Bảo vệ đường dây

Mạng điện áp thấp (U < 1000V) có điểm trung tính trực tiếp nối đất. Đặc điểm của mạng là có nhiều đường dây phân tán, phụ tải của chúng không lớn lắm. Tình trạng sự cố trong mạng này thường là quá tải và các dạng ngắn mạch khác nhau (ngắn mạch một pha, hai pha chạm đất và ba pha).

Bảo vệ đường dây mạng điện áp thấp thường dùng cầu chì đc bảo vệ tránh ngắn mạch, dùng áplômát để bảo vệ tránh quá tải và ngắn mạch. Để đảm bảo tính chọn lọc phải đảm bảo cầu chì cấp trên lớn hơn cầu chì cấp dưới ít nhất là một cấp, và phải phối hợp giữa đặc tính làm việc của cầu chì và áptômát.

Mạng phân phối 22 – 35 kV có điểm trung tính không nối đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang. Do đó dòng điện ngắn mạch một pha tương đối nhỏ, nó chỉ là dòng điện dung giữa đường dây nối với đất. Khi xảy ra ngắn mạch một pha điện áp pha bị lệch nhưng điện áp dây vẫn cân bằng, do đó vẫn cho phép các máy biến áp trong mạng tiếp tục làm việc trong một thời gian ngắn. Các tình trạng làm việc không bình thường tronh mạch là: quá tải, ngắn mạch một pha, tình trạng sự cố là ngắn mạch hai pha, ba pha.

Đối với những đường dây có phụ tải nhỏ, ít quan trọng thường dùng cầu chì điện áp cao để bảo vệ tránh ngắn mạch.

Đối với những đường dây quan trọng thường dùng máy cắt làm thiết bị đóng cắt, do đó người ta dùng thiết bị rơ le để bảo vệ cho đường đây:

  • Để bảo vệ tránh quá tải thường dùng thiết bị bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian duy trì độc lập hoặc phụ thuộc, loại bảo vệ này còn được dùng làm bảo vệ dự phòng cho các loại bảo vệ khác
  • Để bảo vệ tránh ngắn mạch thường dùng bảo vệ dòng điện cắt nhanh
  • Đc bảo vệ tránh ngắn mạch thường dùng (thiết bị kiểm tra cách điện để bảo tín hiệu (cuộn dây tam giác hở trong máy biến áp ba pha năm trụ), hoặc dùng rơlc bảo vệ thứ tự không, lúc này dòng điện chỉnh định của rơle được xác định theo biểu thức:
    IcđR= (kdI/kBI) .Ic ;  kdI = 4÷5
    Trong đó:
    I – dòng điện điện dung riêng của đường dây khi xảy ra ngắn mạch chạm đất một pha trên đường dây khác

Bảo vệ các phần tử cơ bản trong hệ thống cung cấp điện

Hình a trình bày sơ đồ bảo vệ dòng điện cực đại dùng nguồn thao tác xoay chiều, sơ đồ này dùng rơ le dòng điện kiểu cảm ứng. Hai rơle 3 mắc vào hai máy biến dòng 1 đặt trên hai pha, còn máy biến dòng bão hoà 2 mắc vào hiệu dòng điện của hai pha. Khi dòng điện phụ tải tăng lên, sau thời gian chỉnh định, rơ le 3 đóng tiếp điểm thường mở, lúc này tiếp điểm thường mở 5 của máy cắt đã đóng, do đó các cuộn cắt 4 của máy cắt được cấp điện qua máy biến dòng bão hoà 2 và máy cắt đưực cắt ra.

Hình b trình bày sơ đồ bảo vệ dòng điện cắt nhanh dùng nguồn thao tác một chiều. Trên sơ đồ, máy biến dòng 1 đặt trước hai pha và nối hình số 8, rơ le dòng điện 3 được nối vào hiệu dòng điện hai pha. Khi có ngắn mạch ở trong vùng bảo vệ, rơle dòng điện 3 tác động, qua rơle trung gian 4 đóng nguồn cho cuộn cắt CC của máy cắt đc cắt máy cắt ra, đồng thời rơle tín hiệu 6 tác động để báo tín hiệu thiết bị bảo vệ đã tác động. Để phát hiện tình trạnh chạm đất một pha trên đường dây, sơ đồ dùng máy biến áp dòng thứ tự không 2. Dây cáp luồn qua máy biến dòng thứ lự không 2, do đó ở trạng thái làm việc cân bằng đầu ra của máy biến dòng 2 không có điện áp. Khi có chạm đất một pha, điện áp các pha không bằng nhau, do đó đầu ra của máy biến dòng 2 có điện áp, làm cho rơle tín hiệu 5 tác động báo tín hiệu cổ chạm đất một pha.

Bảo vệ máy biến áp

Máy biến áp phải được bảo vệ để tránh các tình trạng làm việc không bình thường và sự cố sau đây:

  • Quá tải
  • Dầu máy biến áp cạn xuống quá mức quy định
  • Ngắn mạch giữa các pha ở trong hoặc ở đầu ra của máy biến áp
  • Ngắn mạch giữa các vòng dây trong cùng một pha
  • Ngắn mạch chạm đất.

Đối với máy biến áp có S ≤ 320 kVA,  U ≤ 10 kV người ta thường dùng cầu chì để bảo vệ tránh tình trạng ngắn mạch.

Đối với máy biến áp có S> 320 kVA người ta thường đặt bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian duy trì để bảo vệ tránh tình trạng quá tải, đặt bảo vệ dòng điện cắt nhanh để bảo vệ tránh tình trạng ngắn mạch.

Đối với máy biến áp có công suất S > 1000 kVA người ta có thể thay bảo vệ dòng điện cắt nhanh bằng bảo vệ so lộch dọc. Đối với máy biến áp loại này người ta quy định phải dùng thêm rơ le hơi để bảo vệ tránh quá tải và các dạng ngắn mạch trong máy hiến áp. Ưu điểm của rơ le hơi là đơn giản, độ nhạy cao đối với hầu hết các loại sự cố trong máy biên áp. Nhươc điểm của rơle hơi: tác động kém nhạy đối với các loại sự cố xảy ra ở phía đầu ra của máy biến áp. Vì vậy bên cạnh bảo vệ bằng rơle hơi bao giờ cũng phải đặt thêm bảo vệ dòng điện cực đại và dòng điện cắt nhanh hay bảo vệ so lệch dọc.

Đỏi với những máy biến áp có S ≥ 560 kVA đặt trong nhà, ở những nơi dễ cháy người ta quy định cũng phải đặt rơle hơi.

Bảo vệ máy biến áp

Hình 1 trình bày sơ đồ thiết bị bảo vệ máy biến áp 35/6 – 10 kV dùng nguồn thao tác xoay chiều. Trên sơ đồ 1 là máy cắt 35 kV, 3 và 4 là các máy biến dòng đặt sẵn trong máy cắt, 7 là rơle dòng điện có đặc tính thời gian phụ thuộc, các rơ le này thuộc loại rơ le tác động trực tiếp dùng nguồn xoay chiều lấy từ các máy biến dòng. Các rơle 8 dùng làm bảo vệ dòng điẹn cưc đại có thời gian duy trì phụ thuộc. Rơle 7 dùng làm bảo vệ so lệch dọc. Khi các bảo vệ nói tren làm việc máy cắt 1 được cắt ra, đóng tiếp điểm thường kín 10 của nó lại, do đó cuộn cắt 9 được cấp điện và máy cắt 2 phía 6 – 10 kV được cắt ra (lúc này vì máv cắt 2 đang đóng nên tiếp điểm thường mở của nó 11 đang đóng lại). Phía điện áp 6 – 10 kV, máy biến dòng 6 dùng cho thiết bị đo lường. Máy biến dòng 5 dùng cho bảo vệ so lệch dọc và nối với rơle dòng điện kiểu cảm ứng 12 để làm bảo vệ dòng điện cực đại báo tín hiệu về tình trạng quá tải của máy biến áp.

Hình 2 trình bày các sơ đồ thiết bị bảo vệ thường dùng cho máy biến áp phân xưởng có S ≤ 1000 kVA. Thiết bị bảo vệ được đạt ở phía nguồn của máy biến áp.

Ớ sơ đồ 2a, rơle dòng điện 2 tác động trực tiếp đặt trong bộ truyền động của máy cắt được nối vào hiệu dòng điện của các máy biến dòng 5 để làm bảo vệ dòng điện cắt nhanh. Áptômát 4 phía điện áp thấp làm nhiệm vụ đóng cắt dòng phụ tải và bảo vệ tránh quá tải.

Ớ sơ đỏ 2b, rơle 2 và máy biến dòng 5 làm thành bảo vệ dòng điện cắt nhanh. Máy biến dòng 6 được đặt trên dây trung tính phía điện áp thấp cùng với rơle 2 làm thành thiếi bị bảo vệ tránh chạm đất một pha ở mạng điện áp thấp.

Ớ sơ đồ 2c, rơie dòng điện tác động gián tiếp kiểu cám ứng 1 làm bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian duy trì phụ thuộc. Bình thường máy biến dòng 5 được nối tắt qua cuộn dây của rơle 1 và tiếp điểm thường kín của nỏ. Khi dòng điện tăng lên tới trị số chỉnh định về sau thời gian duy trì rơle 1 tác động mở tiếp điểm thường kín và đống tiếp điểm thường mở của nó lại, lúc này rơle dòng điện tác động trực tiếp 3 đặt trong bộ truyền động được máy biến dòng 5 cấp điện, do đó tác động và cắt máy ra. Tương tự như ỏ sơ đồ 2b, ở sơ đồ 2c cũng có thiết bị bảo vệ tránh chạm đất một pha ở mạng điện áp thấp.

Bảo vệ động cơ

Những sự cố thường xảy ra trong động cơ là: ngắn mạch giữa các pha, ngắn mạch giữa các vòng dây trong một pha, ngắn mạch chạm đất, quá tải, sụt áp.

Đối với các động cơ có U < 1000V người ta thường dùng áptomát để bao vệ tránh các loại ngắn mạch và tránh quá tải. Những động cơ có công suất nhỏ thường đưực bảo vệ tránh ngắn mạch bằng cầu chì, dùng công tắc để đóng cắt và báo vệ sụt áp, dùng rơle nhiệt để bảo vệ tránh quá tải.

Đối với động cơ có U > 1000V công suất tương đối lớn người ta thường dùng bảo vệ cắt nhanh, bảo vệ so lộch dọc đổ bảo vệ tránh các dạng ngắn mạch trong động cơ. Bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian duy trì được dùng để bảo vệ tránh quá tải.

Đổ tránh tình trạng động cơ làm việc mất một pha gây quá tải nặng dẫn đến cháy động cơ, người ta thường đặt thiết bị chống mất một pha.

Bảo vệ sụt áp cho động cơ được chỉnh định căn cứ vào điện áp tử khởi động của nó. Thường chọn điện áp chỉnh định bằng 70 – 80% Uđm, thời gian tác động khoảng 6 – 10 s

Đối với động cơ đồng bộ, ngoài các loại bảo vệ trên còn phải đặt thêm bảo vệ tránh mất đồng bộ. Để bảo vệ tránh mất đồng bộ có thẻ dùng bảo vệ dòng điện cực đại hoặc bảo vệ lợi dụng hiện tượng phát sinh dòng điện cảm ứng trong rơ le khi mất đồng bộ.

Bảo vệ tụ điện

Dạng sự cố thường xảy ra ở tụ điện bù là ngắn mạch. Để bảo vệ tránh ngắn mạch cho tụ điện người ta thường dùng cầu chì. Đối với những nhóm tụ điện điện áp cao có công suất lớn Q ≥ 400 kVAr) người ta thường dùng máy cắt để làm thiết bị đóng cắt, trong trường hợp này, ngoài cầu chì đặt ở từng pha còn có thiết bị bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian duy trì đặt chung cho các nhóm.

Bảo vệ các phần tử cơ bản trong hệ thống cung cấp điện
5 (100%) 1 vote

Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !