Bài giảng Bảo vệ rơ-le trong trạm điện - Phạm Quốc Thái

Bài giảng Bảo vệ rơ-le trong trạm điện dành cho công nhân kỹ thuật và kỹ sư mới ra trường. Nội dung bài giảng trình bày các dạng sự cố trong hệ thống điện, các chức năng bảo vệ và ứng dụng, các bảo vệ chính trong trạm biến điện. Mời bạn đọc tham khảo nội dung bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Bảo vệ rơ-le trong trạm điện - Phạm Quốc Thái Tài liệu hướng dẫn  Dành cho công nhân kỹ thuật Và kỹ sư mới ra trường. Phạm Quốc Thái biên soạn. CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các tính chất Phân loại tính chất theo nguyên nhân: – Nguyên nhân cơ học:  – Vật dẫn điện bị đứt gẫy – Vật dẫn không mong muốn nối chúng với nhau (như các dụng cụ  hoặc súc vật).  – Nguyên nhân điện:  – Suy giảm cách điện giữa các pha,  – Suy giảm cách điện giữa pha và khung sườn có nối đất,  – Quá điện áp nội bộ – Quá điện áp khí quyển.  – Sai sót trong vận hành: – Nối đất pha có điện,  – Nối hai nguồn khác nhau không đủ điều kiện đồng bộ,  – Đóng mở các thiết bị đóng cắt sai quy trình... CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các tính chất Phân loại tính chất theo vị trí: Từ bên trong thiết bị (dây cáp điện, động cơ, máy  biến áp, tủ điện...)  thường dẫn đến làm hỏng thiết bị đó. Từ bên ngoài thiết bị (dây cáp điện, động cơ, máy  biến áp, tủ điện...).  Các hậu quả của nó giới hạn trong mức gây nhiễu loạn  hệ thống Theo thời gian có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị và dẫn  đến sự cố bên trong. CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các tính chất Phân loại tính chất theo thời gian: Ngắn mạch tự phục hồi: sự cố tự biến mất.  ­Ngắn mạch thoáng qua:  sự cố biến mất do tác động của các thiết bị bảo vệ không xuất hiện lại sau khi các thiết bị khởi động trở  lại.  ­ Ngắn mạch lâu dài:  sự cố đòi hỏi phải cắt điện các thiết bị như cáp điện,  máy điện...  cần có sự can thiệp của nhân viên CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các dạng ngắn mạch Ngắn mạch giữa Pha và đất: chiếm 80% các trường hợp CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các dạng ngắn mạch Ngắn mạch giữa Pha và pha: chiếm 15% các trường hợp CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Các dạng ngắn mạch Ngắn mạch 3 Pha : chiếm 5% các trường hợp CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1/. Ngắn mạch – Nguyên nhân ngắn mạch Phá hủy cách điện, do:  Hư hỏng trên bề mặt thiết bị (do nhiễm bẩn)   Quá nhiệt  Phóng điện trong các lỗ hổng li ti bên trong chất cách điện.  – Suy giảm cách điện bất thường   Do súc vật, cây cối hoặc do dụng cụ sót lại trên vật dẫn  điện do bất cẩn.  –  Hư hỏng cách điện do các nguyên nhân ngoài :   Bị va chạm với xe cộ... – Quá điện áp dẫn đến đánh thủng cách điện:   Quá điện áp nội bộ hoặc quá điện áp khí quyển. CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2/. Các dạng sự cố khác – Đối với động cơ:  Khởi động liên tiếp dẫn đến quá nhiệt và tạo đột biến cơ học trên  các khớp nối trục.  Thời gian khởi động kéo dài do Rô­to bị khóa, dẫn đến hậu quả  tương tự.   – Đối với máy phát:  Mất kích thích do các sự cố trong mạch Rô­to (cắt nguồn hoặc  ngắn mạch) dẫn đến quá nhiệt Rô­to và Sta­to, mất đồng bộ với  lưới.  Các biến động về tần số do quá tải, hoặc do bộ điều tốc làm việc  sai.  Kết nối không đồng bộ: nối máy phát với lưới, hoặc 2 bộ phận lưới  với nhau khi không đúng điều kiện đồng bộ.  CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2/. Các dạng sự cố khác Quá điện áp khí quyển    do sét.  – Quá điện áp nội bộ:    do xung điện áp quá độ khi đóng cắt thiết bị.  – Quá tải thiết bị:    như cáp điện, máy biến áp, máy phát hoặc đông cơ.   – Công suất hoặc năng lượng bị đảo chiều:   Khi mất một số nguồn cung cấp, một số máy phát nội bộ bị  phát ngược ra lưới.    CÁC DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2/. Các dạng sự cố khác  – Biến động điện áp :   Các bộ điều áp dưới tải của máy biến áp tác động sai,   Biến động quá áp, thấp áp trên lưới.   – Sự xuất hiện thành phần thứ tự nghịch:   Máy phát điện không cân xứng,   Tải mất cân bằng,   Tải một pha quá lớn,   Tiếp xúc của các thiết bị đóng cắt bị hỏng...   Dẫn đến quá nhiệt động cơ, máy phát và có thể làm mất  đồng bộ máy phát.  CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VÀ ỨNG DỤNG 1/. Khái niệm về rơ le bảo vệ Các rơ le bảo vệ là   Các thiết bị luôn luôn so sánh các thông số điện của lưới  (thí dụ như dòng điện, điện áp, tần số và tổng trở) với  những giá trị đặt trước,   Tự động xuất ra các yêu cầu để tác động đến các thiết bị  đóng cắt khi các thông số cần kiểm tra vượt qua các giá trị  ngưỡng.  Xuất ra các tín hiệu cảnh báo. Vai trò của các rơ le bảo vệ   Phát hiện các điều kiện làm việc không bình thường của  mạch điện thí dụ như ngắn mạch, dao động điện áp, sự cố  máy...   Tạo ra các tín hiệu cắt mạch, khóa mạch để cô lập sự cố. CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VÀ ỨNG DỤNG 2/. Các loại rơ le bảo vệ Loại không có nguồn nuôi (tự hành)   Khi năng lượng cần cho hoạt động của nó được lấy trực tiếp  từ chính mạch tín hiệu  Cơ cấu tác động phải đủ nhạy, vì nguồn năng lượng lấy từ  tín hiệu có thể bị giới hạn. CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VÀ ỨNG DỤNG 2/. Các loại rơ le bảo vệ Loại có nguồn nuôi,   khi năng lượng để rơ le hoạt động được cung cấp từ một  nguồn phụ (xoay chiều hoặc một chiều).   Nguồn này độc lập với tín hiệu cần kiểm soát.  CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51) Chức năng của loại bảo vệ này là để bảo vệ quá dòng 1  pha, 2 pha hay 3 pha.  Bảo vệ sẽ tác động khi có 1, 2 hoặc 3 pha có dòng điện  vượt lên quá trị số đặt trước.  Bảo vệ này có thể được đặt một thời gian trễ :  Rơ le chỉ tác động khi dòng điện cần kiểm soát vượt cao  hơn ngưỡng cài đặt sau một thời gian ít nhất bằng thời gian  trễ đã đặt trước.   Thời gian trễ này có thể là độc lập (xác định) hoặc thời gian  theo đặc tính ngược. CÁC BẢO VỆ CHÍNH TRONG TRẠM BIẾN ĐIỆN 1/. Bảo vệ quá dòng (Mã ANSI = 50 hoặc 51) Bảo vệ thời gian trễ độc  lập: Iset : Ngưỡng dòng điện  đặt. T : Thời gian tác động  trễ. Dòng điện ngưỡng và  thời gian trễ thường  được người dùng  ...