Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện

Đại học quốc gia Tp.HCM

Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM

5.1 Nguyên tắc hoạt động

5.2 Bảo vệ quá dòng cực đại

5.3 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐiỆN

5.4 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh không chọn lọc

5.5 Bảo vệ dòng điện hai cấp

5.6 Đánh giá

Company

LOGO

GV : ĐẶNG TUẤN KHANH

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

1

5.1. Nguyên tắc

5.2. Bảo vệ dòng điện cực đại

BVDĐ được phân

thành:

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.

5.2.1 Bảo vệ

dòng điện cực

5.2.2 Bảo vệ dòng

đại

• Bảo vệ dòng điện

cực đại :51 (low

set)

• Bảo vệ dòng điện

cắt nhanh :50

(high set)

điện cực đại có kiểm

tra điện áp

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

3

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

4

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

1

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

5.2.1. Bảo vệ dòng điện cực đại

Dòng điện khởi động

K_atK_mm

K_tv

I_lvmax

K_atK_mm

K_tv

I_kdR



K_sdCT

Dòng

thứ cấp

vào

I_kd

I_lvmax

Dòng

sơ cấp

n_CT

Rơle

o

K_at: hệ số an toàn 1,2

K_tv: hệ số trở về 0.85

K_mm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8

I_lvmax: dòng làm việc cực đại qua thiết bị được bảo vệ

n_BI: tỷ số biến dòng

K_sd: hệ số sơ đồ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

5

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

6

Độ nhạy

Dòng điện khởi động

Chỉnh định relay 51:

I_{NM min}

Chọn dòng khởi động TC của relay từ

dòng điện khởi động tí nh toá n TC

K_nh

I_kd

Cô ng thức

tính độ nhạy

o

K_nh> 1.5 - 1.8

khi làm bảo vệ chính

o

I_NMmin: là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối ptử bảo vệ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

7

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

8

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

2

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

Thời gian tác động

Đường đặc tính

Đặc tính thời

gian có độ dốc

chuẩn

Rơ le có đặc

tính độc lập

Đặc tình thời

gian rất dốc

Rơ le có đặc

tính thời gian

phụ thuộc

Đặc tình thời

gian cực dốc

Đặc tính thời

gian dài

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

9

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

10

Đường đặc tính

Đặc tính thời

gian rất dốc:

Đặc tính thời

gian cực dốc:

Độ dốc chuẩn:

Loại này có độ

là đặc tí nh thời

gian phụ thuộc khi

dò ng điện NM nhỏ

(10-20 lần) và đặc

tí nh thời gian độc

lập khi dò ng điện

NM lớn. Á p dụng

lưới phâ n phối

Loại này có độ

dốc lớn nhất,

thí ch hợp dùng để

bảo vệ má y phá t,

má y biến á p động

lực, má y biến á p

nối đất… nhằm

chống quá nhiệt.

dốc dốc hơn độ

dốc

chuẩn.

Được dùng thay

thế đặc tí nh có

độ dốc chuẩn

khi

độ

dốc

khô ng

chuẩn

đảm bảo tí nh

chọn lọc

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

11

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

12

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

3

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

Thời gian tác động

5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp

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

t₁ t t₂

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

Thời gian tác động cắt của máy cắt

Sai số thời gian của rơ le định thời gian

Thời gian dự trữ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

13

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

14

Giá trị khởi động

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

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

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)

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

U_lvmin

Dòng khởi động của BV được tính:

K_sdU_lvmin

U_kd



U_kdR



K_atK_sd

K_tvn_BI

K_at

K_tv

K_tvK_at

K_tvK_atn_BU

I_{kd R}



I_lv

I_kd



I_lv

K_at= 1.2

K_tv= 1.25

o

Trong biểu thức không có K_mmvì 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

K_sd= 1 nếu BU đấu sao nđ / sao nđ

K_sdnếu BU đấu sao nđ / tam giác

U_lvmin= 0.9U_dm

=

3

o

Rõ ràng khi không có K_mmthì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi động nhỏ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

15

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

16

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

4

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

Độ nhạy

5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp

I_{NM min}

K_nhI



I_kd

o

Thời gian tác động

Vùng bảo vệ

o

K_nh> 1.1 - 1.3

K_nh> 1.5 - 1.8

khi làm bảo vệ dự trữ

khi làm bảo vệ chính

Sơ đồ nối dây BI

I_NMmin: là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng

bảo vệ

Giống như rơle quá dòng điện cực đại

U_kd

K_nhU



1.51.8

U_{N max}

U_{N max}là điện áp NM cực đại khi có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

17

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

18

400:5

U

 U

/

3

SC:120A

TC:1.5A

Knhay= 8.3

K = ?

Cho mạng điện phân phối 22 kV như hình vẽ:

Cho các thông tổng trở thứ tự thuận =TTnghịch

Thứ tự không

( 3 )

M

P

H

A

D

A Y

I _N





d o n g  tr en

d o n g  tr en d a y

d o n g tre n  d a y



d a y

 p h a

Z _1

F R O

M



N G  T O  N M

3U

(1 )

P

H

A

I _N





p h a

M

2 Z ₁



Z ₀

3

2

( 2 )

( 3 )

N M

I _N



I





p h a

M

400:5

120A

( 1,1 )

B o

 q u a  I

N M

C

B

A

1 Ω

100A

3 Ω

9 Ω

3 Ω

9 Ω

4 Ω

12 Ω

1 Ω

D

51B1

100A

5 Ω

51

A

51

A

15 Ω

150A

100A

51B2

19

20

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

5

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

400:5

SC:120A

TC:1.5A

Knhay ~ 8.3 N(2):1352A

K = 0.5t=0.55

400:5

N(3):1588A

N(1):1002A

N(3):1270A

N(1):794A

N(2):1100A

1 3 .5

SC:200A

TC:2.5A

Knhay ~ 4

t 

.K

t 

.K

m  1

K = 0.2  t = 0.5

C

B

A

1 Ω

C

B

A

1 Ω

100A

3 Ω

9 Ω

4 Ω

100A

3 Ω

9 Ω

4 Ω

12 Ω

1 Ω

12 Ω

D

1 Ω

D

51B

1

100A

5 Ω

15 Ω

51

A

51B

1

100A

5 Ω

15 Ω

51

A

150A

100A

51B2

21

22

1000:5

N(3):2540A

N(1):1656A

N(2):2200A

1 3 .5

SC:500A

TC:2.5A

t 

.K

m  1

Knhay ~ 3.3

51A

K=0.2

K = 0.2  t = 0.7

C

B

A

1 Ω

100A

3 Ω

9 Ω

4 Ω

12 Ω

1 Ω

D

51B1

K=0.45

100A

5 Ω

15 Ω

51

A

150A

2300A

500A

100A

120A

51B2

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

23

24

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

6

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

Dòng khởi động

5.3.1. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh

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

Dòng khởi động

I⁵⁰ K_atI_{NM max}

50

o

Ví dụ:

kd

M

Thời gian tác động

I ^I

 K_atI_NBmax

kd A

I_N

0.02S  10S

Vùng bảo vệ

Add Your Text

 K_atI_{NC max}

3200

kd B

I_kd

2540

l

I_{N Bmax}

Vùng bảo vệ

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

25

Bảo vệ rơ le và tự động hóa

26

1000:5

N(3):2540A

I ⁵⁰ K _atI _{N M max} 3048 A

SC:3200A

TC:16A

t = 0.02S

kd

U _PHA

Z_{G 1} Z _{AM 1}

(3)

I_{CHINHDINH 50} I



N M TAI M

C

B

A

1 Ω

100A

3 Ω

9 Ω

4 Ω

22000

12 Ω

3

1 Ω

D

3200 

 Z _{AM 1} 3( )

51B1

1  Z _{AM 1}

100A

5 Ω

50

A

Z _{AM 1}

15 Ω



 75%

150A

Z _{AB 1}

100A

51B2

27

28

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

7

SINH VIÊN:............................................

3/28/2014

N(3):2540A

400:5

1000:5

SC:?A

TC:?A

t = ?S

SC:3200A

TC:16A

t = 0.02S

C

B

A

100A

75%

53%

D

50B1

100A

50

A

150A

67%

100A

50B2

29

BV rơle và tự động hóa

GV: ĐẶNG TUẤN KHANH

8

Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện - Đặng Tuấn Khanh