Giáo trình Bảo vệ Rơle (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô

Giáo trình Bảo vệ Rơle (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng) được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/môn học của chương trình đào tạo Điện công nghiệp để giảng dạy ở cấp trình độ Cao đẳng. Giáo trình kết cấu gồm 6 bài và chia thành 2 phần, phần 2 trình bày những nội dung về: bảo vệ so lệch dòng điện; bảo vệ dòng điện chống chạm đất; bảo vệ khoảng cách; bảo vệ các phần tử trong hệ thống điện;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Bảo vệ Rơle (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô BÀI 3: BẢO VỆ SO LỆCH DÕNG ĐIỆN Mã bài: MĐ27.03 Mục tiêu - Trình bày đƣợc nguyên tắc hoạt động của bảo vệ so lệch dòng điện - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc trong công việc và đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị 1. Nguyên tắc hoạt động Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp dòng điện giữa 2 đầu phần tử đƣợc bảo vệ. Các máy biến dòng BI đƣợc đặt 2 đầu phần tử đƣợc bảo vệ và có tỷ số biến đổi nhƣ nhau. Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý 1 pha của bảo vệ dòng so lệch Quy ƣớc hƣớng dƣơng của tất cả dòng điện theo chiều mũi tên nhƣ sơ đồ hình 4.1 ta có: ̇ ̇ ̇ Dòng vào rơle bằng hiệu chỉnh hình học dòng điện của 2 BI, chính vì vậy bảo vệ có tên gọi là bảo vệ dòng so lệch 55 a. Trong tình trạng làm việc bình thƣờng hoặc ngắn mạch ngoài (điểm N’): trƣờng hợp lý tƣởng (các BI không có sai số, bỏ qua dòng dung và dòng rò của đƣờng dây đƣợc bảo vệ) thì: ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ Nếu dòng IR vào rơle lớn hơn dòng khởi động IKĐR của rơle thì rơle khởi động và cắt phần tử bị hƣ hỏng. Khi nguồn cung cấp là từ 1 phía (IIIS = 0) lúc đó chỉ có dòng IIT, dòng và bảo vệ cũng khởi động nếu Nhƣ vậy theo nguyên tắc tác động thì bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối và để đảm bảo tính chọn lọc không cần phối hợp về thời gian. Vùng tác động của bảo vệ đƣợc giới hạn giữa 2 BI đặt ở 2 đầu phần tử đƣợc bảo vệ. 2. Dòng không cân bằng trong bảo vệ so lệch dòng điện Khi khảo sát nguyên tắc tác động của BVSL, chúng ta giả thiết một trƣờng hợp lý tƣởng rằng trong trƣờng hợp bình thƣờng và NM ngoài không có dòng điện chạy vào rơle. Thực tế nhƣ đã tìm hiểu sự làm việc của BI thì dòng điện thứ cấp của BI bằng ̇ =̇ ̇ ; ̇ =̇ ̇ Và dòng trong rơle ̇ = ̇ ̇ ̇ ̇ ̇ , dòng từ hóa ̇ và ̇ thƣờng khác nhau ngay cả trong trƣờng hợp BI giống nhau. Nhƣ vậy dòng trong rơle (khi không có ngắn mạch trong vùng bảo vệ thì trong rơle vẫn có dòng điện) chính là dòng điện không cân bằng ̇ Ngoài dòng điện từ hóa ra, dòng không cân bằng còn chịu ảnh hƣởng của điện trở của các dây dẫn phụ trong các nhánh của mạch BV. Nếu dùng các BI có tỷ số biến đổi không giống nhau (cho các phần tử nhƣ MBA 2, 3 dây quấn, tự ngẫu, thanh góp...) thì dòng không cân bằng sẽ tăng lên nhiều vì khi ấy dòng từ hóa khác nhau nhiều. Đặc biệt dòng ̇ sẽ đạt những giá trị rất lớn khi có NM ngoài, khi ấy các mạch từ của BI bão hòa với mức độ khác nhau và ảnh hƣởng của thành phần không chu kỳ của dòng NM lên dòng thứ cấp của các MBI cũng khác nhau. 3. Dòng điện khởi động của bảo vệ so lệch dòng điện Để BVSL có thể làm việc đúng, phải chỉnh định dòng khởi động của nó lớn hơn dòng không cân bằng tính toán lớn nhất khi NM ngoài vùng BV. . ???? 56 Với ???? là dòng không cân bằng tính toán cực đại ̇ ???? ????. . . ???? Trong đó: ???? là sai số cực đại cho phép của BI trong tình trạng ổn định. ???? là hệ số đồng nhất của các BI; khi các BI hoàn toàn giống nhau khi các BI hoàn toàn khác nhau là hệ số kể đến ảnh hƣởng của thành phần không chu kỳ của dòng NM ???? là dòng ngắn mạch lớn nhất ngoài vùng bảo vệ Yêu cầu về độ nhạy của BVSL Thƣờng vì dòng điện không cân bằng khá lớn, nếu không dùng những biện pháp đặc biệt để hạn chế nó, BV khó đảm bảo yêu cầu về độ nhạy đã nêu 4. Những biện pháp thƣờng dùng để nâng cao độ nhạy và tính đảm bảo của bảo vệ Nhƣ trên đã nói, dòng điện không cân bằng có giá trị khá lớn và trong một số trƣờng hợp rất khó xác định trị số chính xác của nó, vì thế để làm tăng độ nhạy của BV cần phải dùng những biện pháp đặc biệt để hạn chế dòng điện không cân bằng. Có rất nhiều phƣơng pháp để tăng tính đảm bảo và độ nhạy của BV với mức độ phức tạp và hiệu quả khác nhau. Các phương pháp thường gặp là: - Cho BV làm việc chậm khoảng 0,3 ÷ 0,5s. Để các giá trị quá độ của Ikcb kịp tắt đến trị số bé. Phƣơng pháp này hiện nay ít dùng vì nó làm cho BV mất tính tác động nhanh. - Nối tiếp các rơle một điện trở tác dụng phụ, khi điện trở trong mạch so lệch tăng, dòng điện không cân bằng cũng nhƣ dòng NM thứ cấp giảm xuống, tuy nhiên mức độ giảm của dòng không cân bằng nhiều hơn vì trong dòng điện không cân bằng thành phần không chu kỳ nhiều hơn trong dòng di chuyển mạch. - Nối rơle qua các biến dòng bão hòa trung gian - Dùng rơle có tác động hãm - Dùng rơle có hãm hoặc khóa bằng họa tần bậc cao của dòng điện 57 Phƣơng pháp dùng MBI bão hòa trung gian và dùng rơle có tác động hãm là hai phƣơng pháp thông dụng nhất. 4.1. Nối các rơle qua máy biến dòng bão hòa trung gian (BIG) Máy biến dòng bão hòa trung gian là MBI có độ bão hòa từ rất sớm. Nhƣ ta đã biết, trong dòng NM có hai thành phần là chu kỳ và không chu kỳ. Thành phần chu kỳ đối xứng qua trục thời gian. Còn thành phần không chu kỳ lệch hẳn về một phía. Thành phần không chu kỳ sẽ rơi vào vùng bão hòa của đƣờng cong từ hóa nên sẽ gây ra một độ thay đổi tự cảm bé hay nói cách khác sđđ thứ cấp của thành phần này bé. Trong khi đó thành phần chu kỳ nằm trong vùng tuyến tính của đƣờng cong từ hóa nên có độ từ cảm lớn và sđđ của thành phần này lớn, nghĩa là chuyển tốt sang phía thứ cấp. MBI bão hòa trung gian chính là bộ phận lọc thành phần không chu kỳ của dòng NM. Ngƣời ta có thể dùng MBI bão hòa thƣờng hình 4.2b hay bão hòa mạnh hình 4.3c. Hình 4.2. Sơ đồ nói dây rơle qua MBI bão hòa trung gian (a) ...