Bài giảng Bảo vệ Rơle và tự động hóa - Chương 7: Bảo vệ dòng điện chống chạm đất - Đặng Tuấn Khanh

Nội dung text: Bài giảng Bảo vệ Rơle và tự động hóa - Chương 7: Bảo vệ dòng điện chống chạm đất - Đặng Tuấn Khanh

1. Đại học quốc gia Tp.HCM Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM BẢO VỆ DÒNG ĐiỆN CHỐNG CHẠM ĐẤT Company LOGOGV : ĐẶNG TUẤN KHANH 1
2. Chương 7: Bảo vệ dòng điện chống chạm đất Khi vận hành bình thường hoặc khi ngắn mạch giữa các pha thì dòng không cân bằng sẽ nhỏ nên bảo vệ thứ tự không sẽ không tác động. Tuy nhiên, khi ngắn mạch chạm đất 1 pha hay 2 pha thì thành phần thứ tự không sẽ lớn nên bảo vệ phát hiện và tác động 7.1 Bảo vệ cho mạng có dòng chạm đất lớn 7.2 Bảo vệ cho mạng có dòng chạm đất nhỏ 7.3 Bảo vệ điện áp thứ tự không 7.4 Bảo vệ có hướng 2
3. 7.1. Bảo vệ mạng có dòng chống chạm đất lớn 7.1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại thứ tự không 7.1.2 Bảo vệ cắt nhanh thứ tự không 3
4. 7.1.1. Bảo vệ dòng cực đại TTK Nguyên tắc Dòng không cân bằng Dòng khởi động Độ nhạy Thời gian tác động 4
5. Nguyên tắc Dựa vào thành phần thứ tự không I0 hay U0 Bảo vệ chống chạm đất là bảo vệ chống ngắn mạch một pha chạm đất N(1) và hai pha chạm nhau chạm đất N(1,1). Nguyên tắc dựa vào thành phần thứ tự không là I0 hoặc U0 muốn nhận được tín hiệu I0 hay U0 thì phải dùng bộ lọc thứ tự không 5
6. Dòng không cân bằng Khi vận hành bình thường các thành phần sinh ra dòng không cân bằng là: I = ? kcb o Thành phần 3I0 do tải sinh ra o Dòng từ hóa không hình sin làm xuất hiện hài bậc ba o Do tỷ số biến của BI không hoàn toàn giống nhau 6
7. Dòng không cân bằng Sơ đồ nối rơ le vào bộ lọc dòng thứ tự không: 7
8. Dòng không cân bằng Dòng không cân bằng được xác định theo hai trường hợp: o Chế độ bình thường o Chế độ ngắn mạch 8
9. Dòng không cân bằng Ở chế độ bình thường, mạch BI không bão hòa nên dòng không cân bằng có thể thực nghiệm hay lấy khoảng 0.2% - 4% dòng điện định mức của BI IIkcb= 0.1 lv,max Khi có NM thì BI làm việc ở đường cong của đường đặc tính từ hóa nên dòng không cân bằng: (3) Ikcb,max = k dn f I NM 9
10. Dòng khởi động Dòng khởi động: Ikd= k at I kcbmax 10
11. Độ nhạy 3I0min Knh = 1.3 − 1.5 Ikd Dòng điện thứ tự không nhỏ nhất qua rơle khi NM ở cuối vùng bảo vệ 11
12. Chọn đặc tính Chọn đặc tính giống như bảo vệ 51 12
13. Ví dụ A B C D E 1 2 4 F 3 13
14. 7.1.2. Bảo vệ dòng cắt nhanh TTK Dòng khởi động Thời gian tác động Vùng bảo vệ 14
15. 7.1.2. Bảo vệ dòng cắt nhanh TTK Dòng khởi động: Ikd = kat 3.I0max I0max Dòng điện NM TTK lớn nhất tại cuối phần tử rơ le bảo vệ. Xác định từ việc tính N(1) và N(1,1) 15
16. 7.1.2. Bảo vệ dòng cắt nhanh TTK Thời gian tác động: gần bằng không Vùng bảo vệ 16
17. 7.2. Bảo vệ mạng điện có dòng chạm đất nhỏ Ở mạng trung tính không nối đất trực tiếp khi chạm đất thì dòng NM có giá trị nhỏ. Nó khép mạch với điện dung đường dây so với đất cho nên nó phụ thuộc vào điện dung và điện trở quá độ ở chỗ chạm đất. Có thể dùng dòng này để phát hiện chạm đất. Để thực hiện bảo vệ ta dùng bộ lọc: ❖ Đối với đường dây trên không dùng bộ lọc hình sao ❖ Đối với cáp ngầm cần lưu ý là dây nối đất phải nối chui qua biến dòng điện pha không để tránh tác động sai khi có chạm đất mạch khác. 17
18. 7.2. Bảo vệ mạng điện có dòng chạm đất nhỏ Dòng khởi động Độ nhạy Thời gian tác động 18
19. Dòng khởi động Ikd= k at. k xk .3 U f C L kat : 1.2 kxk : 2-3 với bảo vệ cắt chậm, 4-5 với tác động nhanh Uf : điện áp pha CL=Cđv .L: điện dung đường dây 19
20. Độ nhạy I g min knh = Ikd knh = 1.5 với đường dây trên không, 1.25 với cáp ngầm Igmin là dòng chạm đất nhỏ nhất đi qua bảo vệ khi có chạm đất ở cuối vùng bảo vệ 20
21. Độ nhạy Mạng không có cuộn dập hồ quang: IIIUCCgmin=3 0 C − 3 0 L = 3 0 nm ( − L ) I0C :tổng dòng dung mỗi pha của mạng U0nm :điện áp pha khi có chạm đất I0L :dòng điện điện dung mỗi pha của đường dây được bảo vệ C: điện dung của mạng CL=Cđv .L:điện dung đường dây được bảo vệ 21
22. Độ nhạy Mạng có cuộn dập hồ quang: 3U0nm IUCCgmin= −3 0 nm ( − L ) xL xL: điện kháng cuộn dập hồ quang Do dòng điện dung bé nên độ nhạy kém, cho nên cần nâng cao độ nhạy ta phải dùng BI tốt, khuếch đại thứ cấp. Có thể cắt loại bỏ sự cố hoặc báo hiệu 22
23. Thời gian tác động Nếu dùng biện pháp cắt loại bỏ sự cố: thì cần phối hợp thời gian bậc thang Nếu dùng biện pháp báo tín hiệu: thì đặt ở tất cả các đầu đường dây để kiểm tra từng đường dây xác định điểm sự cố. 23
24. 7.3. Bảo vệ áp TTK cho mạng có TT không NĐTT Áp khởi động: Ugkd=− k at(3 U0 U kcb ) kat = 1,3 U0 trong điều kiện làm viêc bình thường lấy khoảng 5% Ukcb điện áp kcb của bộ lọc lấy khoảng 2%-4% Để tính bảo vệ báo tính hiệu khi có NM không đối xứng, thời gian chỉnh định chọn lớn hơn bảo vệ lớn nhất, và thường chọn 9s 24