Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện - Phạm Thị Minh Thái

BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐiỆN 
 GV : ĐẶNG TUẤN KHANH 
Đại học quốc gia Tp.HCM 
Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM 
1 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
5.1 Nguyên tắc hoạt động 
5.2 Bảo vệ quá dòng cực đại 
5.3 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh 
5.4 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh không chọn lọc 
5.5 Bảo vệ dòng điện hai cấp 
5.6 Đánh giá 
Chương 5: Bảo vệ quá dòng điện 
Nguyên tắc: BVDĐ là loại bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ lớn hơn giá trị định trước. 
BVDĐ được phân thành: 
Bảo vệ dòng điện cực đại : 51 (low set) 
Bảo vệ dòng điện cắt nhanh : 50 (high set) 
5.1. Nguyên tắc 
3 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
5.2.1 Bảo vệ dòng điện cực đại 
5.2.2 Bảo vệ dòng điện cực đại có kiểm tra điện áp 
5.2. Bảo vệ dòng điện cực đại 
4 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Dòng khởi động 
Độ nhạy 
Thời gian tác động 
Vùng bảo vệ 
5.2.1. Bảo vệ dòng điện cực đại 
5 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
K at : hệ số an toàn 1,2 
K tv : hệ số trở về 0.85 
K mm : hệ số mở máy 1,3 đến 1.8 
I lvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị được bảo vệ 
n BI : tỷ số biến dòng 
K sd : hệ số sơ đồ 
Dòng sơ cấp 
Dòng thứ cấp vào Rơle 
Dòng điện khởi động 
6 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
K nh > 1.1 - 1.3 	khi làm bảo vệ dự trữ 
K nh > 1.5 - 1.8 	khi làm bảo vệ chính 
I NMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối ptử bảo vệ 
Công thức tính độ nhạy 
Độ nhạy 
7 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Rơ le có đặc tính độc lập 
Rơ le có đặc tính thời gian phụ thuộc 
Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn 
Đặc tình thời gian rất dốc 
Đặc tình thời gian cực dốc 
Đặc tính thời gian dài 
Thời gian tác động 
8 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Đường đặc tính 
9 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Đường đặc tính 
10 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Độ dốc chuẩn: 
 Đặc tính thời 
 gian cực dốc: 
 Đặc tính thời 
 gian rất dốc: 
 Loại này có độ dốc dốc hơn độ dốc chuẩn. Được dùng thay thế đặc tính có độ dốc chuẩn khi độ dốc chuẩn không đảm bảo tính chọn lọc 
Loại này có độ dốc lớn nhất, thích hợp dùng để bảo vệ máy phát, máy biến áp động lực, máy biến áp nối đất nhằm chống quá nhiệt. 
là đặc tính thời gian phụ thuộc khi dòng điện NM nhỏ (10-20 lần) và đặc tính thời gian độc lập khi dòng điện NM lớn. Áp dụng lưới phân phối 
Đường đặc tính 
11 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian 
Khoảng Δ t bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 – 0.5s) 
Thời gian tác động và trở về của rơ le 
Thời gian tác động cắt của máy cắt 
Sai số thời gian của rơ le định thời gian 
Thời gian dự trữ 
Thời gian tác động 
12 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp 
 Giá trị khởi động 
 Độ nhạy 
 Thời gian tác động 
Vùng bảo vệ 
13 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Để phân biệt giữa NM và quá tải đồng thời nâng cao độ nhạy của BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có kiểm tra áp. 
Khi NM thì dòng điện tăng và điện áp giảm xuống nên cả rơle dòng điện và rơle điện áp đều khởi động ( BV chỉ tác động khi cả rơle dòng điện và rơle điện áp thỏa mãn ) 
Dòng khởi động của BV được tính: 
Trong biểu thức không có K mm vì sau khi cắt NM, ngoài các động cơ tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều nên các rơle không tác động được 
Rõ ràng khi không có K mm thì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi động nhỏ 
Giá trị khởi động 
14 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Yêu cầu của rơle giảm áp: 
Rơ le giảm áp không được tác động đối với điện áp làm việc tối thiểu 
Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau khi loại bỏ NM 
Điện áp khởi động được chọn sao cho rơ le không khởi động khi điện áp min và rơ le trở về ngay sau khi cắt NM 
K at = 1.2 
K tv = 1.25 
K sd = 1 nếu BU đấu sao nđ / sao nđ 
K sd = nếu BU đấu sao nđ / tam giác 
U lvmin = 0.9U dm 
Giá trị khởi động 
15 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
U N max là điện áp NM cực đại khi có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ 
K nh > 1.1 - 1.3 	khi làm bảo vệ dự trữ 
K nh > 1.5 - 1.8 	khi làm bảo vệ chính 
I NMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng bảo vệ 
Độ nhạy 
16 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Thời gian tác động 
Vùng bảo vệ 
Sơ đồ nối dây BI 
5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp 
Giống như rơle quá dòng điện cực đại 
17 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Thời gian tác động 
Dòng khởi động 
Add Your Text 
Vùng bảo vệ 
5.3.1. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 
18 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Khi có 1 nguồn cung cấp : Dòng điện khởi động BV cắt nhanh bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối vùng bảo vệ 
Ví dụ: 
Vùng bảo vệ 
Dòng khởi động 
19 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Khi có 2 nguồn cung cấp : Dòng điện khởi động BV cắt nhanh 2 phía phải giống nhau và bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối vùng bảo vệ nào lớn nhất 
Ví dụ: 
Dòng khởi động 
20 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Khi có 2 nguồn cung cấp : trường hợp tồn tại vùng không bảo vệ được (vùng chết) 
Ví dụ: 
Vùng chết 
Dòng khởi động 
21 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Tác động tức thời, gần bằng không 
Thời gian tác động và vùng bảo vệ 
Muốn tìm vùng bảo vệ ta giải đồ thị hoặc giải phương trình: 
22 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
5.4 Bảo vệ cắt nhanh không chọn lọc 
Do bảo vệ cắt nhanh chỉ bảo vệ được một phần thiết bị, nên có trường hợp ta muốn bảo vệ hoàn toàn thiết bị thì cần có thêm tự đóng lại 79, ví dụ: 
23 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
A 
B 
C 
VBV cấp I của B 
VBV cấp I của A 
~ 
Dòng khởi động của BV A: 
Dòng khởi động của BV B: 
Ư u điểm 
 Đơn giản 
 Độ tin cậy cao 
 Chọn lọc với mạng hình tia 
 Thời gian chịu NM lớn 
 Độ nhạy kém khi mạng có nhiều nhánh và phụ tải lớn 
 Dùng nhiều cho mạng hình tia của các cấp điện áp 
 Mạng trung thế 15kV, 22kV là bảo vệ chính, cấp điện áp cao hơn nó là bảo vệ dự trữ 
Khuyết điểm 
Ứng dụng 
5.6. Đánh giá 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
25 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
26 
Kết thúc chương 5 
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐiỆN 
27 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
28 
51 
51 
51 
50 
50 
50 
A 
B 
C 
I a + I b + I C = 3.I 0 
I c 
I C 
600 : 5 
50N 
51N 
TẠI A 
I a 
I b 
I c 
I A 
I B 
I C 
A 
B 
C 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
29 
51 
51 
51 
50 
50 
50 
A 
B 
C 
I a + I b + I C = 3.I 0 
240A / 2A 
3000A / 25A 
600 : 5 
50N 
2160A / 18A 
51N 
168A / 1.4A 
TẠI A 
Bảo vệ rơ le và tự động hóa 
30 
51 
51 
51 
50 
50 
50 
A 
B 
C 
I a + I b + I C = 3.I 0 
120A / 1A 
1524A / 12.7A 
600 : 5 
50N 
1033A / 8.6A 
51N 
84A / 0.7A 
TẠI B 
1000 A