Bài giảng Bảo vệ Rơle & tự động hóa - Chương 8: Bảo vệ thanh góp

CHƯƠNG 8BẢO VỆ THANH GĨP1I. NHẬN XÉTThanh góp ít hư hỏng nhất nhưng khi đã hư hỏng thì rất trầm trọng. Nguyên nhân do thao tác sai hay sứ bị lão hóa, sinh ra ngắn mạch giữa các pha hay chạm đất một pha.Thường chỉ cần bảo vệ ngắn mạch pha với pha, còn chạm đất 1 pha chỉ dùng thiết bị kiểm tra cách điện là đủ.2I. NHẬN XÉTHiện nay ta thường dùng bảo vệ so lệch để bảo vệ thanh góp. Gần đây, cắt nhanh ngắn mạch trên thanh góp được phối hợp với tự động đóng lại, kinh nghiệm vận hành cho ta một số ngắn mạch trên thanh góp có tính tạm thời và khi cắt nhanh sẽ tự hết, sau đó đóng lại mạch.3II. ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢO VỆ SO LỆCH HOÀN TOÀNTrong bảo vệ so lệch hoàn toàn, biến dòng đặt trên tất cả các phần tử nối vào thanh góp cần được bảo vệ. Các biến dòng có cùng tỷ số biến dòng và có dòng định mức chọn theo dòng làm việc của phần tử có công suất lớn nhất. Rơ le so lệch mắc vào tổng các dòng thứ cấp của các biến dòng.4II. Đặc điểm của bảo vệ so lệch hoàn toàn55050521522523521522523N2N15074521522523Hình: 1.II. ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢO VỆ SO LỆCH HOÀN TOÀNKhi ngắn mạch ngoài ở N1: tổng các dòng điện bằng 0, dòng qua rơ le là dòng không cân bằng.Khi ngắn mạch trên thanh góp ở N2: IR=I1/KI+I2/KI+I3/KI=IN/KI lớn hơn Ikđ. Bảo vệ tác động và cắt tất cả các phần tử nối với nguồn, các phần tử không có nguồn không cần cắt để dễ dàng tự đóng lại.6II. ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢO VỆ SO LỆCH HOÀN TOÀNĐể giảm Ikcb phải bảo đảm khi ngắn mạch ngoài các biến dòng không được bão hòa, muốn vậy cần phải:- Chọn các biến dòng cùng loại, loại chỉ bão hòa khi dòng kích từ lớn.- Giảm bội số IN/Iđm (với IN là dòng ngắn mạch, Iđm là dòng định mức của biến dòng), tăng kI.- Giảm phụ tải của biến dòng, tăng tiết diện và giảm chiều dài dây nối.7II. ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢO VỆ SO LỆCH HOÀN TOÀNNếu các biến dòng có tỷ số biến dòng khác nhau, dùng biến dòng bão hòa trung gian để giảm Ikcb.Để báo hiệu khi hư hỏng mạch thứ cấp của biến dòng, dùng rơ le dòng điện có độ nhạy cao mắc vào dây về của bảo vệ so lệch, miliampe kế để kiểm tra Ikcb do tiếp xúc xấu hay ngắn mạch một số vòng dây trong biến dòng. 8II. Đặc điểm của bảo vệ so lệch hoàn toàn9502742521522523502501A50102741Hình: 2.III. BẢO VỆ SO LỆCH HOÀN TOÀNDòng khởi động của bảo vệ so lệch hoàn toànChọn theo 3 điều kiện:Bảo vệ không tác động khi đứt dây nối của biến dòng mạch công suất lớn nhất ở trạng thái làm việc bình thường: Ikđ=Kat.Ilvmax. Với Kat=1,2~1,25.Bảo vệ không tác động khi ngắn mạch ngoài: Ikđ=Kat.Ikcbttmax=Kat.Kkck.0,1.INngmax. Với Kat=1,3~1,5; Kkck=1,3~1,5; Kkck=1 nếu có biến dòng bão hòa trung gian.10Dòng khởi động của bảo vệ so lệch hoàn toànBảo vệ phải làm việc bảo đảm độ nhạy khi dòng ngắn mạch trên thanh góp nhỏ nhất: IkđINmin/Knh; với Knh=2. Dòng khởi động tính toán của bảo vệ được chọn từ trị số lớn nhất của 3 điều kiện trên.112. Sơ đồ bảo vệ hệ thống một thanh gópRơ le 502 qua biến dòng bão hòa trung gian làm nhiệm vụ bảo vệ chính, sẽ tác động cắt các máy ngắt. Khi đứt dây nối, rơ le 501 tác động báo hiệu và đồng thời cắt mạch điều khiển ngừa bảo vệ tác động sai (không cho cắt các máy ngắt).12502501A50102521741.NOT.502.AND.74252Hình: 3.2. Sơ đồ bảo vệ hệ thống 2 thanh góp, chế độ làm việc có một thanh góp dự bịBình thường chỉ một thanh góp (II) làm việc, máy ngắt 52X cắt, thanh góp (I) không có điện làm nhiệm vụ bự bị, biến dòng BI5 nối tắt, sơ đồ làm việc bảo vệ như hệ thống một thanh góp.Nếu muốn sửa chữa máy ngắt đường dây (máy ngắt 522 hay máy ngắt 523) và dùng máy ngắt 52X thay thế, sẽ dùng biến dòng BI5 thay thế cho biến dòng BI6 hay biến dòng BI7132. Sơ đồ bảo vệ hệ thống 2 thanh góp, chế độ làm việc có một thanh góp dự bị14IIIHình: 4.52352252XBI6BI7BI55085012AĐóng 52XON 52X.NOT.508.AND.52X5235227415012027423. Sơ đồ bảo vệ hệ thống 2 thanh góp ở chế độ cùng làm việc15III50550450650652X.AND.505523524.AND.50452152252152252452352X3. Sơ đồ bảo vệ hệ thống 2 thanh góp ở chế độ cùng làm việcĐể bảo đảm cắt chọn lọc ngắn mạch ngoài đối với sơ đồ có 2 hệ thống thanh góp cùng làm việc, ta dùng sơ đồ bảo vệ có 3 bộ phận: 2 bộ phận chọn lọc 504, 505 để chọn cắt thanh góp có hư hỏng, bộ phận thứ 3 là 506 là bảo vệ so lệch chung dùng để khởi động bảo vệ, tránh tác động nhầm khi có ngắn mạch ngoài.163. Sơ đồ bảo vệ hệ thống 2 thanh góp ở chế độ cùng làm việcKhi ngắn mạch thanh góp (I) (chẳng hạn) các rơ le 504, 506 tác động, cắt máy ngắt liên lạc 52X, máy ngắt 521, máy ngắt 522, rơ le 505 không làm việc. Nếu ngắn mạch thanh góp (II) thì cắt máy ngắt liên lạc 52X, máy ngắt 523, máy ngắt 524.17IV. Bảo vệ so lệch không hoàn toànĐể đơn giản có thể dùng bảo vệ so lệch không hoàn toàn: các biến dòng chỉ đặt trên một số phần tử chính như mạch máy phát, máy biến tăng áp, máy ngắt phân đoạn và trong mạch nối thanh góp.18IV. Bảo vệ so lệch không hoàn toàn19III.OR.74251.AND.52274150Không có lệnh đóng 524524Hình: 6.521N1524523Hoäp noáiN2522BI550/51BI6BI7BI8.OR.521523KBài tập:Tính toán chọn bảo vệ so lệch dọc cho thanh cái 22kV, biết dòng ngắn mạch 3 pha ngay phía sau thanh cái là 1,131 kA, dòng điện làm việc cực đại qua thanh cái 215ABiết: kat =1,25; Ikcbmax=56,57A20Giải:21Dòng điện cực đại qua thanh góp 215AChọn BI 300/5 AChọn sơ đồ đấu các biến dòng theo hình sao đủ, có Ksd =1Dòng khởi động rơle:22Chọn dòng khởi động rơle: IkdR= 1,2 ADòng khởi động thực tế của bảo vệ dòng điện cực đại là:Độ nhạy của bảo vệ:Vậy độ nhạy của bảo vệ đạt yêu cầu.