cậy cung cấp điện.
 Ngược lại sự cố lâu dài thì sau vài lần đóng cắt (số lần tự chỉnh
định) nó sẽ được khóa lại cô lập sự cố khỏi hệ thống
Tự động hóa trong HTĐ 271
III. ACR
1. Phân loại ACR
2. Các thông số ACR
3. Đặc tính ACR
4. Phối hợp ACR và thiết bị bảo vệ khác
Tự động hóa trong HTĐ 272
III. ACR
Mặt cắt ACR
Tự động hóa trong HTĐ 273
III. ACR
a. Tác động một pha hay ba pha
b. Điều khiển bằng thủy lực hay điện tử
c. Phương pháp dập hồ quang
Tự động hóa trong HTĐ 274
1. Phân loại ACR
a. Tác động một pha hay ba pha:
 ACR một pha dùng bảo vệ đường dây một pha, ví dụ như các nhánh
rẻ của đường dây ba pha. Có thể dùng ACR một pha cho mạng ba pha
khi phụ tải đa số là một pha. Như vậy, khi có sự cố thì ACR một pha
tác động loại bỏ đường dây pha bị sự cố.
 ACR ba pha được dùng khi cần cắt và đóng cả ba pha đối với bất kỳ
một sự cố lâu dài nào, để ngăn chặn tình trạng vận hành hai pha đối với
phụ tải ba pha.
Tự động hóa trong HTĐ 275
1. Phân loại ACR
 Điều khiển bằng thủy lực:
 Hệ thống điều khiển thủy lực dùng cho cả
ACR một pha và ba pha. Nó nhận biết quá
dòng bằng cuộn cắt được mắc nối tiếp với
đường dây. Khi dòng chạy qua vượt quá giá
trị khởi động thì một pittong được hút về phía
cuộn cắt làm cho tiếp điểm ACR mở ra.
 Việc định thời gian và chuổi đóng lại được
thực hiện bằng cách bơm dầu vào các ồng
thủy lực riêng biệt
Tự động hóa trong HTĐ 276
b. Điều khiển bằng thủy lực hay điện từ
 Điều khiển bằng thủy lực:
 Cấu trúc ACR thủy lực
Tự động hóa trong HTĐ 277
1. Phân loại ACR
 Điều khiển bằng thủy lực:
 Đường đặt tính
Tự động hóa trong HTĐ 278
1. Phân loại ACR
 Điều khiển điện tử:
 Điều khiển dễ dàng và chính xác hơn. Bộ điều khiển được đặt
trong một hộp chứa độc lập với MC. Bộ điều khiển điện tử có thể
thay đổi được đặc tính thời gian - dòng điện. Ngoài ra, nó còn có
nhiều phụ kiện dùng để áp dụng các vấn đề khác nhau.
Tự động hóa trong HTĐ 279
b. Điều khiển bằng thủy lực hay điện từ
 Điều khiển điện tử:
 Sơ đồ khối
Tự động hóa trong HTĐ 280
b. Điều khiển bằng thủy lực hay điện từ
MC
Biến dòng
Cảm ứng 
dòng
Mạch định 
thời và phát 
hiện sự cố
Mạch cắt Rơle đóng lại
Chỉnh thời 
gian đóng 
lại
Cảm ứng 
dòng
Mạch định 
thời và phát 
hiện sự cố Chỉnh thời 
gian reset
Mạch thừa hành đóng
Mạch thừa hành cắt
CHỐNG CHẠM PHA
CHỐNG CHẠM ĐẤT
 Điều khiển điện tử:
 Đặc tính thời gian - dòng điện
Tự động hóa trong HTĐ 281
b. Điều khiển bằng thủy lực hay điện từ
a. Điện áp
b. Dòng sự cố cực đại
c. Dòng sự cố cực tiểu
d. Dòng tải cực đại
e. Khả năng phối hợp với các thiết bị bảo vệ khác
f. Độ nhạy đối với sự cố chạm đất
Tự động hóa trong HTĐ 282
2. Thông số ACR
a. Điện áp
ACR phải có điện áp định mức lớn hơn hoặc bằng điện áp tại vị trí
cần đặt vào.
Tự động hóa trong HTĐ 283
2. Thông số ACR
b. Dòng sự cố cực đại
ACR phải có dòng cắt lớn hơn hoặc bằng dòng điện sự cố cực đại
đi qua ACR.
c. Dòng sự cố cực tiểu
Ta cần xác định được dòng sự cố cực tiểu. Ta xem xét ACR có tác
động được khi dòng sự cố này đi qua (độ nhạy).
d. Dòng tải cực đại
Dòng định mức của ACR phải lớn hơn hoặc bằng dòng tải cực đại
đi qua ACR.
e. Khả năng phối hợp với các thiết bị khác
Khả năng phối hợp ACR với các thiết bị khác cả phía nguồn và
phía tải. Sự phối hợp (lựa chọn thời gian trễ và chuổi đóng lại) sao cho
bất kỳ sự cố nào thì nó tác động làm cho vùng mất điện là nhỏ nhất.
Tự động hóa trong HTĐ 284
2. Thông số ACR
Dòng NM
Dòng tải
Thời điểm NM
Tác động chậm
Thời gian ACR cắt
Khóa ACR
Tác động nhanh
f. Độ nhạy đối với sự cố chạm đất
 Phần lớn các sự cố là sự cố chạm đất và nó được phát hiện bởi
bộ phận quá dòng thông qua bộ lọc thứ tự không.
 Dòng khởi động bảo vệ thứ tự không bé hơn dòng khởi động
chạm pha nên bộ cảm ứng dòng rơle khó nhận biết được.
 Nhiều áp dụng đã dùng giá trị khởi động dòng chạm đất khoảng
40% - 50% giá trị khởi động chống chạm pha.
Tự động hóa trong HTĐ 285
2. Thông số ACR
f. Độ nhạy đối với sự cố chạm đất
 Đôi khi có sự cố chạm đất sinh dòng rất nhỏ vì lý do nào đó nên
bảo vệ không đủ độ nhạy. Lúc này ta dùng ACR có bảo vệ chống
chạm đất độ nhạy cao cho phép tác động với dòng vài ampe. Do độ
nhạy cao nên có thể tác động không mong muốn khi mạng không
cân bằng hay do sự cố chạm pha hay sự cố thoáng qua  Cho nên
ta cho thời gian tác động vào khoảng 10s sao cho nó lớn hơn thời
gian các bảo vệ khác.
Tự động hóa trong HTĐ 286
2. Thông số ACR
 Rơle trong ACR là rơle dòng điện có thể dùng bảo vệ cắt nhanh
hoặc bảo vệ dòng cực đại. Bảo vệ dòng cực đại có thể dùng đặc
tính độc lập hoặc đặc tính phụ thuộc (độ dốc chuẩn, rất dốc, cực
dốc)
a. Đặc tính cắt nhanh
b. Đặc tính khóa tức thời
c. Đặc tính phối hợp chuổi
Tự động hóa trong HTĐ 287
3. Đặc tính ACR
 Khi dòng sự cố lớn hay dòng
sự cố vượt quá dòng khởi động
một bội số nào đó (gọi là bội số
cắt nhanh bội số này điều chỉnh
được) thì ACR sẽ tác động tức
thời (thời gian gần bằng 0)
 Ta có thể cài đặt đặc tính cắt
nhanh ở bất cứ lần tác động
nào trong tác động dạng chuổi
của ACR.
Tự động hóa trong HTĐ 288
a. Đặc tính cắt nhanh
 Đặc điểm này cho phép ACR giảm số lần tác động để tránh hư
hỏng khi dòng sự cố lớn.
 Tương tự như cắt tức thời, chế độ khóa tức thời sẽ tác động mở và
khóa MC.
 Ta có thể đặt chế độ khóa bảo vệ sau lần tác động thứ nhất hoặc
thứ hai hoặc thứ ba.
Tự động hóa trong HTĐ 289
b. Đặc tính khóa tức thời
 Đặc tính phối hợp dạng chuổi rất cần thiết khi phối hợp ACR với
ACR. Nó sẽ ngăn những tác đồng không cần thiết của ACR gần
nguồn (ACR trên) khi sự cố xảy ra phía ACR dưới (ACR dưới tác
động). Với tác động dạng chuỗi thì ACR 1 chỉ đếm số lần tác động
nhanh của ACR 2
Tự động hóa trong HTĐ 290
c. Đặc tính phối hợp chuổi
ACR 1 ACR 2
Sự có mặt của ACR mạng phân phối nhằm nâng cao độ tin cậy cung
cấp điện và loại trừ sự cố thoáng qua. ACR cần phối hợp với các thiết
bị bảo vệ trước cũng như sau nó.
a. Phối hợp với cầu chì
b. Phối hợp ACR với ACR
c. Phối hợp với rơle
d. Phối hợp với dao cách ly phân đoạn
Tự động hóa trong HTĐ 291
4. Phối hợp với các thiết bị bảo vệ khác
Để phối hợp đúng ACR và cầu chì ta cần khảo sát quá trình phát
nhiệt và tản nhiệt của cầu chì trong chu kỳ tự đóng lại của ACR.
 Ta có phương trình phát nhiệt của cầu chì:
 Phương trình tản nhiệt của cầu chì:
Tự động hóa trong HTĐ 292
a. Phối hợp ACR với cầu chì
1
t
u
f
e 



 
   
 
t
u
f
e 




 
θ nhiệt độ
θf nhiệt độ ổn định cầu chì không chảy
τ hằng số thời gian cầu chì
t thời gian
Phân tích
Tự động hóa trong HTĐ 293
a. Phối hợp ACR với cầu chì
Việc phối hợp phải đảm bảo sao cho cầu chì phía tải không nóng
chảy khi có sự cố thoáng qua trong vùng bảo vệ của hai cầu chì liền sau
(CC1 và CC2). Nghĩa là ACR phải tác động trước cầu chì. Khi có sự cố
lâu dài thì cầu chì phải nóng chảy trước lần cắt cuối cùng của ACR.
Tự động hóa trong HTĐ 294
a. Phối hợp ACR với cầu chì phía tải
CC1
ACR
CC2
CC3
Ta rút ra nguyên tắc: Với dòng sự cố xảy ra trong vùng bảo vệ cầu
chì thì thời gian thời gian nóng chảy nhỏ nhất cầu chì phải lớn hơn thời
gian cắt nhanh của ACR đã nhân hệ số hiệu chỉnh k (phụ thuộc cách
dùng chuổi hoạt động ACR) và thời gian nóng chảy lớn nhất cầu chì
không được lớn hơn thời gian cắt chậm của ACR.
Tự động hóa trong HTĐ 295
a. Phối hợp ACR với cầu chì phía tải
CC1
ACR
CC2
CC3
.hcA k A
 Xác định k:
Tự động hóa trong HTĐ 296
a. Phối hợp ACR với cầu chì phía tải
CC1
ACR
CC2
CC3
Thời gian đóng lại 1 lần tác động nhanh 2 lần tác động nhanh
0.4 – 0.5 1.25 1.8
1 1.25 1.35
1.5 1.25 1.35
2 1.25 1.35
Tự động hóa trong HTĐ 297
a. Phối hợp ACR với cầu chì phía tải
 Tóm lại:
CC1
ACR
CC2
CC3
. 'hcA k A A 
t
I
 Việc phối hợp giữa các ACR là thực hiện lựa chọn các cuộn cắt có
định mức khác nhau đối với ACR thủy lực hay dòng cắt bé nhất khác
nhau đối với ACR điện tử.
 Lưu ý thời gian dự trữ Δt giữa các đặc tính ACR. Vì khi Δt bé quá
có thể dẫn đến các ACR cắt đồng thời.
Tự động hóa trong HTĐ 298
3. Phối hợp ACR với ACR
 Việc phối hợp ACR và rơle rất đơn giản. Ta chọn đặc tính rơle sao
cho thỏa mãn sự phối hợp. Sự phối hợp tương tự như cầu chì.
Tự động hóa trong HTĐ 299
4. Phối hợp ACR với rơle
Để tiết kiệm MC và ACR mà vẫn có thể cô lập sự cố lâu dài và mất
điện thời gian ngắn khi có sự cố thoáng qua, ta có thể phối hợp ACR và
SEC (là thiết bị bảo vệ tự động cắt phân đoạn đường dây bị sự cố. SEC
không có khả năng cắt dòng NM nên để mở tiếp điểm khi ACR mở
 Có nhiều phương pháp phối hợp ACR và SEC:
a. Đếm xung dòng NM
b. Phối hợp thời gian đóng ngắt của ACR và SEC
Tự động hóa trong HTĐ 300
5. Phối hợp ACR với dao cách ly phân đoạn
Nguyên tắc làm việc của SEC dựa vào việc đếm xung dòng NM nếu
nó vượt quá số lần định trước thì sẽ tác động
 Ví dụ: như hình vẽ
Tự động hóa trong HTĐ 301
a. Đếm xung dòng NM
N1N2N3
S1 S2 S3
ACR1
ACR2
Kết thúc chương 10
Tự động hóa trong HTĐ 302