Bài giảng Bảo vệ rơle trong hệ thống điện - TS. Nguyễn Xuân Tùng

Chia sẻ: Trần Ngọc Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:213

Thêm vào BST

Báo xấu

757
lượt xem 144
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Bảo vệ rơle trong hệ thống điện" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Các phần tử chính của hệ thống bảo vệ rơle, nguyên lý bảo vệ quá dòng điện, nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện, nguyên lý bảo vệ khoảng cách, các nguyên lý bảo vệ khác,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Bảo vệ rơle trong hệ thống điện - TS. Nguyễn Xuân Tùng

BẢO VỆ RƠLE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Bộ môn Hệ thống điện Trường đại học Bách Khoa Hà Nội 2/7/2012 Giảng viên: Nguyễn Xuân Tùng tunghtd@gmail.com
Đề cương môn học Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 2 Giới thiệu chung Chương 1: Các phần tử chính của hệ thống bảo vệ rơle Chương 2: Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện Chương 3: Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện Chương 4: Nguyên lý bảo vệ khoảng cách Chương 5: Các nguyên lý bảo vệ khác Chương 6: Bảo vệ các đường dây tải điện Chương 7: Bảo vệ các máy biến áp Chương 8: XuânBảo Nguyễn Tùng –vệ các Bm Hệ ĐHBK HN hệ thống thống thanh góp điện Chương 9: Bảo vệ các hệ thống tụ bù & kháng bù Chương 10: Bảo vệ các máy phát & động cơ
3 Phần mở đầu Giới thiệu chung
Khái niệm chung Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 4 Sự cần thiết phải có hệ thống bảo vệ tự động Các sự cố diễn ra với tốc độ ánh sáng Thời điểm & nguyên nhân gây sự cố không biết trước Giông sét, hỏng cách điện, cành cây va chạm… Phản xạ của con người không thể kịp thời Các thao tác trong tình huống khẩn cấp không đảm bảo chính xác.. Cần thiết phải có hệ thống bảo vệ tự động cách ly các phần tử bị sự cố hệ thống bảo vệ rơle (BVRL) Rơle bảo vệ là thiết bị: Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện Tự động ghi ĐHBK nhận HN & phản ứng: Tình trạng làm việc không bình thường của các thiết bị và hệ thống Cách ly các phần tử bị sự cố (cắt máy cắt - MC)
Khái niệm chung Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 5 Thiết bị bảo vệ đơn giản nhất là các cầu chì (cầu chảy), aptomat… Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN
Khái niệm chung Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 6 Thiết bị bảo vệ phức tạp hơn là các rơle với các nguyên lý khác nhau: Rơle quá dòng, so lệch, khoảng cách… Rơle trải qua nhiều thế hệ phát triển Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN Rơle điện cơ Rơle tĩnh (bán dẫn) Rơle kỹ thuật số
Các yêu cầu đối với hệ thống BVRL Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 7 Tin cậy Là khả năng đảm bảo thiết bị làm việc đúng khi có sự cố và không tác động ở chế độ bình thường Chọn lọc Phát hiện loại trừ đúng phần tử bị sự cố N2nhánh N1 N2 N3 I> 1 I> 2 I> 3 Sự cố tại N3: chỉ yêu cầu BV3 tác động, các BV còn lại sẽ trở về khi sự cố đã bị Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện loại trừ ĐHBK HN Sự cố tại N2nhánh: chỉ BV tại nhánh đó tác động đảm bảo chọn lọc Với các lưới điện có cấu hình phức tạp: Sử dụng các nguyên lý bảo vệ phức tạp hơn
Các yêu cầu đối với hệ thống BVRL Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 8 Tác động nhanh Giảm thiểu tác hại của sự cố Các bảo vệ tác động nhanh: thời gian tác động ≤ 50ms Yêu cầu chọn lọc & tác động nhanh: mâu thuẫn với nhau trong một số trường hợp N1 N2 N3 I> 1 I> 2 I> 3 Để đảm bảo chọn lọc: tbv1> tbv2 > tbv3 Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN Xử lý: đảm bảo sao cho thiệt hại tại phụ tải là nhỏ nhất Dùng các nguyên lý bảo vệ khác
Các yêu cầu đối với hệ thống BVRL Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 9 Độ nhạy Đặc trưng cho khả năng cảm nhận sự cố của rơle Hệ số độ nhạy Kn: Giá trị rơle đo được khi sự cố Kn= Giá trị khởi động của rơle Bảo vệ chính : Knmin= 1,5÷2 Bảo vệ dự phòng: Knmin= 1,2÷1,5 Tính kinh tế Lưới điện phân phối: sử dụng các bảo vệ quá dòng đơn giản Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện Lưới truyền ĐHBKtải: sử HN dụng bảo vệ so lệch dọc, bảo vệ khoảng cách, hai bộ bảo vệ chính… Máy biến áp hạ áp: bảo vệ bằng cầu chì Máy biến áp truyền tải: bảo vệ bằng bảo vệ so lệch…
Cơ cấu của một hệ thống bảo vệ Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 10 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống BVRL Biến dòng điện (BI) Máy cắt điện tới tải Tiếp điểm phụ MC Cuộn Nguồn thao tác cắt - + Khóa điều khiển Kênh Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN Rơle thông tin Biến điện áp (BU) Với các hệ thống quan trọng: sử dụng hệ thống dự phòng kép Hai cuộn cắt Hai mạch cấp nguồn thao tác riêng, hai bảo vệ …
11 Chương 01 Các phần tử chính của hệ thống bảo vệ
1.1 Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 12 Tên gọi chung: BI, CT, TI Nhiệm vụ: Biến đổi tỷ lệ dòng điện sơ cấp thứ cấp (5A hoặc 1 A) Cách ly mạch sơ cấp và thứ cấp Tạo sự phối hợp dòng điện giữa các pha Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN BI cao áp BI hạ áp Sơ đồ nguyên lý
1.1 Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 13 Sơ đồ thay thế Zcuộn thứ cấp Vthứ cấp BI lý tưởng Sai số của BI xuất hiện do tồn tại của dòng từ hóa Điện áp xuất hiện phía thứ cấp Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN Vthứ cấp=Ithứ cấp*(Zcuộn thứ cấp+Zdây dẫn phụ + Zthiết bị nối vào) Tải tăng Vthứ cấp tăng tăng dòng từ hoá Ie tăng sai số của BI
1.1 Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 14 Qui ước cực tính Cần thiết với : bảo vệ làm việc dựa theo hướng dòng điện. Cực tính cùng tên được đánh dấu : hình sao, chấm tròn, chấm vuông... Trên bản vẽ: cực tính cùng tên vẽ cạnh nhau. Xác định nhanh cực tính BI: Coi chiều dòng điện đi từ phía sơ cấp qua rơleNguyễn không Xuânđổi Tùng –chiều Bm Hệ thống điện ĐHBK HN Rơle
1.1 Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 15 Qui ước cực tính Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN
1.1 Bộ lọc dòng điệnthứ tự không (I0) Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 16 Đấu nối BI để lọc thành phần TTK Dùng 3 BI riêng biệt Ia Vẽ rút gọn Ib 3I0 Ic Role I a + I b + I c = 3I0 Role Do sử dụng 3 BI riêng biệt nên sẽ có sai số giữa các BI Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện Ở chế độ bìnhĐHBKthường, HN phía sơ cấp là đối xứng: luôn có dòng điện chạy qua rơle do sai số của BI Chỉ sử dụng đo dòng chạm đất lớn dùng ở mạng điện có dòng chạm đất lớn: mạng điện trung tính nối đất trực tiếp
1.1 Bộ lọc dòng điệnthứ tự không (I0) Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 17 Đấu nối BI để lọc thành phần TTK Dùng BI thứ tự không (Flux Summation CT hoặc Core Balance CT) Biến dòng có một lõi từ hình xuyến Cuộn dây được phân bố đều trên lõi Dây dẫn sơ cấp chạy xuyên qua lõi từ (đường kính trong 10÷25 cm) Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN Đấu sai Đấu đúng
1.1 Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 18 BI thứ tự không Đấu đúng: dây nối đất vỏ cáp chạy xuyên qua lõi từ Ngược lại - đấu sai: dòng điện chạy qua vỏ cáp có thể triệt tiêu dòng điện sự cố (hoàn toàn hoặc một phần) và rơle có thể không nhận được thông tin sự cố. Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN
1.1 Máy biến dòng điện Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 19 Đấu nối BI để lọc thành phần TTK Ứng dụng của BI thứ tự không Do chỉ sử dụng một lõi từ sai số đo lường rất nhỏ Sử dụng cho các mạng điện có dòng chạm đất nhỏ (mạng điện có trung tính cách điện hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang) Do cả 3 pha chạy qua lõi từ đường kính lõi từ lớn kích thước BI lớn thích hợp để trang bị với đường cáp hoặc đầu cực máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN
1.1 Ứng dụng thực tế của BI thứ tự không Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN 20 Bảo vệ chống chạm đất độ nhạy cao (Aptomat chống giật) Nguyễn Xuân Tùng – Bm Hệ thống điện ĐHBK HN