Bài tập lớn môn Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 10: Bảo vệ khoảng cách

 đặc tính trở kháng có thể thu được bằng một bộ so sánh thì cũng có thể thu được với bộ sao sánh khác . Việc bổ sung và gi ảm 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 . Ví dụ, so sánh V và I trong một bộ so sánh biên độ kết quả trong một đặc tính trở kháng v òng tròn tại của sơ đồ R/X. Nếu tổng và sự khác biệt của V và I được áp dụng cho bộ so sánh pha thì kết quả là một đặc điểm tương tự
7.2) Trở kháng đặc trưng
Đặc điểm này sẽ không lấy tính góc pha giữa dòng và điện áp đặt vào nó; vì lý do này của nó trở kháng đặc trưng khi vẽ trên một biểu đồ R/X là một vòng tròn với trung tâm của nó là nguồn gốc của sự phối hợp và của bán kính đến tr ở kháng được cài đặt của nó. Hoạt động xảy ra cho tất cả các trở kháng giá trị thấp hơn thiết lập, có nghĩa là, cho tất cả các điểm trong vòng tròn. Đặc điểm relay, thể hiện trong hình 10.7, do đó kh ông đ ịnh h ư ớng, và trong hình thức này sẽ hoạt động cho tất cả các s ự c ố dọc vector AL và cũng cho tất cả các sự c ố sau thanh cái lên đến trở kháng AM. Nó cũng cần lưu ý A là điểm đ ặt relay và RAB là góc mà các sự dòng sự cố lệch pha với điện áp relay cho sự cố trên đường dây AB và RAC là góc chính tương đương cho sự cố trên AC . Vector AB đại diện cho trở kháng ở phía trước của rơle giữa relay đặt tại điểm A và cuối đường AB. Vector AC đại diện cho trở kháng của đường AC phía sau điểm đặt relay. 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.
 Một relay sử dụng thì đặc tính có ba nhược điểm quan trọng.
i. nó là không định hướng; nó sẽ thấy sự c ố của hai ở phía trước và phía sau các điểm đ ặt relay, và do đó đòi hỏi một yếu tố định hướng để cho nó phân biệt đúng
ii. nó không đồng nhất bảo vệ sự cố trở kháng 
iii. nó dễ bị 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
sự điều khi ển có định hướng thực chất sự phân biệt đặc trưng cho một rơle khoảng cách, để làm cho relay không đáp ứng được các bảo vệ sự cố bên ngoài đường dây. Điều này có thể thu được bằng cách thêm phần tử điều khiển định hướng riêng. Các đặc tính trở kháng của một phần tử điều khiển định hướng là một đường thẳng trên sơ đồ R/X, do đó, các đặc trưng kết hợp của sự định hướng và rơle trở kháng là nửa vòng tròn APLQ trong hình 10.8. 
Nếu 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 đơn vị. Đây là một ví dụ về sự cần thiết phải xem xét đúng sự phối hợp của nhiều yếu tố rơle để đạt được hiệu năng relay đáng tin cậy trong phát triển các điều kiện sự cố. Trong thiết kế rơle cũ, các loại vấn đề được giải quyết được thường được gọi là một trong những 'liên hệ chủng tộc'.
7.3) Rơle tự phân cực
Các yếu tố trở kháng thường được gọi như vậy bởi vì đặc trưng của nó là một đường thẳng trên một sơ đồ tổng dẫn. nó khéo léo kết hợp những đặc tính chọn lọc giữa kiểm soát tầm và điều khiển hướng, do đó loại bỏ các "cuộc đua liên lạc ' vấn đề có thể gặp phải với tầm riêng biệt và các yếu tố điều khiển hướng. Điều này đạt được bằng cách cho thêm một tín hiệu phân cực. Yếu tố trở kháng là đặc biệt hấp dẫn vì lý do kinh tế tiếp nơi các yếu tố cơ điện được sử dụng. Kết quả là, họ đã được rộng rãi triển khai trên toàn thế giới trong nhiều năm và lợi thế của họ và những hạn chế hiện nay được hiểu rõ. Vì lý do này, họ vẫn là mô phỏng trong các thuật toán của một số rơle số hiện đại.
Các đặc trưng của y ếu tố trở kháng, khi vẽ trên một sơ đồ R/X, là một vòng tròn có chu vi đi qua nguồn gốc, như minh họa trong hình 10.9 (b). Điều đó chứng tỏ các yếu tố trở kháng vốn đã định hướng và như vậy mà nó sẽ hoạt động chỉ cho những sự cố trong hướng về phía trước dọc theo AB.
Các đặc tính trở kháng được điều chỉnh bằng cách thiết lập Zn , tầm trở kháng, dọc theo đường kính và phi, góc φ thay đ ổi của các đường kính từ trục R. Góc φ được gọi là goc đ ặc t ính relay (RCA). Rơ le hoạt động cho giá trị của s ự c ố trở kháng ZF trong đặc t ính của nó.
Cần lưu ý rằng tầm với trở kháng thay đổi với góc sự cố. Như đường dây được bảo vệ được tạo thành từ trở kháng và điện cảm, góc sự cố của nó sẽ phụ thuộc vào các giá trị tương của R và X tại tần số hoạt động của hệ thống. Theo một điều kiện s ự cố phóng điện hồ quang, hoặc một sự cố liên quan đến đất trở kháng thêm vào, chẳng hạn như tháp trở kháng hoặc sự cố thông qua thảm thực vật, giá trị của điện trở thành phần của trở kháng sư c ố sẽ tăng để thay đổi góc trở kháng. Như vậy một relay có một góc đặc trưng tương đương với góc đường dây sẽ đạt dưới mức chống lại điều kiện sự cố.
Nó là bình thường, do đó, để thiết lập RCA φ nhỏ hơn góc đường dây θ, để nó có thể chấp nhận một lượng nhỏ trở kháng sự cố mà không cần gây ra dưới tầm. Tuy nhiên, khi thiết lập các relay, các sự khác biệt giữa các góc đường dây θ và góc đặc tính rơle φ phải được biết. Các kết quả đặc tính được hiển thị trong Hình 10.9 (c) trong đó tương ứng với AB chiều dài của đường dây là bảo vệ. Với φ nhỏ hơn θ, đại lượng thực tế của đường dây bảo vệ,AB, sẽ bằng với giá trị relay cài đặt AQ nhân với.AQ là giá trị relay cài đặt = ABcos⁡(θ-φ)
cos(θ- φ). Do đó các thiết lập chuyển tiếp yêu cầu là được cho bởi:
7.4 ) Offset Mho và đặc tính dạng thấu kính
Dưới gần các điều kiện điều kiện, khi điện áp relay giảm về không hoặc gần bằng không, một relay sử dụng đặc trưng trở kháng tự phân cực hay bất kỳ hình thức khác của sự tự phân cực trở kháng định hướng đặc trưng có thể không hoạt động khi nó được yêu cầu để làm như vậy. Phương pháp bao gồm điều kiện này bao gồm việc sử dụng các đặc tính trở kháng kh ông đ ịnh hư ớng, như bù đắp mho, bù đắp lenticular, hoặc tự phân cực và bộ nhớ phân cực đ ịnh hướng đặc điểm trở kháng
Nếu dòng phâ n cực được sử dụng, đặc tính mho được chuyển sang nắm lấy nguồn gốc, vì vậy mà các yếu tố đo lường có thể hoạt động close-up lỗi ở cả phía trước và hướng ngược lại. Các bù đắp mho tiếp có hai ứng dụng chính:
7.4.1) Vùng 3 và vùng busbar back-up
Trong ứng dụng này, nó được sử dụng kết hợp với các đơn vị đo mho như một máy dò lỗi và / hoặc đơn vị đo lường khu 3. Vì vậy, với đảo ngược đạt đến sắp xếp để mở rộng vào các khu busbar, như thể hiện trong Hình 10.10 (a), nó sẽ cung cấp trở lại bảo vệ cho những lỗi busbar. Cơ sở này cũng có thể được cung cấp với các đặc tính tứ giác. Một lợi ích nữa của việc áp dụng Vùng 3 là cho bảo vệ máy cắt trong sự cố (SOTF), nơi mà các khu 3 thời gian trễ sẽ được bỏ qua trong một thời gian ngắn ngay sau đường dây cấp điện để cho phép giải phóng mặt bằng nhanh chóng của một lỗi bất cứ nơi nào dọc theo đường bảo vệ.
7.4.2) Carrier starting unit in distance schemes with carrier blocking
Nếu sự xê dịch mho đơn vị được sử dụng cho sự khởi động phát tín hiệu , nó là sắp xếp như trong hình 10.10 (b). 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 tăng tốc vùng thứ hai hoặc thứ ba của relay tại điểm xa.sự truyền tải là ngăn chặn bên trong sự cố bởi hoạt động của bộ phận đo lường mho đơn vị, trong đó cho phép sự cố tốc độ cao giải phóng mặt bằng của địa phương và từ xa bộ phận ngắt mạch kết thúc.
7.4.3 ) Sự ứng dụng của đặc tính vòng tròn
Có một nguy cơ rằng sự thay đổi mho relay được hiển thị trong Hình 11.10 (a) có thể hoạt động trong điều kiện chuyển tải tối đa nếu Zone 3 của relay có một thiết lập tầm lớn. A lớn Zone 3 tầm lớn có thể yêu cầu cung cấp lại lên bảo vệ từ xa cho những sự cố trên đường dây ra liền kề. Để tránh điều này, một loại hình đặc trưng được sử dụng, trong đótầm tác dụng điện trở bị thu hẹp.
Với đặc trưng 'vòng tròn', tỷ lệ khía cạnh của ống kính được (ab) có thể điều chỉnh được, cho phép nó được thiết lập để cung cấp bao phủ tối đa trở kháng sự cố, phù hợp với không hoạt động theo điều kiện chuyển tải tối đa.
Hình 10.11 cho thấy cách đặc trưng lenticular có thể chịu đựng mức độ đường dây tải cao hơn nhiều so với mho offset và vùng đặc tính trở kháng. Giảm trở kháng tải từ ZD3 về ZD1 để sẽ tương ứng với một tương đương tăng trong dòng tải.
7.7 Đặc tính tứ giác
Đây là hình thức đặc trưng đa giác trở kháng được thể hiện trong hình 10.15. Các đặc tính được cung cấp với tầm về phía trước và thiết lập tầm với điện trở đó là độc lập điều chỉnh. Do đó cung cấp bảo hiểm điện trở tốt hơn so với bất kỳ mho loại đặc trưng cho dòng ngắn. Điều này đặc biệt đúng đối với các sự cố chạm đất đo trở kháng, nơi các điện trở hồ quang và sự cố đề kháng với điện trở từ đất đóng góp cho giá trị cao nhất của điện trở sự cố. Để tránh những sai sót quá nhiều trong tính chính xác khu vực tầm hoạt động, áp đặt một điện trở tiếp cận tối đa trong điều kiện tầm hoạt động của vùng trở kháng. Sụ giới thiệu về vấn đề này có thể thường được tìm thấy trong các sổ tay rơle thích hợp.
Các yếu tố tứ giác với phần điện kháng đường dây có thể giới thiệu các vấn đề lỗi cho những sự cố trở kháng đất nơi góc của tổng số dòng sự cố khác với các góc độ của dòng đo bằng relay. Đây sẽ là trường hợp nơi mà bộ phận và vectơ điện áp nguồn từ xa là giai đoạn chuyển đối với nhau do dòng điện trước sự cố. Điều này có thể được khắc phục bằng lựa chọn dòng pha cho đăc tính tứ giác của trở kháng trên đường dây. Đặc điểm trở kháng tứ giác là rất linh hoạt trong phần sự cố trở kháng cho cả sự cố pha và chạm đất. Vì lý do này, hầu hết các kỹ thuật số và số rơle khoảng cách hiện cung cấp hình thức đặc trưng. Một nhân tố là những tác động chi phí bổ sung thực hiện điều này sử dụng thành phần rời rạc đặc trưng cơ điện hoặc đầu công nghệ tiếp sức tĩnh không phát sinh.