Giới thiệu chung về bảo vệ đường dây

Chia sẻ: Hai Dang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:61

Thêm vào BST

Báo xấu

290
lượt xem 165
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp và chủng loại thiết bị bảo vệ các đường dây tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như : trên không hay cáp , chiều dài , phương thức nối đất của hệ thống. . . .

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giới thiệu chung về bảo vệ đường dây

Giới thiệu chung về bảo vệ đường dây
A. GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃÖ BAÍO VÃÛ ÂÆÅÌNG DÁY Phæång phaïp vaì chuíng loaûi thiãút bë baío vãû caïc âæåìng dáy (ÂZ) taíi âiãûn phuû thuäüc vaìo ráút nhiãöu yãúu täú nhæ: ÂZ trãn khäng hay ÂZ caïp, chiãöu daìi ÂZ, phæång thæïc näúi âáút cuía hãû thäúng, cäng suáút truyãön taíi vaì vë trê cuía ÂZ trong cáúu hçnh cuía hãû thäúng, cáúp âiãûn aïp cuía ÂZ... I. PHÁN LOAÛI CAÏC ÂÆÅÌNG DÁY. Hiãûn nay coï nhiãöu caïch âãø phán loaûi caïc ÂZ, theo cáúp âiãûn aïp ngæåìi ta coï thãø phán biãût: − ÂZ haû aïp (low voltage: LV) tæång æïng våïi cáúp âiãûn aïp U < 1 kV. − ÂZ trung aïp (medium voltage: MV): 1 kV ≤ U ≤ 35 kV. − ÂZ cao aïp (high voltage: HV): 60 kV ≤ U ≤ 220 kV. − ÂZ siãu cao aïp (extra high voltage: EHV): 330 kV ≤ U ≤ 1000 kV. − ÂZ cæûc cao aïp (ultra high voltage: UHV): U > 1000 kV. Thäng thæåìng caïc ÂZ coï cáúp âiãûn aïp danh âënh tæì 110 kV tråí lãn âæåüc goüi laì ÂZ truyãön taíi vaì dæåïi 110 kV tråí xuäúng goüi laì ÂZ phán phäúi. Theo caïch bäú trê ÂZ coï: ÂZ trãn khäng (overhead line), ÂZ caïp (cable line), ÂZ âån (single line), ÂZ keïp (double line)... II. CAÏC DAÛNG SÆÛ CÄÚ VAÌ BAÍO VÃÛ ÂÃØ BAÍO VÃÛ ÂÆÅÌNG DÁY TAÍI ÂIÃÛN. Nhæîng sæû cäú thæåìng gàûp âäúi våïi ÂZ taíi âiãûn laì ngàõn maûch (mäüt pha hoàûc nhiãöu pha), chaûm âáút mäüt pha (trong læåïi âiãûn coï trung tênh caïch âáút hoàûc näúi âáút qua cuäün dáûp häö quang), quaï âiãûn aïp (khê quyãøn hoàûc näüi bäü), âæït dáy vaì quaï taíi. Âãø chäúng caïc daûng ngàõn maûch trong læåïi haû aïp thæåìng ngæåìi ta duìng cáöu chaíy (fuse) hoàûc aptomat . Âãø baío vãû caïc ÂZ trung aïp chäúng ngàõn maûch, ngæåìi ta duìng caïc loaûi baío vãû: − Quaï doìng càõt nhanh hoàûc coï thåìi gian våïi âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp hoàûc phuû thuäüc. − Quaï doìng coï hæåïng. − Baío vãû khoaíng caïch. − Baío vãû so lãûch sæí duûng caïp chuyãn duìng. Âäúi våïi ÂZ cao aïp vaì siãu cao aïp, ngæåìi ta thæåìng duìng caïc baío vãû: − So lãûch doìng âiãûn. − Baío vãû khoaíng caïch. − So saïnh biãn âäü, so saïnh pha. − So saïnh hæåïng cäng suáút hoàûc doìng âiãûn. Sau âáy chuïng ta seî âi xeït cuû thãø caïc baío vãû thæåìng âæåüc duìng âãø baío vãû ÂZ trong hãû thäúng âiãûn. B. CAÏC LOAÛI BAÍO VÃÛ THÆÅÌNG DUÌNG ÂÃØ BAÍO VÃÛ ÂÆÅÌNG DÁY I. BAÍO VÃÛ QUAÏ DOÌNG I.1. Baío vãû quaï doìng coï thåìi gian (51): Baío vãû quaï doìng coï thãø laìm viãûc theo âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp (âæåìng 1) hoàûc phuû thuäüc (âæåìng 2) hoàûc häùn håüp (âæåìng 3;4). Thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp khäng phuû thuäüc vaìo trë säú doìng ngàõn maûch hay vë trê ngàõn maûch,û coìn âäúi våïi baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc thç thåìi gian taïc âäüng tè lãû nghëch våïi doìng âiãûn chaûy qua baío vãû, doìng ngàõn maûch caìng låïn thç thåìi gian taïc âäüng caìng beï. 114
I.1.1. Baío vãû quaï doìng våïi âàûc t tuyãún thåìi gian âäüc láûp: (4) Æu âiãøm cuía daûng baío vãû naìy laì caïch tênh toaïn vaì caìi âàût cuía baío vãû khaï âån giaín vaì dãù aïp duûng. Thåìi gian âàût cuía caïc baío vãû phaíi âæåüc phäúi håüp våïi nhau sao cho coï thãø càõt ngàõn maûch (3) mäüt caïch nhanh nháút maì váùn âaím baío âæåüc tênh choün loüc cuía caïc baío vãû. (1) Hiãûn nay thæåìng duìng 3 phæång phaïp phäúi håüp giæîa caïc baío vãû quaï (2) doìng liãön kãö laì phæång phaïp theo thåìi 0 IKÂ I gian, theo doìng âiãûn vaì phæång phaïp häùn håüp giæîa thåìi gian vaì doìng âiãûn. Hçnh 4.1: Âàûc tênh thåìi gian cuía baío vãû quaï doìng âäüc láûp (1), phuû thuäüc (2) vaì häùn håüp (3, 4) I.1.1.1. Phäúi håüp caïc baío vãû theo thåìi gian: Âáy laì phæång phaïp phäø biãún nháút thæåìng âæåüc âãö cáûp trong caïc taìi liãûu baío vãû råle hiãûn haình. Nguyãn tàõc phäúi håüp naìy laì nguyãn tàõc báûc thang, nghéa laì choün thåìi gian cuía baío vãû sao cho låïn hån mäüt khoaíng thåìi gian an toaìn ∆t so våïi thåìi gian taïc âäüng låïn nháút cuía cáúp baío vãû liãön kãö træåïc noï (tênh tæì phêa phuû taíi vãö nguäön). tn = t(n-1)max + ∆t (4-1) Trong âoï: − tn: thåìi gian âàût cuía cáúp baío vãû thæï n âang xeït. − t(n-1)max: thåìi gian taïc âäüng cæûc âaûi cuía caïc baío vãû cuía cáúp baío vãû âæïng træåïc noï (thæï n). − ∆t: báûc choün loüc vãö thåìi gian âæåüc xaïc âënh båíi cäng thæïc: ∆t = ER.10-2.[t(n-1)max + tn] + tMC(n-1) + tdp ≈ 2.10-2.ER.t(n-1)max + tMC (n-1) + tqt + tdp (4-2) Våïi: − ER: sai säú thåìi gian tæång âäúi cuía chæïc nàng quaï doìng cáúp âang xeït (coï thãø gáy taïc âäüng såïm hån) vaì cáúp baío vãû træåïc (keïo daìi thåìi gian taïc âäüng cuía baío vãû), âäúi våïi råle säú thæåìng ER = ( 3 ÷ 5)% tuyì tæìng råle. − tMC (n-1): thåìi gian càõt cuía maïy càõt cáúp baío vãû træåïc, thæåìng coï giaï trë láúy bàòng (0,1 ÷ 0,2) sec âäúi våïi MC khäng khê, (0,06 ÷ 0,08) sec våïi MC chán khäng vaì (0,04 ÷ 0,05) sec våïi MC khê SF6. − tqt: thåìi gian sai säú do quaïn tênh khiãún cho råle váùn åí traûng thaïi taïc âäüng màûc duì ngàõn maûch âaî bë càõt, våïi råle säú tqt thæåìng nhoí hån 0,05 sec. − tdp: thåìi gian dæû phoìng. Âäúi våïi råle âiãûn cå báûc choün loüc vãö thåìi gian ∆t thæåìng âæåüc choün bàòng 0,5 sec, råle ténh khoaíng 0,4 sec coìn âäúi våïi råle säú ∆t = (0,2 ÷ 0,3) sec tuìy theo loaûi maïy càõt âæåüc sæí duûng. Giaï trë doìng âiãûn khåíi âäüng cuía baío vãû IKÂB trong træåìng håüp naìy âæåüc xaïc âënh båíi: 115
K at .K mm .I lv max I KÂB = (4-3) K tv Trong âoï: − Kat: hãû säú an toaìn âãø âaím baío cho baío vãû khäng càõt nháöm khi coï ngàõn maûch ngoaìi do sai säú khi tênh doìng ngàõn maûch (kãø âãún âæåìng cong sai säú 10% cuía BI vaì 20% do täøng tråí nguäön bë biãún âäüng). − Kmm: hãû säú måí maïy, coï thãø láúy Kmm= (1.5 ÷ 2,5). − Ktv: hãû säú tråí vãö cuía chæïc nàng baío vãû quaï doìng, coï thãø láúy trong khoaíng (0,85 ÷ 0,95). Såí dé phaíi sæí duûng hãû säú Ktv åí âáy xuáút phaït tæì yãu cáöu âaím baío sæû laìm viãûc äøn âënh cuía baío vãû khi coï caïc nhiãùu loaûn ngàõn (hiãûn tæåüng tæû måí maïy cuía caïc âäüng cå sau khi TÂL âoïng thaình cäng) trong hãû thäúng maì baío vãû khäng âæåüc taïc âäüng. Giaï trë doìng khåíi âäüng cuía baío vãû cáön phaíi thoaí maîn âiãöu kiãûn: Ilvmax < IKÂB < IN min (4-4) Våïi: − Ilv max: doìng âiãûn cæûc âaûi qua âäúi tæåüng âæåüc baío vãû, thæåìng xaïc âënh trong chãú âäü cæûc âaûi cuía hãû thäúng, thäng thæåìng: Ilv max = (1,05 ÷ 1,2).Iâm (4-5) Trong træåìng håüp khäng thoaí maîn âiãöu kiãûn (4-4) thç phaíi sæí duûng baío vãû quaï doìng coï kiãøm tra aïp. − IN min: doìng ngàõn maûch nhoí nháút khi ngàõn maûch trong vuìng baío vãû. Khi yãu cáöu phaíi caìi âàût giaï trë doìng khåíi âäüng cho råle, giaï trë naìy seî âæåüc tênh theo cäng thæïc: K sâ) .I KÂB (3 I KÂR = (4-6) nI Trong âoï: − nI: tyí säú biãún âäøi cuía BI. I ( 3) − K (3) sâ : hãû säú så âäö, phuû thuäüc vaìo caïch màõc så âäö BI K sâ) (3 = R . Âäúi våïi I ( 3) T så âäö sao hoaìn toaìn hoàûc sao khuyãút thç K sâ) (3 = 1 , coìn så âäö säú 8 thç K sâ = 3 . (3) I.1.1.2. Phäúi håüp caïc baío vãû theo doìng âiãûn: Thäng thæåìng ngàõn maûch caìng gáön nguäön thç doìng ngàõn maûch caìng låïn vaì doìng ngàõn maûch naìy seî giaím dáön khi vë trê âiãøm ngàõn maûch caìng xa nguäön. Yãu cáöu âàût ra åí âáy laì phaíi phäúi håüp caïc baío vãû taïc âäüng theo doìng ngàõn maûch sao cho råle åí gáön âiãøm ngàõn maûch nháút seî taïc âäüng càõt maïy càõt maì thåìi gian taïc âäüng giæîa caïc baío vãû váùn choün theo âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp. Nhæåüc âiãøm cuía phæång phaïp naìy laì cáön phaíi biãút cäng suáút ngàõn maûch cuía nguäön vaì täøng tråí ÂZ giæîa hai âáöu ÂZ âàût råle maì ta cáön phaíi phäúi håüp âãø âaím baío tênh choün loüc. Âäü chênh xaïc cuía baío vãû coï thãø seî khäng âaím baío âäúi våïi caïc ÂZ gáön nguäön coï cäng suáút ngàõn maûch biãún âäüng maûnh hoàûc ngàõn maûch qua täøng tråí coï giaï trë låïn. Do nhæîng nhæåüc âiãøm trãn maì phæång phaïp phäúi håüp theo doìng âiãûn thæåìng sæí duûng âãø baío vãû caïc ÂZ coï cäng suáút nguäön êt biãún âäüng vaì cho mäüt daûng ngàõn maûch. 116
Phæång phaïp naìy tênh theo doìng ngàõn maûch pha vaì læûa choün giaï trë âàût cuía baío vãû sao cho råle åí gáön âiãøm sæû cäú nháút seî taïc âäüng. Giaí sæí xeït ngàõn maûch 3 pha N(3) taûi âiãøm N2 trãn hçnh 4.3, giaï trë doìng ngàõn maûch taûi N2 âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: c.U nguäön I N2 = (4-7) 3(Z nguäön + Z AB ) Trong âoï: − Unguäön: âiãûn aïp dáy cuía nguäön. − c: hãû säú thay âäøi âiãûn aïp nguäön, coï thãø láúy c = 1,1. − Znguäön: täøng tråí nguäön, âæåüc xaïc âënh bàòng: U2 n Z nguäön = nguäö (4-8) S NM våïi SNM laì cäng suáút ngàõn maûch cuía nguäön. HT A 51 B 51 C 51 D 51 Znguäön ZAB ZBC ZCD PT 1 2 3 4 N2 N1 5 7 8 9 t t3 t2 ∆t t1 ∆t Vuìng chãút l Hçnh 4.3: Âàûc tuyãún thåìi gian cuía baío vãû quaï doìng trong læåïi âiãûn hçnh tia cho træåìng håüp phäúi håüp theo doìng âiãûn Chuïng ta nháûn tháúy caïc doìng ngàõn maûch phêa sau âiãøm N2 (tênh vãö phêa taíi) seî coï giaï trë nhoí hån IN2(boí qua træåìng håüp ngàõn maûch qua mäüt täøng tråí låïn) do âoï giaï trë âàût cuía doìng âiãûn cho baío vãû âàût taûi A coï thãø choün låïn hån doìng IN2. Trong træåìng håüp täøng quaït, giaï trë cuía doìng âiãûn åí cáúp thæï n (tênh vãö phêa phuû taíi) choün theo phæång phaïp phäúi håüp doìng âiãûn seî âæåüc tênh theo cäng thæïc: K at .c.U nguäön I KÂn = m (4-9) 3(Z nguäön max + ∑ Z ( n −1) n =1 Trong âoï: m − ∑ Z ( n −1) : täøng tråí ÂZ tênh tæì nguäön âãún cáúp baío vãû thæï (n -1). n =1 − m: säú cáúp baío vãû cuía toaìn ÂZ. 117
− Kat = (1,1 ÷ 1,3): hãû säú an toaìn âãø âaím baío khäng càõt nháöm khi coï ngàõn maûch ngoaìi do sai säú tênh doìng ngàõn maûch (kãø âãún âæåìng cong sai säú 10% cuía BI vaì 20% do täøng tråí nguäön bë biãún âäüng). Chuïng ta tháúy do coï hãû säú an toaìn Kat > 1 nãn baío vãû seî täön taûi vuìng chãút khi xaíy ra ngàõn maûch taûi caïc thanh goïp. Æu âiãøm cuía phæång phaïp naìy laì ngàõn maûch caìng gáön nguäön thç thåìi gian càõt ngàõn maûch caìng nhoí. I.1.2. Baío vãû quaï doìng cæûc âaûi våïi âàûc tuyãún thåìi gian phuû thuäüc: Baío vãû quaï doìng coï âàûc tuyãún thåìi gian âäüc láûp trong nhiãöu træåìng håüp khoï thæûc hiãûn âæåüc khaí nàng phäúi håüp våïi caïc baío vãû liãön kãö maì váùn âaím baío âæåüc tênh taïc âäüng nhanh cuía baío vãû. Mäüt trong nhæîng phæång phaïp khàõc phuûc laì ngæåìi ta sæí duûng baío vãû quaï doìng våïi âàûc tuyãún thåìi gian phuû thuäüc. Hiãûn nay caïc phæång thæïc tênh toaïn chènh âënh råle quaï doìng säú våïi âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc do âa daûng vãö chuíng loaûi vaì tiãu chuáøn nãn trãn thæûc tãú váùn chæa âæåüc thäúng nháút vãö màût lyï thuyãút âiãöu naìy gáy khoï khàn cho viãûc tháøm kãú vaì kiãøm âënh caïc giaï trë âàût. HT A 51 B 51 C 51 D 51 Znguäön ZAB ZBC ZCD 1 N1 2 N2 3 4 PT 5 6 7 8 9 t BV2 BV1 t6 ∆t BV3 ∆t ∆t BV4 t5 t7 t9 t8 l Hçnh 4.4: Phäúi håüp âàûc tuyãún thåìi gian cuía baío vãû quaï doìng trong læåïi âiãûn hçnh tia cho træåìng håüp âàûc tuyãún phuû thuäüc Råle quaï doìng våïi âàûc tuyãún thåìi gian phuû thuäüc âæåüc sæí duûng cho caïc ÂZ coï doìng sæû cäú biãún thiãn maûnh khi thay âäøi vë trê ngàõn maûch. Trong træåìng håüp naìy nãúu sæí duûng âàûc tuyãún âäüc láûp thç nhiãöu khi khäng âaøm baío caïc âiãöu kiãûn kyî thuáût: thåìi gian càõt sæû cäú, äøn âënh cuía hãû thäúng... Hiãûn nay ngæåìi ta coï xu hæåïng aïp duûng chæïc nàng baío vãû quaï doìng våïi âàûc tuyãún thåìi gian phuû thuäüc nhæ mäüt baío vãû thäng thæåìng thay thãú cho caïc råle coï âàûc tuyãún âäüc láûp. Âäúi våïi caïc råle quaï doìng coï âàûc tuyãún thåìi gian phuû thuäüc coï giåïi haûn loaûi âiãûn cå cuía Liãn Xä (cuî) khäng coï caïc âæåìng âàûc tuyãún tiãu chuáøn thäúng nháút, noï thay âäøi theo caïc råle. Trong táút caí caïc råle quaï doìng säú hiãûn nay cuía SIEMENS, ALSTOM, SEL, ABB..., âãöu têch håüp caí hai âàûc tuyãún âäüc láûp vaì phuû thuäüc. Giaï trë âàût doìng phuû thuäüc thåìi gian coï thãø âæåüc xaïc âënh bàòng mäüt trong ba caïch sau: − Dæåïi daûng caïc baíng giaï trë säú “doìng - thåìi gian”. − Dæåïi daûng caïc âäö thë logarit cå säú 10 (lg). − Dæåïi daûng caïc cäng thæïc âaûi säú. Hiãûn nay trãn thæûc tãú täön taûi nhiãöu tiãu chuáøn âæåìng cong âàûc tuyãún thåìi gian phuû thuäüc cuía baío vãû quaï doìng säú nhæ: tiãu chuáøn cuía Uyí ban kyî thuáût âiãûn quäúc tãú (IEC), cuía Viãûn kyî thuáût âiãûn-âiãûn tæí Myî (IEEC), Viãûn tiãu chuáøn quäúc gia Hoa Kyì (ANSI)..., trong âoï tiãu chuáøn IEC (IEC255-3) thæåìng âæåüc sæí duûng nháút. Tiãu chuáøn IEC255-3 bao gäöm caïc hoü âàûc tuyãún coï âäü däúc khaïc nhau: âäü däúc chuáøn (IEC255- 118
3A), ráút däúc (IEC255-3B), cæûc däúc (IEC255-3C). Trong træåìng håüp chung, cäng thæïc xaïc âënh thåìi gian taïc âäüng vaì tråí vãö cuía caïc hoü âæåìng cong nhæ sau: K K t tâ = TD n ; t tv = TD 2 1 (4-10) m −1 m −1 Trong âoï: − ttâ, ttv: tæång æïng laì thåìi gian taïc âäüng vaì thåìi gian tråí vãö cuía baío vãû æïng våïi bäüi säú doìng m. I Giaï trë m âæåüc xaïc âënh bàòng cäng thæïc: m = N I KÂB våïi IN: giaï trë doìng ngàõn maûch chaûy qua baío vãû. IKÂB: doìng âiãûn khåíi âäüng cuía baío vãû âæåüc xaïc âënh theo giaï trë doìng âiãûn taíi, coï thãø tênh theo biãøu thæïc: Pdd I KÂB = (1,1 ÷ 1,5) (4-11) 3.U. cos ϕ Trong âoï: − Pdd: laì cäng suáút taïc duûng danh âënh cuía taíi chaûy qua âäúi tæåüng âæåüc baío vãû. − U: âiãûn aïp dáy danh âënh cuía læåïi âiãûn. − TD: hãû säú thåìi gian (Time Dial) cuía mäùi âæåìng cong trong bäü âæåìng cong tiãu chuáøn vaì laì giaï trë âàût khi ta choün âæåìng cong âoï trong bäü nhåï cuía råle. − K, K1, n: caïc giaï trë phuû thuäüc vaìo loaûi âæåìng cong âàûc tuyãún coï âäü däúc khaïc nhau. Vê duû tæång æïng våïi caïc tiãu chuáøn ta coï caïc giaï trë sau: IEC255-3A: K = 0,14, K1 = - 1,08, n = 0,02; IEC255-3B: K = 13,5, K1 = - 13,5, n = 1; IEC255-3B: K = 80, K1 = - 80, n = 2. Dæåïi âáy seî giåïi thiãûu mäüt säú âæåìng cong âàûc tuyãún theo tiãu chuáøn IEC255: − Âæåìng cong däúc chuáøn SIT (standard inverse time): hçnh 4.5. 0,14 1,08 t tâ = TD 0,02 ; t tv = −TD 2 (4-12) m −1 m −1 − Âæåìng cong ráút däúc VIT (very inverse time) IEC255-3B: hçnh 4.6 13,5 13,5 t tâ = TD ; t tv = −TD 2 (4-13) m −1 m −1 - Âæåìng cong cæûc däúc EIT ttâ (extremely inverse time): hçnh 4.7 (sec) 80 100 t tâ = TD 2 ; m −1 80 t tâ = −TD 2 (4-14) m −1 10 Cáön chuï yï laì caïc hãû säú thåìi gian âàût TD thæåìng chè dao âäüng trong khoaíng (0,05 ÷ 3), trãn âäö thë caïc âàûc TD tuyãún âæåüc cho våïi giaï trë TD bàòng 1 0,9 (0,1 ÷ 1). Ngoaìi ra tiãu chuáøn IEC255 1 0,8 coìn coï caïc hoü âàûc tuyãún khaïc nhæ hoü 0,7 0,6 âæåìng cong siãu däúc UIT, âæåìng cong 0,5 0,4 0,03 0,3 0,2 119 1 5 10 (m) 0,1 Hçnh 4.5: Âæåìng cong däúc chuáøn (SIT) theo tiãu chuáøn IEC255-3A
taïc âäüng nhanh ST (short time)... nhæng êt âæåüc sæí duûng. ttâ ttâ (sec) (sec) 100 100 10 10 1 TD TD 1 1 0,9 0,9 1 0,8 0,1 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,1 0,3 0,3 0,2 0,2 1 10 (m)0,1 1 5 10 (m) Hçnh 4.6: Âæåìng cong ráút däúc (VIT) Hçnh 4.7: Âæåìng cong cæûc däúc theo tiãu chuáøn IEC255-3B (EIT) theo tiãu chuáøn IEC255-3C I.2. Baío vãû quaï doìng càõt nhanh (50): Chuïng ta nháûn tháúy ràòng âäúi våïi baío vãû quaï doìng thäng thæåìng caìng gáön nguäön thåìi gian càõt ngàõn maûch caìng låïn, thæûc tãú cho tháúy ngàõn maûch gáön nguäön thæåìng thç mæïc âäü nguy hiãøm cao hån vaì cáön loaûi træì caìng nhanh caìng täút. Âãø baío vãû caïc ÂZ trong træåìng håüp naìy ngæåìi ta duìng baío vãû quaï doìng càõt nhanh (50), baío vãû càõt nhanh coï khaí nàng laìm viãûc choün loüc trong læåïi coï cáúu hçnh báút kç våïi mäüt nguäön (hçnh 4.8) hay nhiãöu nguäön (hçnh 4.9) cung cáúp. Æu âiãøm cuía noï laì coï thãø caïch ly nhanh sæû cäú våïi cäng suáút ngàõn maûch låïn åí gáön nguäön. Tuy nhiãn vuìng baío vãû khäng bao truìm âæåüc hoaìn toaìn ÂZ cáön baío vãû, âáy chênh laì nhæåüc âiãøm låïn nháút cuía loaûi baío vãû naìy. Âãø âaím baío tênh choün loüc, giaï trë âàût cuía baío vãû quaï doìng càõt nhanh phaíi âæåüc choün sao cho låïn hån doìng ngàõn maûch cæûc âaûi (åí âáy laì doìng ngàõn maûch 3 pha træûc tiãúp) âi qua chäù âàût råle khi coï ngàõn maûch åí ngoaìi vuìng baío vãû. Sau âáy chuïng ta seî âi tênh toaïn giaï trë âàût cuía baío vãû cho mäüt säú maûng âiãûn thæåìng gàûp. I.2.1. Maûng âiãûn hçnh tia mäüt nguäön cung cáúp: Âäúi våïi maûng âiãûn hçnh tia mäüt nguäön cung cáúp (hçnh 4.8), giaï trë doìng âiãûn khåíi âäüng cuía baío vãû âàût taûi thanh goïp A âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: A I KÂ50 = Kat.INngoaìi max (4-15) 120
Trong âoï: − Kat: hãû säú an toaìn, tênh âãún aính hæåíng cuía caïc sai säú do tênh toaïn ngàõn maûch, do cáúu taûo cuía råle, thaình pháön khäng chu kç trong doìng ngàõn maûch vaì cuía caïc biãún doìng. Våïi råle âiãûn cå Kat = (1,2 ÷ 1,3), coìn våïi råle säú Kat = 1,15. − INngoaìi max: doìng ngàõn maûch 3 pha træûc tiãúp låïn nháút qua baío vãû khi ngàõn ngoaìi vuìng baío vãû. ÅÍ âáy laì doìng ngàõn maûch 3 pha træûc tiãúp taûi thanh goïp B. A 50 B HT 1 N 2 I I(3)N = f(l) Iâàût 50 lCN Hçnh 4.8: Baío vãû doìng âiãûn càõt nhanh ÂZ mäüt nguäön cung cáúp 121
I.2.2. ÂZ coï hai nguäön cung cáúp: Xeït ÂZ coï hai nguäön cung cáúp nhæ hçnh 4.9, âãø âaím baío cho baío vãû 1 (âàût taûi thanh goïp A) vaì baío vãû 2 (âàût taûi thanh goïp B) taïc âäüng âuïng thç giaï trë doìng âiãûn khåíi âäüng cuía hai baío vãû naìy ( I KÂ50 , I B 50 ) phaíi âæåüc choün theo âiãöu kiãûn: A KÂ I KÂ50 = I B 50 = K at .Max{I A i max ; I B i max } A KÂ Nngoaì Nngoaì (4-16) Trong âoï: − I A i max : giaï trë doìng ngàõn maûch låïn nháút khi ngàõn maûch 3 pha træûc tiãúp Nngoaì taûi thanh goïp B do nguäön HT1 cung cáúp. − I B i max : giaï trë doìng ngàõn maûch låïn nháút khi ngàõn maûch 3 pha træûc tiãúp Nngoaì taûi thanh goïp A do nguäön HT2 cung cáúp. A B HT1 50 50 HT2 N1 N2 I(3)NA = f(l) IAKÂ I(3)NB = f(l) I B I A i max Nngoaì Nngoaìi max lCNA lCNB Hçnh 4.9: Baío vãû doìng âiãûn càõt nhanh ÂZ coï hai nguäön cung cáúp Nhæåüc âiãøm cuía caïch choün doìng âiãûn âàût trong træåìng håüp naìy laì khi coï sæû chãnh lãûch cäng suáút khaï låïn giæîa hai nguäön A vaì B thç vuìng taïc âäüng cuía baío vãû âàût åí nguäön coï cäng suáút beï hån seî bë thu heûp laûi ráút beï tháûm chê coï thãø tiãún tåïi 0. Âãø khàõc phuûc ngæåìi ta coï thãø sæí duûng råle doìng càõt nhanh coï hæåïng âàût åí phêa nguäön coï cäng suáút beï hån (hçnh 4.10). Khi âoï chuïng ta coï thãø choün giaï trë doìng âiãûn âàût cuía baío vãû quaï doìng càõt nhanh nhæ sau: I KÂ50 = K at .I A i max A Nngoaì (4-17) I B 50 = K at .I B i max KÂ Nngoaì (4-18) Tæì hçnh 4.10 chuïng ta tháúy chiãöu daìi vuìng càõt nhanh cuía baío vãû âàût taûi thanh goïp B âaî âæåüc måí räüng ra ráút nhiãöu. Baío vãû càõt nhanh laì baío vãû coï tênh choün loüc tuyãût âäúi nghéa laì noï chè taïc âäüng khi xaíy ra ngàõn maûch trong vuìng maì noï baío vãû nãn khi tênh toaïn giaï trë doìng âiãûn khåíi âäüng, trong biãøu thæïc khäng coï màût cuía hãû säú tråí vãö Ktv. Vãö lyï thuyãút, thåìi gian taïc âäüng cuía baío vãû quaï doìng càõt nhanh coï thãø bàòng 0 sec. Tuy nhiãn trãn thæûc tãú âãø ngàn chàûn baío vãû coï thãø laìm viãûc sai khi coï seït âaïnh vaìo ÂZ gáy ngàõn maûch taûm thåìi do van chäúng seït hoaût âäüng hoàûc khi âoúng MBA khäng taíi (doìng tæì hoaï khäng taíi cuía MBA coï thãø væåüt quaï trë säú âàût cuía baío vãû càõt nhanh) hoàûc trong caïc chãú âäü nhiãùu loaûn thaình pháön soïng haìi khaïc våïi soïng haìi coï 122
táön säú 50Hz låïn, thäng thæåìng ngæåìi ta cho baío vãû laìm viãûc våïi thåìi gian trãù khoaíng (0,05 ÷ 0,08) sec âäúi våïi råle cå vaì (0,03 ÷ 0,05) sec våïi råle säú. A B HT1 50 50 HT2 N1 N2 A I âàût 50 B I âàût 50 I(3)NB = f(l) B I A i max Nngoaì I Nngoaìi max lCNA l lCNB Hçnh 4.10: Baío vãû doìng âiãûn càõt nhanh coï hæåïng ÂZ coï hai nguäön cung cáúp Do vuìng taïc âäüng cuía baío vãû quaï doìng càõt nhanh khäng bao truìm âæåüc hoaìn toaìn ÂZ cáön baío vãû nãn noï khäng thãø laìm baío vãû chênh hoàûc baío vãû duy nháút. Trong mäüt säú træåìng håüp, vê duû trong maûng hçnh tia cung cáúp cho mäüt MBA (hçnh 4.11a) laìm viãûc håüp bäü (ÂZ-MBA), coï thãø duìng baío vãû quaï doìng càõt nhanh âãø baío vãû toaìn bäü chiãöu daìi ÂZ nãúu ta cho noï taïc âäüng khi coï sæû cäú bãn trong MBA. Doìng âiãûn âàût cuía baío vãû âæåüc choün theo doìng ngàõn maûch ba pha cæûc âaûi khi ngàõn maûch sau MBA (hçnh 4.11a). Âäúi våïi råle quaï doìng càõt nhanh säú coï têch håüp caí chæïc nàng cuía baío vãû quaï doìng thäng thæåìng (khi âoï ngæåìi ta goüi chæïc nàng càõt nhanh laì ngæåîng cao coìn chæïc nàng quaï doìng thäng thæåìng laì ngæåîng tháúp) nãn coï thãø phäúi håüp hai chæïc nàng naìy âãø baío vãû cho ÂZ nhæ hçnh 4.11b. HT MBA HT N N INM INM t Iâàût Iâàût tCN INngoaìi max l l Hçnh 4.11: Baío vãû quaï doìng càõt nhanh cho så âäö håüp bäü ÂZ-MBA (a) vaì kãút håüp våïi chæïc nàng baío vãû quaï doìng thäng thæåìng theo thåìi gian phuû thuäüc (b) trong råle säú 123
Trãn thæûc tãú baío vãû quaï doìng càõt nhanh coï thãø kãút håüp våïi caïc thiãút bë tæû âäüng âoïng làûp laûi TÂL âãø væìa coï thãø càõt nhanh sæû cäú væìa tàng khaí nàng tæû âäüng hoaï trong hãû thäúng âiãûn, âaím baío yãu cáöu cung cáúp âiãûn. Mäüt nhæåüc âiãøm cå baín khaïc cuía baío vãû quaï doìng càõt nhanh laì noï khäng aïp duûng âæåüc nãúu doìng sæû cäú qua baío vãû khi coï ngàõn maûch åí âáöu ÂZ phêa nguäön (vê duû nguäön HT1 trãn hçnh 4.9 trong chãú âäü cæûc tiãøu nhoí hån doìng sæû cäú khi ngàõn maûch åí cuäúi ÂZ trong chãú âäü cæûc âaûi, nghéa laì: I N min < I N max . Khi âoï ta coï: 1 2 I N 1 max I N 1 min I N 2 max ≈ < (4-19) I N 2 max I N 2 min I N 2 min Âiãöu naìy coï nghéa laì baío vãû khäng aïp duûng âæåüc nãúu tyí säú doìng ngàõn maûch khi coï sæû cäú åí hai âáöu ÂZ trong chãú âäü cæûc âaûi nhoí hån tyí säú doìng åí âáöu xa nguäön trong chãú âäü cæûc âaûi (æïng våïi Znguäön max) vaì chãú âäü cæûc tiãøu, tæïc laì: Nhæ váûy, khi nguäön âiãûn hãû thäúng biãún âäüng maûnh hay coï dao âäüng âiãûn låïn trong hãû thäúng do ngàõn maûch ngoaìi, baío vãû quaï doìng càõt nhanh hoàûc seî khäng thãø taïc âäüng hoàûc seî taïc âäüng khäng choün loüc tuyì theo giaï trë caìi âàût cuía noï trong chãú âäü laìm viãûc naìo. Trong træåìng håüp ÂZ quaï ngàõn, nãúu giaï trë doìng âiãûn khåíi âäüng IKÂ 50 theo cäng thæïc (4-15) låïn hån doìng ngàõn maûch cæûc âaûi trong ÂZ, tæïc laì: I N1 max ≤ I KÂ = K at .I Nngoaìi max (4-20) våïi I N1 max laì doìng ngàõn maûch cæûc âaûi taûi N1 do nguäön HT1 cung cáúp khi coï ngàõn maûch ba pha trãn thanh goïp A. Khi âoï chæïc nàng quaï doìng càõt nhanh seî khäng baío vãû âæåüc ÂZ. Nhæ váûy khi sæí duûng cáúp càõt nhanh cáön kiãøm tra âiãöu kiãûn (4-19), nãúu khäng thoaí maîn âiãöu kiãûn trãn thç chè nãn âàût cáúp quaï doìng ngæåîng tháúp (quaï doìng thäng thæåìng) våïi âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc. Viãûc aïp duûng caïc cäng thæïc trãn coìn phuû thuäüc vaìo ÂZ âæåüc cung cáúp tæì mäüt hay hai nguäön vaì baío vãû thuäüc loaûi coï hæåïng hay vä hæåïng. Nãúu giæîa hai nguäön cung cáúp (hçnh 4.9) ngoaìi ÂZ liãn laûc chênh coìn coï ÂZ liãn laûc phuû khaïc (maûch voìng) thç sau khi baío vãû mäüt âáöu âaî taïc âäüng càõt maïy càõt, doìng ngàõn maûch qua baío vãû åí âáöu coìn laûi coï thãø tàng lãn vaì baío vãû seî taïc âäüng, nghéa laì vuìng taïc âäüng cuía baío vãû càõt nhanh åí âáöu naìy coï thãø âæåüc måí räüng ra (hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi). I.3. Baío vãû quaï doìng coï kiãøm tra aïp: Trong nhiãöu træåìng håüp baío vãû quaï HT BI doìng coï thåìi gian coï thãø khäng âuí âäü nhaûy 52 vç doìng laìm viãûc cæûc âaûi chaûy qua pháön tæí âæåüc baío vãû coï trë säú quaï låïn, chàóng haûn 51 TG khi taïch maûch voìng cuía læåïi âiãûn, càõt mäüt BU & 2 säú ÂZ hoàûc MBA laìm viãûc song song, khi 27 xaíy ra quaï taíi... Trong mäüt säú læåïi âiãûn coï nguäön cäng suáút ngàõn maûch yãúu, nãúu xaïc Hçnh 4.12: Baío vãû quaï doìng coï kiãøm tra aïp âënh giaï trë doìng âiãûn khåíi âäüng cho baío vãû theo cäng thæïc: K .K .I I KÂB = at mm lv max (4-21) K tv 124
nhiãöu khi khäng thãø âaím baío âiãöu kiãûn vãö âäü nhaûy. Khi âoï âãø náng cao âäü nhaûy cuía baío vãû quaï doìng coï thåìi gian âäöng thåìi âaím baío cho baío vãû coï thãø phán biãût âæåüc ngàõn maûch vaì quaï taíi ngæåìi ta thãm vaìo baío vãû bäü pháûn khoaï âiãûn aïp tháúp (hçnh 4.12). Bäü pháûn khoaï âiãûn aïp sæí duûng råle âiãûn aïp giaím 27 seî phäúi håüp våïi bäü pháûn quaï doìng 51 theo lägic “VAÌ”. Khi coï ngàõn maûch, doìng âiãûn chaûy qua chäù âàût baío vãû tàng cao âäöng thåìi âiãûn aïp taûi thanh goïp bë giaím tháúp laìm cho âáöu ra cuía bäü täøng håüp “VAÌ” coï tên hiãûu, baío vãû seî taïc âäüng. Coìn khi quaï taíi, doìng âiãûn chaûy qua âäúi tæåüng âæåüc baío vãû coï thãø giaï trë taïc âäüng cuía råle tuy nhiãn giaï trë âiãûn aïp taûi thanh goïp âàût baío vãû giaím khäng låïn do âoï råle âiãûn aïp giaím 27 khäng taïc âäüng, baío vãû seî khäng taïc âäüng. Nhæ váûy khi duìng baío vãû quaï doìng coï kiãøm tra aïp, doìng âiãûn khåíi âäüng cho baío vãû âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: K .I I KÂB = at lv max (4-22) K tv roî raìng khi âoï âäü nhaûy cuía baío vãû âaî tàng lãn do trong biãøu thæïc IKÂB khäng coìn hãû säú Kmm Âiãûn aïp khåíi âäüng cuía bäü khoaï âiãûn aïp tháúp UKÂR< choün theo âiãöu kiãûn: U N max U < U KÂRU < < lv min (4-23) nU nU Trong âoï: − Ulvmin: âiãûn aïp laìm viãûc täúi thiãøu cho pheïp taûi chäù âàût baío vãû. − UNmax: âiãûn aïp dæ låïn nháút taûi chäù âàût baío vãû khi coï ngàõn maûch åí cuäúi vuìng baío vãû cuía baío vãû quaï doìng. − nU: tyí säú biãún âäøi cuía maïy biãún âiãûn aïp BU. Thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû quaï doìng coï kiãøm tra aïp choün nhæ âäúi våïi baío vãû quaï doìng thäng thæåìng. I.4. Baío vãû quaï doìng coï hæåïng 67: Âäúi våïi mäüt säú cáúu hçnh læåïi âiãûn nhæ maûng voìng, maûnh hçnh tia coï nhiãöu nguäön cung cáúp..., baío vãû quaï doìng âiãûn våïi thåìi gian laìm viãûc choün theo nguyãn tàõc báûc thang khäng âaím baío âæåüc tênh choün loüc hoàûc thåìi gian taïc âäüng cuía caïc baío vãû gáön nguäön quaï låïn khäng cho pheïp. Âãø khàõc phuûc ngæåìi ta duìng baío vãû quaï doìng coï hæåïng. Thæûc cháút âáy cuîng laì mäüt baío vãû quaï doìng thäng thæåìng nhæng coï thãm bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút âãø phaït hiãûn chiãöu cäng suáút qua âäúi tæåüng âæåüc baío vãû. Baío vãû seî taïc âäüng khi doìng âiãûn qua baío vãû låïn hån doìng âiãûn khåíi âäüng IKÂ vaì hæåïng cäng suáút ngàõn maûch âi tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy. Så âäö nguyãn lyï cuía baío vãû quaï doìng coï hæåïng âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 4.13a. Ngaìy nay háöu hãút caïc råle quaï doìng coï hæåïng säú âæåüc têch håüp thãm nhiãöu chæïc nàng nhæ: chæïc nàng càõt nhanh, quaï doìng våïi âàûc tuyãún thåìi gian âäüc láûp vaì phuû thuäüc, nhåì âoï mäüt säú råle quaï doìng coï hæåïng coï caí tênh choün loüc tuyãût âäúi vaì tæång âäúi, nghéa laì coï thãø væìa âaím baío chæïc nàng càõt nhanh væìa âoïng vai troì nhæ mäüt baío vãû dæû træî. Mäüt trong nhæîng råle væìa nãu trãn laì råle quaï doìng coï hæåïng ba cáúp taïc âäüng. Âãø hiãøu roî hån vãö loaûi råle naìy chuïng ta seî âi phán têch choün thåìi gian laìm viãûc vaì doìng âiãûn khåíi âäüng cuía baío vãû quaï doìng coï hæåïng ba cáúp taïc âäüng cho mäüt säú maûng âiãûn âiãøn hçnh trong hãû thäúng âiãûn. I.4.1. Maûng âiãûn hçnh tia coï hai nguäön cung cáúp: Chuïng ta seî xeït tæìng cáúp taïc âäüng cho så âäö maûng âiãûn hçnh 4.13. 125
I.4.1.1. Baío vãû quaï doìng coï hæåïng cáúp I: Baío vãû doìng âiãûn coï hæåïng cáúp I laìm viãûc nhæ mäüt baío vãû quaï doìng càõt nhanh coï hæåïng, do âoï doìng âiãûn khåíi âäüng IKÂ 67 cuía baío vãû råle cho cáúp naìy âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: IKÂ 67 = Kat.INngoaìi max (4- 24) Vç baío vãû cáúp I coï tênh choün loüc tuyãût âäúi nãn thåìi gian taïc âäüng cuía baío vãû (tIâàût) coï thãø choün 0 sec. Tuy nhiãn âãø traïnh træåìng håüp baío vãû coï thãø taïc âäüng nháöm khi coï seït âaïnh vaìo ÂZ gáy ngàõn maûch taûm thåìi hoàûc ngàõn maûch ngoaìi vuìng baío vãû coï xung doìng låïn ngæåìi ta cho baío vãû taïc âäüng coï thåìi gian trãù khoaíng (0,01 ÷ 0,05) sec. I.4.1.2. Baío vãû quaï doìng coï hæåïng cáúp II: Vuìng baío vãû cáúp II âoïng vai troì dæû træî cho baío vãû cáúp I. Doìng âiãûn âàût cuía råle IIIâàût âæåüc choün theo sæû phäúi håüp våïi doìng khåíi âäüng cáúp I cuía baío vãû kãú tiãúp (liãön kãö) thäng qua hãû säú phán doìng Kpd. HT1 A 1 B 2 3 C 4 5 6 D HT2 7 8 9 10 11 t1 ∆t t3 ∆t t10 t5 t8 t7 t9 ∆t t 11 t8 ∆t t7 t9 t11 t10 t2 ∆t t4 ∆t t6 Hçnh 4.13: Phäúi håüp thåìi gian caïc baío vãû quaï doìng coï hæåïng theo âàûc tuyãún thåìi gian âäüc láûp cho træåìng håüp ÂZ coï hai nguäön cung cáúp. Xeït baío vãû 1 âàût taûi thanh goïp A. Doìng âiãûn khåíi âäüng cáúp II cuía baío vãû taûi thanh goïp A âæåüc choün phuû thuäüc vaìo sæû phán bäú doìng âiãûn taûi thanh goïp B. Træåìng håüp taûi thanh goïp B coï reî nhaïnh, doìng âiãûn khåíi âäüng cáúp II cuía baío vãû 1 xaïc âënh theo cäng thæïc: I II 67 = K at .K pd .I NT KÂ (4-25) Trong âoï: − Kpd: hãû säú phán doìng. − INT: doìng ngàõn maûch khi ngàõn maûch sau MBA taûi nhaïnh reî thanh goïp B. Træåìng håüp taûi thanh goïp B coï nguäön cäng suáút näúi vaìo, doìng âiãûn khåíi âäüng luïc âoï âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: I II 67 = K at .K pdF .I KÂ ( 3) KÂ I (4-26) 126
I våïi I âàût ( 3) : doìng âiãûn âàût cáúp I cuía baío vãû 3 taûi thanh goïp B; KpdF: hãû säú phán doìng do nguäön maïy phaït näúi vaìo thanh goïp B cung cáúp. Thåìi gian taïc âäüng cáúp II âæåüc choün theo âiãöu kiãûn: t âàûtBVi = t âàûtBVi + ∆t II I (4-27) Thäng thæåìng thåìi gian âàût cáúp II baío vãû âæåüc choün trong khoaíng (0,3 ÷ 0,5) sec. I.4.1.3. Baío vãû quaï doìng coï hæåïng cáúp III: Thæûc cháút åí vuìng naìy baío vãû laìm viãûc nhæ mäüt baío vãû quaï doìng cæûc âaûi coï hæåïng dæû træî cho cáúp I vaì cáúp II. Doìng âiãûn khåíi âäüng cáúp baío vãû naìy âæåüc choün theo cäng thæïc: K .K .I I III 67 = at mm lv max KÂ (4-28) K tv Våïi maûng âiãûn hçnh 4.13. Âãø choün thåìi gian laìm viãûc cuía vuìng baío vãû cáúp III, theo hæåïng taïc âäüng chuïng ta chia ra laìm hai nhoïm: − Nhoïm 1: gäöm caïc baío vãû coï hæåïng taïc âäüng tæì traïi sang phaíi: 1, 3, 5. − Nhoïm 2: gäöm caïc baío vãû coï hæåïng taïc âäüng tæì phaíi sang traïi: 2, 4, 6.Thåìi gian laìm viãûc cuía mäùi nhoïm âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang giäúng nhæ våïi mäüt baío vãû quaï doìng thäng thæåìng, nghéa laì thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû thæï n âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc (4-1). t âàût = t ( n −1) max + ∆t III (4-29) Trong âoï: − t âàûtn : thåìi gian âàût cuía baío vãû thæï n âang xeït. III − t(n-1) max: thåìi gian laìm viãûc låïn nháút cuía caïc baío vãû liãön kãö træåïcbaío vãû âang xeït. − ∆t: báûc choün loüc vãö thåìi gian, våïi råle säú ∆t = (0,2 ÷ 0,3) sec. Âäúi våïi råle säú thæåìng têch håüp caí hai chæïc nàng cuía quaï doìng coï thåìi gian âäüc láûp vaì phuû thuäüc nãn tuyì vaìo tæìng træåìng håüp vaì tæìng chãú âäü váûn haình maì chuïng ta sæí duûng mäüt trong hai hoàûc kãút håüp caí hai âàûc tuyãún trãn cho håüp lyï. Trãn hçnh 4.13 trçnh baìy phæång aïn phäúi håüp thåìi gian taïc âäüng cáúp III cho caïc baío vãû theo âàûc tuyãún thåìi gian âäüc láûp. I.4.2. Maûng âiãûn voìng coï mäüt nguäön cung cáúp: Âäúi våïi maûng âiãûn voìng mäüt nguäön cung cáúp (hçnh 4.14) chuïng ta choün thåìi gian cho baío vãû nhæ våïi maûng hçnh tia hai nguäön cung cáúp, nhæng åí âáy thåìi gian taïc âäüng cuía baío vãû 2 vaì 5 (t2, t5) khäng cáön phaíi phäúi håüp thåìi gian våïi báút kç baío vãû khaïc vç khi ngàõn maûch åí nhaïnh nguäön (nhaïnh 7) thç khäng coï doìng ngàõn maûch chaûy trong maûch voìng. Doìng âiãûn khåíi âäüng cuía baío vãû trong træåìng håüp naìy phaíi phäúi håüp våïi nhau giæîa caïc baío vãû cuìng hæåïng âãø traïnh træåìng håüp baío vãû coï thãø taïc âäüng nháöm. Vê duû våïi maûng âiãûn hçnh 4.14, doìng âiãûn khåíi âäüng cuía caïc baío vãû phaíi thoaí maîn âiãöu kiãûn: Iâàût 1 > Iâàût 3 > Iâàût 5 Iâàût 6 > Iâàût 4 > Iâàût 2 (4-30) 127
Khi ngàõn maûch xaíy ra gáön thanh goïp nguäön thç coï thãø xaíy ra 8 9 hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng 2 3 thåìi, hiãûn tæåüng naìy seî laìm cho thåìi gian càõt sæû cäú tàng lãn. Vç baío vãû sæí duûng bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút 1 HT N1 nãn täön taûi “vuìng chãút” maì khi ngàõn 7 N2 maûch taûi âoï giaï trë âiãûn aïp âæa vaìo baío vãû tháúp hån ngæåîng âiãûn khåíi 6 âäüng täúi thiãøu vaì khi âoï baío vãû seî khäng thãø taïc âäüng. Khi tênh toaïn doìng âiãûn khåíi âäüng cho baío vãû 5 4 trong maûng voìng phaíi chuï yï âãún caïc 11 10 træåìng håüp khi coï báút kç mäüt maïy càõt naìo måí, maûng seî tråí thaình så âäö hçnh tia mäüt nguäön cung cáúp, luïc âoï Hçnh 4.14: Baío vãû quaï doìng coï hæåïng cho sæû phán bäú cäng suáút trong maûng seî maûng âiãûn voìng mäüt nguäön cung cáúp khaïc vaì baío vãû coï thãø taïc âäüng nháöm. I.4.3. Âæåìng dáy song song: 51 67 Khi caïc baío vãû âæåüc trang bë A B bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút våïi 1 2 HT chiãöu taïc âäüng æïng våïi luäöng cäng N1 5 suáút âi tæì thanh goïp vaìo ÂZ thç PT khäng cáön phäúi håüp thåìi gian taïc 3 4 âäüng giæîa baío vãû 2 vaì 4 våïi baío vãû 5 N2 (hçnh 4.15), vç khi ngàõn maûch trãn 51 67 ÂZ D3 (âiãøm N3) caïc baío vãû 2 vaì 4 t1 = t3 khäng laìm viãûc. Trong træåìng håüp ∆t t5 naìy baío vãû 1 vaì 3 seî phäúi håüp thåìi gian træûc tiãúp våïi baío vãû 5: t2 = t4 l t1 = t3 = t5 + ∆t (4-31) Chè cáön âàût bäü âënh hæåïng cäng suáút cho baíBaívãûvãû quaï4, thåìi gian taïcchong cuíap Hçnh 4.15: o o 2 vaì doìng coï hæåïng âäü ÂZ keï baío vãû 2 vaì 4 coï thãø choün nhoí tuyì yï (nhæng yãu cáöu t2håü4pphaíi gian hån caïc baío). vaì phäúi , t thåìi nhoí cho t1 vaì t3 vãû Doìng âiãûn khåíi âäüng cuía caïc baío vãû âæåüc choün phaíi âaøm baío sao cho khi càõt mäüt ÂZ thç doìng âiãûn laìm viãûc låïn nháút qua caïc baío vãû cuía ÂZ coìn laûi khäng laìm baío vãû taïc âäüng, nghéa laì: IKÂ > Ilv max hay IKÂ = Kat.Ilv max (4-32) Trong âoï: − Ilvmax: doìng âiãûn laìm viãûc låïn nháút qua baío vãû khi chè váûn haình mäüt nhaïnh ÂZ song song. − Kat: hãû säú an toaìn, Kat = 1,2 ÷ 1,3. I.5. Baío vãû quaï doìng chaûm âáút (50/51N): Âäü låïn cuía doìng chaûm âáút phuû thuäüc vaìo chãú âäü laìm viãûc cuía âiãøm trung tênh hãû thäúng âiãûn. Trong læåïi âiãûn coï trung tênh caïch âiãûn våïi âáút, doìng chaûn âáút thæåìng khäng væåüt quaï vaìi chuûc ampe (thæåìng ≤ 30 A). Coìn trong læåïi coï âiãøm trung tênh 128
näúi âáút qua cuäün dáûp häö quang (cuäün Peterson), doìng chaûm âáút âæåüc giaím âi ráút nhiãöu. Sæû nguy hiãøm cuía tçnh traûng chaûm âáút cuía læåïi coï trung tênh caïch âáút hoàûc näúi âáút qua cuäün dáûp häö quang laì âiãûn aïp åí hai pha coìn laûi khäng chaûm âáút tàng lãn bàòng âiãûn aïp dáy vaì coï thãø chuyãøn thaình sæû cäú ngàõn maûch nhiãöu pha taûi nhæîng chäù coï váún âãö vãö caïch âiãûn trãn ÂZ. Tuy nhiãn åí læåïi naìy khi xaíy ra chaûm âáút ngæåìi ta váùn cho pheïp váûn haình nhæng baío vãû phaíi baïo tên hiãûu âãø nhán viãn váûn haình tçm biãûn phaïp khàõc phuûc. Vç doìng chaûm âáút cuía maûng coï trung tênh caïch âáút hoàûc näúi âáút qua cuäün dáûp häö quang coï giaï trë khaï nhoí nãn âoìi hoíi baío vãû doìng thæï tæû khäng phaíi coï âäü nhaûy khaï cao. Trong hãû thäúng coï trung tênh træûc tiãúp näúi âáút, khi xaíy ra chaûm âáút mäüt pha cuîng chênh laì ngàõn maûch mäüt pha, doìng thæï tæû khäng (TTK) pháön låïn âãún tæì âiãøm trung tênh cuía hai traûm åí hai âáöu ÂZ, coìn tæì caïc traûm khaïc thç khaï beï. Âiãöu naìy cho pheïp âaím baío sæû phäúi håüp täút theo doìng cuía baío vãû TTK. Caïc baío vãû trong træåìng håüp naìy thæåìng âæåüc phäúi håüp theo nguyãn tàõc phán cáúp nhæ âäúi våïi baío vãû quaï doìng pha. Trong råle säú täön taûi ba daûng så âäö sæí duûng biãún doìng âäúi våïi baío vãû quaï doìng chäúng sæû cäú chaûm âáút. Âoï laì caïc biãún doìng pha màõc theo så âäö täøng ba pha, biãún doìng TTK cho baío vãû chäúng doìng chaûm âáút låïn vaì biãún doìng TTK coï âäü nhaûy cao. Så âäö thæï nháút thæåìng duìng cho læåïi coï trung tênh näúi âáút træûc tiãúp hay qua täøng tråí tháúp, khi doìng chaûm âáút qua caïc pha coï giaï trë låïn nãn goüi laì baío vãû doìng TTK cho læåïi coï doìng cháûm âáút låïn. Khi âoï råle thæåìng âæåüc näúi våïi täøng caïc doìng pha tæì ba biãún doìng riãng biãût nãn coï âäü chênh xaïc tháúp. Baío vãû duìng biãún doìng TTK thæåìng âæåüc sæí duûng cho moüi træåìng håüp coï sæû cäú chaûm âáút, âàûc biãût sæí duûng trong caïc læåïi coï doìng chaûm âáút beï (læåïi coï trung tênh caïch âáút hoàûc näúi âáút qua cuäün dáûp häö quang). Biãún doìng TTK âäü nhaûy cao phaït hiãûn doìng chaûm âáút thæåìng coï giaï trë danh âënh nhoí hån nhiãöu so våïi biãún doìng TTK cho baío vãû coï doìng chaûm âáút låïn vaì âæåüc näúi våïi råle säú theo caïc âáöu vaìo riãng biãût. Trong råle säú ngoaìi caïc biãún doìng ngæåìi ta coï thãø sæí duûng thãm caïc biãún âiãûn aïp våïi caïc så âäö khaïc nhau. Så âäö biãún âiãûn aïp kiãøu Y0-Y0 thæåìng âãø xaïc âënh chiãöu cäng suáút cuía doìng ngàõn maûch duìng trong baío vãû coï hæåïng. Coìn så âäö tam giaïc håí laì âãø xaïc âënh âiãûn aïp TTK, noï thæåìng laìm viãûc kãút håüp våïi chæïc nàng quaï doìng chaûm âáút âäü nhaûy cao trong læåïi coï trung tênh caïch âáút hoàûc näúi âáút qua mäüt täøng tråí. Doìng TTK (I0) chè coï thãø chaûy tæì âiãøm trung tênh näúi âáút cuía MBA phêa nguäön tåïi âiãøm coï sæû cäú chaûm âáút. Giaï trë cuía doìng chaûm âáút coï thãø xaïc âënh theo biãøu thæïc: E I0 = (4-33) Z 0 + Z1 + Z 2 våïi: Z0, Z1, Z2: tæång æïng laì täøng tråí TTK, thæï tæû thuáûn (TTT) vaì thæï tæû nghëch (TTN) nhçn tæì âiãøm sæû cäú. Vç doìng TTK khäng thãø âi qua cuäün tam giaïc cuía MBA nãn viãûc phäúi håüp giæîa caïc baío vãû theo doìng TTK seî âån giaín hån ráút nhiãöu so våïi quaï doìng pha. Nãúu choün doìng âiãûn khåíi âäüng khäng chênh xaïc thç baío vãû quaï doìng TTK coï thãø taïc âäüng nháöm nãúu sæí duûng så âäö màõc song song caïc biãún doìng pha do sæû khäng âäöng nháút cuía chuïng, noï cuîng coï thãø càõt nháöm nãúu maûch biãún doìng bë âæït. ÅÍ Viãût Nam, træåïc âáy læåïi coï trung tênh caïch âáút thæåìng laì læåïi phán phäúi trung aïp nhoí hån 35 kV nhæng våïi viãûc âæa læåïi 22 kV coï trung tênh näúi âáút træûc tiãúp 129
vaìo váûn haình seî laìm cho caïc loaûi baío vãû chäúng chaûm âáút åí læåïi naìy seî âa daûng hån. Tuy nhiãn trong caïc råle säú hiãûn nay caïc chæïc nàng baío vãû naìy âaî âæåüc têch håüp sàôn nãn khäng gáy khoï khàn cho viãûc sæí duûng. Trong caïc så âäö baío vãû ÂZ cao aïp tæì 110 kV tråí lãn duìng råle âiãûn cå vaì råle ténh cuía Liãn Xä cuî, ngæåìi ta hay sæí duûng baío vãû quaï doìng TTK bäún cáúp våïi âàûc tuyãún thåìi gian âäüc láûp nhæ mäüt baío vãû chênh. Trong âoï: − Cáúp I laì cáúp ngæåîng cao càõt nhanh, âæåüc xaïc âënh theo âiãöu kiãûn chaûm âáút åí cuäúi ÂZ hay chãú âäü khäng toaìn pha cuía maïy càõt ÂZ âang baío vãû. − Cáúp II vaì III laì cáúp ngæåîng cao coï thåìi gian, xaïc âënh theo âiãöu kiãûn phäúi håüp våïi cáúp mäüt cuía ÂZ lán cáûn, theo doìng chaûm âáút sau MBA hoàûc theo chãú âäü khäng toaìn pha cuía maïy càõt ÂZ lán cáûn cuîng nhæ caïc âiãöu kiãûn báút thæåìng khaïc nhæ dao âäüng âiãûn, sæû khäng âäöng bäü... − Cáúp IV laì cáúp ngæåîng tháúp coï thåìi gian xaïc âënh theo âiãöu kiãûn doìng khäng cán bàòng trong dáy trung tênh BI khi coï ngàõn maûch ba pha sau MBA hay åí cáúp âiãûn aïp tháúp MBA tæû ngáùu. Viãûc sæí duûng nhiãöu cáúp baío vãû TTK theo træåìng phaïi Liãn Xä cuî nhæ trãn xuáút phaït tæì mäüt thæûc tãú laì trong så âäö baío vãû khäng coï kiãøu âàûc tuyãún phuû thuäüc våïi thåìi gian taïc âäüng khaïc nhau cho caïc doìng chaûm âáút khaïc nhau. Do váûy, kiãøu bäún cáúp seî cho âàûc tuyãún daûng báûc thang coï cháút læåüng baío vãû täút hån so våïi loaûi hai cáúp âàûc tuyãún âäüc láûp, nhæng váùn khäng âaût âæåüc cháút læåüng nhæ cuía loaûi baío vãû quaï doìng TTK våïi âàûc tuyãún phuû thuäüc. Màût khaïc, do trong caïc baío vãû ÂZ åí råle säú thæåìng coï keìm theo chæïc nàng phaït hiãûn caïc sæû cäú chaûm âáút nãn baío vãû quaï doìng TTK bäún cáúp chè âoïng vai troì nhæ baío vãû dæû phoìng hoàûc coï thãø thay noï bàòng mäüt baío vãû quaï doìng TTK hai ngæåîng. Chæïc nàng quaï doìng chaûm âáút trong råle säú thæåìng coï hai ngæåîng laì ngæåîng cao vaì ngæåîng tháúp. Ngæåîng cao càõt nhanh thæåìng âæåüc xaïc âënh tæång tæû nhæ caïc råle cäø âiãøn. Âãø giaím thiãøu xaïc xuáút càõt nháöm do caïc cæûc maïy càõt khäng âäöng thåìi, ngæåìi ta thæåìng giåïi haûn thåìi gian taïc âäüng cuía cáúp càõt nhanh khoaíng dæåïi hai chu kyì táön säú cäng nghiãûp âäúi våïi caïc maïy càõt mäüt pha. Coìn cáúp ngæåîng tháúp cuîng coï thãø coï daûng âàûc tuyãún âäüc láûp hay phuû thuäüc, trong âoï nãn sæí duûng loaûi âàûc tuyãún thæï hai âãø tàng khaí nàng baío vãû. Khi sæí duûng chæïc nàng quaï doìng chäúng chaûm âáút trong råle säú, ta cáön phaíi phán biãût hai loaûi baío vãû våïi caïc giaï trë âàût âæåüc xaïc âënh xuáút phaït tæì nhæîng cå såí láûp luáûn khaïc nhau. Baío vãû quaï doìng TTK cho læåïi coï doìng chaûm âáút låïn thæåìng âæåüc hiãûu chènh theo doìng khäng cán bàòng cæûc âaûi vaì doìng thæï tæû khäng âi qua chäù âàût baío vãû. Coìn baío vãû doìng TTK cho læåïi coï doìng chaûm âáút beï thæåìng xaïc âënh theo doìng âiãûn dung. Sau âáy chuïng ta seî láön læåüt xeït caïc loaûi baío vãû naìy. I.5.1. Baío vãû quaï doìng TTK cho læåïi coï doìng chaûm âáút låïn: I.5.1.1. Âàûc tuyãún âäüc láûp hai cáúp: Caïc råle quaï doìng säú do coï æïng duûng âa nàng nãn thæåìng âæåüc têch håüp caí hai cáúp baío vãû laì ngæåîng cao vaì ngæåîng tháúp. Âiãöu naìy coï thãø tháúy roî trong caïc loaûi råle do Cháu Áu saín xuáút. Trong chãú âäü taíi bçnh thæåìng vaì khi coï ngàõn maûch ngoaìi, trong doìng täøng ba . . . . pha thæï cáúp ( I ΣT = I a + I b + I c ) chaûy qua råle thæåìng chæïa thaình pháön TTK vaì doìng khäng cán bàòng âàûc træng båíi sæû khäng âäöng nháút cuía caïc biãún doìng pha vaì do taíi báút âäúi xæïng: 130
. . . . . . . . ( I A + I B + I C ) − (I µA + I µB + I µC ) 3. I 0 . I ΣT = = − I KCBT (4-34) nI nI Trong âoï: . . . − I A , I B , I C : doìng âiãûn ba pha så cáúp chaûy qua âäúi tæåüng âæåüc baío vãû. − nI: tè säú biãún âäøi cuía biãún doìng BI. . − I KCBT : doìng âiãûn khäng cán bàòng thæï cáúp, phuû thuäüc vaìo thaình pháön soïng haìi coï trong doìng ngàõn maûch, sæû khäng âäöng nháút vaì sai säú cuía BI. Doìng khäng cán bàòng thæï coï thãø âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc sau: . 1 . I KCBT = .K ân .K KCK .f i . I Nngoaìi max (4-35) nI − KKCK goüi laì hãû säú khäng chu kyì. − fi: hãû säú sai säú (mæïc âäü tæì hoaï) cuía caïc biãún doìng (fi = 0,05 ÷ 0,1). − Kân: hãû säú âäöng nháút giæîa caïc biãún doìng Kân (Kân = 0,5 ÷ 1). . − I Nngoaìi max : thaình pháön chu kyì cuía doìng ngàõn maûch ngoaìi låïn nháút. 1. Giaï trë âàût cuía baío vãû ngæåîng tháúp (I0>) âæåüc choün theo 3 âiãöu kiãûn sau: I0> = Khc.(3.I0 - k.fi.I1) (4-36) Trong âoï: − Khc: hãû säú hiãûu chènh, Khc = (1,5 ÷ 2). − k: hãû säú âæåüc caìi âàût trong råle säú âãø tênh âãún thaình pháön sai säú cæûc âaûi do doìng thæï tæû thuáûn I1 qua råle trong chãú âäü taíi báút âäúi xæïng. Doìng âiãûn âàût thæï cáúp cuía baío vãû cáön phaíi choün låïn hån doìng IKCBT noïi trãn. 2. Khäng âæåüc taïc âäüng âäúi våïi doìng laìm viãûc låïn nháút chaûy trãn ÂZ do taíi báút âäúi xæïng, nghéa laì: 3. Phaíi taïc âäüng khi coï chaûm âáút åí cuäúi ÂZ liãön kãö våïi âäü nhaûy væìa âuí (bàòng 1,12 âäúi våïi råle säú) âãø âaím baío viãûc dæû phoìng xa. Vê duû råle âàût taûi thanh goïp (TG) A phaíi taïc âäüng khi coï chaûm âáút mäüt pha taûi TG C (hçnh 4.16), tæïc laì giaï trë doìng âiãûn khåíi âäüng cuía noï phaíi thoaí maîn âiãöu kiãûn: HT A B C MBA D 3.I 0 C ≥ 1,15 I 0> A 3.I t ⇒ I 0> A ≤ 0 C (4-37) pha 1,15 Giaï trë doìng âiãûn âàût cáúp TTK ngæåîng tháúp âæåüc choün theo giaï trë låïn nháút thoaí maîn 3 âiãöu kiãûn trãn l vaì thæåìng âæåüc láúy trong khoaíng (0,2 ÷ 0,8) doìng danh âënh cuía biãún Hçnh 4.16: Phán cáúp thåìi gian taïc âäüng cuía baío doìng. vãû quaï doìng pha vaì quaï doìng TTK. Thåìi gian taïc âäüng tâàût åí cáúp baío vãû naìy âæåüc phäúi håüp nhæ âäúi våïi baío vãû quaï doìng pha. Tuy nhiãn nhæ âaî noïi åí pháön âáöu, baío vãû TTK thæåìng xeït bàõt âáöu tæì MBA coï cuäün tam giaïc hoàûc cuäün sao khäng näúi âáút, nãn baío vãû quaï doìng TTK cáúp ngæåîng tháúp træåïc MBA (åí âáy laì traûm C hçnh 4.16) coï thãø âàût loaûi càõt nhanh. Do váûy baío vãû TTK våïi âàûc tuyãún âäüc láûp thæåìng coï thåìi gian taïc âäüng nhoí hån so våïi 131
baío vãû quaï doìng pha âàût trãn cuìng mäüt traûm, tuy váûy âiãöu naìy coï thãø seî khäng âuïng âäúi våïi MBA tæû ngáùu. Giaï trë âàût doìng ngæåîng cao (I0>>) âæåüc choün theo caïc âiãöu kiãûn sau: 1. Theo âiãöu kiãûn doìng TTK cæûc âaûi khi coï chaûm âáút ngoaìi vuìng baío vãû: I0>> = Khc.3.I0ngoaìi max (4-38) Hãû säú hiãûu chènh Khc âæåüc cho bàòng (1,15 ÷ 1,2) âäúi våïi råle säú. 2. Theo âiãöu kiãûn khäng toaìn pha (KTP) taûm thåìi do maïy càõt âoïng maûch khäng âäöng nhëp hay do trçnh tæû TÂL mäüt pha cuía baío vãû trãn ÂZ âang xeït: I0>> = Khc.3.I0KTP (4-39) Våïi I0KTP laì doìng TTK cæûc âaûi qua baío vãû trong chãú âäü khäng toaìn pha. Giaï trë doìng ngæåîng cao âæåüc choün theo giaï trë låïn nháút tæì hai âiãöu kiãûn trãn. Thåìi gian càõt nhanh cuía baío vãû ngæåîng cao thæåìng choün bàòng 0,05 sec. I.5.1.2. Baío vãû quaï doìng chaûm âáút ba hay bäún cáúp: Trong mäüt säú loaûi råle theo træåìng phaïi Myî, âàûc biãût laì caïc loaûi råle baío vãû täøng håüp ÂZ nhæ SEL-321 (SEL) hay ALPS (GE Multilin), caïc chæïc nàng baío vãû quaï doìng TTK våïi âàûc tuyãún âäüc láûp nhæ mäüt baío vãû dæû phoìng coï thãø coï tåïi ba hay bäún cáúp coï hæåïng. Tuy nhiãn khaïc våïi råle cuía Liãn Xä, chuïng coìn âæåüc têch håüp thãm âàûc tênh phuû thuäüc. Âiãöu naìy cho pheïp råle baío vãû ÂZ våïi caïc thåìi gian taïc âäüng khaïc nhau tuyì theo cáúu hçnh cuía læåïi vaì vë trê sæû cäú maì loaûi baío vãû hai cáúp våïi thåìi gian âäüc láûp khäng thæûc hiãûn âæåüc. Caïc cáúp I vaì IV thæåìng âæåüc choün giäúng nhæ cáúp ngæåîng cao vaì tháúp âaî âãö cáûp åí trãn. Sau âáy chuïng ta seî xeït kyî hån caïc cáúp II vaì III laì loaûi baío vãû quaï doìng ngæåîng cao taïc âäüng coï thåìi gian vaì chè giåïi haûn våïi daûng âàûc tuyãún âäüc láûp. Cáúp II: doìng khåíi âäüng cáúp II cuía traûm B (hçnh 4.17) âæåüc choün theo caïc âiãöu kiãûn sau: 1. Suy ra tæì doìng täøng ba pha qua baío vãû khi coï chaûm âáút sau MBA tæû ngáùu cuía baío vãû liãön kãö vãö phêa taíi (åí cáúp âiãûn aïp tháúp hån), tæïc laì taûi âiãøm N1: III0> B = Khc.3.I0N1 (4-40) ÅÍ âáy hãû säú Khc coï thãø láúy bàòng 1,15 âäúi våïi råle säú. 132