Tính toán bảo vệ thanh góp

Việc tính toán bảo vệ so lệch dòng điện cho các thanh góp trình bày dưới đây áp dụng cho trường hợp dùng máy biến dòng có cùng hệ số biến đổi.

Máy biến dòng dùng cho bảo vệ thanh góp phải thoả mãn đường cong sai số 10%. Việc thử lại theo điều kiện này cần tiến hành cho máy biến dòng của phần tử nào mà khi ngắn mạch ngoài có dòng điện ngắn mạch lớn nhất chạy qua.

Dòng khởi động của bảo vệ chọn theo hai điều kiện:

Điều kiện 1: Theo dòng không cân bằng cực đại khi ngắn mạch ngoài:

Ikđ≥Kat.Ikcbtt size 12{I rSub { size 8{"kđ"} } >= K rSub { size 8{"at"} } "." I rSub { size 8{"kcbtt"} } } {} (3-9)

Trong đó:

• Kat: hệ số an toàn xét đến sai số của rơle và độ dự trữ cần thiết có thể lấy Kat = 1,5. Dòng điện không cân bằng được tính toán như sau:

Ikcbtt=Kđn.Kkck.fi.INngmax size 12{I rSub { size 8{"kcbtt"} } =K rSub { size 8{"đn"} } "." K rSub { size 8{"kck"} } "." f rSub { size 8{i} } "." I rSub { size 8{"Nngmax"} } } {} (3-10)

• Kkck: hệ số kể đến ảnh hưởng của thanh phần không chu kỳ trong dòng điện ngắn mạch. Khi dùng rơle có biến dòng bão hoà trung gian (PHT - 562, PHT - 564) thì lấy Kkck= 1.
• fi: là sai số tương đối lớn nhất cho phép của biến dòng lấy bằng 1.
• INngmax: thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch lớn nhất có thể, đi qua biến dòng của phần tử tính toán khi có ngắn mạch ngoài.

Điều kiện 2: Theo dòng phụ tải cực đại khi đứt mạch thứ máy biến dòng:

Ikđ≥Kat.Iptmax size 12{I rSub { size 8{"kđ"} } >= K rSub { size 8{"at"} } "." I rSub { size 8{"ptmax"} } } {} (3-11)

thường chọn Kat = 1,2.

Khi tỷ số biến dòng của các sơ đồ bảo vệ chọn như nhau thì Iptmax là dòng điện đi qua phần tử mang tải lớn nhất với giả thiết là mạch thứ cấp của máy biến dòng bị đứt.

Trong hai điều kiện trên, điều kiện nào cho dòng điện khởi động khởi động lớn hơn thì chọn làm dòng khởi động tính toán.

Khi dùng hệ thống hai thanh góp thì dòng điện khởi động của bộ phận khởi động chung chọn theo biểu thức (3-9) và (3-11). Dòng khởi động của bộ chọn lọc chọn theo điều kiện dòng không cân bằng lớn nhất khi ngắn mạch ngoài (dòng chạy qua máy cắt nối khi ngắn mạch trên thanh góp bên cạnh). Trong thực tế có thể chọn dòng khởi động của bộ phận chọn lọc bằng dòng khởi động của bộ phận khởi động chung.

Dòng khởi động của rơle kiểm tra mạch thứ máy biến dòng được chọn theo dòng không cân bằng ở chế độ làm việc khi phụ tải cực đại:

IkđK ≥ Kat . Kđn . fi . Iptmax (3-12)

Nếu bảo vệ thực hiện theo sơ đồ nối vào dòng điện pha thì độ nhạy có thể được kiểm tra theo biểu thức sau:

Kn=INminIkđ≥2 size 12{K rSub { size 8{n} } = { {I rSub { size 8{"Nmin"} } } over {I rSub { size 8{"kđ"} } } } >= 2} {} (3-13)

với INmin là thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch nhỏ nhất đi qua bảo vệ khi ngắn mạch trên thanh góp.

Độ nhạy của bảo vệ chống đứt mạch thứ được kiểm tra theo điều kiện phụ tải cực tiểu.

Ipt _min ≥ IkđK (3-14)

Sơ đồ bảo vệ hình 3.23, bảo vệ có hai cấp thời gian: cấp I là bảo vệ dòng điện cắt nhanh không thời gian, cấp hai là bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian.

Bảo vệ cấp I là bảo vệ cắt nhanh phối hợp giữa dòng và áp, còn bảo vệ cấp II là bảo vệ quá dòng cực đại.

Bảo vệ thanh góp điện áp máy phát (Hình 3.24)

• Bảo vệ cấp I:

Dòng khởi động của bảo vệ cấp I được xác định theo điều kiện đảm bảo độ nhạy khi ngắn mạch trực tiếp giữa hai pha của thanh góp được bảo vệ trong chế độ làm việc với phụ tải cực tiểu.

IKĐB=INmin(2)KnI size 12{I rSub { size 8{"KĐB"} } = { {I rSub { size 8{"Nmin"} } rSup { size 8{ ( 2 ) } } } over {K rSub { size 8{"nI"} } } } } {} (3-20)

Trong đó:

• INmin(2) size 12{I rSub { size 8{"Nmin"} } rSup { size 8{ ( 2 ) } } } {}: dòng ngắn mạch khi ngắn mạch trực tiếp giữa 2 pha thanh góp trong chế độ phụ tải cực tiểu.
• KnI: hệ số nhạy của bảo vệ cấp I, KnI = 1,5.

Để ngăn ngừa bảo vệ tác động nhầm khi đứt mạch bảo vệ điện áp, dòng khởi động của bảo vệ cắt nhanh trong trường hợp này chọn lớn hơn dòng phụ tải lâu dài cho phép của phân ñoán (Ipt+Ipt') size 12{ ( I rSub { size 8{"pt"} } +I rSub { size 8{"pt"} } rSup { size 8{'} } ) } {}.

• I­_pt: dòng phụ tải chính của phân đoạn được bảo vệ.
• Ipt' size 12{I rSub { size 8{"pt"} } rSup { size 8{'} } } {}: dòng phụ tải tăng thêm của phân đoạn khi TĐD chuyển phụ tải của phân đoạn khác sang.

Điện áp khởi động của rơle áp chọn theo áp cực tiểu ở thanh góp khi ngắn mạch sau kháng điện đường dây mà dòng qua bảo vệ bằng dòng khởi động của bảo vệ cắt nhanh.

UKĐB=3.IKĐB.xkđKat size 12{U rSub { size 8{"KĐB"} } = { { sqrt {3} "." I rSub { size 8{"KĐB"} } "." x rSub { size 8{"kđ"} } } over {K rSub { size 8{"at"} } } } } {} (3-21)

Trong đó:

• IKĐB: dòng khởi động của bảo vệ cắt nhanh.
• xkđ: điện kháng của kháng điện đường dây.
• Kat: hệ số an toàn lấy bằng 1,3.

Ngoài ra theo điều kiện ổn định nhiệt khi dùng loại rơle PH -520 (của Liên Xô) và điều kiện chỉnh định theo điện áp ở chế độ làm việc mang tải, điện áp khởi động của bảo vệ còn phải thoả mãn điều kiện sau:

0,2Uđm≤Ukđ≤0,7Uđm size 12{"0,2U" rSub { size 8{"đm"} } <= U rSub { size 8{"kđ"} } <= "0,7U" rSub { size 8{"đm"} } } {} (3-22)

với: Uđmlà điện áp định mức của thanh góp.

Nếu UKĐB size 12{ <= {}} {} 0,2Uđm thì không dùng được rơle loại PH -520. Còn nếu UKÂB≥0,7Uâm size 12{U rSub { size 8{"KÂB"} } >= "0,7U" rSub { size 8{"âm"} } } {} thì phải lấy bằng 0,7Uđm và dòng khởi động bảo vệ cắt nhanh cần phải giảm bớt theo biểu thức (3-21).

Độ nhạy của rơle điện áp được xác định bằng hệ số nhạy khi có ngắn mạch qua điện trở quá độ Rqđ.

KnU=UKĐBUR≥2 size 12{K rSub { size 8{"nU"} } = { {U rSub { size 8{"KĐB"} } } over {U rSub { size 8{R} } } } >= 2} {} (3-23)

với UR là điện áp lớn nhất có thể có trên điện trở quá độ khi ngắn mạch trên thanh góp, điện áp này có thể xác định như sau:

UR=1,05.l size 12{U"" lSub { size 8{R} } ="1,05" "." l} {} (3-24)

với l là chiều dài hồ quang tính bằng m. Khi mới xuất hiện hồ quang độ dài này bằng khoảng cách giữa các phần dẫn điện.

* Bảo vệ cấp II:

Dòng khởi động và độ nhạy của bảo vệ cấp II tính tương tự như bảo vệ cấp II ở mục 2 của phần II.