Giáo trình Bảo vệ Rơle và tự động hóa - Chương 5: Bảo vệ dòng so lệch

36  
Chương 5: BO VDÒNG SO LCH  
I. Nguyên tc làm vic:  
Bo vdòng so lch là loi bo vda trên nguyên tc so sánh trc tiếp dòng đin  
hai đu phn tử được bo v.  
Các máy biến dòng BI được đặt hai đầu phn tử được bo vvà có tsbiến đi nI  
như nhau (hình 5.1). Quy ước hướng dương ca tt ccác dòng đin theo chiu mũi tên  
như trên sơ đồ hình 4.1, ta có :  
.
.
.
IR = IIT IIIT  
(5.1)  
Dòng vào rơle bng hiu hình hc dòng đin ca hai BI, chính vì vy bo vcó tên  
gi là bo vdòng so lch.  
Hình 5.1 : Sơ đồ nguyên lí 1 pha ca bo vdòng so lch  
a) Trong tình trng làm vic bình thường hoc khi ngn mch ngoài (ở đim N’):  
Trường hp lí tưởng (các BI không có sai s, bqua dòng dung và dòng rò ca đường dây  
được bo v) thì:  
.
.
.
.
.
.
.
I
IS = IIIS  
IIT = IIIT  
IR = IIT IIIT = 0  
và bo vskhông tác động.  
b) Khi ngn mch trong (ở đim N”): dòng IIS và IIIS khác nhau ctrsvà góc pha.  
Khi hướng dòng quy ước như trên thì dòng chhư hng là:  
.
.
.
.
.
.
.
IN  
nI  
IN = IISIIIS  
IR = IIT IIIT =  
Nếu dòng IR vào rơle ln hơn dòng khi đng IKĐR ca rơle, thì rơle khi đng và ct  
phn tbhư hng.  
Khi ngun cung cp là tmt phía (IIIS = 0), lúc đó chcó dòng IIT, dòng IR = IIT và  
bo vcũng skhi đng nếu IR > IKĐR  
.
37  
Như vy theo nguyên tc tác đng thì bo vtính chn lc tuyt đi để đảm  
bo tính chn lc không cn phi hp vthi gian. Vùng tác đng ca bo vệ được gii  
hn gia hai BI đặt 2 đầu phn tử được bo v.  
II. Dòng không cân bng:  
Khi kho sát nguyên tc tác đng ca bo vdòng so lch ta đã githiết trong tình  
trng làm vic bình thường hoc khi ngn mch ngoài, lí tưởng ta có IIT = IIIT. Tuy nhiên  
trong thc tế :  
.
.
.
.
.
.
IIT = I'ISI'Iµ ;  
IIIT = I'IISI'IIµ  
Như vy, dòng trong rơle (khi không có ngn mch trong vùng bo v, dòng trong  
rơle được gi là dòng không cân bng IKCB) bng:  
.
.
.
.
.
.
IR = IKCB = IIT IIIT = I'IIµ I'Iµ  
(5.2)  
Ngay ckhi kết cu ca hai BI ging nhau, dòng thóa I’IIµ và I’Iµ ca chúng thc tế  
là không bng nhau. Vì vy dòng không cân bng có mt giá trnht định nào đó.  
Vn chưa có nhng phương pháp phù  
hp vi thc tế đủ chính xác để tính toán  
dòng không cân bng quá đ. Vì vy để  
đánh giá đôi khi người ta phi sdng  
nhng sliu theo kinh nghim. Trên hình  
5.3b là quan hiKCB = f(t), kho sát đồ thị  
đó và nhng sliu khác người ta nhn thy  
rng :  
iKCB quá độ có thln hơn nhiu  
ln trsxác lp ca nó và đạt đến trsố  
thm chí ln hơn cdòng làm viêc cc đại.  
iKCB đạt đến trscc đại không  
phi vào thi đim đầu ca ngn mch mà  
hơi chm hơn mt ít.  
Hình 5.3 : Đồ thbiu din quan hệ  
theo thi gian ca trstc thi  
ca dòng ngn mch ngoài (a) và  
dòng không cân bng trong mch  
rơle ca bo vso lch (b)  
trsiKCB xác lp sau ngn mch  
có thln hơn rt nhiu so vi trước ngn  
mch do nh hưởng ca tdư trong lõi  
thép.thi gian tn ti trsiKCB ln không  
quá vài phn mười giây.  
III. Dòng khi động và độ nhy:  
III.1. Dòng đin khi động:  
Để đảm bo cho bo vso lch làm vic đúng khi ngn mch ngoài, dòng khi đng  
ca rơle cn phi chnh định tránh khi trstính toán ca dòng không cân bng:  
IKĐR kat.IKCBmaxtt  
(5.3)  
IKCBmaxtt : trhiu dng ca dòng không cân bng cc đại tính toán tương ng vi  
dòng ngn mch ngoài cc đại.  
Tương ng dòng khi động ca bo vê là:  
IKĐ kat.IKCBSmaxtt  
(5.4)  
trong đó IKCBSmaxtt là dòng không cân bng phía sơ cp ca BI tương ng vi IKCBmaxtt  
được tính toán như sau:  
IKCBSmaxtt = fimax.kđn.kkck. IN ngmax  
(5.5)  
38  
vi: fimax - sai scc đại cho phép ca BI, fimax = 10%.  
kđn - hsố đồng nht ca các BI, (kđn = 0 ÷ 1), kđn = 0 khi các BI hoàn toàn ging  
nhau và dòng đin qua cun sơ cp ca chúng bng nhau, kđn = 1 khi các BI khác nhau  
nhiu nht, mt BI làm vic không có sai s(hoc sai srt bé) còn BI kia có sai scc  
đại.  
kkck - hskể đến thành phn không chu ktrong dòng đin ngn mch.  
I
N ngmax - thành phn chu kca dòng đin ngn mch ngoài ln nht.  
III.2. Độ nhy:  
Độ nhy ca bo vệ được đánh giá thông qua hsố độ nhy:  
IN min  
IKÂ  
K n =  
(5.6)  
INmin : dòng nhnht có thcó ti chngn mch khi ngn mch trc tiếp trong vùng  
bo v.  
Yêu cu độ nhy ca bo vdòng so lch Kn 2  
IV. Các bin pháp nâng cao độ nhy:  
Cho bo vlàm vic vi thi gian  
khong 0,3 đến 0,5 sec để tránh khi nhng trsố  
quá độ ln ca dòng không cân bng.  
Ni ni tiếp vi cun dây rơle mt đin  
trph(hình 5.4). Tăng đin trmch so lch sẽ  
làm gim thp dòng không cân bng cũng như  
dòng ngn mch thcp (khi hư hng trong vùng  
bo v). Tuy nhiênmc độ gim thp này không  
như nhau do tính cht khác nhau ca dòng không  
cân bng quá độ và ca dòng ngn mch. Mc độ  
gim dòng không cân bng nhiu hơn do trong nó  
có cha thành phn không chu knhiu hơn. Do  
sơ đồ rt đơn gin nên bin pháp này được sử  
dng để thc hin bo vcho mt sphn tử  
trong hthng đin.  
Ni rơle qua máy biến dòng bão hòa  
trung gian (BIG).  
Dùng rơle có hãm.  
Hình 5.4 : Bo vdòng so lch  
dùng đin trphtrong mch rơle  
V. Bo vso lch dùng rơle ni qua BIG:  
Sơ đồ nguyên lí ca bo vcó rơle ni qua BIG trên hình 5.5a. Hot đng ca sơ đồ  
da trên cơ slà trong dòng không cân bng quá độ khi ngn mch ngoài (hình 5.3)  
thường có cha thành phn không chu kỳ đáng klàm dch chuyn đồ thbiu din trtc  
thi ca dòng iKCB v1 phía ca trc thi gian.  
Thông sca BI bão hòa được la chn thế nào để nó biến đi rt kém thành phn  
không chu kcha trong iKCB đi qua cun sơ ca nó. Dùng sơ đồ thay thế ca BI để phân  
tích, có ththy rng phn ln thành phn không chu kỳ đi qua nhánh thóa làm bão hòa  
39  
mch t(gim Zµ). Trong điu kin đó thành phn chu kca iKCB chyếu khép mch qua  
nhánh thóa mà không đi vào rơle.  
Điu kin làm vic ca BIG rt phc tp bi vì quan hphi tuyến khi biến đi qua BI  
chính xếp chng vi quan hphi tuyến khi biến đi iKCB qua BIG. Phn tiếp theo ta sẽ  
kho sát đồ thvòng ttrca BIG và sthay đổi trtc thi ca dòng theo thi gian (hình  
5.5).  
a)  
b)  
c)  
Hình 5.5 : Bo vdòng so lch dùng rơle ni qua BI bão hòa trung gian  
a) sơ đồ nguyên lí ca bo vệ  
b) hot đng ca sơ đồ khi ngn mch trong vùng bo vệ  
c) hot đng ca sơ đồ khi ngn mch ngoài  
VI. Bo vdùng rơle so lch có hãm:  
Dòng so lch thhay còn gi là dòng làm vic bng hiu các dòng thILV = ISLT = IIT  
- IIIT và dòng hãm bng 1/2 tng dòng thIH = 0,5*(IIT + IIIT). Khi ngn mch ngoài, trị  
tuyt đối ca hiu dòng luôn luôn nhhơn 1/2 tng dòng th, tc là:  
.
.
.
.
IIT IIIT < 0,5IIT + IIIT  
hay :  
ILV < IH  
(5.7)  
Khi ngn mch trong, trtuyt đi ca hiu có thxem là ln hơn 1/2 tng:  
.
.
.
.
IIT IIIT > 0,5IIT + IIIT  
hay :  
ILV > IH  
(5.8)  
Khi ngn mch trong và có ngun cung cp chtmt phía thì IIIT = 0 ; ILV = IIT ; IH  
= 0,5IIT.  
Biu thc (5.7) và (5.8) có thể được coi là cơ sở để thc hin rơle có hãm. Các rơle  
này da vào vic so sánh 2 đại lượng:  
.
.
.
.
IIT IIIT và 0,5 IIT + IIIT  
Sơ đồ ni BI vi rơle như hình 5.7b qua BIG có tsbiến đi nI = 1, cun sơ ca  
BIG chia thành 2 phn bng nhau, cun thcó dòng hãm đưa vào bphn hãm ca rơle;  
40  
dòng so lch cung cp cho bphn làm vic ca rơle được ly từ đim gia ca cun sơ  
BIG.  
Hình 5.7 : Bo vdòng so lch có hãm  
a) Đồ thvéc tơ dòng thtrong mch bo vệ  
b) Sơ đồ nguyên lí mt pha ca bo vệ  
VII. Đánh giá bo vso lch dc:  
VII.1. Tính chn lc:  
Theo nguyên tc tác đng, bo vcó tính chn lc tuyt đối. Khi trong hthng đin  
có dao đng hoc xy ra tình trng không đng b, dòng 2 đầu phn tử được bo vluôn  
bng nhau và không làm cho bo vtác đng mt chn lc.  
VII.2. Tác động nhanh:  
Do bo vcó tính chn lc tuyt đối nên không yêu cu phi phi hp vthi gian  
vi bo vcác phn tk. Bo vcó thể được thc hin để tác đng không thi gian.  
VII.3. Độ nhy:  
Bo vđộ nhy tương đi cao do dòng khi đng có thchn nhhơn dòng làm  
vic ca đường dây.  
VII.4. Tính đảm bo:  
Sơ đồ phn rơle ca bo vkhông phc tp lm và làm vic khá đm bo.  
Nhược đim chyếu ca bo vlà có dây dn ph. Khi đứt dây dn phcó thlàm  
kéo dài thi gian ngng hot đng ca bo v, hoc bo vcó thtác đng không đúng  
(nếu bphn kim tra đứt mch thkhông làm vic).  
Giá thành ca bo vệ được quyết định bi giá thành ca dây dn phvà chi phí lp  
đặt chúng, do vy đường dây dài giá thành srt cao.  
Tnhng phân tích trên cho thy chnên đặt bo vso lch dc cho nhng đường  
dây có chiu dài không ln chyếu là trong mng 110kV khi không tháp dng các bo  
vkhác đơn gin và tin cy hơn. Lúc y nên dùng chung cáp làm dây dn phca bo v,  
đng thi để thc hin điu khin xa, đo lường xa, thông tin liên lc...  
41  
Bo vso lch dc được áp dng rng rãi để bo vcho máy phát, máy biến áp,  
thanh góp, ... do không gp phi nhng khó khăn vdây dn ph.  
VIII. Bo vso lch ngang có hướng:  
Nguyên tc tác đng bo vso lch ngang da vào vic so sánh dòng trên 2 đường  
dây song song, trong chế độ làm vic bình thường hoc khi ngn mch ngoài các dòng này  
có trsbng nhau và cùng hướng, còn khi phát sinh hư hng trên mt đường dây thì  
chúng skhác nhau.  
Bo vệ được dùng cho 2 đường dây song song ni vào thanh góp qua máy ct riêng.  
Khi hư hng trên mt đường dây, bo vcn phi ct chỉ đường dây đó và ginguyên  
đường dây không hư hng li làm vic. Mun vy bo vphi được đặt c2 đầu đường  
dây và có thêm bphn định hướng công sut để xác định đường dây bhư hng.  
Sơ đồ nguyên lí 1 pha ca bo vtrên hình 5.9. Các máy biến dòng đặt trên 2 đường  
dây có tsbiến đi nI như nhau, cun thca chúng ni vi nhau thế nào để nhn được  
hiu các dòng pha cùng tên. Rơle dòng 5RI làm nhim vca bphn khi đng, rơle  
6RW tác động 2 phía là bphn định hướng công sut. Khi chiu dòng đin quy ước như  
trên hình 5.9, ta có dòng đưa vào các rơle này là IR = IIT - IIIT .  
Ap đưa vào 6RW được ly tBU ni vào thanh góp trm. Rơle 6RW stác động đi  
ct đường dây có công sut ngn mch hướng tthanh góp vào đường dây và khi c2  
đường dây đều có công sut ngn mch hướng tthanh góp vào đường dây thì 6RW stác  
đng vphía đường dây có công sut ln hơn.  
Trong chế độ làm vic bình thường hoc khi ngn mch ngoài, dòng IIT , IIIT bng  
nhau và trùng pha. Dòng vào rơle IR = IIT - IIIT gn bng 0 (IR = IKCB), nhhơn dòng khi  
đng IKĐR ca bphn khi động 5RI và bo vskhông tác đng.  
Hình 5.9 : Bo vso lch ngang có hướng dùng cho 2 đường dây song song  
Khi ngn mch trên đường dây I ở đim N’ (hình 5.9), dòng II > III . Vphía trm A  
có IR = IIT - IIIT ; còn phía trm B có IR = 2IIIT. Rơle 5RI c2 phía đều khi đng. Công  
sut ngn mch trên đường dây I phía A ln hơn trên đường dây II; do vy 6’RW khi  
đng vphía đường dây I và bo vct máy ct 1’MC. Vphía trm B, công sut ngn  
42  
mch trên đường dây I có du dương (hướng tthanh góp vào đường dây), còn trên đường  
dây II - âm. Do đó 6”RW cũng khi đng vphía đường dây I và ct máy ct 1”MC. Như  
vy bo vệ đảm bo ct 2 phía ca đường dây hư hng I.  
Khi ngn mch trên đường dây gn thanh góp (đim N”), dòng vào rơle phía trm  
B là IR 0 và lúc đầu nó không khi đng. Tuy nhiên bo vphía trm A tác đng do dòng  
vào rơle khá ln. Sau khi ct máy ct 2’MC, phân bdòng trên đường dây có thay đổi và  
chỉ đến lúc này bo vphía trm B mi tác động ct 2”MC. Hin tượng khi đng không  
đng thi va nêu là không mong mun vì làm tăng thi gian loi trhư hng ra khi  
mng đin.  
Ngun thao tác được đưa vào bo vqua các tiếp đim phca 1MC và 2MC. Khi  
ct mt máy ct thì tiếp đim phca nó mvà tách bo vra. Cn thc hin như vy vì 2  
lí do sau:  
Sau khi ct 1 đường dây bo vtrthành bo vdòng cc đại không thi gian.  
Nếu không tách bo vra, nó có thct không đúng đường dây còn li khi xy ra ngn  
mch ngoài.  
Bo vcó thct đường dây bhư hng không đng thi. Khi ngn mch ti đim  
N”, máy ct 2’MC ct trước, sau đó toàn bdòng hư hng sẽ đi đến chngn mch qua  
đường dây I. Nếu không tách bo vphía trm A ra, nó có thct không đúng 1’MC ca  
đường dây I không hư hng.  
pdf 7 trang baolam 26/04/2022 5860
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Bảo vệ Rơle và tự động hóa - Chương 5: Bảo vệ dòng so lệch", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_bao_ve_role_va_tu_dong_hoa_chuong_5_bao_ve_dong_s.pdf