Rơle bảo vệ đường dây

Chương 4: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ NHẤT THỨ CỦA TRẠM BIẾN ĐIỆN 4.1. Máy biến áp

5.2. Sơ đồ rơle bảo vệ

5.2.2. Rơle bảo vệ đường dây

a) Rơle bảo vệ đường dây 110 kV

Quạt gió Bơm dầu Tín hiệu báo Cắt MBA Cảm biến

nhiệt độ

Bộ phận tích thời

gian 4 3 2 1

Thiết bị chỉ thị nhiệt độ cuộn dây

Để thực hiện bảo vệ cho đường dây 110 kV, tại trạm Vũng Liêm thiết kế các loại rơle bảo vệ sau:

+ Bảo vệ quá dòng chạm pha có hướng (67) + Bảo vệ quá dòng chạm đất có hướng (67N) + Bảo vệ khoảng cách (21)

+ Bảo vệ tự đóng lại đương dây (79)

a.1) Bảo vệ quá dòng chạm pha có hướng (67) - Hiệu/loại: SEL 311C

- Đây là tổ hợp gồm rơle định hướng và rơle bảo vệ quá dòng chạm pha kết nối lại với nhau. Chỉ danh vận hành trên sơ đồ hệ thống rơle bảo vệ của trạm là 67. Rơle 67 dùng làm bảo vệ dòng chạm pha có chọn lọc và là bảo vệ chính cho đường dây 110 kV.

- Loại bảo vệ này tác động theo giá trị dòng điện tại chỗ nối bảo vệ có hướng và quan hệ góc pha giữa dòng điện và điện áp. Bộ phận định hướng sẽ tác động khi giá trị dòng điện vượt trước giá trị đã định và góc pha  phù hợp với trường hợp ngắn mạch trên đường dây bảo vệ.

- Thông số đang cài đặt tại trạm của rơle đối với đường dây 110kV Vĩnh Long-Vũng Liêm là:

+ Dòng khởi động I0,6.In + Hệ số thời gian k0,1 + Đặc tuyến làm việc SI

+ Góc ngẫu lực:  300 + Dòng khởi động I0,6.In + Thời gian tác động t1,0s

- Thông số đang cài đặt tại trạm của rơle đối với đường dây 110kV Vũng Liêm- Trà Vinh là:

+ Dòng khởi động I0,6.I

+ Hệ số thời gian k0,14 + Đặc tuyến làm việc SI

+ Góc ngẫu lực:   300 + Dòng khởi động I2,5.In + Thời gian tác động t0,2s - Sơ đồ khối của bảo vệ

U cuûa TU-TC11

MC 171(172) TI (800/1A)

67

Trong chế độ vận hành bình thường khi công suất phụ tải có hướng từ thanh cái TC11 đến đường dây. Rơle định hướng công suất khép tiếp điểm nhưng bảo vệ chưa tác động do rơle quá dòng chưa tác động. Khi có sự cố chạm pha dòng điện sự cố này tăng đến trị số đã chỉnh định của rơle quá dòng thì rơle quá dòng tác động và ngõ ra cấp tín hiệu quá dòng qua rơle định hướng. Dòng điện này chạy qua rơle định hướng kết hợp với áp ở rơle tạo ra 1 góc lệch pha R(UR, IR). Khi giá trị R này đạt bằng trị số đã chỉnh định cho rơle, khi đó ngõ ra của rơle sẽ được cấp tín hiệu và tín hiệu này được gởi đi cắt máy cắt 171 (172) để cắt nguồn 110 kV cung cấp vào trạm.

a.2) Bảo vệ quá dòng chạm đất có hướng (67N) - Hiệu/loại: SEL 311C

- Đây là tổ hợp gồm hai rơle bảo vệ quá dòng chạm đất) và rơle định hướng kết nối lại với nhau. Chỉ danh vận hành trên sơ đồ hệ thống rơle bảo vệ của trạm là 67 N.

- Nguyên lý vận hành cũng giống như 67 ở trên. Nhưng nguồn dòng lấy từ điểm trung tính đấu Y của biến dòng (TI 800/1 A) và nguồn áp cấp cho rơle định hướng là U0 lấy từ cuộn dây tam giác hở của TU-TC11

- Sơ đồ khối của bảo vệ

TI (800/1A) 67N

MC 171(172)

U cuûa TU-TC110

Khi có sự cố chạm đất trên đường dây, sẽ xuất hiện dòng thứ tự không và đồng thời tại cuộn tam giác hở của TU-TC11 cũng xuất hiện điện áp U0. Nếu các giá trị vượt quá giá trị cho phép đã cài đặt sẵn, rơle sẽ khởi động và tùy theo chế độ cài đặt mà ngõ ra điều khiển để đóng các tiếp điểm tương ứng và cấp điện để mở máy cắt 171 (172) cô lập đường dây đang bị sự cố.

- Thông số đang cài đặt tại trạm của rơle đối với đường dây 110kV Vĩnh Long-Vũng Liêm là:

+ Dòng khởi động I0,6.In + Hệ số thời gian k1,5 + Đặc tuyến làm việc DT

+ Góc ngẫu lực:  300 + Dòng khởi động I0,9.In + Thời gian tác động t0,5s

- Thông số đang cài đặt tại trạm của rơle đối với đường dây 110kV Vũng Liêm- Trà Vinh là:

+ Dòng khởi động I0,25.In

+ Đặc tuyến làm việc DT

+ Góc ngẫu lực:   300 + Dòng khởi động I0,9.In + Thời gian tác động t0,5s

a.3) Bảo vệ khoảng cách (21) - Hiệu/ Loại: SEL 311C

- Là bảo vệ khoảng cách có 3 vùng tác động, có nhiệm vụ loại trừ các dạng ngắn mạch xảy ra trên đường dây trong khu vực bảo vệ của nó. Để thực hiện chức năng này, nó lấy tín hiệu đầu vào:

+ Tín hiệu dòng từ biến dòng điện ở xuất tuyến 110 kV (800/1A) + Tín hiệu áp từ biến điện áp của thanh cái TU-TC11 (110kV/110V) - Sự cố được phân biệt theo từng vùng bảo vệ

+ Vùng 1: cắt trực tiếp xuất tuyến

+ Vùng 2: cắt trực tiếp xuất tuyến với thời gian 0,5s + Vùng 3: cắt trực tiếp xuất tuyến với thời gian 1,0s - Sơ đồ khối của bảo vệ

TI (800/1A) 21 MC 171 (172)

U cuûa TU-TC11

- Thông số cài đặt của rơle + Vùng 1:

Tổng trở: Z112,05 Thời gian tác động: t0s + Vùng 2:

Tổng trở: Z2 17,02 Thời gian tác động: t0,5s + Vùng 3:

Tổng trở: Z3 27,50 Thời gian tác động: t 1,0s

+ Sự cố pha-pha tổng trở đặc tuyến MHO

a.4) Bảo vệ tự đóng lại (79)

- Rơle tự đóng lại bảo vệ cho hai đường dây truyền tải 110kV Vĩnh Long-Vũng Liêm và Vũng Liêm-Trà Vinh

- Thông số cài đặt + td10,8s + tR 180s + tI10s

b) Rơle bảo vệ đường dây phía 22 kV

- Để thực hiện bảo vệ cho đường dây 22 kV tại trạm Vũng Liêm thiết kế các loại bảo vệ sau:

+ Bảo vệ quá dòng chạm pha không hướng (50/51).

+ Bảo vệ quá dòng chạm đất không hướng (50/51N).

+ Bảo vệ tự đóng lại trên các phát tuyến của thanh cái (79)

b.1) Rơle quá dòng chạm pha (50/51)

- Trong điều kiện làm việc bình thường dòng chạy qua rơle chưa đạt đến giá trị đã cài để rơle tác động. Khi xảy ra ngắt mạch dòng điện chạy trong

dòng điện sự cố này đủ để cho bảo vệ quá dòng khởi động và gởi tín hiệu để đi cắt máy cắt để cô lập phần tử bị sự cố ra khỏi lưới điện.

- Tất cả các rơle quá dòng của các phát tuyến đều là rơle hiệu ABB.

- Thông số cài đặt trên thanh cái TC41

* Phát tuyến 471 (Mây Tức) + Đặc tuyến SI

+ I0,8.In + k 0,1 + I5.In + k0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 471

* Phát tuyến 473 (Vũng Liêm) + Đặc tuyến SI

+ I0,8.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 473

* Phát tuyến 475 (Trà Ôn) + Đặc tuyến SI

+ I0,8.In + k 0,1

+ I5.In + k0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 475

* Phát tuyến 477 (Dự phòng) + Đặc tuyến SI

+ I0,8.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 477

* Phát tuyến 479 (Dự phòng) + Đặc tuyến SI

+ I0,8.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 479

* Phát tuyến T401 (TBN401 3,6MVAR) + Đặc tuyến NI

+ I1,2.In + k 0, 2

+ I10.In + k0,04

+ Biến dòng: 150/1 A + Tác động cắt: MC T401

- Thông số cài đặt trên thanh cái TC42

* Phát tuyến 472 (Long Hồ) + Đặc tuyến SI

+ I1,2.In + k 0,1 + I10.In + k 0,04

+ Biến dòng: 300/1 A + Tác động cắt: MC 472

* Phát tuyến 474 (Mang Thít) + Đặc tuyến SI

+ I0,7.In + k 0,1 + I5.In + k0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 474

* Phát tuyến 478 (Tam Bình) + Đặc tuyến NI

+ I1,0.In

+ k 0,06 + I5.In + k0,04

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 478

* Phát tuyến 476 (Dự phòng) + Đặc tuyến SI

+ I0,8.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 476

* Phát tuyến 480 (Xuân Hiệp) + Đặc tuyến SI

+ I1,0.In + k 0,06 + I5.In + k 0,04

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 480

* Phát tuyến T402 (TBN402 3,6MVAR) + Đặc tuyến DT

+ I1, 2.I

+ k 0, 2 + I10.In + k0,04

+ Biến dòng: 150/1 A + Tác động cắt: MC T402 b.2) Rơle quá dòng chạm đất (50/51N)

- Nguyên tắc tác động giống như trong trường hợp quá dòng chạm pha nhưng lúc này nguồn tín hiệu gởi đến cắt máy cắt tương ứng với phát tuyến được bảo vệ là IE.

- Thông số cài đặt:

- Thông số cài đặt trên thanh cái TC41

* Phát tuyến 471 (Mây Tức) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 471

* Phát tuyến 473 (Vũng Liêm) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 473

* Phát tuyến 475 (Trà Ôn) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.In + k0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 475

* Phát tuyến 477 (Dự phòng) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 477

* Phát tuyến 479 (Dự phòng) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 479

* Phát tuyến T401 (TBN401 3,6MVAR) + Đặc tuyến DT

+ I0,25.In + k 0, 2 + I2.In + k0,05

+ Biến dòng: 150/1 A + Tác động cắt: MC T401

- Thông số cài đặt trên thanh cái TC42

* Phát tuyến 472 (Long Hồ) + Đặc tuyến SI

+ I0,4.In + k 0,1 + I10.In + k 0,05

+ Biến dòng: 300/1 A + Tác động cắt: MC 472

* Phát tuyến 474 (Mang Thít) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.In

+ k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 474

* Phát tuyến 478 (Tam Bình) + Đặc tuyến SI

+ I0,2.In + k 0,06 + I5.In + k0,05

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 478

* Phát tuyến 476 (Dự phòng) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.In + k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 476

* Phát tuyến 480 (Xuân Hiệp) + Đặc tuyến SI

+ I0,3.In + k 0,1 + I5.I

+ k 0, 2

+ Biến dòng: 600/1 A + Tác động cắt: MC 480

* Phát tuyến T402 (TBN401 3,6MVAR) + Đặc tuyến DT

+ I0,25.In + k 0, 2 + I2.In + k0,05

+ Biến dòng: 150/1 A + Tác động cắt: MC T402

b.3) Bảo vệ tự đóng lại (79)

- Rơle bảo vệ cho các phát tuyến của hai thanh cái TC41 và TC42 - Thông số cài đặt