Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa trong hệ thống điện

BÀI GIảNGBẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆNChương 1: Các khái niệm cơ bảnBẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN2TÀI LIỆU THAM KHẢOBẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HTĐ Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Hoàng ViệtBẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HTĐ Tác giả: Lê Kim Hùng - Đoàn Ngọc Minh Túvv Phụ trách môn học: ĐẶNG TUẤN KHANH 3NỘI DUNG MÔN HỌCPHẦN MỘT: CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ RƠLEPHẦN HAI: BẢO VỆ CÁC PHẦN TỬ TRONG HTĐPHẦN BA: TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HTĐ4PHẦN MỘT:CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ RƠLEChương 1: Khái niệm cơ bảnChương 2: Kỹ thuật chế tạo rơleChương 3: Các loại bảo vệ rơleChương 4: Các khí cụ điện đo lườngChương 5: Bảo vệ quá dòng điệnChương 6: Bảo vệ quá dòng điện có hướngChương 7: Bảo vệ dòng điện chống chạm đấtChương 8: Bảo vệ khoảng cáchChương 9: Bảo vệ so lệch5CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN1.1 Nhiệm vụ của bảo vệ rơle1.2 Các dạng sự cố và trạng thái làm việc không bình thường HTĐ1.3 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống bảo vệ1.4 Các bộ phận của hệ thống bảo vệ1.5 Mã rơle và các ký hiệu 1.6 Nguồn điều khiển61.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ RƠLETrong vận hành HTĐ có thể xuất hiện tình trạng sự cố và chế độ làm việc không bình thường của các phần tử. Lúc này, hiện tượng là dòng điện tăng cao nhưng điện áp lại thấp.Như vậy muốn HTĐ hoạt động bình thường thi HTĐ phải có hệ thống bảo vệ rơle để phát hiện sự cố và cô lập nó càng nhanh càng tốt.7Sự cố: Ngắn mạch N(3) , N(2) , N(1) , N(1,1) , ngắn mạch các vòng dây trong MBA, ngắn mạch giữa các vòng dây trong máy phát điện. Trạng thái không bình thường: Quá tải, quá áp, giảm tần.Nguyên nhân: Do cách điện già cõiThao tác sai, nhằm lẫn1.2 SỰ CỐ VÀ TRẠNG THÁI KHÔNG BÌNH THƯỜNG81.3 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HT BẢO VỆ1.3.1 Tính chọn lọc1.3.2 Tác động nhanh1.3.3 Độ nhạy1.3.4 Độ tin cậy1.3.5 Kinh tế91.3 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HT BẢO VỆ1.3.1 Tính chọn lọc: Khi phần tử nào bị sự cố hay hư hỏng thì bảo vệ rơle chỉ cần loại bỏ phần tử đó. Ví dụ:10MC1MC21.3 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HT BẢO VỆ1.3.2 Tác động nhanh: Đảm bảo tính ổn định của các máy phát làm việc song song trong HTĐ. Giảm tác hại của dòng ngắn mạch đến các thiết bị, giảm xác suất gay hư hỏng nặng hơn, nâng cao hiệu quả tự đóng lại. Thời gian cắt = thời gian tác động của bảo vệ + thời gian tác động máy cắt Ví dụ:Đường dây 300 → 500 Kv: 0.1 → 0.12 sĐường dây 110 → 220 Kv: 0.15 → 0.3 sĐường dây 6 → 10 Kv : 1.5 → 3 s Càng xa nguồn càng ít ảnh hưởng đến tính ổn định của HTĐ111.3 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HT BẢO VỆ1.3.3 Độ nhạy: Khi sự cố đoạn BC, BV2 tác động (tính chọn lọc). Nếu BV2 không tác động (vì lý do nào đó) thì BV1 tác động. BV1 dự phòng cho BV2 phải có tính nhạy. Tuy nhiên BV1 không cần dự phòng cho BV3. Đặc trưng độ nhạy: Knh khoảng 1.5 →2.0 Theo dòng ngắn mạch: Theo điện áp ngắn mạch: 12MC1MC2MC31.3 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HT BẢO VỆ1.3.4 Độ tin cậy: Khi có sự cố trong vùng BV thì BV phải tác động chắc chắn. Nhưng nó không tác động đối với các sự cố mà nó không được giao. Để bảo vệ tin cậy cao cần phải dùng các sơ đồ đơn giản, giảm số lượng rơle và các tiếp xúc, cấu tạo đơn giản, chế độ lấp ráp bảo đảm chất lượng đồng thời kiểm tra, bảo trì thường xuyên. 131.3 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CỦA HT BẢO VỆ1.3.5 Kinh tế: phải lựa chọn phù hợp yêu cầu để luôn đảm bảo giá thành phải chăng. 141.4 CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆGồm có :Phần đo lườngPhần logicPhần đo lường liên tục thu nhận tín hiệu về trạng thái của đối tượng được bảo vệ. Ghi nhận xuất hiện sự cố và tình trạng làm việc không bình thường rồi truyền tín hiệu đến phần logic. Phần đo lường nhận tín hiệu thông qua biến dòng điện và biến điện ápPhần logic nhận tính hiệu từ phần đo lường để phản ánh tình trạng của đối tượng bảo vệ. Phần logic có thể là tổ hợp các rơle trung gian hay mạch logic tín hiệu (0-1), rơle thời gian và phần tử điều khiển máy cắt. Phần này hoạt động theo chương trình định sẵn đi điều khiển máy cắt.151.5 MÃ RƠLE VA CÁC KÝ HIỆUKý hiệuTên gọiKý hiệuTên gọi21BV khoảng cách47BV thứ tự pha21NBV khoảng cách chống chạm đất48BV mất gia tốc24BV quá từ49BV nhiệt độ25BV đồng bộ49RBV nhiệt độ Roto26BV dầu49SBV nhiệt độ Stato27BV thấp áp50BV quá dòng cắt nhanh30BV chỉ thị vùng bảo vệ50NBV quá dòng cắt nhanh chống chạm đất32FBV định hướng cs thứ tự thuận51BV quá dòng cực đại32RBV định hướng cs thứ tự nghịch51BFBV hư hỏng máy cắt33BV chị thị mức dầu thấp51GBV quá dòng chống chạm đất37BV dòng điện thấp và cs thấp51GSBV quá dòng chạm đất Stato40BV phát hiện mất kích thích MF51NBV quá dòng chống chạm đất46BV dòng điện thứ tự nghịch51VBV quá dòng có kiểm tra áp thấp161.5 MÃ RƠLE VA CÁC KÝ HIỆUKý hiệuTên gọiKý hiệuTên gọi52 Máy cắt80Rơle phát hiện mất nguồn DC59BV quá điện áp81Rơle tần số59NBV quá điện áp thứ tự không cđ85Bảo vệ tần số cao, pilot62Rơle thời gian86Rơle cắt và khóa máy cắt63Rơle áp suất87Bảo vệ so lệch64Rơle chống chạm đất87GBảo vệ so lệch máy phát64RRơle chống chạm đất Rôto87TBảo vệ so lệch máy biến áp67Rơle dòng định hướng87BBảo vệ so lệch thanh cái67NRơle dòng định hướng chống cđ87NBảo vệ so lệch chống chạm đất74Rơle xóa giám sat mạch cắt90Rơle điều hòa điện thế76Rơle quá dòng điện DC92Rơle định hướng cs và điện áp78Rơ le MĐB hay đo góc lệch pha95Rơle phát hiện đứt mạch thứ cấp BI79Tự đóng lại96Rơle trung gian171.6 NGUỒN ĐIỀU KHIỂNYêu cầu phải đủ công suất và điện áp lúc bảo vệ tác động khi có sự cố.Loại nguồn: Nguồn DC: 24V, 48V, 110V, 220V. Ưu điểm không phụ thuộc vào điện lưới, khuyết điểm tốn công chăm sóc, bảo trì, phức tạpNguồn AC: không nên dùng MBA đo lường hay MBA tự dùng để tạo nguồn cung cấp vì khi có sự cố ngắn mạch thì điện áp giảm rất thấp. Có thể dùng biến dòng để tạo nguồn cung cấp vì khi có sự cố ngắn mạch thì dòng điện tăng cao nên dòng điện thứ cấp đủ lớn để tác động. Tuy nhiên, lúc trạng thái không bình thường thì dòng điện thứ cấp có thể không đủ lớn để tác động.18