BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH1BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH8.1 Nguyên tắc hoạt động và vùng bảo vệ8.2 Đặc tuyến khởi động8.3 Cách chọn UR và IR đưa vào rơle để phản ánh ngắn mạchgiữa các pha8.4 Cách chọn UR và IR đưa vào rơle để phản ánh ngắn mạchchạm đất8.5 Bảo vệ khoảng cách 3 cấp8.6 Các ảnh hưởng làm sai lệch8.7 Đánh giá bảo vệ khoảng cáchBảo vệ rơ le và tự động hóa27-1 Nguyên tắc hoạt độngBảo vệ khoảng cách cần các tín hiệu là dòng điện, điện áp và góclệch φ giữa chúng.BVKC xác định tổng trở từ chỗ đặt BV đến điểm NM từ các tínhiệu trên, tác động khi:Z R ≤ Z kdKhi bình thường, điện áp rơle gần điện áp định mức và dòng quarơle là dòng tải cho nên tổng trở rơle đo có giá trị lớn và rơle khôngtác động.Khi NM điện áp giảm còn dòng tăng cao cho nên tổng trởrơle đo được nhỏ nên rơle tác động.37-2 Đặc tuyến khởi độngZ R ≤ Z kdTừ phương trình ta thấy miền tác động là hình tròn tâm O bánkính Zkd . Đặc tính tác động vô hướngRơle tổng trở có hướng dùng phổ biến là loại thêm cuộn dâycường độ phụ quấn lên trên lõi thép. Từ thông phụ ngược chiều vớitừ thông do cuộn áp sinh ra khi dòng điện đi theo hướng dương –hướng tác động. Khi đó nó khữ bớt Momen do điện áp sinh ra và chophép tiếp điểm đóng lại. Khi dòng điện ngược lại thì từ thông phụcùng chiều từ thông điện áp nên khóa lại.Tùy theo tương quan giữa từ thông phụ và từ thông điện ápmà tâm hình tròn di chuyễn khỏi góc tọa độ. Loại phổ biến là cócung tròn đi qua góc tọa độ đặc tính MHO. Góc nhạy nhấtkhoảng 600 đến 8504Tổng trở ngắn mạchRZ đo lường và so sánh 2 giá trị~ Điện áp tại thanh góp Dòng điện trên đường dây.• Tổng trở nhận được trênrơleUZR = R = Z L hIRZ′AN =( R AB + R hqN ) + jX AB = Z RhR hqN = kIN•Z(AN)-Tổng trở thực tế từ nơiđặt BV đến nơi chạm đấtABNR hqRZjXX AB ZABBZ ANB′Z hqNZ′ANAϕDϕNRR AB Đặc tính chạm đất Đặc tính khởi động5Tổng trở ngắn mạchBAZR =UR= Z LhIRZ′AN =( R N + R hqN ) + jX N = Z RR hqN = khINN~jXX AB ZABZ(AN)-Tổng trở thực tế từ nơiđặt BV đến nơi chạm đấtBZ ANB′Z hqNZ′ANA•R hqRZϕDϕNRR AB Đặc tính chạm đất Đặc tính khởi động68.2. Đặc tuyến khởi độngHình tròn:Mho:Z kd = zkd e jϕR=Z kd zkdm cos(ϕCR − ϕ R )Elip:Z R − Z b − Z R − Z d = 2a = 2 zcRmLệch tâm:Z CR1 + Z CR2Z CR1 − Z CR2ZR −0−=22Điện kháng:Z=kdjx=kdjzCkd sin=ϕjx=constCkdĐa giác: Thực tế thường dùng, dùng kỹ thuật vi xử lýBảo vệ rơ le và tự động hóa7Các đặc tính rơ le khoảng cáchvô hướngcó hướngSơ đồ Nguyên lý bảo vệ khoảng cách97-3. Bảo vệ khoảng cách 3 cấpVùng bảo vệ:Thông thường, BVKC sẽ bao gồm BV vùng I có hướng tức thờivà một hoặc nhiều vùng với thời gian trì hoãn.Vùng I: 80 – 90% đường dây được bảo vệVùng II: Hồn tồn đường dây được bảo vệ và 50% đường dây kềsau có tổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ)Vùng IIIF: 120% (đường dây được bảo vệ + đường dây kề sau cótổng trở lớn nhất)Vùng IIIR: 20% đầu đường dây10Bảo Vệ Khoảng CáchVùng bảo vệVùng 3RVùng 2Vùng 1Vùng 3FBảo vệ có hướng tức thời, khoảng 80-90%80-90% đường dây bảo vệ.Vùng IIIR20% đầuđườngdây>120%Hoàn toàn đường dây được bảo vệ và50% đường dây kề sau có tổng trở nhỏnhất (hay dài hơn 120% đường dây bảovệ)20%120% (đường dây được bảo vệ + đường dây kề sau cótổng trở lớn nhất)11Chọn tham số : Bảo vệ khoảng cách 3 cấpBảo vệ cấp IBảo vệ cấp IIBảo vệ cấp III12Bảo vệ cấp IĐặc tính làm việc: dạng có hướng MHO, tứ giác hoặc ellipTổng trở khởi động:ZIkd= kat Z1=kat (0.8 ÷ 0.9)Z1: Tổng trở thứ tự thuận toàn bộ đường dây được bảo vệThời gian tác động: Tức thời gần bằng không (không cần bộphận thời gian)Vùng bảo vệ: khoảng (80% - 90%) Z113Bảo vệ cấp IIVùng bảo vệ: Hoàn toàn đường dây được bảo vệ và 50% đườngdây kề sau có tổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảovệ)Tổng trở khởi động: không được lớn hơn BVCN cấp 1 của vùngtiếp theo=Z kdII kat' ( Z1 + kat Z 2I )Z2I :Tổng trở khởi động cấp I nhỏ nhất của bảo vệ tiếp theok’at=0,8÷1 cho bảo vệ cấp 2kat=0,8÷0,9 cho bảo vệ cấp 1Chú ý khi dòng NM tại nơi NM khác với dòng NM qua bảovệ cần tính đến hệ số phân dòngkat I=Zk ( Z1 +Z2 )k pdIIkd'at14Hệ số phân dòngAZABBIAB= I1+I2ZLDI1N21I2Z RAU A Z AB I AB + Z L I1I1=== Z AB +.Z L < Z AB + Z L )I ABI ABI ABk pdI AB=IIZ RAUA1== Z AB +.Z LI ABk pd15Bảo vệ cấp IIĐộ nhạy:Thời gian tác động:Z kdII=knh≥ 1.2Z1t1II= t1I + ∆t Show Nếu độ nhạy không thỏa (kdn<1,2>nhỏ…) phải chọn phối hợp với cấp II kề sau nókat II=Zk ( Z1 +Z2 )k pdIIkd'att = t + ∆tII1II216Bảo vệ cấp IIIFTổng trở khởi động cấp IIIF: Được chọn theo hai cách :Chọn theo đk không tác động khi tải cực đạiZIIIkdZ lamviec min=kat ktv kmmU min;U=(0.9 − 0.95).U dmZ lamviec=minmin3.I lv maxkat = 1.1-1.2 ; ktv = 1.05-1.1 ; kmm = 1.2-1.3Thời gian tác động: vùng BV chọn theo điều kiện này rất rộngnên thời gian phải phối hợp với thời gian cấp 3 của bảo vệ tiếp theot= tIII1III2+ ∆t17Bảo vệ cấp IIIFChọn theo đk bao phủ vùng BV đoạn tiếp theo=Z kdIII 1, 2 [ Z1 + max( Z 2 ....) ]Thời gian tác động: cấp 3F•t1III= t2II + ∆t•Độ nhạy=knhZ kdIIIZ thietbiduocbaove≥ 1.518Bảo vệ cấp IIIRVùng IIIR: dùng để dự trữ cho thanh cái đầu đường dây và NMgần bảo vệ- Dùng đặc tính có hướng ngược (offset-MHO)Vùng IIIR: 20% đầu đường dây19Qui về phía thứ cấpĐiện áp vào rơle:k sdBU .UUR =nBUDòng điện vào rơle:k sdBI .IIR =nBITổng trở rơle đo:Z kdRnBI k sdBU=Z kdnBU k sdBI20Cài đặt BV khoảng cách chống chạm đấtTương tự như chống chạm pha nhưng có thêm hệ số bù kc21Bảo vệ khoảng cách 3 cấpTrong thực tế nếu khơng có sai số thì thường chọn tổng trở 3 cấp như sau:Thô ng thường, BVKC sẽ bao gồm BV vùng I có hướng tức thời và mộthoặc nhiều vùng với thờ i gian trì hoãn.Cấp I: 80 – 90% đường dây được bảo vệCấp II: Hồn tồn đường dây được bảo vệ và 50% đường dây kề sau cótổng trở nhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ)Cấp IIIF: 120% (đường dây được bảo vệ + đường dây kề sau có tổng trởlớn nhất)Vùng IIIR: 20% đầu đường dây22Bảo vệ khoảng cách 3 cấpCác vùng tác độngXKhôngtác độngr3q21pVùng 1: Bảo vệ có hướng tức thời,khoảng 80-90% đường dây bảo vệ.vùng 2: Hoàn toàn đường dây được bảovệ và 50% đường dây kề sau có tổng trởnhỏ nhất (hay dài hơn 120% đường dâybảo vệ)vùng 3F: 120% (đường dây được bảo vệ+ đường dây kề sau có tổng trở lớnnhất)RCắt có thời gianvùng 3R: Vùng IIIR 20% đầu đường dây23BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHVùng bảo vệ :2MC5MC31Vùng III NMC1VùngI80%20% hướng ngượcMC22MC4MC63Vùng II100%+ 50%Vùng III T1.2*(100%+100%max)BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHAMC1MC2BN1MC3N2MC4CMC5MC6Dt3IIIIII1t∆tt1IIt1Itt 4IIt 4IIIt5It 4It 2It 4IIt3III3t5IIt6It6IIt6IIIPhối hợp thời gian-vùng bảo vệ khoảng cách
Rơle khoảng cách là một trong những yếu tố bảo vệ quan trọng nhất trong đường truyền.  Nguyên tắc và đặc điểm của bảo vệ khoảng cách Các rơ le này đôi khi có thể được thiết lập dựa trên tỷ lệ phần trăm của các trở kháng đường dây, ví dụ thiết lập điển hình cho vùng 1 là 80% trở kháng của đường để không đạt đến đầu cuối, vùng 2 có thể được đặt ở 120% trở kháng của đường dây để vượt quá đáng kể đường dây, Vùng 3 đôi khi bị vô hiệu hóa hoặc được đặt để bao phủ một đường liền kề. Các đặc tính chuyển tiếp khoảng cách có thể là Mho, Tứ giác, Bù đắp Mho, vv Trong trường hợp đặc tính tứ giác hoặc các đặc tính mho dài, việc chăm sóc bổ sung có thể được yêu cầu duy trì an toàn trong quá trình tải nặng. Trong trường hợp của các đường song song, sự liên kết lẫn nhau của các đường này có thể gây ra các rơle khoảng cách dưới tầm với và tầm với. Vì lý do này, thiết lập relay phải xem xét hiệu ứng này, một số rơle có các thuật toán để bù trừ, nhưng nó là cần thiết để sử dụng dòng điện song song làm tăng thêm độ phức tạp cho quá trình cài đặt. Ở một số quốc gia có tiêu chí bảo vệ khoảng cách không thể đạt được lỗi ở các mức điện áp khác, vì thời gian bù trừ lỗi trong các mức truyền tải phụ có thể chậm hơn thời gian bù lỗi ở mức truyền. Vấn đề kết hợp giải phóng mặt bằng lỗi nhanh với việc vấp ngã chọn lọc của nhà máy là mục tiêu chính để bảo vệ hệ thống điện. Để đáp ứng các yêu cầu này, các hệ thống bảo vệ tốc độ cao cho các mạch truyền tải và phân phối chính phù hợp để sử dụng với việc tái tạo tự động các bộ ngắt mạch đang được phát triển liên tục và được áp dụng rất rộng rãi. Bảo vệ khoảng cách, ở dạng cơ bản của nó, là một hệ thống bảo vệ phi đơn vị cung cấp các lợi thế kinh tế và kỹ thuật đáng kể. Không giống như pha và bảo vệ quá dòng trung tính, lợi thế chính của bảo vệ khoảng cách là độ bao phủ lỗi của mạch bảo vệ hầu như không phụ thuộc vào các biến thể trở kháng nguồn. Hình 1 - Ưu điểm của khoảng cách bảo vệ quá dòng Bảo vệ khoảng cách là tương đối đơn giản để áp dụng và nó có thể được nhanh chóng hoạt động cho các lỗi nằm dọc theo hầu hết các mạch được bảo vệ. Nó cũng có thể cung cấp cả hai chức năng sao lưu chính và từ xa trong một lược đồ duy nhất. Nó có thể dễ dàng được điều chỉnh để tạo ra một sơ đồ bảo vệ đơn vị khi được áp dụng với một kênh tín hiệu. Trong hình thức này nó là eminently phù hợp cho các ứng dụng với tốc độ cao tự động reclosing, để bảo vệ các đường truyền quan trọng. Nguyên lý của rơle khoảng cáchVì trở kháng của đường truyền tương ứng với chiều dài của nó, cho phép đo khoảng cách thích hợp để sử dụng rơle có khả năng đo trở kháng của một đường thẳng đến điểm xác định trước ( điểm tiếp cận ). Rơle như vậy được mô tả như một rơle khoảng cách và được thiết kế để chỉ hoạt động cho các lỗi xảy ra giữa vị trí rơle và điểm tiếp cận đã chọn, do đó phân biệt đối xử với các lỗi có thể xảy ra ở các đoạn đường khác nhau. Nguyên tắc cơ bản của bảo vệ khoảng cách liên quan đến việc phân chia điện áp tại điểm chuyển tiếp bằng dòng được đo. Trở kháng rõ ràng để tính được so sánh với trở kháng điểm tiếp cận. Nếu trở kháng đo được nhỏ hơn trở kháng điểm tiếp cận, nó được giả định rằng một lỗi tồn tại trên đường giữa rơle và điểm tiếp cận. Điểm tiếp cận của rơle là điểm dọc theo locus trở kháng đường truyền được giao nhau bởi đặc tính biên của relay. Vì điều này phụ thuộc vào tỷ lệ điện áp và dòng điện và góc pha giữa chúng, nó có thể được vẽ trên biểu đồ R / X. Các loci của hệ thống điện trở kháng như được thấy bởi relay trong lỗi, dao động điện và biến thể tải có thể được vẽ trên cùng một sơ đồ và theo cách này hiệu suất của rơle trong sự hiện diện của lỗi hệ thống và rối loạn có thể được nghiên cứu. Hiệu suất chuyển tiếpHiệu suất chuyển tiếp khoảng cách được xác định theo độ chính xác và thời gian hoạt động . Độ chính xác của phạm vi tiếp cận là so sánh phạm vi tiếp cận ohmic thực tế của rơle trong điều kiện thực tế với giá trị cài đặt chuyển tiếp trong ohms. Độ chính xác của phạm vi tiếp cận đặc biệt phụ thuộc vào mức điện áp được trình bày cho rơle trong điều kiện lỗi . Các kỹ thuật đo trở kháng được sử dụng trong các thiết kế rơ le cụ thể cũng có tác động. Thời gian hoạt động có thể thay đổi với dòng lỗi, với vị trí lỗi liên quan đến cài đặt relay, và với điểm trên sóng điện áp mà tại đó lỗi xảy ra. Tùy thuộc vào các kỹ thuật đo được sử dụng trong thiết kế rơ le cụ thể, đo các lỗi thoáng qua tín hiệu, chẳng hạn như các bộ tạo ra bởi Tụ điện áp biến áp hoặc bão hòa CT, cũng có thể trì hoãn hoạt động chuyển tiếp cho lỗi gần điểm tiếp cận. Thông thường cho rơ le điện và khoảng cách tĩnh để yêu cầu cả thời gian hoạt động tối đa và tối thiểu. Tuy nhiên, đối với rơ le khoảng cách số hoặc kỹ thuật số hiện đại, sự thay đổi giữa chúng nhỏ hơn một loạt các điều kiện vận hành hệ thống và vị trí lỗi. Khoảng cách Relay đặc điểmMột số rơle số đo trở kháng lỗi tuyệt đối và sau đó xác định xem hoạt động được yêu cầu theo ranh giới trở kháng xác định trên biểu đồ R / X. Rơle khoảng cách truyền thống và rơ le số mà mô phỏng các yếu tố trở kháng của rơle truyền thống không đo trở kháng tuyệt đối. Chúng so sánh điện áp lỗi đo được với điện áp bản sao bắt nguồn từ dòng lỗi và thiết lập trở kháng vùng để xác định xem lỗi có nằm trong vùng hay ngoài vùng. Các bộ so sánh trở kháng tiếp cận khoảng cách hoặc thuật toán mô phỏng bộ so sánh truyền thống được phân loại theo đặc điểm cực của chúng, số đầu vào tín hiệu mà chúng có và phương pháp so sánh tín hiệu được thực hiện. Các loại phổ biến so sánh biên độ tương đối hoặc pha của hai đại lượng đầu vào để thu được các đặc tính vận hành là đường thẳng hoặc hình tròn khi vẽ trên biểu đồ R / X. Ở mỗi giai đoạn của quá trình thiết kế chuyển tiếp khoảng cách, sự phát triển của các hình dạng đặc tính hoạt động trở kháng và sự tinh tế đã được điều chỉnh bởi công nghệ có sẵn và chi phí chấp nhận được. Vì nhiều rơle truyền thống vẫn đang phục vụ và vì một số rơle số mô phỏng các kỹ thuật của rơle truyền thống, nên việc xem xét ngắn gọn các bộ so sánh trở kháng là hợp lý. Ví dụ về rơle bảo vệ khoảng cách hiện đạiSIPROTEC 7SA522 rơle bảo vệ - Sơ đồ đường đơn (cung cấp bảo vệ khoảng cách toàn bộ lược đồ và kết hợp tất cả các chức năng thường được yêu cầu để bảo vệ đường dây điện) Rơ le này có các chức năng bảo vệ ANSI sau:
Lý thuyết bảo vệ khoảng cách (VIDEO)Tài nguyên: Hướng dẫn bảo vệ và tự động hóa mạng - Areva; SIPROTEC47SA522 - Rơle bảo vệ khoảng cách cho đường truyền; Một ứng dụng bảo vệ khoảng cách ví dụ với các yếu tố phức tạp của Yofre Jacome và Charles F Henville Hướng dẫn & bài viết liên quan đến điện |
