Tài liệu môn Bảo vệ rơle và tự động hóa - Bảo vệ quá dòng điện

SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 1 Company LOGO BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐiỆN GV : ĐẶNG TUẤN KHANH Đại học quốc gia Tp.HCM Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM 1Bảo vệ rơ le và tự động hóa 5.1 Nguyên tắc hoạt động 5.2 Bảo vệ quá dòng cực đại 5.3 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh 5.4 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh không chọn lọc 5.5 Bảo vệ dòng điện hai cấp 5.6 Đánh giá Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện Nguyên tắc: BVDĐ là loại bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ lớn hơn giá trị định trước. BVDĐ được phân thành: • Bảo vệ dòng điện cực đại :51 (low set) • Bảo vệ dòng điện cắt nhanh :50 (high set) 5.1. Nguyên tắc 3Bảo vệ rơ le và tự động hóa 5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại 5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp 5.2. Bảo vệ dòng điện cực đại 4Bảo vệ rơ le và tự động hóa SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 2 5.2.1. Bảo vệ dòng điện cực đại 5Bảo vệ rơ le và tự động hóa o Kat: hệ số an toàn 1,2 o Ktv: hệ số trở về 0.85 o Kmm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8 o Ilvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị được bảo vệ o nBI : tỷ số biến dòng o Ksd : hệ số sơ đồ max at mm kd lv tv K KI I K Dòng sơ cấp Dòng thứ cấp vào Rơle max sd C at mm lv tv k T CT dR K K I K n KI  Dòng điện khởi động 6Bảo vệ rơ le và tự động hóa Dòng điện khởi động 7Bảo vệ rơ le và tự động hóa Chỉnh định relay 51: Chọn dòng khởi động TC của relay từ dòng điện khởi động tính toán TC o Knh > 1.5 - 1.8 khi làm bảo vệ chính o INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối ptử bảo vệ Công thức tính độ nhạy minNM nh kd IK I  Độ nhạy 8Bảo vệ rơ le và tự động hóa SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 3 Rơ le có đặc tính độc lập Rơ le có đặc tính thời gian phụ thuộc Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn Đặc tình thời gian rất dốc Đặc tình thời gian cực dốc Đặc tính thời gian dài Thời gian tác động 9Bảo vệ rơ le và tự động hóa Đường đặc tính 10Bảo vệ rơ le và tự động hóa Đường đặc tính 11Bảo vệ rơ le và tự động hóa Độ dốc chuẩn: Đặc tính thời gian cực dốc: Đặc tính thời gian rất dốc: Loại này có độ dốc dốc hơn độ dốc chuẩn. Được dùng thay thế đặc tính có độ dốc chuẩn khi độ dốc chuẩn không đảm bảo tính chọn lọc Loại này có độ dốc lớn nhất, thích hợp dùng để bảo vệ máy phát, máy biến áp động lực, máy biến áp nối đất nhằm chống quá nhiệt. là đặc tính thời gian phụ thuộc khi dòng điện NM nhỏ (10-20 lần) và đặc tính thời gian độc lập khi dòng điện NM lớn. Áp dụng lưới phân phối Đường đặc tính 12Bảo vệ rơ le và tự động hóa SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 4 o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian 1 2t t t   o Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 – 0.5s) o Thời gian tác động và trở về của rơ le o Thời gian tác động cắt của máy cắt o Sai số thời gian của rơ le định thời gian o Thời gian dự trữ Thời gian tác động 13Bảo vệ rơ le và tự động hóa 5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp 14Bảo vệ rơ le và tự động hóa o Để phân biệt giữa NM và quá tải đồng thời nâng cao độ nhạy của BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có kiểm tra áp. o Khi NM thì dòng điện tăng và điện áp giảm xuống nên cả rơle dòng điện và rơle điện áp đều khởi động (BV chỉ tác động khi cả rơle dòng điện và rơle điện áp thỏa mãn) o Dòng khởi động của BV được tính: at kd lv tv KI I K  at sd kd R lv tv BI K KI I K n  o Trong biểu thức không có Kmm vì sau khi cắt NM, ngoài các động cơ tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều nên các rơle không tác động được o Rõ ràng khi không có Kmm thì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi động nhỏ Giá trị khởi động 15Bảo vệ rơ le và tự động hóa o Yêu cầu của rơle giảm áp:  Rơ le giảm áp không được tác động đối với điện áp làm việc tối thiểu  Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau khi loại bỏ NM o Điện áp khởi động được chọn sao cho rơ le không khởi động khi điện áp min và rơ le trở về ngay sau khi cắt NM minsd lv kdR tv at BU K U U K K n  minlv kd tv at U U K K  Kat = 1.2 Ktv = 1.25 Ksd = 1 nếu BU đấu sao nđ / sao nđ Ksd = nếu BU đấu sao nđ / tam giác Ulvmin = 0.9Udm Giá trị khởi động 16Bảo vệ rơ le và tự động hóa 3 SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 5 max 1.5 1.8kdnhU N UK U    UN max là điện áp NM cực đại khi có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ o Knh > 1.1 - 1.3 khi làm bảo vệ dự trữ o Knh > 1.5 - 1.8 khi làm bảo vệ chính o INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng bảo vệ minNM nhI kd IK I  Độ nhạy 17Bảo vệ rơ le và tự động hóa o Thời gian tác động o Vùng bảo vệ o Sơ đồ nối dây BI 5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp Giống như rơle quá dòng điện cực đại 18Bảo vệ rơ le và tự động hóa 19 Cho mạng điện phân phối 22 kV như hình vẽ: Cho các thông tổng trở thứ tự thuận =TTnghịch Thứ tự không 1 Ω 4 Ω 3 Ω 5 Ω A B C D 100A 150A 100A 100A 1 Ω 12 Ω 9 Ω 15 Ω 51 A 51B2 51B1 400:5 120A 20 1 Ω 4 Ω 3 Ω 5 Ω A B C D 100A 150A 100A 100A 1 Ω 12 Ω 9 Ω 15 Ω 51 A 51B2 51B1 400:5 SC:120A TC:1.5A Knhay= 8.3 K = ? ( 3 ) 1 (1 ) 1 0 ( 2 ) ( 3 ) ( 1,1 ) / 3 3 2 3 2 P H A D A Y N M F R O M N G T O N M P H A N M N M N M N M U UI d o n g tr e n d a y p h a Z UI d o n g tr e n d a y p h a Z Z I I d o n g tr e n d a y p h a B o q u a I                        SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 6 21 1 Ω 4 Ω 3 Ω 5 Ω A B C D 100A 150A 100A 100A 1 Ω 12 Ω 9 Ω 15 Ω 51 A 51B2 51B 1 400:5 SC:120A TC:1.5A Knhay ~ 8.3 K = 0.5t=0.55 N(3):1588A N(1):1002A N(2):1352A 1 3 .5 . 1 t m K  22 1 Ω 4 Ω 3 Ω 5 Ω A B C D 100A 150A 100A 100A 1 Ω 12 Ω 9 Ω 15 Ω 51 A 51B2 51B 1 400:5 SC:200A TC:2.5A Knhay ~ 4 K = 0.2  t = 0.5 N(3):1270A N(1):794A N(2):1100A 1 3 .5 . 1 t m K  Bảo vệ rơ le và tự động hóa 23 120A 51B1 K=0.45 500A 51A K=0.2 2300A 24 1 Ω 4 Ω 3 Ω 5 Ω A B C D 100A 150A 100A 100A 1 Ω 12 Ω 9 Ω 15 Ω 51 A 51B2 51B1 1000:5 SC:500A TC:2.5A Knhay ~ 3.3 K = 0.2  t = 0.7 N(3):2540A N(1):1656A N(2):2200A 1 3 .5 . 1 t m K  SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 7 Thời gian tác động Dòng khởi động Add Your TextVùng bảo vệ 5.3.1. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 25Bảo vệ rơ le và tự động hóa 0.02S  10S o Khi có 1 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối vùng bảo vệ o Ví dụ: l NI kdI maxN BI max I kd A at NBI K I max I kd B at NCI K I Vùng bảo vệ Dòng khởi động 50 maxkd at NMI K I 26Bảo vệ rơ le và tự động hóa M 50 2540 3200 27 1 Ω 4 Ω 3 Ω 5 Ω A B C D 100A 150A 100A 100A 1 Ω 12 Ω 9 Ω 15 Ω 50 A 51B2 51B1 1000:5 SC:3200A TC:16A t = 0.02S N(3):2540A 28 50 m ax 1 1 1 1 1 (3 ) 50 1 3048 22000 3 3(3200 1 ) 75% kd a t N M PH A CH INH D INH N M TAI M G AM AM AM AM AB Z Z Z I K I UI Z Z A I Z                     SINH VIÊN:............................................ 3/28/2014 BV rơle và tự động hóa GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 8 29 A B C D 100A 150A 100A 100A 53% 67% 50 A 50B2 50B1 1000:5 SC:3200A TC:16A t = 0.02S N(3):2540A 75% 400:5 SC:?A TC:?A t = ?S