Bảo vệ so lệch thanh góp (87B)

Chương 2: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI RƠLE

2.2. Rơle bảo vệ thanh góp

2.2.2. Bảo vệ so lệch thanh góp (87B)

a) Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle dòng điện

- Nguyên lý so lệch cân bằng dòng hay áp thường được dùng bảo vệ thanh góp. Bảo vệ loại cân bằng áp (hình 2.14). Các cuộn thứ cấp BI được nối sao cho khi ngắn mạch ngoài và làm việc bình thường, sức điện động của chúng ngược chiều nhau trong mạch, rơle được mắc nối tiếp trong mạch dây dẫn phụ.

Hình 2.14: Sơ đồ so lệch loại cân bằng áp

- Khi ngắn mạch ngoài, cũng như khi làm việc bình thường có dòng phụ tải chạy qua, các sđđ ETI, ETII bằng nhau. Ví dụ I.TI I.TII và

I II

n n nên:

IR ETI ETII Z

 

Trong đó Z là tổng trở toàn mạch vòng.

- Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ các sđđ ETI, ETI cộng nhau và tạo thành dòng trong rơle làm bảo vệ tác động.

b) Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle dòng điện có hãm

- Để khắc phục dòng không cân bằng lớn của bảo vệ so lệch thanh góp khi dùng rơle dòng điện người ta cũng có thể dùng rơle so lệch có hãm. Loại rơle này cung cấp một đại lượng hãm thích hợp để khống chế dòng không cân bằng khi ngắn mạch ngoài có dòng không cân bằng lớn.

- Dòng điện so lệch ISL (dòng làm việc):

ISL ILV ITIITII

IH K.(ITII )TII Với K là hệ số hãm, K<1.

- Trong chế độ làm việc bình thường, hay khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, dòng điện làm việc sẽ bé hơn nhiều so với dòng điện hãm nên rơle so lệch không làm việc. Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ, rơle so lệch sẽ làm việc. Vì:

ILV ITI IH

Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm.

c) Bảo vệ so lệch hoàn toàn thanh cái

- Sơ đồ bảo vệ so lệch hoàn toàn thanh cái hình 2.16. Tất cả các lộ nối đến một phân đoạn thanh cái đều được đặt biến dòng chặn lại để giới hạn khu bảo vệ. Các dây quấn thứ cấp BI đều theo kiểu so lệch. Các đầu ở phía ngoài đấu với nhau thành một cực; các đầu ở phía trong đấu với nhau thành một cực; hai cực đó đấu vào rơle dòng điện. Bảo vệ của phân đoạn nào bố trí đi cắt tất cả các máy cắt đấu vào phận đoạn đó.

- Hình 2.17 giới thiệu sơ đồ bảo vệ so lệch hệ một thanh cái phân đoạn có phân cấp thời gian. Bảo vệ có bộ phận cắt nhanh để chọn điểm ngắn mạch.

Khi sự cố trên một trong hai thanh cái thì bảo vệ so lệch tác động cắt máy cắt liên lạc và khởi động rơle thời gian 2. Sau khoảng thời gian chỉnh định, rơle đóng tiếp điểm, ở từng thanh cái có sự cố, bảo vệ cắt nhanh 50 tương ứng tác động và đi cắt máy cắt nối tới thanh cái đó.

87B

1RG 2RG

87B

MC0

MC3 MC4

MC5 MC6

MC1 MC2

Caét MC1 Caét MC3 Caét MC5 Caét MC0

Caét MC2 Caét MC4 Caét MC6 Caét MC0

Hình 2.16: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch hoàn toàn thanh cái

50 50 50 50 50 50

87B 87B 87B

G H

J

Hình 2.17: Sơ đồ BVSL thanh cái có phân cấp thời gian

2 – Rơle thời gian 50 – Cắt nhanh 87 – So lệch

96 – Rơle chấp hành G,H – Máy cắt lộ ra J – Máy cắt liên lạc

- Dòng chỉnh định:

+ Theo dòng không cân bằng khi ngắn mạch ngoài:

cZ at K.ng.max

I k .I

Ở đây, IK.ng.max - dòng không cân bằng lớn nhất khi ngắn mạch cuối khu bảo vệ, đây chính là ngắn mạch thanh cái

+ Theo điều kiện đứt dây: Bảo vệ không tác động khi đứt dây nối của một BI nào

cZ at lv.max

I k .I

Ở đây, Ilv.max- dòng điện tải của lộ có dòng làm việc lớn nhất.

kat - hệ số an toàn, lấy bằng 1.2-1.25

Dòng chỉnh định được chọn là giá trị lớn nhất trong hai giá trị trên - Kiểm tra độ nhạy:

k.min nh

cZ

k I 2

 I 

Ở đây,Ik.min- dòng ngắn mạch nhỏ nhất trên thanh cái

Trong trường hợp độ nhạy không đạt, cần thay bằng bảo vệ so lệch có cuộn hãm, và tính dòng chỉnh định theo bảo vệ có hãm.

2

96J

96G

96H

87-1 87-2

2-1 50A

50B

(+) (-)

Thời gian của rơle 2 trên mạch điều khiển được chọn bằng một giai đoạn thời gian tcZ  t

Bảo vệ so lệch thanh cái thường bố trí bộ phận báo tín hiệu khi đứt dây nối thứ cấp BI

d) Bảo vệ so lệch không hoàn toàn thanh cái

- Bảo vệ so lệch không hoàn toàn chỉ áp dụng cho các thanh cái có ít đường dây đến, thông thường là một đường dây nối vào thanh cái. Các biến dòng chỉ bố trí chặn ở phía máy biến áp đến và máy cắt phân đoạn (hay liên lạc). Như vậy, khu bảo vệ gồm cả thanh cái và toàn bộ đường dây

87B 1RS

MC0

MC4 MC1 MC2

MC3

Hình 2.18: Sơ đồ bảo vệ so lệch không hoàn toàn cho thanh cái

- Bảo vệ bố trí cắt có thời gian 2 cấp: cấp 1 cắt nhanh đường dây, cấp 2 cắt các máy cắt còn lại.

cZ at k.ng.max lv.L.max

I k .(I I )

- Thời gian chỉnh định:

+ Thời gian cấp 1 (cắt đường dây) phối hợp cấp 1 của đường dây

cZ(1) cZ(1).L

t t  t

Ở đây, IcZ(1).L- thời gian bảo vệ cấp 1 của đường dây được bảo vệ Trường hợp đường dây không đặt bảo vệ cấp 1 thì lấy tcZ(1)  t

+ Thời gian cấp 2 cắt các máy cắt còn lại:

cZ(2) cZ(1)

t t  t

e) Bảo vệ dòng điện thứ tự không cho thanh cái

-Ở mạng điện trung tính nối đất hay hiệu quả, cần bố trí bảo vệ I0cho thanh cái để chống sự cố với đất và là loại bảo vệ không có hướng.

- Hình 2.19 là sơ đồ bảo vệ I0hai cấp thanh cái. Bảo vệ đi cắt máy cắt liên lạc hay phân đoạn.

Hình 2.19: Sơ đồ bảo vệ dòng thứ tự không thanh cái - Tính toán chỉnh định:

+ Cấp 1: Cắt nhanh có thời gian, chọn phối hợp với cấp 1 của đường dây. Dòng chỉnh định: I0cZ(1) k .Iat 0cZ(1).L.max

ở đây,

0cZ(1).L.max

I - dòng chỉnh định lớn nhất cấp 1 đường dây.

Thời gian chỉnh định: t0cZ(1)t0cZ(1).L.max t

ở đây, I0cZ(1).L.max- thời gian bảo vệ thứ tự không cấp 1 lớn nhất của đường dây

Kiểm tra độ nhạy: nh 0.min

0cZ(1)

k 3.I 1,5

 I 

ở đây, 3.I0.min - dòng ngắn mạch 3I0 nhỏ nhất đi qua chỗ đặt bảo vệ thứ tự không khi ngắn mạch trên thanh cái.

+ Cấp 2: Chọn thoe điều kiện làm việc bình thường

at 0kcb.lv.max 0cZ(2)

tv

I k .I

 k

ở đây, I0kcb.lv.max- dòng không cân bằng ứng với Ilv.max của thanh cái Thời gian chỉnh định: t0cZ(2) t0.L.max t

ở đây, t0.L.max - thời gian bảo vệ I0 lớn nhất của cá đường dây nối tới thanh cái.