Đề tài: Bảo vệ đường dây

ợng hỗ cãm và cần phải xem xét.588.3 ĐƯỜNG DÂY SONG SONGcác dạng khác nhau của đường dây song song có gây ra hỗ cảm.598.3 ĐƯỜNG DÂY SONG SONGViệc xem xét hỗ cãm giữa các đường dây được phân chia làm ba dạng theo cấu trúc của đường dây như sau:Dạng 1: Các đường dây song song có chung nguồn thứ tự thuận và thứ tự khôngDạng 2: Các đường dây song song có chung nguồn thứ tự thuận, nhưng tách biệt nguồn thứ tự khôngDạng 3: Các đường dây song song có các nguồn thứ tự thuận và thứ tự không riêng biệt.608.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1BVKC chống chạm đất thông thường trong trường hợp này sẽ có sai số lớn do dòng điện đất trong đường dây bị sự cố bị cảm ứng điện áp từ đường dây không bị sự cố.BVKC chống chạm đất có bù thành phần thứ tự không trong đường dây A được xác định theo công thức sau(8.1)618.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Khảo sát relay đặt tại AR trong trường hợp chạm đất một pha trược tiếp (Zn=0)Với và là điện áp thành phần thứ tự tại điểm NM và vị trí đặt relay R(8.3)Và(8.4)628.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Cộng (8.4) và lưu ý (8.3) =, ta cóXác định hệ số phân bó dòng thứ tự tại vị trí relay so với điểm NMThay thế các hệ số này vào (8.5)Biết rằng , với là dòng tổng qua relay AR(8.5)(8.6)(8.7)638.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Công thức (8.7) trở thànhGọi là dòng điện về thứ tự không của đường dây A qua relay ARCông thức (8.8) được viết lạiĐặt (8.8)là dòng điện về thứ tự không của đường dây B qua relay AR(8.9)648.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Công thức (8.9) trở thànhTrong đó hệ số hỗ cảmCác hệ số thông số đường dây B cũng được xác định tương tự bằng cách thay ký hiệu A thành BNếu hai đường dây có các thông số khác nhau thì các hệ số này sẽ khác nhauhệ số bù cho đường dây đơn A(8.11)(8.12)658.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Gọi là dòng điện vào relay chống chạm đất của đường dây A.Chia (8.11) cho ,ta tìm được tổng trở biểu kiến đo đượccủa relay khi chạm đất một phaTrong đó là chỉ số đo.Chỉ số này càng gần 1 thì tổng trở đo của relay càng chính xácĐể gần bằng 1, người ta thay đổi bằng cách hiệu chỉnh hệ số bù khi đường dây làm việc có hỗ cảm.(8.13)668.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Trong trường hợp không hiệu chỉnh hệ số bù vẫn sử dụng dòng vào relay giống như trong trường hợp đường dây đơn, lúc đóNếu muốn giảm sai số đo tổng trở ảnh hưởng của hỗ cảm, cần thiết phải thay đổi hệ số bù , lúc đó đường dây có hỗ cảm sẽ khác với hệ số bù cho đường dây đơn.Với(8.14)678.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Nhận xét: chỉ số là hàm số của và là do hỗ cảm của các đường dây lân cận như và nên sai số đo lường tổng trở tỷ lệ với tổng trở hỗ cảm, dòng điện thứ tự không trên đường dây B.Relay sẽ bị dưới tầm khi cùng pha với và bị quá tầm khi khác pha với .688.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 11. Khi cả hai đường dây đều vận hành, nguồn Q hởKhi có sự cố chạm đất, dòng đường dây chạm đất bằng dòng về thứ tự khôngPhương trình điện áp giữa R và N(8.16)69AB8.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1HayDo đóMặt khácTa được(8.17)Đặt(8.18)(8.19)708.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Thay (8.15) và (8.19) vào biểu thức tính tổng trở biểu kiến của relay (8.13)Biểu thức trên cho thấy , chỉ số chỉ phụ thuộc vào các thông số của đường dây và vị trí sự cố không phụ thuộc vào dòng điện.(8.20)718.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 12. Khi có một đường dây không vận hành, máy cắt ở hai đầu được mở raĐường dây không vận hành, nhưng không được nối đất ở hai đầu hoặc chỉ được nối đất ở một đầu. Điều này có nghĩa là không có dòng trên đường dây B.72AB8.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Trong trường hợp này, áp dụng biểu thức trong trường hợp a, nhưng với dòng trên đường dây B bằng không. Biểu thức tổng trở được viết lại như sau:Ta thấy, tổng trở đo được giảm so với trường hợp hai đường dây song song cùng làm việc.Tổng trở đo được nhỏ hơn dẫn đến quá tầm lớn hơn.(8.21)738.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 13. Khi một đường dây không vận hành và được nối đất ở hai đầu74AB8.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Sơ đồ thành phần thứ tự không trong trường hợp này cho ở hình dướiHổ cảm được biểu diễn bằng máy biến áp lý tưởng 1/1.758.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Giả thiết các điện thế tại các nút biết trước, hiệu điện thế giữa các nút là:Với(8.22)(8.23)768.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Giải cho dòng theo các giá trị và Dòng chạy theo hướng ngược lại nên có giá trị âm khiKhi không có nguồn tại đâu Q (MC mở), dòng được viết lại như sauDo vậy, đối với sự cố một pha chạm đất, ta có(8.24)(8.25)778.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Tổng trở biểu kiến đo được trong trường hợp này thay vào (8.13)VớiTa nhận thấy tổng trở đo được trong trường hợp này nhỏ nhất, đưa đến quá tầm nhiều nhất.Tóm lại, tổng trở đo được bởi relay trong 3 trường hợpVới i=1,2,3 tương ướng với ba trường hợp(8.27)(8.28)788.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Trường hợp 1:Trường hợp 2:Trường hợp 3:(8.30)(8.29)(8.31)798.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Trường hợp 1:Trường hợp 2:Trường hợp 3:Ta thấy và sai số của relay là một số phức khác nhau cho tường trường hợp đường dây. Nó sẽ là sso thực khi đường dây cao thế vì lúc đó X/R cao808.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Trường hợp 1:Trường hợp 2:Trường hợp 3:Lứu ý, vùng BV của trường hợp 1 và 3 là hàm số theo thông số vị trí chạm h, nhưng là hằng số với trường hợp 2. Do đó, thực tế, trường hợp 2 ít được lưu ý khi tính toán hơn hai trường hợp 1 và 3818.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Xét một điểm NM trên đường dây ta có tổng trở biểu kiến đo được bởi relay trong 3 trường hợpTổng trở đo được bởi relay trong trường hợp 3 nhỏ nhất nên tầm BV lớn nhất và ngược lại.Do đó để bù đúng cho trường hợp xấu nhất ta chọn thỏa mãn trường hợp 3Tóm lại, ảnh hưởng của trường hợp 3 làm relay quá tầm có thể sẽ dẫn đến tác động nhầmSai số ở trường hợp 1 sẽ không dẫn đến cắt nhầm nhưng làm giảm vùng BV cấp I828.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Các tính toán BVKC cấp 1 phải đảm bảo:Chaéc chaén choïn loïc ñeå khoâng bò taùc ñoäng nhaàm khi coù trình traïng quaù taàm khi ñöôøng day vaän haønh tröôøng hôïp 3Vuøng BV caáp I caøng lôùn caøng toát (ít nhaát 50%) khi ñöôøng daây vaän haønh tröôøng hôïp 1.Moät khuynh höôùng tính toaùn choïn vuøng BV caáp I laø 80% ñöôøng daây cho tröôøng hôïp 3 duøng heä soá buø kCA coù keå ñeán hoå caûm vaø kieåm tra vuøng BV nhoû nhaát khi ñöôøng daây vaän haønh tröôøng hôïp 1.838.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Trong nhieàu tröôøng hôïp chæ ñònh theo khuynh höôùng naøy thì vuøng BV caáp I trong tröôøng hôïp 1 (caû hai ñöôøng daây cuøng laøm vieäc) raát nhoû ñöa ñeán vuøng BV truøng nhau caáp I cuûa hai BV hai ñaàu ñöôøng daây cuõng nhoû. Ví duï, vuøng BV caáp I khi vaän haønh tröôøng hôïp 1 cho hai BV ôû hai ñaàu laø 60% thì vuøng BV truøng nhau laø 20% giöõa ñöôøng daây848.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Moät khuynh höôùng khaùc xaùc ñònh vuøng BV caáp I vôùi caùc ñieàu kieän nhö sau:Khoâng noái ñaát hai ñaàu ñöôøng daây ñaõ caét raCoù theå noái ñaát hai ñaàu ñöôøng daây ñaõ caét khi phía Q coù nguoàn (luùc ñoù quaù taàm giaûm) nhöng phaûi kieåm tra caån thaän Duøng töï ñoùng taïi ñöôøng daây neáu ñöôøng daây bò caét nhaàm Khaéc phuïc hieän töôïng quaù taàm duøng sô ñoà pilot.858.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Theo khuynh höôùng ñaàu choïn vuøng BV caáp I cho ñöôøng daây A caøng lôùn caøng toát nhöng khoâng ñöôïc quaù taàm qua beân kia ñöôøng daây. Ñieàu kieän tính toaùn theo tröôøng hôïp vaän haønh 3 vôùi heä soá buø kCA coù hoã caûm ñeå giaûm bôùt sai soá ño vaø sau ñoù kieåm tra vuøng BV caáp I trong tröôøng hôïp vaän haønh 1 vaø 2.Từ (8.27)Choïn kCA ñeå ño chính xaùc taïi ngöôõng taùc ñoäng (trò ñaët toång trôû)(8.32)868.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Caân baèng toång trôû bieåu kieán ño ñöôïc cuûa rôle vôùi trò ñaëtKhai triển (8.33)Đặt hay 0.9. Dùng phương trình (8.32) tính và sau đó kiểm tra vùng BV cho trường hợp 1 và 2 từ phương trình (8.16) trong trường hợp 2(8.33)(8.34)878.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Tổng trở đo được tại ngưỡng tác động relayTìm được(8.35)888.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Trong trường hợp 1 từ phương trình (8.15) tại ngưỡng tác độngKhải triển (8.37)Giải phương trình này tìm được Tính toán vùng BV hiệu quả của BVKC cấp I trong chương này cho mạng điện hình tia phù hợp cho trường hợp sai số xấu nhất( TH3). Dùng hệ số bù tự cảm hay hỗ cảm.(8.37)(8.38)898.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Tính vùng BV hiệu quả từ công thứcVới là trị đặt tổng trở vùng BVVùng BV hiệu quả phụ thuộc vào cấu trúc đường dây vận hành trước lúc xảy ra sự cố và loại dòng điện đưa vào relay khoảng cách chống NM chạm đất 1 pha (tùy vào hệ số bù)908.3.1 BVKC chống chạm đất cho dạng 1Cách tính toán bảo vệ khoảng cách cấp II khi đường dây có hỗ cảmSơ đồ tính toán trường hợp vận hành 191Tổng trở cấp II đo được bởi relay tại vị trí ARSố hạng đầu tiên được xác định bởi hai đường dây làm việc song song bằng công thức (8.38)Số hạng thứ hai phụ thuộc vào vị trí chạmCách tính toán bảo vệ khoảng cách cấp II khi đường dây có hỗ cảmSơ đồ tính toán trường hợp vận hành 1(8.39)92Cách tính toán bảo vệ khoảng cách cấp II khi đường dây có hỗ cảmSơ đồ tính toán trường hợp vận hành 1Điện thế tại thanh cái Q tính theo dòng điện trên đường dây CDòng điện chạm đất một pha trên đường dây CĐặt lúc h=1, ta viết(8.40)(8.41)(8.42)(8.43)93Thay (8.43) vào (8.40)Chia điện thế này cho dòng vào relay đã bù lại AR, ta nhận được giá trị tổng trở Như vậy, tổng trở cấp II đo được bởi relay tại AR là tổng các giá trị của công thức (8.36) và (8.45)Cách tính toán bảo vệ khoảng cách cấp II khi đường dây có hỗ cảmSơ đồ tính toán trường hợp vận hành 1(8.44)(8.45)(8.46)94Trong trường hợp đường dây C thiết kế tương tự như đường dây A, có thể đơn giản hóa (8.46) bằng hệ sốViết lại công thức (8.46)Cách tính toán bảo vệ khoảng cách cấp II khi đường dây có hỗ cảmSơ đồ tính toán trường hợp vận hành 1(8.47)(8.48)95Nếu độ làm việc thường xuyên là hai đường dây làm việc song song, để đo tổng trở đúng cho trường hợp này ta chọn hệ số bù có hỗ cảm:Cách tính toán bảo vệ khoảng cách cấp II khi đường dây có hỗ cảmSơ đồ tính toán trường hợp vận hành 1(8.49)968.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Tính toán trường hợp vận hành 3.Khi đường dây B bị cắt ra và nối đất ở hai đầu, tổng trở đo được ở vị trí AR sẽ thay đổi. ZRQ được xác định khi h = 1.978.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Tính toán trường hợp vận hành 3.Khi một pha chạm đất tại N, ZQN được tính từ điện thế tại Q:Lúc đó:988.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Tính toán trường hợp vận hành 3.Tổng trở rơ le đo được998.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Tính toán trường hợp vận hành 3.Độ mở rộng vùng BV hiệu quả khi cắt đường dây B và nối đất ở hai đầu được tính:1008.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Tính toán trường hợp vận hành 3.Trị đặt tổng trở rơ le cấp II của rơ le AR:1018.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARVùng bảo vệ cấp II của rơ le AR hiệu quả (thực sự) trên đường dây C cho hai trường hợp vận hành 1 và 3 có thể được tính từbằng cách giải tìm hC khi có các trị số đặt hS khác nhau. 1028.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARCác giá trị cho trường hợp 1 và 3 được cho từ và Có thể sắp xếp biểu diễn dưới dạng công thức chung cho hai trường hợp 1 và 3 để tính hC như sau:Trong đó kLT và kMT được gọi là thông số nhạy có các giá trị khác nhau tùy vào trường hợp vận hành 1 hay 3 được cho ở bảng Thông số nhạy.1038.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARTrường hợp vận hànhkLTkMT131Bảng Thông số nhạyNhận thấy rằng khi chế độ vận hành chuyển từ 1 sang 3 thì kLT trở nên nhỏ hơn và kMT thay đổi từ dương sang âm (tăng hC).1048.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARCác nguyên tắc tổng quát để chỉnh đặt vùng BV cấp II của BV chống chạm đất như sau:Độ nhạy phải đảm bảo 1,2.Hệ số bù chạm đất phải được tính toán hiệu chỉnh tối ưu trị số đặt rơ le.Kiểm tra vùng BV hiệu quả trong trường hợp vận hành cắt một đường dây và cắt nối đất ở đầu.1058.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARLưu ý công thức xác định vùng bảo vệ hiệu quả có thể viết dưới dạng1068.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARCông thức này được sử dụng để kiểm tra đường dây C có nguồn ở hai đầu.Tổng trở đo được của rơ le BR:1078.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARDòng bù tối ưu cho rơ le AR khi:Lúc đó rơ le AR đo chính xác tổng trở là 1088.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARNếu dòng bù được dùng, rơ le BR sẽ đo:1098.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARGiá trị tổng trở này nhỏ hơn giá trị đúng so với dòng bù có dòng NM của đường dây A. Dòng điện này lớn hơn dòng trong đường dây B. Do đó giá trị ZBR sẽ quá nhỏ và đưa đến rơ le của đường dây không bị sự cố bị quá tầm.Tỷ số Với 1108.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARSự cố xảy ra cách rơ le AR là h thì:1118.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARNếu đường dây bị sự cố được bù đủ, ZAR sẽ đo chính xác nhưng ZBR sẽ có sai số theo h112Chúng ta tính sai số bằng cách tìm h, nhưng trước hết phải biết trị đặc của cả rơ le để xác định vùng mở rộng của quá tầm. Đặt hSB là trị đặt của rơ le B.ZRB sẽ không chọn lọc nếu Từ , và đơn giản:8.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le AR1138.3.1 BẢO VỆ KHOẢNG ĐẤT CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 1.Cách tính toán vùng BV hiệu quả cấp II của rơ le ARBất phương trình có thể viết dưới dạng:Với: Biết trị đặt rơ le BR, từ (*) giải tìm h chính là biên giới chọn lọc. Rơ le BR sẽ không chọn lọc nếu h nhỏ hơn giá trị biên này.1148.3.2 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 2 VÀ 3Dạng 2 tương ứng với trường hợp hai đường dây song song có chung nguồn thành phần thứ tự thuận nhưng không chung nguồn thành phần thứ tự không. Dạng này tương tự như mạng dạng 1 trường hợp 3 khi một đường dây cắt ra và nối đất ở hai đầu.1158.3.2 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 2 VÀ 3Dạng 3 tương ứng với trường hợp hai đường dây song song có các nguồn thứ tự thuận và thứ tự không khác nhau. Ít khi thấy do các HT đều có khuynh hướng kết nối với nhau.Có thể tìm thấy khi hai đường dây có hai cấp điện áp khác nhau và giữa các cấp điện áp này được liên kết với nhau qua thông qua một tổng trở tương đối lớn.1168.3.2 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 2 VÀ 3Trong trường hợp Ngắn mạch xảy ra bên ngoài mạng đường dây dạng 2 việc thực hiện bảo vệ chống chạm đất gặp phải nhiều khó khăn. Sơ đồ thành phần thứ tự thuận và thứ tự nghịch có thể biểu diễn thông qua một tổng trở tương đương; riêng thành phần thứ tự không đòi hỏi phải phân tích kỹ lưỡng hơn khi xét đến hỗ cảm tương hỗ giữa các đường dây song song. 1178.3.2 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 2 VÀ 3Khi sự cố xuất hiện trên đoạn QG, nằm phía sau đoạn có hỗ cảm giữa các đường dây song song A và B.1188.3.2 BẢO VỆ CHỐNG CHẠM ĐẤT CHO DẠNG 2 VÀ 3Tùy theo tình trạng vận hành của các đường dây mà biểu thức tổng trở nhìn từ vị trí đặt rơ le khác nhau và sẽ có các sai số khác nhau, gây nên tác động nhầm, nhất là BVKC chống chạm đất dòng điện thế và dòng điện thứ tự không. Đối với mạng dạng 2 và 3, để BV chống chạm đất người ta thường dùng BV so sánh pha.1198.4 ĐƯỜNG DÂY RẼ NHÁNHĐường dây rẽ nhánh là đường dây có ba hay nhiều đầu, có thể là tải hoặc máy phát. Những đầu tải gọi là nhánh rẽ. Đường dây rẽ nhánh đơn giản nhất là ba nhánh, đây là loại thường gặp nhất trong thực tế. Loại cơ bản được sử dụng cho đường dây rẽ nhánh là BVSL pilot, sơ đồ so sánh pha, rơ le định hướng và BVKC.1208.4.1 BẢO VỆ PILOT VÀ DÂY DẪN PHỤƯu điểm:Rơ le với mạch pilot AC là loại bảo vệ nhanh và rẻ tiền. Nó không nhạy cảm với độ dao động công suất, có tính toán đơn giản và độ tin cậy cao.Khuyết điểm:Bị giới hạn bởi chiều dài đường dây. Điện trở mạch pilot tăng theo chiều dài đường dây, xác suất hở mạch tăng. Dung dẫn dọc theo chiều dài dây dẫn (tụ shunt) tăng và thành một mạch NM AC trên mạch pilot. Nếu giá trị điện trở và tụ điện mạch pilot vượt quá giới hạn quá đáng nó sẽ làm giảm độ nhạy đối với NM trong vùng BV và tác động sai khi có sự cố bên ngoài.1218.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHSơ đồ rơ le khoảng cách được sử dụng rộng rãi để BV cho đường dây rẽ nhánh. Tuy nhiên cần phải quan tâm và kiểm tra đối với các tình trạng được nêu sau:1228.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHĐiện áp VG tại thanh góp G: Tổng trở đo được của rơ le G: 1238.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCH Trong đó ZG phụ thuộc vào tỉ số nếu dòng tải trước lúc sự cố là 0, dòng và dòng cùng pha và tỉ số là một số thực, khi đó tổng trở biểu khiến rơ le G đo được là:1248.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHGiá trị này lớn hơn khoảng cách thực là nên rơ le bị dưới tầm. Số hạng thứ 3 trong biểu thức là một hàm theo tổng trở tổng của các nhánh G và J, có thể đạt giá trị lớn nếu dòng sự cố từ nhánh J rất lớn hơn từ nhánh G. 1258.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHRơ le với đặc tính MHO, được chỉnh 120% (BV cấp II tại G) để bảo vệ cho đoạn GH sẽ đo sai khi có sự cố tại thanh góp H. Giả sử điểm T nằm giữa G và H và dòng sự cố IG và IJ bằng nhau về độ lớn và góc pha. Với những điều kiện này rơ le đo sự cố xuất hiện tại H’ thay vì tại H. Rơ le không làm việc.1268.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHHiện tượng dưới tầm ở đường dây rẽ nhánh có thể thấy ở bất kì loại sự cố nào. Để đơn giản các phần trước chỉ xét cho sự cố đối xứng. Với những sự cố không đối xứng, đặc biệt là sự cố chạm đất, trở nên phức tạp hơn nhiều, bởi vì tỉ số các thành phần sự cố từ G và J có thể không như nhau.1278.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHKhi một nhánh rẽ không có máy phát nhưng có máy biến áp mà cuộn thứ cấp Y nối đất trực tiếp.Rơ le tại G có khuynh hướng dưới tầm do ảnh hưởng nhỏ của MBA lên mạch thứ tự thuận và nghịch.Ảnh hưởng của tổng trở thứ tự không của nhánh nối song song dòng thứ tự không của nhánh G. 1288.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHMột giải pháp cho vấn đề này bao gồm sự tăng hệ số bù dòng thứ tự không cho rơ le khoảng cách. Phương pháp này gặp hai giới hạn:Rơ le khoảng cách có khuynh hướng quá tầm khi MBA không được nối vào, có thể hoạt động sai đối với sự cố bên ngoài.Khả năng về hoạt động sai vốn có với sự cố chạm đất của rơ le khoảng cách tăng lên nếu hệ số bù thành phần thứ tự không tăng lên.1298.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHẢnh hưởng của dòng tải trước lúc sự cố: Những trình bày trên đây được thừa nhận với trường hợp công suất truyền giữa các đầu đường dây ngay trước lúc sự cố bằng 0. Nếu không thỏa điều kiện này, dòng sự cố và không trùng pha và hệ số trong biểu thức tổng trở thấy được của rơ le G là một lượng phức với góc pha dương hay âm phụ thuộc vào dòng IJ sớm hay trễ pha so với dòng IG. 1308.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHẢnh hưởng của dòng tải trước lúc sự cố: Đối với sự cố xảy ra, dòng trước lúc sự cố có thể làm dời tổng trở đo được thành hay , phụ thuộc vào góc lệch pha và độ lớn dòng trước lúc sự cố. Chính ảnh hưởng này cần cẩn thận chọn các dạng đặc tính khác nhau của rơ le khoảng cách.1318.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHẢnh hưởng của chiều dòng sự cố: Dòng sự cố tại J và G chảy vào đường dây dẫn đến điểm sự cố thanh góp H. 1328.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHẢnh hưởng của chiều dòng sự cố: Ở một vài trường hợp, dòng các nhánh tại I có thể đổ ra thay vì đổ vào, đổ vào T, ra khỏi T. Trường hợp tiêu biểu được minh họa ở đường dây song song có rẽ nhánh với một đầu ở một nhánh được mỡ ra (đầu G). Bởi vì IG và IJ bây giờ có dấu ngược nhau, hệ số trở thành âm.1338.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHKết quả tổng trở đo được tại rơ le G nhỏ hơn tổng trở cần BV , vì vậy có khuynh hướng quá tầm. Trong một vài trường hợp tổng trở đo chỉ bằng 50% tổng trở đường dây BV, và thậm chí thấp hơn nếu tồn tại đường dây khác giữa J và H. 1348.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHNhững vấn đề chính gặp phải cần lưu ý khi ứng dụng rơ le khoảng cách để BVĐD rẽ nhánh:•Dưới tầm đối với sự cố bên trong do dòng đổ vào điểm T.1358.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHNhững vấn đề chính gặp phải cần lưu ý khi ứng dụng rơ le khoảng cách để BVĐD rẽ nhánh:•Ảnh hưởng dòng trước lúc sự cố lên tổng trở được đo bởi rơ le.1368.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHNhững vấn đề chính gặp phải cần lưu ý khi ứng dụng rơ le khoảng cách để BVĐD rẽ nhánh:Quá tầm đối với sự cố bên ngoài, do dòng đổ ra khỏi một đầu.1378.4.2 RƠ LE KHOẢNG CÁCHCác sơ đồ để BV cho đường dây không rẽ nhánh cũng có thể sử dụng cho đường dây rẽ nhánh. Sơ đồ phải đạt yêu cầu không hoạt động đối với sự cố bên ngoài và chắc chắn hoạt động đối với sự cố bên trong vùng bảo vệ.1388.4.3 BẢO VỆ PILOT TRUYỀN CẮTYêu cầu chính của sơ đồ truyền cắt dưới tầm khi bảo vệ đường dây rẽ nhánh là BV cấp I ở mỗi đầu đường dây phải phát hiện được NM qua nhánh khác của đường dây, nghĩa là vùng BV cấp I của các đầu phải có vùng trùng pha. Khi chỉ định các đặc tính BV cấp I của sơ đồ này phải kiểm tra các trường hợp đưa đến dưới tầm, quá tầm.1398.4.3 BẢO VỆ PILOT TRUYỀN CẮTSơ đồ truyền cắt thích hợp cho đường dây hình T có chiều dài các nhánh gần bằng nhau. Nếu một trong các nhánh quá ngắn thì rất khó khăn chọn đặc tính vùng I trùng nhau. Vùng I tại mỗi đầu thường được chọn đặt khoảng 80% chiều dài ngắn hơn giữa bất kì hai đầu đường dây. Vùng I được sử dụng để khởi động tín hiệu truyền cắt. Nếu có đoạn đường dây cấp I trùng nhau thì khi xảy ra NM trong đoạn này các MC được mở với cấp thứ II (mất tính thời gian).1408.4.3 BẢO VỆ PILOT TRUYỀN CẮTĐường dây G-G’ là vùng bảo vệ cấp I của rơ le tại G, H-H’ là vùng bảo vệ cấp I của rơ le tại H và J-J’ là vùng bảo vệ cấp II của rơ le tại J. Do chiều dài các nhánh chênh lệch nhiều nên đoạn G’-H’-J’ không nằm trong vùng I của các BVKC đầu G, H, J.1418.4.3 BẢO VỆ PILOT TRUYỀN CẮTĐối với sơ đồ truyền cắt dưới tầm cũng lưu ý. Giả thuyết MC tại H mở hoặc không có nguồn đầu H. Khi ngắn mạch xảy ra tại N gần thanh cái H, tín hiệu cắt không thể truyền từ rơ le 1 tại đầu H. Do đó sự cố được cách ly bởi cấp II của các rơ le đầu G và J (mất tính cắt nhanh).1428.4.3 BẢO VỆ PILOT TRUYỀN CẮTSơ đồ truyền cắt quá tầm ít được dùng cho đường dây rẽ nhánh vì tổng trở nhìn thấy bởi rơ le khi NM xảy ra tại một đầu cuối đường dây có thể rất lớn.1438.4.4 BẢO VỆ PILOT TRUYỀN KHÓASơ đồ truyền khóa thích hợp để BVĐD nhiều đầu vì tác động nhanh có thể thực hiện được ngay cả NM bên trong gần thanh cái không có nguồn. Trong trường hợp NM này BV không khởi động tín hiệu khóa có nghĩa là giống như trường hợp NM bên trong đường dây. Khi NM bên ngoài đường dây, một tín hiệu khóa được khởi động tại đầu gần sự cố nhất và các BV các đầu khác bị ngăn cản tác động khi nhận được tín hiệu khóa này.1448.4.5 BẢO VỆ SO LỆCH PHA TẤN SỐ CAOBV này dựa trên nguyên tắc làm việc là so sánh góc pha của hai tín hiệu tổng hợp các thành phần thứ tự ở hai đầu đường dây. Khi góc pha vượt quá giá trị chỉ định trước sẽ có tín hiệu đi mở MC ở hai đầu đường dây. Để ngăn ngừa tác động nhầm khi có NM, ngoài hai bộ phận có giá trị chỉnh định khác nhau được dùng. 1458.4.5 BẢO VỆ SO LỆCH PHA TẤN SỐ CAOBộ khởi động chỉ định trị số thấp khởi động tín hiệu tần số cao, bộ khởi động chỉ định tần số cao dùng để điều khiển tín hiệu cắt. Nếu không lưu ý việc này, sơ đồ có thể tác động nhằm khi NM ngoài vì do sai số thiết bị đo lường và dòng điện xung của đường dây. Trường hợp này càng ảnh hưởng xấu hơn đối với đường dây rẽ nhánh vì dòng ở các đầu đường dây không giống nhau trong trường hợp NM ngoài.1468.4.5 BẢO VỆ SO LỆCH PHA TẤN SỐ CAOTrong trường hợp đường dây có ba đầu, nếu muốn không bị tác động nhầm khi NM ngoài thì bộ khởi động trị số thấp ở đầu G hay đầu H phải khởi động khi dòng điện ở đầu J đủ lớn tác động bộ khởi động trị số cao ở đầu kia. Chỉ có một bộ khởi động trị số thấp ở đầu G hay đầu H khởi động để làm việc đúng, trường hợp không thuận lợi nhất khi dòng IG và IH bằng nhau.1478.4.5 BẢO VỆ SO LỆCH PHA TẤN SỐ CAOĐể ổn định trong trường hợp này tỉ số chỉ định giữa bộ khởi động cao so với thấp phải lớn hơn hai lần so với sơ đồ của một đường dây chỉ có hai đầu và như thế sẽ làm giảm độ nhạy và có thể sẽ không tác động nếu dòng NM nhỏ.1488.4.5 BẢO VỆ SO LỆCH PHA TẤN SỐ CAOMột trường hợp không mong muốn, nếu NM xảy ra gần một đầu của đường dây (đầu H) ở đầu J không có nguồn hoặc nhỏ thì dòng điện đầu này có thể đổ ra. BV không tác động được bởi vì dòng phân bố tương tự như NM ngoài. Sự cố chỉ có thể được cắt ra nhờ BVDT, nếu yêu cầu cắt nhanh phải sử dụng sơ đồ BVC khác.149Bộ đường dây và MBA là máy biến áp trực tiếp nối với đường dây không qua MC.Hình 8.51 Bộ đường dây và máy biến áp8.5 BẢO VỆ BỘ ĐƯỜNG DÂY VÀ MÁY BIẾN ÁP 150Bảo vệ chính cho bộ đường dây và MBA có thể dùng sơ đồ không toàn phần bằng BV dòng cắt nhanh và khoảng cách hay sơ đồ toàn phần bằng BVSL. Khi dùng BV quá dòng và khoảng cách cần lưu ý:Có thể dùng rơle khoảng cách BV tốc độ cao chống sự cố chạm pha, chạm đất đặt ở đầu tuyến cách xa MBA. Vùng thứ nhất của sơ đồ khoảng cách áp dụng cho bộ MBA-đường dây, đường dây được đặt khoảng 80 - 85% tổng trở đường dây cộng MBA, vì thế BVKC có thể bao toàn đường dây và một phần MBA.Sơ đồ khoảng cách không bị ảnh hưởng bởi mức dòng sự cố trên thanh góp điện áp cao, vì vậy áp dụng sơ đồ này là tốt nhất nếu mức dòng sự cố thay đổi rộng, các trường hợp khác có thể áp dụng sử dụng role quá dòng cắt nhanh với điều kiện quá tầm quá độ thấp.8.5 BẢO VỆ BỘ ĐƯỜNG DÂY VÀ MÁY BIẾN ÁP 151Rơle quá dòng cắt nhanh phải được chỉnh định sao cho không hoạt động đối với sự cố ở phía sau của MBA.Hình 8.52 Áp dụng tính toán quá tầm bảo vệ bộ đường dây và MBATrị số đặt yêu cầu phải đảm bảo rơle không tác động đối với dòng sự cố IN2 - Dòng sự cố khi nguồn lớn nhất, tức là ZS nhỏ nhất.Hệ số 1,2 - sai số tổng trở HT khi tính toán IN2, sai số của BI và rơle.8.5 BẢO VỆ BỘ ĐƯỜNG DÂY VÀ MÁY BIẾN ÁP 152BV dòng cắt nhanh phải cắt mọi sự cố pha ở bất kỳ điểm nào trên đường dây trong những điều kiện làm việc thay đổi của HT, cần phải chỉnh định dòng khởi động rơle nhỏ hơn dòng IN1 để đảm bảo tác động nhanh và tin cậy.Bảo vệ cắt nhanh thường được ứng dụng với rơle quá dòng có thời gian trễ với dòng chỉnh định thấp hơn. Trong trường hợp này, BV cắt nhanh được cung cấp cho đường dây với rơle có thời gian trễ để BV toàn bộ MBAKhi công suất chạy trên đường dây-MBA hai hướng, rơle quá dòng phải đặt ở hai đầu.Trường hợp đường dây và MBA song song, rơle quá dòng ở đầu dây có điện áp thấp phải có hướng và chỉ tác động đối với sự cố có dòng đổ vào MBA-đường dây; điều này cần thiết vì rơle trên cả hai nhánh có cùng giá trị đặt về thời gian, dòng điện nên đều tác động đối với sự cố ở một nhánh không có sử dụng bộ phận định hướng8.5 BẢO VỆ BỘ ĐƯỜNG DÂY VÀ MÁY BIẾN ÁP 1538.5.1 SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ TOAØN PHAÀN Hình 8.53 Bảo vệ đường dây và MBA dùng BV so lệchMáy biến áp được BVSL dọc, BVSL chạm đất phía cuộn dây MBA nối sao. Khi có sự cố bên trong MBA, BV này cho tín hiệu đi mở MC tại B, thông qua kênh thông tin, BV tại đầu B chuyển tín hiệu đến mở MC tại đầu A và cô lập đường dây. BVĐD gồm BVSL đường dây thông qua kênh thông tin và BVDĐ. BVSL đường dây sẽ cho tín hiệu đi, mở hai MC ở đầu A và B, khi BVDĐ làm việc tác động mở MC đầu A và thông qua kênh thông tin mở MC đầu B.1548.5.2 SƠ ĐỒ BẢO VỆ KHÔNG TOÀN PHẦNHình 8.54 Bảo vệ đường dây và MBA dùng bảo vệ khoảng cáchBảo vệ bộ đường dây và MBA dùng BVKC. Vùng BV1 bao gồm toàn đường dây và một phần MBA. BVKC tác động mở MC tại A và thông qua kênh thông tin mở MC tại B. MBA được BVSL dọc, chống NM nhiều pha và một pha chạm đất phía cuộn dây nối sao và BVDĐ có hướng. BV MBA làm việc mở MC tại B và mở từ xa MC tại A.1558.5.2 SÔ ÑOÀ BAÛO VEÄ KHOÂNG TOAØN PHAÀN Hình 8.55 Baûo veä ñöôøng daây vaø MBA duøng caàu dao ngaén maïch Trường hợp, không dùng kênh thông tin để mở MC từ xa, sơ đồ được dùng cầu dao nối đất tạo NM. Khi sự cố MBA, BV MBA làm việc mở MC tại B và đồng thời cho tín hiệu đóng cầu dao chống NM về phía đường dây làm BVĐD tác động mở MC tại A.Sơ đồ trên, bảo vệ MBA là BVSL, bảo vệ đường dây là khoảng cách và dòng điện là dự trữ.156Mục đích:- Làm giảm kháng trở của đường dây, tức làm giảm tổng trở đường dây để tăng khả năng truyền tải. - Điều chỉnh dòng công suất trong mạng bằng cách thay đổi số lượng tụ tham gia. Sự tăng khả năng tải cũng cải thiện tính ổn định của HT. - Giữ điện thế ở đầu nhận đường dây truyền tải ở mức hợp lý.8.6 BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY CÓ TỤ NỐI TIẾP8.6.1 Giới thiệu:Một bộ tụ nối tiếp trên đường dây gồm nhiều tụ nhỏ ghép nối tiếp và song song để có dung trở lớn và dòng điện định mức cao. Tụ điện nhạy cảm với quá điện áp và tuổi thọ thấp so với đường dây nên bộ tụ phải được bảo quản, bảo trì thường xuyên. Tụ điện nằm trong mạng điện cũng dễ gây ra hiện tượng cộng hưởng với các phần tử khác có tính chất cảm kháng.1578.6.1 GIỚI THIỆUThường chỉ có một bộ tụ trên đường dây nhưng thỉnh thoảng tụ được chia thành hai hay nhiều hơn. Dạng phổ biến nhất là mỗi bộ tụ ở mỗi đầu đường dây. => Việc chia nhỏ nhiều bộ tụ đặt tại nhiều vị trí khác nhau trên đường dây sẽ làm cho điện áp trên toàn bộ đường dây phẳng hơn. Nếu tụ đặt giữa đường dây hoặc được chia nhỏ đặt ở các đầu cuối đường dây tryền tải thì sự khác nhau về điện áp khi hướng công suất kháng thay đổi sẽ nhỏ nhất. Nếu công suất kháng phát theo một hướng thì nên đặt tụ ở đầu nhận của đường dây truyền tải để có điện áp chất lượng tốt cuối đường dây truyền tải.158 Tụ điện chọn phải chịu được quá điện áp khi NM xảy ra trong HT và dòng điện sự cố lớn qua tụ. Do đó, tụ phải được BV chống quá điện áp bằng khe hở không khí, hay ngày nay thường dùng là điện trở không tuyến tính. Cần xác định đúng vị trí tụ để khe hở không khí không phóng điện với sự cố bên ngoài đường dây, nhất là trong trường hợp đường dây song song.8.6.1 GIỚI THIỆUHình 8.56 Bảo vệ tụ bằng khe hở không khí A (a) và điện trở phi tuyến (b)a)b)1598.6.1 GIỚI THIỆUHệ số bù thường khoảng 40% đến 60%.Tỷ số giữa dung trở tụ và kháng trở đường dây được gọi là hệ số bù k Mất bù cùng lúc với một đường dây song song bị cắt ra là tình trạng rất nặng nề trong HT. Không thể thỏa mãn yêu cầu này khi bộ tụ đặt gần một đầu đường dây và khe hở không khí chỉ BV tụ nối tiếp chống quá điện áp.1608.6.2 CÁC VẤN ĐỀ KHI BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY CÓ TỤ NỐI TIẾPTụ nối tiếp trên đường dây đưa đến các hệ quả sau:Kháng trở âm tập trung của tụ nối tiếp với kháng trở dương của đường dây.Thay đổi tổng trở biểu kiến đo được của rơle khoảng cách tùy thuộc vào khe hở BV tụ có phóng điện hay không.Đảo ngược điện áp và dòng điện khi tổng trở NM âm.Dao động dưới đồng bộ trong mạch R_L_C do nối tiếp tụ với tổng trở nguồn và đường dây.Không đối xứng do các khe hở BV đưa đến xuất hiện các thành phần thứ tự nghịch.Quá trình quá độ dòng NM chậm trong mạch R_L_C do xuất hiện thêm thành phần quá độ dưới đồng bộ.1611. TỔNG TRỞ BIỂU KIẾNACDB (có tụ nối tiếp)ACD’B’(tụ được nối tắt)Hình 8.57 Tồng trở biểu kiến đo được của role đặt tại trạm A khi tụ đặt giữa đường dây.Đường dây ACD’B’ là đường tổng trở biểu kiến đo được khi khe hở phóng điện (nối tắt tụ) còn đường ACDB khi khe hở không phóng điện (tụ tham gia nối tiếp).Khi có NM sau tụ (điểm N), nếu không nối tắt tụ thì tổng trở biểu kiến đo được sẽ nhỏ hơn, giống như sự cố được dời đến gần nguồn A hơn. Trong trường hợp này, sẽ đưa đến hiện tượng quá tầm. Để tránh hiện tượng tác động nhầm ,của BV, khoảng cách cấp I cần chỉnh định trị số đặt cấp I nhỏ hơn.162ACDB (có tụ nối tiếp)AB’(tụ được nối tắt)1. TỔNG TRỞ BIỂU KIẾNHình 8.58 Tổng trợ biểu kiến đo được của role trên đường dây có tụ bù nối tiếp khi tụ đặt tại đầu đường dâyĐường AD’ là đường đo được khi nối tắt tụ, còn đường ACD khi tụ tham gia nối tiếp với đường dây. Nhận xét rằng, khi NM tại N, nếu có tụ tham gia (khe hở không phóng điện) tổng trở đo được có giá trị âm, giống như NM trước trạm A (ngược hướng). Để BV có thể làm việc đúng trong trường hợp này cần dùng bộ phận phát hiện ngược hướng.163Hình 8.59 Tổng trở đo được của rơle theo vị trí đặt tụ khác nhaua) Tụ đặt cuối đường dây; b) Tụ đặt rải; c)Tụ đặt hai đầu đường dây0.4XLL0.4XL1. TỔNG TRỞ BIỂU KIẾNCó thể biểu diễn tổng trở biểu kiến đo được của role khi đặt tụ ở các vị trí khác nhau của đường dây1642. SỰ ĐẢO ĐIỆN ÁP (ĐIỆN ÁP ÂM)Trong trường hợp tụ điện nối tiếp tham gia vào đường dây, nếu , điện áp đo lường tại vị trí rơle bị đảo ngược chiều. Điều này sẽ gây ra tác động nhầm cho role định hướng công suất. .XS – kháng trở nguồnXC – kháng trở tụXL1 – Kháng trở đường dâyHình 8.60 Đảo ngược điện thế trên đường dây cớ tụ nối tiếp1653- SỰ ĐẢO CHIỀU DÒNG ĐIỆN (DÒNG ĐIỆN ÂM)Tình trạng dòng điện đảo chiều cũng xảy ra trên đường dây có tụ nối tiếp khi kháng trở âm của tụ nối tiếp lớn hơn tổng kháng trở nguồn và đường dây tính đến điểm NMHình 8.61 Đảo ngược dòng điện trên đường dây có tụ nối tiếp1663- SỰ ĐẢO CHIỀU DÒNG ĐIỆN (DÒNG ĐIỆN ÂM) Dòng điện NM có tính “dung”, nghĩa là dòng sớm pha so với áp, lúc đó bộ phận định hướng sẽ đánh giá nhầm.Tuy nhiên, dòng dung sẽ tạo điện áp tăng trên HT truyền tải và làm khe hở phóng nối tắt tụ.1673- SỰ ĐẢO CHIỀU DÒNG ĐIỆN (DÒNG ĐIỆN ÂM)Yêu cầu chỉnh bộ phận đo đạc khoảng cách, phải được chỉnh định rất ngắn để tránh quá tầm. Sự cố gần rơle có thể xuất hiện bên ngoài vùng ngắt của rơle khoảng cách. Tình trạng này xảy ra trước khi tụ bù được nối tắt, mà phải tốn một thời gian để nối tắt tụ. Một số HTBVĐD được thiết kế để chờ cho đến khi tụ bù nối tiếp được nối tắt trước lúc xác định rõ sự cố để ngắt. Một số trường hợp đường dây có bù nối tiếp, thời gian làm trễ này không được chấp nhận. Trường hợp này, sơ đồ rơle phải có khả năng giải quyết một cách chính xác bất chấp tình trạng của thiết bị nối tắt, sự xuất hiện của tần số dưới đồng bộ trong các đại lượng đo được, sự đảo dòng điện hay điện áp và sự thay đổi quá độ xảy ra vì sự cố và sự hoạt động thiết bị nối tắt.1683- SỰ ĐẢO CHIỀU DÒNG ĐIỆN (DÒNG ĐIỆN ÂM)Tóm lại, đường dây có tụ nối tiếp có thể dùng các rơle khoảng cách, nhưng mỗi trường hợp phải khảo sát cụ thể. Các rơle khoảng cách được dùng phải có các đặc điểm thiết kế đặc biệt, như là mạch nhớ. Để khắc phục những thay đổi về tổng trở đo đạc được gây nên bởi sự cố, phóng điện khe hở không khí và điện trở phi tuyến, những chỉnh định vùng tác động phải được giữ nhỏ hơn sự chỉnh định đã được tính toán cho đường dây với tụ bù nối tiếp không nối tắt. Tầm chỉnh của vùng quá tầm phải lớn hơn cái đã được tính toán cho đường dây không có bù nối tiếp.1694. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘKhi có một sự cố xảy ra trên đường dây, đưa đến một sự thay đổi đột ngột trong HT, và sự thay đổi này đi cùng với một đáp ứng quá độ. Ngay sau sự cố các quá độ tần số cao (100 - 1000Hz) bị kích thích vì kháng trở và dung trở của HT đáp ứng sự thay đổi trong mạng. Giả sử sự cố đủ lớn để tạo nên nối tắt tụ điện, rơle sẽ phát hiện ra dòng điện và điện áp đã thay đổi khác rất nhiều. Quá trình từ đường dây không có sự cố không nối tắt tụ đến có sự cố và nối tắt tụ, HT chịu sự thay đổi quá độ nhanh.Rơle phải được thiết kế để có sự quyết định chính xác với trình trạng HT thay đổi nhanh này, mà có thể bao gồm cộng hưởng và quá độ của tần số siêu đồng bộ và dưới đồng bộ. Trong những điều kiện này rơle phải làm việc nhanh và tin cậy.1704. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘĐáp ứng quá độ của HT do sự cố gây ra có hai loại: quá độ tần số cao và quá độ tần sô thấp. Quá độ tần số cao là do tần số tự nhiên của sự nối tiếp kháng trở và dung trở của HT. Bất kỳ một thay đổi trong mạng, chẳng hạn như một sự cố hay nối tắt tụ bù nối tiếp, yêu cầu điều chỉnh lại năng lượng chứa giữa các kháng trở đường dây và các tụ phân bố, tạo nên dòng có tần sô cao chạy trong mạng171Đặc tính tiêu biểu của đường dây siêu cao áp cho cả sự cố NM pha và chạm đất4. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘSự cố ngắn mạch nhiều phaSự cố NM chạm đấtTổng trở đặc tính, ZC300600Tốc độ truyền tín hiệu3x105 km/s2x105 km/sThời hằng172Độ lớn ban đầu của dòng sự cố kết hợp với sự cố NM pha hay sự cố chạm đất có thể được tính toán bằng cách giả sử rằng, sóng điện áp chạy từ sự cố bao gồm độ lớn bằng nhau của sóng chạy theo mỗi hướng. Sau đó, chúng ta có thể tính toán giá trị hiệu dụng của dòng ban đầu.4. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘTử số cho giá trị đỉnh của điện áp theo volt, và số hạng 0,5 được đưa vào để chỉ sóng chạy theo một hướng. Ví dụ: Đường dây 750kV thì độ lớn ban đầu của dòng quá độ với sự cố một pha khoảng 1000A1734. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘSự quá độ khởi đầu tạo thành thành phần chu kỳ với các tần số dao động là một hàm số của khoảng cách đến sự cố và tổng trở nguồn, tổng quát, tần số này có thể tham khảo trong bảng.Độ dài đường dây (km)Tần số (Hz)Độ dài đường dây (km)Tần số (Hz)150500-1000600125-250300250-5001744. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘCác tần số lớn hơn 1000Hz có thể có độ lớn hơn 15% thành phần cơ bản. Các dòng có tần số cao suy giảm nhanh chóng theo hằng số thời gian nhưng vẫn còn tồn tại trong một vài chu kỳ và lớn hơn thời gian cắt bình thường của rơle trong các HTBV tác động nhanh. Rơle được thiết kế làm việc theo tần số cơ bản và phải được lọc hết các thành phần quá độ tần số cao bằng cách sử dụng bộ lọc thông thấp. Trên đường dây truyền tải dài, các quá độ tần số cao có thể khác nhau hoàn toàn ở hai đầu đường dây. Các rơle giống nhau ở hai đầu đường dây có thể nhận thấy dòng, áp quá độ hoàn toàn khác. Phạm vi của thành phần quá độ tần số cao rất lớn hơn nữa sự cố có thể xảy ra bất cứ vị trí nào trong mạng, nên khó khăn để dự đoán mức đo lường chính xác.175Quá độ tần số thấp do cộng hưởng xảy ra giữa tụ nối tiếp và với kháng trở nối tiếp của mạng và luôn có quá độ với tần số dưới tần số đồng bộ. Khi một sự cố xảy ra, HT có tụ bù nối tiếp chịu quá độ chuyển từ trước sự cố đến trạng thái sự cố. Như được mô tả trong mặt phẳng z, quỹ tích của tổng trở biểu kiến di chuyển từ giá trị trước sự cố, thường cách xa gốc tọa độ đến vị trí mới gần gốc và dọc theo tổng trở đường dây. Sự quá độ này có thể gây ảnh hưởng đến bộ phận đo khoảng cách cả quá tầm và dưới tầm và có thể gây phát hiện sai hướng. Sự sai lệch về tầm có thể khắc phục được bởi bộ lọc thông thấp của các giá trị đo được. Sự sai lệch về hướng có thể được làm đúng bởi sự phân cực của rơle, sử dụng điện áp pha không sự cố hay sự phân cực với mạch nhớ.4. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘ176Tính chất quá độ tần số thấp hoạt động rất giống với thành phần không chu kỳ, dòng NM có thể gây ra sự bão hòa trong các MBI. Nhờ tụ bù nối tiếp, nên không có thành phần không chu kỳ trên đường dây có bù nối tiếp. Một nghiên cứu cho thấy rằng, nếu đặc tính của MBI thỏa mãn thành phần một chiều, thì nó sẽ thích hợp nếu có mặt của các tần số không đồng bộ trong các tín hiệu. Theo quy định, các rơle BVĐD phải được thiết kế để làm việc một cách chính xác cho dù có mặt của các thành phần quá độ tần số thấp. Quá độ tần số thấp này có thể cũng gây ra các vấn đề cộng hưởng dưới đồng bộ.4. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐỘ177178 5.CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘTần số của dao động sẽ nhỏ hơn tần số cơ bản, bởi vì dung trở luôn luôn nhỏ hơn kháng trở của đường dây. Trong thực tế, tần số cộng hưởng dưới đồng bộ nằm trong khoảng từ 15% đến 90% tần số cơ bản của mạng.Đáp ứng của tần số dưới đồng bộ với thành phần dưới đồng bộ của dòng điện và điện thế được đo đạc bởi các rơle BVĐD truyền tải. Bởi vì tần số tương đối thấp, nên khó khăn để lọc thành phần tần số dưới đồng bộ một cách nhanh chóng đề thỏa mãn tốc độ nhanh của rơle. Vì lý do này, nên các rơle BVĐD thường được thiết kế để hoạt động một cách chính xác khi dòng điện và điện áp có mặt thành phần dưới đồng bộ. Thành phần tần số dưới đồng bộ có thể tương đối lớn và các đỉnh của dòng điện có thể vượt quá các đỉnh của dòng điện trên đường dây không có bù nối tiếp do sự thêm vào của các giá trị đồng bộ và dưới đồng bộ. Các dòng điện lớn hơn này có thể lăm các thiết bị quá áp của tụ bù nối tắt tụ bù.179 5.CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘTần số của dao động sẽ nhỏ hơn tần số cơ bản, bởi vì dung trở luôn luôn nhỏ hơn kháng trở của đường dây. Trong thực tế, tần số cộng hưởng dưới đồng bộ nằm trong khoảng từ 15% đến 90% tần số cơ bản của mạng.Đáp ứng của tần số dưới đồng bộ với thành phần dưới đồng bộ của dòng điện và điện thế được đo đạc bởi các rơle BVĐD truyền tải. Bởi vì tần số tương đối thấp, nên khó khăn để lọc thành phần tần số dưới đồng bộ một cách nhanh chóng đề thỏa mãn tốc độ nhanh của rơle. Vì lý do này, nên các rơle BVĐD thường được thiết kế để hoạt động một cách chính xác khi dòng điện và điện áp có mặt thành phần dưới đồng bộ. Thành phần tần số dưới đồng bộ có thể tương đối lớn và các đỉnh của dòng điện có thể vượt quá các đỉnh của dòng điện trên đường dây không có bù nối tiếp do sự thêm vào của các giá trị đồng bộ và dưới đồng bộ. Các dòng điện lớn hơn này có thể lăm các thiết bị quá áp của tụ bù nối tắt tụ bù.180 5.CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘMột vấn đề khác ảnh hưởng đến HTBV của đường dây có bù nối tiếp là các hiện tượng của cộng hưởng dưới đồng bộ. Đây là một tình trạng cộng hưởng xảy ra với mạch LC nối tiếp, tần số cộng hưởng có thể được tính bằng Với: Tần số cộng hưởng của HTĐ Tần số cơ bản của HTXL Kháng trở của đường dây tại tần số cơ bảnxc Dung trở của đường dây tại tần số cơ bản của bù nối tiếpK Hệ số bù.1816. ẢNH HƯỞNG CỦA KHÔNG CÂN BẰNG TỔNG TRỞ PHAKhông cân bằng tổng trở pha xảy ra do ảnh hưởng của HT nối tắt tụ không đối xứng.Một vài phương thức được dùng để giải quyết các vấn đề này. Một phương thức đơn giản là yêu cầu tụ được nối tắt trước khi rơle cắt. Điều này làm trễ đi thời gian ngắt sự cố nên không được chấp nhận trong một số trường hợp. Một phương thức khác là lắp đặt các rơle riêng lẻ cho mỗi pha. Trường hợp này thì mắc hơn, nhưng nó thường được sử dụng trên các dường dây siêu cao áp để khắc phục sự cố không cân bằng tổng trở pha.182Các đường dây có tụ nối tiếp có vai trò rất quan trọng trong HT truyền tải và không cho phép cắt chậm sự cố. Điều này cho thấy sự cần thiết lắp đặt BV kết hợp với HT thông tin. BV phổ biến nhất là BVKC quá tầm cho phép.Hầu hết các vấn đề BV trong các đường dây có tụ bù nối tiếp xuất hiện khi sử dụng BVKC.Với lý do đó, ta nên phân tích các ảnh hưởng của tụ nối tiếp với BVKC cơ bản và tìm ra cách BV đối với các BV khác, hoặc BVKC bổ sung để đối phó với những vấn đề gặp phải khi đường dây có tụ bù nối tiếp với sơ đồ BV không toàn phần và với sơ đồ BV toàn phần.KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAU183KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAU1.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHVùng BVKC phải có giá trị nhỏ hơn kháng trở của đường dây có tụ bù nối tiếp. Khi không tính đến tụ không bị nối tắt lúc NM, trị số đặt vùng I là184Khi tụ bị nối tắt hoặc bị cô lập ra khỏi dường dây thì tầm BV theo cách tính trên có thể nhỏ hơn 50% đường dây, phụ thuộc vào tỷ số bù và sẽ có một khoảng G trên đường dây sự cố không được cắt tức thời.KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAU1.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHChọn vùng II theo : tính đến nối tắt tụ để đảm bảo không bị dưới tầm vùng IIChọn vùng I theo:1851.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAUVì có một đoạn vùng BV cấp I không trùng nhau (khoảng G) nên khoảng này bị cắt chậm (cắt có thời gian trễ), vì thế không thể dùng sơ đồ BVKC dưới tầm cho phép mà phải dùng sơ đồ BVKC quá tầm hay dùng các sơ đồ BV khác.Bảo vệ quá tầm phải được sử dụng khi tụ điện bị cô lập. BV cấp I có thể được sử dụng để BV tất cả đường dây nhưng nó chĩ BV dự bị để ngắt sự cố gần chỗ đặt BV. BV quá tầm thường dùng vùng BV của BV cấp II. Khi tụ điện không ngắt thì BV cấp A và BV cấp II sẽ có hiện tượng quá tầm rất lớn, điều này không phù hợp với quan điểm BV an toànLúc tụ điện bị nối tắt:1861.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAUTỔNG TRỞ RƠLE ÂM VÀ DÒNG SỰ CỐ DƯƠNGGiả sử > và sự cố ba pha ở phía sau tụ (H.8.65). Tổng trở đo được rơle tính từ diểm đặt rơle đến vị trí sự cố sẽ âm cho đến khi khe hở không khí phóng điện để nối tắt tụ. Phải mất một khoảng thời gian để phóng điện trên khe hở không khí và đôi khi độ lớn của dòng sự cô" không đủ để làm phóng điện qua khe hở không khí và tổng trở âm sẽ được duy trì.1871.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAUKháng trở đo được của rơle ở trạm 3: với XR là kháng trở đo được của rơle tại các đầu trạm 1, 2, 3.Kháng trở đo được của rơle ở trạm 2:Kháng trở đo được của rơle ở trạm 1:1881.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAU1891.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAUTỔNG TRỞ RƠLE ÂM ,DÒNG SỰ CỐ ÂM Nếu và sự cố xảy ra phía sau tụ bù, tổng trở đo được của đường dây sẽ âm và dòng sự cố sẽ có hướng ngược với dòng sự cố trên đường đây khi không có tụ bù nối tiếp. Tình trạng dòng điện ngược hướng sẽ duy trì cho đến khi khe hở không khí phóng điện. Đôi khi, khe hở không khí không phóng điện, vì giá trị của dòng điện NM nhỏ hơn dòng tối thiểu làm khe hở không khí phóng điện. Dòng sự cố âm sẽ gây ra điện áp cao trong mạng điện. Trình trạng này sẽ giống nhau trong cả hai trường hợp khe hở không khí va điện trở không tuyến tính được sử dụng. Tuy nhiên, tùy thuộc vào tầm chỉnh định của điện trở, dòng sự cố sẽ phóng qua một thành phần điện trở.1901.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAU1911.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAU1921.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAU1931.BẢO VỆ KHOẢNG CÁCHKHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TỤ NỐI TIẾP LÊN CÁC LOẠI BẢO VỆ KHÁC NHAUBảo vệ so sánh hướng sóng chạyBảo vệ có thể cắt máy cắt rất nhanh khi sự cố ngắn mạch xảy ra, sau đó bảo vệ khóa lại. Nó đo sự thay đổi điện áp U và sự thay đổi dòng điện IChỉnh định U và I để đưa ra tầm bảo vệ, trong khi so sánh tín hiệu của U và I để đưa ra hướng bảo vệƯu điểm:Bảo vệ này tốt hơn bảo vệ khoảng cách và có thể xử lý các vấn đề được trình bày trong phần bảo vệ khoảng cách như là: dưới tầm, tổng trở âm và dòng sự cố âm.Khuyết điểm:Bảo vệ này là chỉ hoạt động trong một thời gian ngắn sau khi sự cố xảy ra và khóa lại sau một thời gian nhất định. Điều này có một số yếu điểm với sự cố diễn ra liên tục.8.6.3 Khảo sát ảnh hưởng của tụ nối tiếp lên các loại bảo vệ khác nhau194NGUYÊN TẮC BẢO VỆ SÓNG CHẠY195NGUYÊN TẮC BẢO VỆ SÓNG CHẠY196BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ KHÔNG SO SÁNH HƯỚNGBảo vệ này chỉ hoạt động với thành phần thứ tự không, và vì thế nó chỉ tác động khi có sự cố chạm đất197Nguyên tắc của bảo vệ quá dòng thứ tự không so sánh hướng198Nguyên tắc của bảo vệ quá dòng thứ tự không so sánh hướng199Nguyên tắc của bảo vệ quá dòng thứ tự không so sánh hướng200Nguyên tắc của bảo vệ quá dòng thứ tự không so sánh hướng201Nguyên tắc của bảo vệ quá dòng thứ tự không so sánh hướng202BẢO VỆ QUÁ DÒNG THỨ TỰ NGHỊCH, SO SÁNH PHA VÀ SO LỆCH DỌC Bảo vệPhân biệtBảo vệ dòng thứ tự nghịchBảo vệ so sánh phaBảo vệ so lệch dọcƯu điểmPhát hiện sự cố tốt hơn bằng cách sử dụng các giá trị thứ tự nghịch thay vì sử dụng các giá trị thứ tự không khi đường dây song song có hỗ cảm. Thích hợp với đường dây truyền tải song song có tụ bù nối tiếpSử dụng trong đường dây có tụ bù nối tiếp, không gặp phải vấn đề dưới tầm và tổng trở âm, không bị ảnh hưởng bởi hỗ cảmBV này không bị ảnh hưởng hiện tượng dưới tầm và tổng trở âm. Có tính chọn lọc và tác động nhanhKhuyết điểmKhông thuận lợi với tự đóng lại một phaKhông tác động trong trường hợp dòng sự cố âm trước khi khe hở không khí phóng điệnKhi đứt dây dẫn phụ có thể làm kéo dài thời gian ngừng hoạt động của bảo vệ hoặc có thể tác động nhầm203BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI SONG SONG CÓ TỤ BÙ NỐI TIẾP204GIỚI THIỆU VỀ TỤ BÙBộ tụ có thể chia thành nhiều cụm nối tiếp, mỗi cụm có khe hở, MC nối tắt và BV riêng. Khi một cụm nào bị hư hỏng thì chỉ cần cô lập cụm đó thôi. Trong nhiều trường hợp, công việc sửa chữa bảo hành tiến hành ở một cụm còn các cụm khác vẫn làm việc bình thường.205BẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍ206BẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍBảo vệ quá dòng, phát hiện dòng phóng qua khe hở không khí.Khi dòng điện NM lớn đi qua tụ làm điện áp tăng cao, khe hở không khí sẽ phóng điện có điện áp thấp hơn điện áp chịu được quá áp của tụ, thường khoảng 2 đến 3 lần điện áp định mức.Khe hở không có khả năng chịu dòng NM lâu dài, nên cần một bảo vệ quá dòng điện đặt nối tiếp với khe hở và tác động nối tắt khe hở207BẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍBảo vệ dòng rò, phát hiện dòng phóng qua tụ điện với bệ đỡ.Khi có sự phóng điện giữa tụ và bệ, BV rò sẽ tác động tức thời và bộ tụ sẽ được nối tắt.208BẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍBảo vệ cộng hưởng đồng bộ.Các tụ điện trong HTĐ có thể gây nên hiện tượng cộng hưởng. Một BV phát hiện tượng cộng hưởng sắt từ được dùng209BẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍBảo vệ bất đối xứng, phát hiện phần tử hư hỏng trong bộ tụBV so sánh điện áp của các phần tử tụ trong mạch cầuBV này làm việc có thời gian để tránh tác động nhầm do quá độ đóng ngắt tụ210BẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍơ211BẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍ VÀ ĐIỆN TRỞ PHI TUYẾNMột phương pháp mới bảo vệ quá điện áp tụ điện là dùng điện trở không tuyến tính ghép song song với tụ điện212Một phương pháp mới bảo vệ quá điện áp tụ điện là dùng điện trở không tuyến tính ghép song song với tụ điệnBẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍ VÀ ĐIỆN TRỞ PHI TUYẾN213Sự khác biệt khi mắc thêm điện trở phi tuyến song song với tụ điện Sử dụng phương án này một phần tụ bù vẫn tiếp tục làm việc khi sự cố xảy ra trên các đường dây lân cận. Khi sự cố được cách ly, bộ tụ tức khắc được đưa vào làm việc trở lạiBẢO VỆ TỤ BẰNG KHE HỞ KHÔNG KHÍ VÀ ĐIỆN TRỞ PHI TUYẾN214VỊ TRÍ ĐẶT CỦA BU, BI215VỊ TRÍ ĐẶT CỦA BU, BIMBI được đặt bên thanh cái, MBU được đặt bên đường dây. Sơ đồ này được phổ biến khi có HT hai MC216CÁC SƠ ĐỒ BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY TIÊU BIỂU217CÁC SƠ ĐỒ BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY TIÊU BIỂU218