Bài thuyết trình Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 8: Bảo vệ quá dòng cho sự cố chạm pha & sự cố chạm đất - Trương Công Hoàng

ất 16.1.1 Rơle tĩnh, rơle kỹ thuật số, rơle sốRơle tĩnh (Static relays)Rơle kỹ thuật số (Digital relays)Rơle số (Numerical relays) Minh ToànRơle tĩnhRơle kỹ thuật sốRơle sốBảo vệ rơle trong HTĐ16. Bảo vệ sự cố chạm đất 16.1 Thiết lập có hiệu quả của rơle sự cố chạm đất 16.1.2 Rơle điện cơTrong môt số trường hợp có thể dùng rơle điện cơ thay vì dùng rơle số, kỹ thuật sốMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐRơle điện cơ16. Bảo vệ sự cố chạm đất 16.1 Thiết lập có hiệu quả của rơle sự cố chạm đất 16.1.2 Rơle điện cơ Minh ToànBảo vệ rơle trong HTĐRơle điện cơ16. Bảo vệ sự cố chạm đất 16.2 Bảo vệ sự cố chạy đất nhạy cảmHệ thống biến dòng nối đất và hệ thống biến dòng không nối đấtỞ nhiều nơi, điện trở của mặt đất có thể khác nhau ( đất sét, đất cứng, ...)Khi sự cố chạm đất xảy ra, dòng điện nhỏ, không đủ lớn để vận hành hệ thống bảo vệ, phát sinh dòng rò, gây nguy hiểmMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐ16. Bảo vệ sự cố chạm đất 16.2 Bảo vệ sự cố chạy đất nhạy cảm- Để khắc phục vấn đề này, có thể sử dụng rơle số, kỹ thuật sốKhi phát hiện sự cố, rơle phải tác động dứt khoác, đảm bảo tiếp điểm của nó phải tiếp xúc chắc chắn - Đối với dòng sự cố nhỏ, phải dùng rơle có độ nhạy caoMinh ToànA B CE/FBảo vệ rơle trong HTĐ16. Bảo vệ sự cố chạm đất 16.2 Bảo vệ sự cố chạy đất nhạy cảmMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐKết nối rơle17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng Thế nào là bảo vệ có hướng, sự khác nhau so với bảo vệ vô hướngMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐNguồn : https://www.youtube.com/watch?v=s06q9hQytcc17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng Quá dòng sự cố chạm đất có hướng có thể được áp dụng trong các trường hợp sau đây :- i. Dể bảo vệ sự cố chạm đất mà các bảo vệ quá dòng là do rơle định hướng- ii. Trong các mạng cách ly đất- iii. Trong các mạng cuộn dây nối đất Petersen- iv. Bảo vệ sự cố chạm đất nhạy cảm không đủ lớn, nên sử dụng một rơle sự cố chạm đất có hướng có thể cung cấp độ nhạy lớn hơnMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐ17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng 17.1 Kết nối rơle- Dòng điện dư được lấy ra như thể hiện trong hình. Vì dòng điện này có thể xuất phát từ bất kỳ pha nào, để có được một phản ứng có hướng cần thiết để có được một số lượng thích hợp để phân cực rơleMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐFigure 8.15Figure 8.1817. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng 17.1 Kết nối rơle 17.1.1 Điện áp dưMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐ17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng 17.1 Kết nối rơle 17.1.1 Điện áp dư- Các phương pháp của hệ thống nối đất cũng ảnh hưởng đến Relay góc đặc trưng (RCA), và các thiết lập sau đây là thông thường:- i. Hệ thống trở kháng nối đất : 0 ° RCA- ii. Hệ thống phân phối, nối đất cố định : -45 ° RCA- iii. Hệ thống truyền tải, nối đất cố định : -60 ° RCAMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐ17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng 17.1 Kết nối rơle 17.1.2 Dòng điện thứ tự nghịchCác điện áp dư tại bất kỳ điểm nào trong hệ thống có thể không đủ để phân cực một rơle định hướng, hoặc các máy biến áp không đáp ứng các điều kiện cho việc cung cấp điện áp dưTrong những trường hợp này, dòng thứ tự nghịch có thể được sử dụng như để phân cực. Hướng sự cố được xác định bằng cách so sánh điện áp độ lệch pha giữa dòng và áp thứ tự nghịch. Kết nối RCA phải được thiết lập dựa trên nguồn điện áp pha thứ tự nghịchMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐ20.3 Protection of Parallbel FeedersTrở kháng và các phần tử được cho như trong sơ đồVí dụ rơle 2 và 3 là rơle bảo vệ có hướngMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐ20.3 Protection of Parallbel FeedersMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐFigure 8.31 20.3 Protection of Parallbel FeedersNếu rơle 2 và 3 không định hướng, sử dụng đặc tính rơle SI cho tất cả rơle, phân cấp của rơle đều giống nhau a) sự cố tại F1, 2 xuất tuyến đều hoạt động b) sự cố tại F4, 1 xuất tuyến hoạt độngKhi sự cố ở F3 với cả 2 xuất tuyến làm việc, rơle 3 hoạt động cùng thời điểm với rơle 2 và kết quả là tất cả bị ngắt kết nối của bus Q và tất cả khách hàng được cuối đường dây đều bị mất điện. Đây là điều không mong muốnMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐ20.3 Protection of Parallbel FeedersMinh ToànBảo vệ rơle trong HTĐFigure 8.3220.3 Protection of Parallbel FeedersViệc tạo ra rơle 2, 3 có hướng,việc thiết lập sẽ thấp hơnThiết lập chỉ còn 50%, hệ số TMS = 0,1Minh ToànBảo vệ rơle trong HTĐFigure 8.33(b) Relay settings – direction relaysMinh Toàn(b) Relay settings – direction relaysTịnhThỉnh thoảng, một hệ thống điện được chạy hoàn toàn cách ly khỏi đấtƯu điểm của việc này là sự cố 1 pha chạm đất không gây ra dòng điện chạy xuống đất, và như vậy toàn bộ hệ thống vẫn hoạt độngĐiều quan trọng là phát hiện của một sự cố 1 pha chạm đất là điều cần đạt được, để mà các sự cố có thể được truy tìm và sửa chữa trước khi xuất hiện của một sự cố chạm đất thứ hai cho phép dòng điện đáng kể chảy quaSự vắng mặt của dòng sự cố chạm đất cho một sự cố 1 pha chạm đất trình bày rõ một số khó khăn trong việc phát hiện sự cố18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách lyBảo vệ rơle trong HTĐ18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách lyTịnh 18.1. Điện áp dư Bảo vệ rơle trong HTĐ18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách lyTịnhPhương pháp này được áp dụng chủ yếu cho các hệ thống MV, vì nó dựa trên sự phát hiện sự mất cân đối trong các dòng mỗi pha nạp xảy ra.- Hình 8.19 minh họa các tình huống xảy ra khi có sự cố một pha chạm đất thể hiện- Các rơle trên các dây bình thường thấy sự mất cân đối trong dòng điện nạp cho đường dây của chúng. 18.2. Sự cố chạm đất nhạy cảmBảo vệ rơle trong HTĐ18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách lyTịnhHình 8.20 cho thấy sơ đồ phasor18.2. Sự cố chạm đất nhạy cảmBảo vệ rơle trong HTĐ18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách lyTịnhSử dụng Core Balance CT là cần thiết. Có sự tham khảo Hình 8.20, dòng mất cân bằng trên đường dây bình thường tụt lại sau điện áp dư là 90 °. Các dòng nạp trên những đường dây này sẽ bằng √3 lần giá trị bình thường, vì vậy các điện áp pha-đất đã tăng bằng lượng nàyĐiều này có thể được tính toán ở giai đoạn thiết kế, nhưng có thể xác nhận bằng các phương tiện của kiểm tra tại chỗ là bình thường. Sự cố một pha chạm đất đang cố tình áp dụng và các dòng kết quả đã ghi nhận, quá trình được thực hiện dễ dàng hơn trong một rơle kỹ thuật số hoặc số hiện đại bằng phương tiện đo đạc đã cung cấp 18.2. Sự cố chạm đất nhạy cảmBảo vệ rơle trong HTĐTịnhNối đất qua cuộn Petersen là trường hợp đặc biệt của nối đất qua trở kháng. Lưới điện được nối đất thông qua một reactor, điện kháng của chúng trên lý thuyết được tính bằng tổng điện dung hệ thống với đất Dưới điều kiện này, sự cố 1 pha chạm đất không tạo ra bất kỳ dòng sự cố tới đất trong điều kiện xác lập. Hệ quả này thì giống như có một hệ thống cách lyChủ yếu nhìn thấy các đường dây trên không của nông thôn, và đặc biệt có lợi ở nơi có một tỷ lệ cao của những sự cố ngắn hạn19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất qua cuộn PetersenBảo vệ rơle trong HTĐTịnhPetersen coils steplessPetersen coil regulated by stepsStepless regulated Petersen coil 20kv 200ABảo vệ rơle trong HTĐ coils.html19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất qua cuộn PetersenTịnhBảo vệ rơle trong HTĐ  19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất qua cuộn PetersenTịnhHình 8.23 cho thấy sơ đồ kết quả sơ đồ phasor, giả định rằng không có điện kháng là tồn tại. Hình 8.23 (a), nó có thể được nhìn thấy rằng các nguyên nhân những sự cố các điện áp pha lành mạnh để tăng bởi hệ số ÷ 3 và dòng nạp sớm pha điện áp là 90 °Bảo vệ rơle trong HTĐHình 8.23  19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất qua cuộn PetersenTịnhSử dụng một CBCT, dòng mất cân bằng được thấy trên các đường dây lành mạnh có thể được xem là một sự bổ sung vector đơn giản ia1 và ib1, và điều này nằm ở chính xác trể 90 ° với điện áp dư (Hình 8.23 (b)). Độ lớn của dòng điện dư iR1 bằng ba lần so với dòng điện nạp ở trạng thái ổn định cho mỗi pha. Trên đường dây bị sự cố, dòng điện dư là bằng IL – IH1 – IH2 , như thể hiện trong hình 8.23 (c) và rõ ràng hơn bởi sơ đồ thứ tự 0 hình 8.24Bảo vệ rơle trong HTĐHình 8.24Biểu thức đúng Tịnha. Thiết lập đo dòng có khả năng được đặt tại các giá trị rất thấpb. Một RCA 0 °, và có khả năng điều chỉnh tốt xung quanh giá trị nàyCác phần tử dòng điện nhạy cảm là cần thiết bởi vì dòng điện rất thấp có thể chảy qua - vì vậy những cài đặt ít hơn 0,5% giá trị định mức dòng điện có thể được yêu cầu. Tuy nhiên, như sự bù bằng các Petersen Coil có thể không được hoàn hảo, mức độ thấp của dòng chạm đất ở trạng thái ổn định sẽ chảy và tăng dòng điện dư được nhìn thấy bằng relay. Một giá trị thường cài đặt được sử dụng là dòng nạp mỗi pha của mạch được bảo vệTinh chỉnh của RCA cũng được yêu cầu cài đặt về 0 °, để bù đắp cho cuộn dây và trở kháng đường dây và hiệu suất của các CT được sử dụng19.1. Bảo vệ chạm đất nhạy cảmBảo vệ rơle trong HTĐTịnhNó có thể được nhìn thấy trong hình 8,25 rằng một chênh lệch góc nhỏ tồn tại giữa dòng điện rơi trên đường dây lành mạnh và bị sự cố. Hình 8.26 minh họa cách nào chênh lệch góc này gia tăng thành phần tích cực của dòng điện những cái mà ngược pha với mỗi cái còn lại19.2 Sensitive Wattmetric ProtectionBảo vệ rơle trong HTĐHình 8.26Tịnh- Do đó, các thành phần tích cực của công suất thứ tự 0 cũng sẽ nằm trong các mặt phẳng tương tự và một rơle có khả năng phát hiện công suất tích cực có thể đưa ra một quyết định riêng biệt - Nếu thành phần wattmetric của công suất thứ tự không được phát hiện hướng về phía trước, nó chỉ ra một sự cố trên đường dây đó, trong khi một công suất theo hướng ngược lại chỉ ra một sự cố ở những nơi khác trên hệ thống- Đây là phương pháp bảo vệ là phổ biến hơn so với phương pháp chạm đất nhạy cảm khác, và có thể cung cấp bảo mật cao hơn chống lại hoạt động sai do ngỏ ra CBCT giả dưới các điều kiện không sự cố chạm đất19.2 Sensitive Wattmetric ProtectionBảo vệ rơle trong HTĐ19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất qua cuộn PetersenTịnh Công suất Wattmetric được tính toán trong thực tế sử dụng với đại lượng dư thay vì bằng những thành phần thứ tự không.   19.2 Sensitive Wattmetric ProtectionBảo vệ rơle trong HTĐ