Các dạng bảo vệ thanh góp

Hệ thống bảo vệ này bao gồm bảo vệ quá dòng điện hoặc bảo vệ khoảng cách của các phần tử nối vào thanh góp, nó có vùng bảo vệ bao phủ cả thanh góp. Khi ngắn mạch trên thanh góp sự cố được cách ly bằng bảo vệ của các phần tử liên kết qua thời gian của cấp thứ hai.

Sơ đồ bảo vệ dòng điện:

Hệ thống bảo vệ dùng các bảo vệ dòng điện của MBA, đường dây và bảo vệ dòng điện đặt ở thanh góp (hình 3.2). Khi ngắn mạch trên thanh góp cần thực hiện cắt máy cắt phân đoạn trước sau một thời gian trễ các máy cắt nguồn nối với thanh góp sự cố được cắt ra. Bảo vệ đặt trên thanh góp cần phối hợp với thời gian của bảo vệ đường dây nối với thanh góp. Phối hợp với bảo vệ đường dây:

t MC I = t đz I + Δt size 12{t rSub { size 8{"MC"} } rSup { size 8{I} } =t rSub { size 8{"đz"} } rSup { size 8{I} } +Δt} {}

với tđzI size 12{t rSub { size 8{"đz"} } rSup { size 8{I} } } {} là thời gian cắt nhanh đường dây.

Cấp thời gian thứ hai dự trữ cho cấp thứ hai của đường dây:

t MC II = t đz II + Δ t, size 12{t rSub { size 8{"MC"} } rSup { size 8{"II"} } =t rSub { size 8{"đz"} } rSup { size 8{"II"} } +Δ"t,"} {}

Thời gian của bảo vệ dòng cực đại của phần tử có nguồn phải lớn hơn thời gian của máy cắt:

t MBA = t MC II + Δt . size 12{t rSub { size 8{"MBA"} } =t rSub { size 8{"MC"} } rSup { size 8{"II"} } +Δt "." } {}

Để giảm thời gian loại trừ sự cố trên thanh góp xuống mức thấp nhất, cần khoá bảo vệ của phần tử nối với nguồn bằng các rơle của các lộ ra cấp điện cho phụ tải.

Nguyên tắc thực hiện khoá rơle dòng (hình 3.3):

Các phần tử nguồn có bảo vệ dòng cực đại có hai cấp thời gian tác động tH và tTG. Cấp thời gian tH được chọn phối hợp với bảo vệ các phần tử khác trong hệ thống, còn cấp thời gian tTG để loại trừ sự cố trên thanh góp, bé hơn nhiều so với tH.

Khi sự cố trên đường dây ra, bảo vệ quá dòng của các lộ này gởi tín hiệu khoá mạch cắt với thời gian tTG của máy cắt nguồn, đồng thời đưa tín hiệu tác động cắt máy cắt thuộc đường dây bị sự cố. Thông thường sự cố trên đường dây ra sẽ được cắt với thời gian t₁, t₂ tuỳ theo vị trí điểm ngắn mạch. Nếu các bảo vệ hoặc máy cắt tương ứng từ chối tác động thì sau thời gian tH bảo vệ quá dòng ở phần tử phía nguồn sẽ tác động cắt máy cắt phía nguồn.

Khi ngắn mạch trên thanh góp bảo vệ các xuất tuyến ra không khởi động nên không gởi tín hiệu khoá máy cắt phía nguồn và thanh góp sự cố được cắt ra với thời gian tTG.

Dùng rơle định hướng công suất khoá bảo vệ nhánh có nguồn nối với thanh cái:

Nguyên tắc thực hiện khoá bằng rơle định hướng công suất khi các phần tử nối với thanh góp có nguồn cung cấp từ hai phía. Rơle khoá tác động khi hướng công suất ngắn mạch ra khỏi thanh góp. Khi ngắn mạch trên một nhánh có nguồn phần tử định hướng công suất trên nhánh đó khởi động. Khi ngắn mạch trên thanh góp rơle định hướng công suất không khởi động và thanh góp được cắt ra khỏi nguồn.

Bảo vệ dòng điện thanh góp dùng RW khóa các tác động (Hình 3.4)

Các yêu cầu khi bảo vệ so lệch thanh góp:

Sơ đồ sơ lệch thanh góp cần thoả mãn các yếu tố sau:

Phân biệt vùng tác động (tính chọn lọc).
Kiểm tra tính làm việc tin cậy.
Kiểm tra mạch nhị thứ BI.

Phân biệt vùng tác động:

Một hệ thống thanh góp gồm có hai hay nhiều thanh góp khác nhau, khi có sự cố trên thanh góp nào hệ thống bảo vệ rơle phải cắt tất cả các máy cắt nối tới thanh góp đó. Để thực hiện yêu cầu này, mạch thứ cấp của tất cả các BI của một thanh góp nối song song và nối với dây dẫn phụ, từ đó đưa vào rơle bảo vệ thanh góp đó, khi nhánh nào được nối với thanh góp nào thì BI của nó sẽ được nối với dây dẫn phụ của thanh góp đó bằng tiếp điểm phụ của dao cách ly. Để đảm bảo, tất cả các điểm trên thanh góp nằm trong vùng bảo vệ được giới hạn bởi các BI.

Kiểm tra mạch thứ cấp BI:

Khi dây dẫn mạch BI bị đứt hay chạm chập sẽ gây ra dòng không cân bằng chạy vào rơle so lệch có thể rơle hiểu nhầm đưa tín hiệu đi cắt các máy cắt. Đối với bảo vệ thanh góp trong thực tế vận hành xác suất xảy ra hư hỏng mạch thứ cấp lớn nên hệ thống bảo vệ thanh góp cần có bộ phận phát hiện hư hỏng mạch thứ cấp BI.

Sơ đồ phát hiện đứt mạch thứ dùng rơle nối nối tiếp (Hình 3.6)

Một trong những mạch đơn giản để phát hiện đứt mạch thứ cấp là dùng rơle phát hiện đứt mạch thứ BI (rơle 95 hình 3.7) đặt nối tiếp hay song song với mạch bảo vệ thanh góp (87B).

Kiểm tra tính làm việc tin cậy:

Bảo vệ thanh góp làm việc nhầm sẽ gây thiệt hại to lớn nên hoạt động của sơ đồ phải luôn được kiểm tra. Hệ thống kiểm tra phải thoả mãn các yêu cầu sau:

- Hệ thống kiểm tra phải thực hiện bằng rơle khác làm việc độc lập với rơle chính (rơle K hình 3.8a)

- Tác động nhanh như bảo vệ chính.

- Nguồn cung cấp của rơle kiểm tra phải khác với nguồn cung cấp cho bảo vệ chính.

- Nó cho tác động khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ và không tác động khi có ngắn mạch ngoài.

Sơ đồ mạch điều khiển (Hình 38a)

Sơ đồ mạch điều khiển (Hình 38b)

Trong sơ đồ trên có 3 vùng bảo vệ riêng biệt. Mỗi mạch nối với 1 bộ biến dòng tạo thành vùng bảo vệ I, II và V. Mạch điều khiển máy cắt gồm các tiếp điểm của rơle phân biệt vùng bảo vệ ghép nối tiếp với tiếp điểm của rơle kiểm tra.Ví dụ khi xảy ra ngắn mạch trên thanh góp I, lúc đó đồng thời tiếp điểm của rơle bảo vệ cho thanh góp I và tiếp điểm của rơle kiểm tra đóng mới đưa nguồn điều khiển cắt các máy cắt nối với thanh góp I.

Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle dòng điện:

Nguyên lý so lệch cân bằng dòng hay áp thường được dùng bảo vệ thanh góp.

Bảo vệ loại cân bằng áp (hình 3.9): Các cuộn thứ cấp BI được nối sao cho khi ngắn mạch ngoài và làm việc bình thường, sức điện động của chúng ngược chiều nhau trong mạch, rơle được mắc nối tiếp trong mạch dây dẫn phụ.

- Khi ngắn mạch ngoài, cũng như khi làm việc bình thường có dòng phụ tải chạy qua, các sđđ E˙TI, size 12{ { dot {E}} rSub { size 8{"TI"} } ,} {}E˙TII size 12{ { dot {E}} rSub { size 8{"TII"} } } {} bằng nhau. Ví dụ I˙TI=I˙TII size 12{ { dot {I}} rSub { size 8{"TI"} } = { dot {I}} rSub { size 8{"TII"} } } {}và nI=nII size 12{n rSub { size 8{I} } =n rSub { size 8{"II"} } } {}nên:

I ˙ R = E ˙ TI − E ˙ TII Z size 12{ { dot {I}} rSub { size 8{R} } = { { { dot {E}} rSub { size 8{"TI"} } - { dot {E}} rSub { size 8{"TII"} } } over {Z} } } {}

trong đó Z là tổng trở toàn mạch vòng.

- Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ các sđđ E˙TI, size 12{ { dot {E}} rSub { size 8{"TI"} } ,} {}E˙TII size 12{ { dot {E}} rSub { size 8{"TII"} } } {} cộng nhau và tạo thành dòng trong rơle làm bảo vệ tác động.

Sơ đồ so lệch loại cân bằng (Hình 3.9)

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng thanh góp có hai mạch như hình 3.10. Vùng bảo vệ được giới hạn giữa các BI. Dòng điện không cân bằng khi ngắn mạch ngoài trong sơ đồ này thường rất lớn do:

Sơ đồ bảo vệ so lệch dùng rơle dòng điện (Hình 3.10)

Dòng từ hoá BI khác nhau.
Tải mạch thứ cấp BI khác nhau.
Mức độ bão hoà của BI do thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch gây ra khác nhau.

Thời gian suy giảm của thành phần không chu kì được đánh giá bằng hằng số thời gian τ size 12{τ} {} tuỳ thuộc vào loại phần tử nối kết với thanh góp bị sự cố. Một vài trị số τ size 12{τ} {} tiêu biểu như sau:

Máy phát cực lồi có cuộn cảm: 0,15sec.

Máy phát cực lồi không có cuộn cảm: 0,3sec.

Máy biến áp: 0,04sec.

Đường dây: 0,04sec.

Từ các số liệu trên ta nhận thấy nếu có máy phát nối với thanh góp, thành phần không chu kì của dòng ngắn mạch sẽ tồn tại lâu hơn và BI bị bão hoà nhiều hơn.

Với bảo vệ so lệch dùng rơle dòng điện nên sử dụng đặc tính thời gian phụ thuộc để phối hợp với thời gian giảm dần của thành phần không chu kì dòng ngắn mạch.

Để không bị ảnh hưởng bởi hiện tượng bão hoà lõi thép của BI khi ngắn mạch ngoài, người ta dùng BI với lõi không phải là sắt từ (BI tuyến tính, lõi không khí). Ưu điểm của BI này là:

- Không bị bão hoà.

- Đáp ứng nhanh và không bị quá độ.

- Tin cậy, dễ chỉnh định.

- Không nguy hiểm khi hở mạch thứ cấp.

Sơ đồ bảo vệ so lệch cân bằng áp (Hình 3.11)

Tuy nhiên khuyết điểm của loại này là công suất đầu ra thứ cấp thấp và giá thành rất đắt. Sơ đồ dùng BI tuyến tính thường là sơ đồ so lệch cân bằng áp (hình 3.11). Khi ngắn mạch ngoài tổng dòng bằng không và điện thế đưa vào rơle bằng không. Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ, hiệu điện thế suất hiện qua rơle tổng trở và làm rơle tác động.

Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle dòng điện có hãm:

Để khắc phục dòng không cân bằng lớn của bảo vệ so lệch thanh góp khi dùng rơle dòng điện người ta cũng có thể dùng rơle so lệch có hãm. Loại rơle này cung cấp một đại lượng hãm thích hợp để khống chế dòng không cân bằng khi ngắn mạch ngoài có dòng không cân bằng lớn.

Dòng điện so lệch Isl (dòng làm việc) :

I˙sl =I˙lv=I˙TI−I˙TII size 12{ { dot {I}} rSub { size 8{"sl "} } = { dot {I}} rSub { size 8{"lv"} } = { dot {I}} rSub { size 8{"TI"} } - { dot {I}} rSub { size 8{"TII"} } } {} (3-1)

Dòng điện hãm IH:

I˙H =K(I˙TI+I˙TII) size 12{ { dot {I}} rSub { size 8{"H "} } =K ( { dot {I}} rSub { size 8{"TI"} } + { dot {I}} rSub { size 8{"TII"} } ) } {} (3-2)

Với K là hệ số hãm, K < 1.

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm (Hình 3.12)

Trong chế độ làm việc bình thường, hay khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, dòng điện làm việc sẽ bé hơn nhiều so với dòng điện hãm nên rơle so lệch không làm việc. Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ (ví dụ chỉ có một nguồn cung cấp đến thanh góp), lúc này:

I˙lv=I˙TI>I˙H size 12{ { dot {I}} rSub { size 8{"lv"} } = { dot {I}} rSub { size 8{"TI"} } > { dot {I}} rSub { size 8{H} } } {} (3-3)

nên rơle so lệch sẽ làm việc.

Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle tổng trở cao (không hãm):

Rơle so lệch tổng trở cao được mắc song song với điện trở R có trị số khá lớn.

Trong chế độ làm việc bình thường và khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ (điểm N2), ta có:

ΔI˙=I˙TI−I˙TII=0 size 12{Δ { dot {I}}= { dot {I}} rSub { size 8{"TI"} } - { dot {I}} rSub { size 8{"TII"} } =0} {} (3-4)

Nếu bỏ qua sai số của máy biến dòng, thì dòng điện thứ cấp của BI chạy qua điện trở R có thể xem bằng không.

Sơ đồ thanh góp bằng rơle so lệch tổng trở cao ( Hình 3.13)

Sơ đồ thay thế mạch thứ cấp BI (Hình 3.14)

Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ (điểm N1) toàn bộ dòng ngắn mạch sẽ chạy qua điện trở R tạo nên điện áp đặt trên rơle rất lớn, rơle sẽ tác động.

Sơ đồ (hình 3.14) trình bày phương án thực hiện bảo vệ rơle tổng trở cao đối với thanh góp. Để đơn giản, ta xét trường hợp sơ đồ thanh góp chỉ có hai phần tử (G, H) và máy biến dòng có thông số giống nhau. Rơle được mắc nối tiếp vời một điện trở ổn định RR, việc mắc nối tiếp một điện trở ổn định RR sẽ làm tăng tổng trở mạch rơle nên phần lớn dòng không cân bằng (do sự bão hoà không giống nhau giữa các BI khi ngắn mạch ngoài) sẽ chạy trong mạch BI bị bão hòa có tổng trở thấp hơn, nghĩa là RR có tác dụng phân dòng qua rơle.

Nếu xem các máy biến dòng hoàn toàn giống nhau thì RBIG = RBIH (điện trở thứ cấp BI), dây dẫn phụ được đặc trưng bởi R_1H và R_1G (hình 3.14) và điện kháng mạch từ hóa x_μ_H, x_μ_G. Ở chế độ ngắn mạch ngoài, nếu các máy biến dòng không bị bão hòa thì x_μ_H và x_μ_G có trị số khá lớn nên dòng điện từ hóa có thể bỏ qua, dòng điện ra vào nút cân bằng nhau (định luật 1 Kirchoff) do đó phía thứ cấp BI không có dòng chạy qua rơle, rơle không tác động. Trường hợp tồi tệ nhất là máy biến dòng đặt trên phần tử có sự cố bão hòa hoàn toàn, giả thiết ngắn mạch ngoài ở nhánh H làm BI nhánh H bị bão hòa hoàn toàn (x_μ_H = 0)nghĩa là biến dòng H không có tín hiệu đầu ra, tình trạng này được biểu thị bằng cách nối tắt x_μ_H (hình 3.14). Máy biến dòng G cho tín hiệu đầu ra lớn hơn, không bị bão hòa.

Dòng điện ngắn mạch phía thứ cấp ( INMT) phân bố qua các tổng trở nhánh gồm RlH, RBIH và nhánh rơle:

Dòng điện qua rơle:

IR=INMT(RlH+RBIH)RR+RlH+RBIH size 12{I rSub { size 8{R} } = { {I rSub { size 8{"NMT"} } ( R rSub { size 8{"lH"} } +R rSub { size 8{"BIH" ) } } } over {R rSub { size 8{R} } +R rSub { size 8{"lH"} } +R rSub { size 8{"BIH"} } } } } {} (3-5)

Nếu RR có giá trị nhỏ, IR sẽ gần bằng INMT, điều này là không cho phép. Mặt khác, nếu RR lớn khi đó I_R giảm. Phương trình (3-5) có thể viết gần đúng với sai số cho phép như sau:

IR=INMT(RlH+RBIH)RR size 12{I rSub { size 10{R} } = { {I rSub { size 8{ size 10{"NMT"}} } ( R rSub { size 10{"lH"}} size 12{+R rSub { size 8{ size 10{"BIH"} ) } } }} over {R rSub { size 10{R}} } } } {} (3-6)

UR=IR.RR=INMT.(RlH+RBIH) size 12{U rSub { size 8{R} } =I"" lSub { size 8{R} } "." R rSub { size 8{R} } =I rSub { size 8{"NMT"} } "." ( R rSub { size 8{"lH"} } +R rSub { size 8{"BIH"} } ) } {} (3-7)

Muốn tăng độ nhạy của bảo vệ cần chọn BI có điện trở cuộn thứ RBI bé và giảm đến mức thấp nhất điện trở của dây dẫn nối từ BI đến rơle.

Khi ngắn mạch trên thanh góp tất cả các dòng điện phía sơ cấp đều chạy vào thanh góp, ở phía thứ cấp tất cả các dòng điện đều chạy vào rơle, có thể gây quá điện áp trên cực của rơle. Để chống quá áp cho rơle có thể mắc song song 1 điện trở phi tuyến với rơle.

Những yêu cầu cơ bản khi sử dụng sơ đồ này là:

- Tỉ số BI của tất cả các nhánh giống nhau.

- Điện thế thứ cấp BI đủ lớn.

- Điện trở cuộn dây thứ cấp BI nhỏ.

- Tải dây dẫn phụ nhỏ.

Bảo vệ so sánh pha dòng điện đi vào và đi ra khỏi phần tử được bảo vệ, vì vậy nên có tên là bảo vệ so sánh pha. Pha của dòng điện được truyền qua kênh truyền để so sánh với nhau (hình 3.14). Độ lệch pha:

Δϕ=ϕ1+ϕ2=θ size 12{Δϕ=ϕ rSub { size 8{1} } +ϕ rSub { size 8{2} } =θ} {} (3-8)

trong đó: ϕ1 size 12{ϕ rSub { size 8{1} } } {}, ϕ2 size 12{ϕ rSub { size 8{2} } } {} là góc pha tương ứng của dòng điện đi vào và đi ra khỏi phần tử được bảo vệ.

Ở chế độ làm việc bình thường và khi ngắn mạch ngoài góc pha của dòng điện ở hai đầu gần như nhau nên θ ≈ 0⁰. Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ, dòng điện hai pha ngược nhau nên θ ≈ 120⁰. Trên thực tế do ảnh hưởng của điện dung phân bố của phần tử được bảo vệ nên trong chế độ làm việc bình thường và khi ngắn mạch ngoài θ ≠ 180⁰, để tránh bảo vệ tác động nhầm phải chọn góc khởi động θ_kđ lớn hơn một giới hạn nào đó, thường khoảng (30⁰-60⁰).

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so sánh pha dòng điện của bảo vệ thanh góp hình 3.16. Khi ngắn mạch trên thanh góp (điểm N1) dòng điện sơ cấp và thứ cấp BI ở tất cả các phần tử có pha giống nhau (hình 3.17a), thời gian trùng hợp tín hiệu tc cho nửa chu kì (dương hoặc âm) lớn (đối với hệ thống có f=50 Hz), thời gian tCmax = 10ms) đủ cho bảo vệ tác động (tC ≥ tđ).

Pha dòng điện khi ngắn mạch bên trong (a) và ngắn mạch bên ngoài (b) (Hình 3.17)

Khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ thanh góp (điểm N2), dòng điện chạy qua BI của phần tử bị sự cố có pha ngược với dòng điện trong các máy biến dòngcủa phần tử không bị sự cố, thời gian trùng tín hiệu bằng không, bảo vệ sẽ không làm việc (hình 3.17b).

Máy cắt là phần tử thừa hành cuối cùng trong hệ thống bảo vệ có nhiệm vụ cắt phần tử đang mang điện bị sự cố ra khỏi hệ thống. Vì máy cắt khá đắt tiền nên không thể tăng cường độ tin cậy bằng cách đặt thêm máy cắt dự phòng làm việc song song với máy cắt chính được. Nếu máy cắt từ chối tác động thì hệ thống bảo vệ dự phòng phải tác động cắt tất cả những máy cắt lân cận với chỗ hư hỏng nhằm loại trừ dòng ngắn mạch đến chỗ sự cố.

Khi xảy ra sự cố, nếu bảo vệ chính phần tử bị hư hỏng gởi tín hiệu đi cắt máy cắt, nhưng sau một khoảng thời gian nào đó dòng điện sự cố vẫn còn tồn tại, có nghĩa là máy cắt đã từ chối tác động.

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ dự phòng máy cắt hỏng (Hình 3.18)

Từ hình 3.18 ta nhận thấy, khi sự cố xảy ra trên đường dây D3 nếu máy cắt MC3 làm việc bình thường thì sau khi nhận được tín hiệu cắt từ bảo vệ thì máy cắt MC3 sẽ cắt và dòng điện đầu vào của bảo vệ dự phòng sự cố máy cắt bằng không, mạch bảo vệ dự phòng sẽ không khởi động. Nếu máy cắt MC3 hỏng, từ chối tác động thì dòng điện sự cố sẽ liên tục đưa vào mạch bảo vệ dự phòng, rơle quá dòng điện được giữ ở trạng thái tác động, sau một khoảng thời gian đặt nào đó bảo vệ dự phòng hỏng MC sẽ gởi tín hiệu đi cắt tất cả các máy cắt nối trực tiếp với phân đoạn thanh góp có máy cắt hỏng, cũng như máy cắt ở đầu đối diện đường dây bị sự cố D3.

Sơ đồ hệ thống hai thanh góp:

(Hình 3.20)

Sơ đồ bảo vệ hình 3.20. Bảo vệ gồm hai bộ phận chính.

+ Bộ khởi động: Có nhiệm vụ khởi động bảo vệ khi xảy ra sự cố trên thanh góp và đưa tín hiệu đến bộ phận chọn lọc.

+ Bộ chọn lọc sự cố: để phân biệt ngắn mạch trong và ngắn mạch ngoài.

Trong đó R: rơle khởi động, xác định tổng dòng vào và ra của thanh góp, phân biệt ngắn mạch trong vùng bảo vệ hay ngắn mạch ngoài.

R1: rơle chọn lọc thanh góp I.

R2: rơle chọn lọc thanh góp II.

K: rơle kiểm tra đứt mạch thứ.

* Ví dụ cách phân bố dòng trong bảo vệ so lệch hệ thống hai thanh góp. Trong đó F1, D1 làm việc với thanh góp I, F2, D2 làm việc với thanh góp II.

+ Dòng phân bố phía thứ cấp BI khi ngắn mạch ngoài hình 3.20a, khi ngắn mạch trên thanh góp I hình 3.20b và khi đứt mạch thứ BI hình 3.20c.

Sơ đồ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng:

1RI: So lệch thanh góp, cắt máy cắt nối thanh góp I.

2RI: So lệch thanh góp, cắt máy cắt nối thanh góp II.

3RI: So lệch chung hệ thống thanh góp dùng khởi động bảo vệ.

RIK: Rơle kiểm tra đứt mạch thứ BI.

(Bình thường thứ cấp biến dòng 6BI được nối tắc bằng hộp nối M5 và có thể được nối tới hệ thống bảo vệ thanh góp I hay thanh góp II qua M3 và M4)

H: Con nối.

RG: Rơle trung gian.

RT: Rơle thời gian.

Th: Rơle tín hiệu.

6RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt MC6.

7RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt MC7.

3RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt nối tới thanh góp I.

4RG: Rơle trung gian điều khiển máy cắt nối tới thanh góp II.

Khi ngắn mạch thuộc thanh góp I, bộ phận khởi động 3RI tác động làm cho tiếp điểm 3RI1 ở mạch điều khiển đóng. Vì ngắn mạch thuộc thanh góp I nên bộ phận chọn lọc thanh góp I (1RI) tác động nên tiếp điểm 1RI1 đóng. Tiếp điểm 3RI1, 1RI1 đóng dẫn đến 3RG có điện sẽ điều khiển cắt tất cả các máy cắt nối vào thanh góp I.

Mạch kiểm tra đứt mạch thứ máy biến dòng (RIK): Khi mạch thứ BI bị đứt RIK tác động dẫn đến tiếp điểm KRI1 ở mạch điều khiển đóng làm cho 1RT có điện nên tiếp điểm 1RT1 đóng, 1RG có điện nên tiếp điểm 1RG1 đóng (tiếp điểm tự giữ), tiếp điểm 1RG2 mở do đó sẽ khoá bộ phận bảo vệ so lệch không cho tác động, đồng thời báo tín hiệu đứt mạch thứ BI.

Mạch khoá bảo vệ khi đóng thử máy cắt vòng: Ở chế độ làm việc bình thường chỉ có hai thanh góp I và II làm việc, thanh góp vòng chỉ để dự phòng. Trong trường hợp nào đó (ví dụ máy cắt mạch đường dây cần sửa chữa) thì thanh góp vòng kết hợp với máy cắt vòng MC6 sẽ thay thế cho máy cắt của mạch bất kỳ. Sau khi kiểm tra bằng mắt, người ta phải đóng điện thử xem máy cắt vòng và thanh góp vòng có khả năng làm việc được hay không. Điều này đặt ra yêu cầu là khi đóng thử máy cắt vòng nếu sự cố thì chỉ được phép cắt máy cắt vòng mà không được phép cắt các máy cắt thuộc thanh góp I và II. Khi đưa tín hiệu đóng máy cắt vòng MC6 thì 6RG ở mạch điều khiển có điện, tiếp điểm 6RG1 đóng, đưa tín hiệu đóng máy cắt MC6. Tiếp điểm 6RG3 mở cách li bộ phận chọn lọc thanh góp I, II không cho tác động khi xảy ra sự cố khi đóng thử máy cắt vòng (vì rơle trung gian điều khiển máy cắt nối với thanh góp I, II bị cách li bằng tiếp điểm 6RG3). Nếu có ngắn mạch xảy ra trên thanh góp vòng bộ phận khởi động rơle 3RI tác động, tiếp điểm 3RI1 đóng làm cho 2RG có điện, tiếp điểm 2RG2 của nó đóng đưa tín hiệu đi cắt máy cắt 6MC ( vì tiếp điểm 6RG2 đã được đóng trước đó).

Mạch khoá bảo vệ khi đóng thử máy cắt nối MC5: tương tự như trên.

Sơ đồ bảo vệ hệ thống hai thanh góp có thanh góp vòng (Hình 3.21)

Bảo vệ so lệch không toàn phần thanh góp điện áp máy phát:

Các máy biến dòng chỉ đặt trên các phần tử nối thanh góp với nguồn (mạch máy phát điện, máy biến áp, máy cắt phân đoạn, máy cắt nối các thanh góp).

Thực chất bảo vệ so lệch không toàn phần là một dạng của bảo vệ quá dòng điện có nhiều cấp thời gian (thường là hai cấp).

Cấp thứ nhất của bảo vệ:

Là cấp chủ đạo để bảo vệ chống ngắn mạch trên thanh góp và trên các đoạn nối giữa các phần tử nối với thanh góp. Khi cấp thứ nhất của bảo vệ tác động cho xung đi cắt các máy cắt nối với hệ thống 1MC và máy cắt phân đoạn 2MC, máy cắt máy phát điện 3MC (với máy cắt 3MC có thể cắt hoặc không). Đôi khi người ta không cho cắt 3MC vì sau khi cắt 1MC và 2MC thì ngắn mạch sẽ tiêu tan và để 3MC lại sẽ giữ để cung cấp cho các phụ tải điện áp máy phát. Nếu ngắn mạch tồn tại lâu cấp thứ hai sẽ làm việc và cắt 3MC.

Cấp thứ hai của bảo vệ:

Cấp thứ hai của bảo vệ là bảo vệ dòng cực đại có thời gian, làm nhiệm vụ dự phòng chống ngắn mạch trên các phần tử nối với thanh góp không được bảo vệ so lệch bọc lấy khi bảo vệ chính của phần tử này không tác động.

Bảo vệ thanh góp điện áp máy phát (Hình 3.22)