Tìm hiểu các thiết bị bảo vệ cho hệ thống máy phát trên lưới

+ nI: tỉ số biến dòng của BIBảo vệ tác động đi cắt 1MC đồng thời đưa tín hiệu đi đến bộ phận tự động diệt từ TDT.Trường hợp đứt mạch thứ của BI, dòng vào rơle là: IR = IF/ nI Dòng điện n

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI~ VIỆN ĐIỆN~

Bài tập lớn: Thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Đề tài: tìm hiểu các thiết bị bảo vệ cho hệ thốngmáy phát trên lưới

Sinh viên thực hiện:

Vũ Tiến Chiến- 20181095 Vũ Văn Phúc- 20181246 Ngô Đăng Thinh-20181272 Nguyễn Tuấn

Giảng viên hướng dẫn : TS Hoàng AnhHÀ NỘI, 7/5/2021

Mục lục

I CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY PHÁT ĐIỆN 3

1 Giới thiệu chung về máy phát điện 3

2 Các dạng hư hỏng và chế độ làm việc bất thường của máy phát điện: 3

2.1 Các dạng hư hỏng: 3

2.2 Các tình trạng làm việc không bình thường của máy phát điện: 4

3 Các bảo vệ thường dùng cho máy phát điện: 4

3.1 Bảo vệ so lệch dọc: 4

3.2 Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài không đối xứng và quá tải không đối xứng: 7

3.3 Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng: 9

3.4 Bảo vệ chống quá tải đối xứng: 10

3.5 Bảo vệ chống tăng cao điện áp Stato: 10

3.6 Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây Stato máy phát điện thuỷ lực: 11

3.7 Bảo vệ dự phòng 15,75kV (YPOB 15,75kV): 12

3.8 Bảo về cách nhanh dòng điện khi máy phát mất đồng bộ với lưới: 13

II ROLE BẢO VỆ 13

1.Khái niệm: 13

2.Hậu quả sự cố hệ thống điện 14

3.Nhiệm vụ của hệ thống ROLE bảo vệ 14

4 Những thiết bị cần được rơle bảo vệ: 14

4.Các bảo vệ chính trong hệ thống điện 14

5.Các nguyên lý bảo vệ chính 16

6.Các loại RƠLE bô vệ máy biến áp: 19

III APTOMAT 22

1.Khái niệm 22

2.Cấu tạo aptomat 22

3 Nguyên lý hoạt động của aptomat 24

2 Điều kiện chọn tủ ATS máy phát điện: 31

3 Phân loại tủ ATS máy phát điện: 32

4.Cấu tạo tủ ATS máy phát điện: 32

5 Vai trò tủ ATS máy phát điện: 32

6 Chức năng tủ ATS máy phát điện: 337 Ưu nhược điểm tủ ATS máy phát điện: 348 Nguyên tắc hoạt động tủ ATS máy phát điện: 35

I CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY PHÁT ĐIỆN1 Giới thiệu chung về máy phát điện

Máy phát điện là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng thông thường sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ Nguồn cơ năng sơ cấp có thể là các động cơ tua bin hơi, tua bin nước, động cơ đốt trong, tua bin gió hoặc các nguồn cơ năng khác Máy phát điện được coi là một phần rất quan trọng trong hệ thống điện, độ tin cậy trong quá trình vận hành của các máy phát điện có ảnh hưởng quyết định đến độ tin cậy của cả hệ thống điện Do đó, đối với máy phát điện đặc biệt là các máy có công suất lớn, người ta đặt nhiều loại bảo vệ khác nhau để chống tất cả các loại sự cố và các chế độ làm việc bất thường xảy ra bên trong các cuộn dây cũng như bên ngoài của máy Để thiết kế tính toán các bảo vệ cần thiết, ta cần phải biết các dạng hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường của máy phát điện.

2 Các dạng hư hỏng và chế độ làm việc bất thường của máy phát điện:

2.1 Các dạng hư hỏng:

- Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn stato.

- Chạm chập giữa các vòng dây trong cùng 1 pha (đối với các máy phát điện có cuộn dây kép)

- Chạm đất 1 pha trong cuộn dây stato

- Chạm đất một điểm hoặc hai điểm mạch kích từ

2.2 Các tình trạng làm việc không bình thường của máy phát điện:

- Dòng điện tăng cao do ngắn mạch ngoài hoặc quá tải

- Điện áp đầu cực máy phát tăng cao do mất tải đột ngột hoặc khi cắt ngắn mạch ngoài

Ngoài ra còn có các tình trạng làm việc không bình thường khác như: Tải không đối xứng, mất kích từ, mất đồng bộ, tần số thấp, máy phát làm việc ở chế độ động cơ,

3 Các bảo vệ thường dùng cho máy phát điện:

Tuỳ theo chủng loại của máy phát (thuỷ điện, nhiệt điện, tua-bin khí, thuỷ điện tích năng ), công suất của máy phát, vai trò của máy phát và sơ đồ nối dây của nhà máy điện với các phần tử khác trong hệ thống mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ phù hợp Hiện nay chưa có phương thức bảo vệ tiêu chuẩn đối với máy phát điện cũng như đối với các thiết bị điện khác Tuỳ theo quan điểm của người sử dụng đối với các yêu cầu về độ tin cậy, mức độ dự phòng, độ nhạy mà chúng ta lựa chọn số lượng và chủng loại rơ-le trong hệ thống bảo vệ Đối với các máy phát điện công suất lớn, xu thế hiện nay là lắp đặt hai hệ thống bảo vệ độc lập nhau với nguồn điện thao tác riêng, mỗi hệ thống bao gồm một bảo vệ

chính và một sốbảo vệ dự phòng có thể thực hiện đầy đủ các chức năng bảo vệ cho máy phát.

Cụ thể, đối với máy phát điện thuỷ lực được trang bị các loại bảo vệ sau:

3.1 Bảo vệ so lệch dọc:

Có tác dụng bảo vệ cho máy phát điện thuỷ lực chống ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây Stato và ở các đâu ra Bảo vệ này bảo vệ chính và không tác động khi có ngắn mạch ngoài vùng được bảo vệ Sơ đồ thực hiện bảo về như hình vẽ:

Trong đó:

Rf : dùng để hạn chế dòng điện không cân bằng (Ikcb), nhằm nâng cao độ nhạy của bảo vệ.

– 1RI, 2RI, 4Rth: phát hiện sự cố và đưa tín hiệu đi cắt máy cắt đầu cực máy phát không thời gian (thực tế thường t ≈ 0,1 sec).

– 3RI, 5RT: báo tín hiệu khi xảy ra đứt mạch thứ sau một thời gian cần thiết (thông qua 5RT) để tránh hiện tượng báo nhầm khi ngắn mạch ngoài mà tưởng đứt mạch thứ.

Vùng tác động của bảo vệ là vùng giới hạn giữa các BI nối vào mạch so lệch Cụ thể ở đây là các cuộn dây stator của MFĐ, đoạn thanh dẫn từ đầu cực MFĐ đến máy cắt.

Nguyên lý làm việc:

BVSLD hoạt động theo nguyên tắc so sánh độ lệch dòng điện giữa hai đầu cuộn dây

stator, dòng vào rơle là dòng so lệch:

nên bảo vệ không tác động (hình 1.2a) Khi xảy ra chạm chập giữa các pha trong cuộn dây stator (hình 1.2b), dòng điện vào các rơle

Trong đó:

+ In: dòng điện ngắn mạch + nI: tỉ số biến dòng của BI

Bảo vệ tác động đi cắt 1MC đồng thời đưa tín hiệu đi đến bộ phận tự động diệt từ (TDT).

Trường hợp đứt mạch thứ của BI, dòng vào rơle là: IR = IF/ nI

Dòng điện này có thể làm cho bảo vệ tác động nhầm, lúc đó chỉ có 3RI khởi động báo đứt mạch thứ với thời gian chậm trễ, để tránh hiện tượng báo nhầm trong quá trình quá độ khi ngắn mạch ngoài có xung dòng lớn.

Ở sơ đồ hình 1.1, các BI nối theo sơ đồ sao khuyết nên bảo vệ so lệch dọc sẽ không tác động khi xảy ra ngắn mạch một pha ở pha không đặt BI Tuy nhiên các bảo vệ khác sẽ tác động.

3.2 Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài không đối xứng và quá tải không đối xứng:

Được dùng làm bảo vệ cho máy phát điện thuỷ lực ngắn mạch ngoài không đối xứng và các chế độ phụ tải không đối xứng cũng như đảm bảo alm dự phòng cho các bảo vệ của các phần tử có liên quan của hệ thống điện khi xảy ra ngắn mạch không đối xứng Vùng tác động của bảo vệ Bảo vệ được đấu vào máy biến dòng điện TA.1 đặt ở các đầu ra phía trung tính máy phát.

 Bảo vệ này có 3 cấp tác động theo dòng điện thứ tự nghịch: +Cấp 1 của bảo vệ làm việc khi có quá tải không đối xứng và tác động đi phát tín hiệu báo trước có thời gian duy trì.

+ Với thời gian duy trì thứ nhất tác động đi cắt máy cắt 220kV, khởi động bảo vệ dự phòng 220kV (YPOB - 220kV) cấm tự động đóng lại các máy cắt 220kV (TAB 220 kV)

+ Với thời gian duy trì thứ hai tác động đi cắt máy cắt 15,75kV, các máy cắt đầu vào KPY- 6kV, dập từ máy phát.

o Cấp III của bảo vệ làm việc khi xảy ra ngắn mạch không đối xứng

bên trong máy biến áp lực và với thời gian duy trì, tác động đi cắt máy cắt 15,75kV, các máy cắt đầu vào KPY-6kV dập từ máy phát cắt các máy cắt 220 kV, khởi động YPOB - 220kV, cấm TAB 220kV - Khi cấp I bảo vệ làm việc con bài KH113 “qua tải không đối xứng Stato máy phát chính” ở bảng GCC-7A/B rời, tiếp mạch đóng điện cho táp lô ánh sáng “Hư hỏng máy phát” ở bảng GCC -3A/B và đồng thời phát tín hiệu âm thanh báo trứơc.

-Khi cấp II bảo vệ làm việc rơi con bài KH l2 “Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch cấp II đi cắt khối”, KH19 “Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch cấp II” đi cắt các máy cắt 220kV ở bảng HCC - 3A/B rơi, tiếp mạch đóng điện cho tpá lô ánh sáng (sự cố khối) ở bảng HCC- 1A/B và đồng thời có tín hiệu âm thanh sự cố.

Khi cấp III của bảo vệ làm việc rơi con bài KH11 ( Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch cấp III ) ở bảng исс - 3A/B từ đó tiếp mạch đóng điện cho táp lô ánh sáng “ Sự cố khối” ở bảng исс - 1A và đồng thời có tín hiệu âm thanh sự cố.

Tính chọn các thông số của Rơ-le:

+ Bảo vệ chống quá tải không đối xứng 26RI, 19RT:

* Dòng điện khởi động cho rơle 26RI được chọn theo hai điều kiện:

o Điều kiện 1 : IKĐ26RI phải lớn hơn dòng thứ tự nghịch lâu dài cho phép I2cp: IKĐ26RI = Kat.I2cp

Đối với máy phát điện turbine nước: I2cp = 5 %.IđmF Đối với máy phát điện turbine hơi: I2cp = 10 %.IđmF

o Điều kiện 2 : Rơle phải trở về sau khi đã cắt ngắn mạch ngoài Từ hai điều kiện trên và theo kinh nghiệm người ta chọn:

IKĐ26RI = 0,1 IđmF/nI Thời gian tác động của 19RT thường được chọn:

t19RT = (7 ÷ 9) sec

+ Bảo vệ chống ngắn mạch không đối xứng 27RI, 20RT:

* Dòng khởi động của 27RI chọn theo các điều kiện sau:

o Điều kiện 1: Bảo vệ không được tác động khi đứt một pha trong

3.3 Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng:

Được dùng làm bảo vệ cho máy phát chống khoá dòng khi có ngắn mạch ngoài đối xứng và bảo đảm dự phòng bảo vệ cho các phân từ có liên quan của lưới điện nếu xảy ra ngắn mạch 3 pha Vùng tác động của bảo vệ, bảo vệ được đấu vào máy biến dòng TA.1 đặt ở đầu ra phía trung tính máy phát và máy biến điện áp TU2 đặt ở các đầu ra chính máy phát để ngăn ngừa sự làm việc sai của bảo vệ có đặt liên động trong các trường hợp sau:

+ Khi cắt aptomat mạch điện áp + Khi mất dòng điện trong bảo vệ - Bảo vệ có 2 cấp tác động.

+ Cáp I của bảo vệ làm việc tác động đi cắt các máy cắt 220kV, khởi động YPOB-220kV, cấm TAB 220kV.

+ Khi cấp II của bảo vệ làm việc tác động đi cắt máy cắt 15,75kV dập từ máy phát.

Khi cấp I bảo vệ làm việc, con bài KH 13 “Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng cấp I ở bảng исс - 3A :(исс-3A) rơi, từ đó tiếp mạch dòng điện cho táp lô ánh sáng “Sự cố khối” ở bảng исс -1A, đồng thời có tín hiệu âm thanh sự cố.

Khi cấp II bảo vệ làm việc rơi con bài KH20 “Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài đối xứng cấp II “ở bảng GCC - 8A/B rơi, từ đó tiếp mạch đóng điện cho táp lô ánh sáng “Sự cố máy phát” ở bảng GCC-3A/B, đồng thời có tín hiệu âm thanh sự cố.

-Tính chọn thông số của rơ le:

Bảo vệ chống ngắn mạch đối xứng 25RI, 20RT: IKĐ4RI = (Kat.Kmm.IđmF) / (Ktv.nI)

t20RT = tmaxcác phần tử lân cận + Δtt

3.4 Bảo vệ chống quá tải đối xứng:

Được dùng để làm bảo vệ cho máy phát chống quá tải đối xứng Để tránh quá tải đối xứng người ta dùng bảo vệ dòng điện cực đại sử dụng dòng điện của một pha Bảo vệ được đấu vào máy biến dòng điện Tl1 đặt ở đầu ra phía trung tính máy phát.

Khi bảo vệ làm việc sẽ tác động đi báo tín hiệu, con bài KHll2” Quá tải đối xứng Stato máy phát chính” ở bảng GCC-7A/B rơi, tù đó tiếp mạch đóng điện cho táp lô ánh sáng “Hư hỏng máy phát” ở bảng GCC-3A/B, đồng thời có tín hiệu âm thanh báo trước.

-Tính chọn thông số của rơ le:

Bảo vệ chống quá tải đối xứng 24RI, 18RT: Dòng điện khởi động của 24RI:

IKĐ24RI = (Kat.IđmF)/ (Ktv.nI)

Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài và quá tải Thời gian tác động của 18RT:

= (7÷ 9) sec

3.5 Bảo vệ chống tăng cao điện áp Stato:

Được dùng để làm bảo vệ cho máy phát chống quá điện áp Stato.

Vùng tác động của bảo vệ Bảo vệ được đấu vào mạch điện áp của máy biến điện áp đặt ở đầu ra máy phát TU2.

Bảo vệ có cấp tác động, nó được thực hiện dưới dạng bảo vệ điện áp cực đại Khi bảo vệ tác động sẽ đi cắt các máy cắt 15,75kV và dập từ máy phát.

Khi bảo về làm việc con bài KH21 “Bảo vệ chống tăng cao điện áp Stato máy phát chính” ở bảng GCC- 8A/B rơi, từ đó tiếp mạch đóng điện cho táp lô ánh sáng “sự cố máy phát” ở bảng GCC-3A/B, đồng thời có tín hiệu âm thanh sự cố khi các rơle đầu ra của bảo vệ máy phát tác động.

3.6 Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây Stato máy phát điện thuỷ lực:

Mạng điện áp máy phát thường làm việc với trung tính cách điện với đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang nên dòng chạm đất không được lớn Tuy vậy, sự cố một điểm cuộn dây stato chạm lõi từ lại thường xảy ra, dẫn đến đốt cháy cách điện cuộn dây và lan rộng ra các cuộn dây bên cạnh gây ngắn mạch nhiều pha Vì vậy, cần phải đặt bảo vệ chống chạm đất một điểm cuộn dây stato.

Vùng tác động của bảo vệ:

Bảo vệ được đấu vào máy biến điện áp TU2 đặt tại phía đầu ra chính của máy phát qua khối thử nghiệm SG5 mạch điện áp bảo vệ chống chạm đất phía 15,75kV ở bảng GCC -8A/B và máy biến điện áp TU 0 đặt ở đầu ra phía trung tính máy phát qua aptomat SV2 “mạch điện áp TU 0”.

Bảo vệ có một cấp tác động:

Khi bảo vệ làm việc sau thời gian duy trì sẽ đi cắt máy cắt 15,75kV, dập từ máy phát điện.

- Khi bảo vệ làm việc con bài KH19 “Bảo vệ chạm đất Stato làm việc” ở bảng GCC-8A/B rơi, từ đó tiếp mạch dòng điện cho táp lô ánh sáng sự cố “Sự cố máy phát” ở bảng GCC -3A/B, đồng thời có tín hiệu âm thanh sự cố khi các rơle đầu ra bảo vệ máy phát tác động.

Đối với sơ đồ thanh góp điện áp máy phát:

Sơ đồ dưới đây được dùng để bảo vệ cuộn dây stato máy phát khi xảy ra chạm đất Bảovệ làm việc theo dòng thứ tự không qua biến dòng thứ tự không 7BI0 có kích từ phụ từnguồn xoay chiều lấy từ 2BU.

Trong đó:

- 3RI: rơle chống chạm đất 2 pha tại hai điểm khi dùng bảo vệ so lệch dọc đặt ở 2 pha (sơ đồ sao khuyết).

- 4RI: rơle chống chạm đất 1 pha cuộn dây stator - 5RG: khoá bảo vệ khi ngắn mạch ngoài.

- 6RT: tạo thời gian làm việc cần thiết để bảo vệ không tác động đối với những giá trị quá độ của dòng điện dung đi qua máy phát khi chạm đất 1 pha trong mạng điện áp máyphát.

- Rth: rơle báo tín hiệu.

3.7 Bảo vệ dự phòng 15,75kV (YPOB 15,75kV):

Bảo về được dùng dự phòng cho các bảo vệ của máy điện thuỷ lực Phạm vi tác động của bảo vệ khi tác động, bảo vệ sẽ đi cắt lại các máy cắt 15,75kV và các máy cắt liên quan đến nó.

Sơ đồ YPOB 15,75kV làm việc trong tường hợp: Các rơle đầu ra của bảo vệ máy phát tác động, máy cắt 15,75kV từ chối không làm việc, sau thời gian duy trì tác động đến các rơle đầu ra của bảo vệ khối, từ đó tác động đi cắt các máy cắt 15,75kV, các máy cắt đầu vào KPY -6 KV dập từ máy phát, cắt các máy cắt 220kV, khởi động YPOB - 220 KV cấm TAB 220 KV.

Khi YPOB - 15,75kV làm việc đối với máy 1 làm rơi con bài 1KH61 “YPOB -15,75kV” ở bảng 1исс-3A, các máy còn lại làm rơi con bài KH61 “YPOB-15,75 kV” ở bảng 1исс-3A/3B sau khi con bài rơi sẽ tiếp mạch đóng điện cho táp lô ánh sáng “ Sự cố khối” ở bảng 1исс-1A, đồng thời có tín hiệu âm thanh sự cố.

3.8 Bảo về cách nhanh dòng điện khi máy phát mất đồng bộ với lưới:

Bảo vệ này được dùng làm bảo vệ cho máy phát điện thuỷ lực Khi tốc độ máy phát nhỏ hơn hoặc bằng 30% tốc độ định mức mà máy cắt đầu cực tự nhiên

Phạm vi tác động của bảo vệ Bảo vệ được đấu vào mạch dòng pha BTA.1 ở các đầu ra phía trung tính của máy phát điện thuỷ lực Bảo vệ tác động khi tốc độ tổ máy nhỏ hơn hoặc bằng 30% tốc độ định mức và dòng điện I =9200A, sẽ đi cắt máy cắt đầu cực không có thời gian.

1 Phạm vi tác động của bảo vệ Bảo vệ được đấu vào mạch dòng pha BTA.1 ở các đầu ra phía trung tính của máy phát điện thuỷ lực.

2 Bảo vệ tác động khi tốc độ tổ máy nhỏ hơn hoặc bằng 30% tốc độ định mức và dòng điện I =9200A, sẽ đi cắt máy cắt đầu cực không có thời gian.

II ROLE BẢO VỆ1 Khái niệm:

Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xuất hiện tình trạng sự cố và chế độ làm việc bất thường của các phần tử Các sự cố thường kèm theo hiện tượng dòng điện tăng khá cao và điện áp giảm thấp Các thiết bị có dòng điện tăng cao chạy qua có thể bị đốt nóng quá mức cho phép và bị hỏng Khi điện áp giảm thấp, các hộ tiêu thụ không thể làm việc bình thường và tính ổn định của các máy phát làm việc song song và của toàn hệ thống bị giảm Các chế độ làm việc không bình thường làm cho điện áp, dòng điện và tần số lệch khỏi giới hạn cho phép Nếu để kéo dài tình trạng này, có thể xuất hiện sự cố Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự cố, cần phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly nó ra khỏi phần tử bị hư hỏng, nhờ vậy phần còn lại duy trì được hoạt động bình thường, đồng thời giảm mức độ hư hại của phần tử bị sự cố Chỉ có thiết bị tự động bảo vệ mới có thể thực hiện tốt được yêu cầu trên, thiết bị này gọi là bảo vệ rơle.

2 Hậu quả sự cố hệ thống điện

- Phá hỏng thiết bị điện.

Mất an toàn cho người và tài sản.

Ngừng cung cấp điện, ảnh hưởng đến an ninh cung cấp điện.

Ngừng tổ máy do dao động điện, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng (tần số, điện áp, dòng điện).

Mất ổn định hệ thống điện Nhiễu loạn thông tin.

3 Nhiệm vụ của hệ thống ROLE bảo vệ

- Tách rời phần sự cố khỏi hệ thống với hư hỏng tối thiểu.

- Duy trì trạng thái vận hành an toàn cho các phần còn lại của hệ thống.

- Hạn chế tối đa thiệt hại về người, thiết bị hay gián đoạn cung cấp điện.

4 Những thiết bị cần được rơle bảo vệ:

+ Bảo vệ máy phát điện + Bảo vệ đường dây + Bảo vệ máy biến áp

Ngắn mạch là hiện tượng dây pha bị chập vào dây trung tính hoặc dây pha chập vào dây pha Bảo vệ ngắn mạch là bảo vệ khi dòng điện tăng lên rất nhiều lần so với dòng điện định mức Bảo vệ ngắn mạch thường yêu cầu thời gian tác động nhanh nên còn có tên gọi là bảo vệ quá dòng cắt nhanh.

+ Bảo vệ quá dòng

Bảo vệ quá dòng còn gọi là bảo vệ quá tải Thiết bị bảo vệ quá tải điển hình là relay nhiệt hoặc relay bảo vệ quá dòng cắt chậm theo

thời gian Thời gian tác động bảo vệ quá tải được cài đặt tùy thuộc vào loại máy, đặc trưng khởi động.

Một số relay bảo vệ quá dòng tích hợp cả bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ quá tải Các loại MCCB, MCB từ nhiệt thường có bảo vệ ngắn mạch và quá tải.

+ Bảo vệ chạm đất

Dây pha chạm đất cần được bảo vệ vì an toàn của hệ thống Các loại relay bảo vệ chạm đất thường được tích hợp bảo vệ chạm đất nhẹ và ngắn mạch chạm đất Relay bảo vệ chạm đất dùng nguyên lý tổng dòng điện đi ra từ nguồn bằng không.

+ Bảo vệ mất pha

Hiện tượng mất pha thường gây ra cháy các động cơ ba pha Việc bảo vệ mất pha cho động có 3 pha có thể thực hiện bằng relay bảo vệ mất pha hoặc relay nhiệt được chỉnh định đúng.

+ Bảo vệ ngược pha

Còn gọi là bảo vệ đảo pha Ví dụ hệ máy dệt, cần bảo đảm động cơ quay chiều kim đồng hồ, nếu nguồn cấp bị đảo thứ tự pha thì relay sẽ không cho phép mở máy.

+ Bảo vệ quá áp

Điện áp quá cao có thể gây hư hỏng thiết bị, các relay bảo vệ quá áp được sử dụng để bảo vệ trong trường hợp này.

+ Bảo vệ thấp áp

Điện áp thấp sẽ dẫn đến dòng điện động cơ tăng cao gây cháy động cơ Một số máy móc sản xuất sẽ hoạt động không tốt nếu điện áp quá thấp.

+ Bảo vệ dòng rò

Bảo vệ dòng rò giúp ngăn ngừa sự cố hỏa hoạn và an toàn cho con người Bảo vệ dòng rò sử dụng biến dòng ZCT (CBCT)

+ Bảo vệ mất trung tính

Hiện tượng đứt dây trung tính thường sẽ làm hư hỏng thiết bị 1 pha trong lưới điện 3 pha Hiện tượng này thường hay gặp trong các trạm biến áp cấp nguồn cho khu dân cư.

5 Các nguyên lý bảo vệ chính

Nguyên lý làm việc của rơle quá dòng tức thì (Bảo vệ quá dòng cắt nhanh - ngưỡng cao)

Rơle quá dòng tức thì là rơle tác động khi dòng điện qua rơle vượt quá trị số định trước và tác động cắt máy cắt ngay lập tức, không có thời gian trì hoãn.

Về nguyên lý rơle quá dòng tức thì gồm phần tĩnh là cuộn dây có lõi sắt, phần động là tấm sắt non có mang tiếp điểm động Khi dòng điện qua cuộn dây đủ lớn, tấm sắt non sẽ bị hút vào lõi sắt của phần tĩnh và kéo theo tiếp điểm động đóng vào tiếp điểm tĩnh + Để điều chỉnh dòng điện tác động theo ý muốn, thông thường phần động được gắn với một lò xo với kết cấu có thể điều chỉnh được nhằm thay đổi lực tác động lên phần động, có nghĩa là thay đổi dòng điện tác động của rơle.

+ Nguyên lý làm việc của rơle quá dòng định thì (bảo vệ dòng điện cực đại) Rơle quá dòng định thì là rơle tác động khi dòng điện qua rơle vượt quá trị số định trước nhưng không tác động cắt máy cắt ngay lập tức mà có thời gian trì hoãn Rơle quá dòng định thì có 2 loại cơ bản:

+ Rơle quá dòng định thì với đặc tuyến thời gian độc lập: bao gồm một rơle quá dòng tức thì và một rơle thời gian kết hợp lại Khi phần tức thì tác động sẽ đóng tiếp điểm cấp nguồn cho rơle thời

gian Sau một thời gian định trước, rơle thời gian này sẽ đóng tiếp điểm và tác động cắt máy cắt hoặc báo tín hiệu Nếu trong thời gian trì hoãn mà dòng điện qua phần tử tức thì giảm thấp (sự cố đã tự giải trừ), làm cho phần tử này không giữ tiếp điểm nữa thì rơle thời gian sẽ bị mất điện và không khép tiếp điểm để cắt máy cắt hay báo sự cố.

Thời gian tác động của rơle loại này không phụ thuộc vào trị số dòng điện sự cố đi qua rơle.

Rơle quá dòng định thì với đặc tuyến thời gian phụ thuộc: được chế tạo theo nguyên tắc cảm ứng Dòng điện sự cố được đưa vào cuộn dây tạo từ thông xuyên qua một đĩa nhôm làm xuất hiện dòng điện xoáy trên đĩa và làm quay đĩa Đĩa này mang tiếp điểm động đóng vào tiếp điểm tĩnh, đi cắt máy cắt Thời gian quay của đĩa từ vị trí ban đầu đến khi đóng tiếp điểm chính là thời gian tác động của rơle Để điều chỉnh thời gian này, người ta dùng lò xo xoắn lắp trên trục của đĩa và điều chỉnh độ xoắn để có phản lực thích hợp Để điều chỉnh trị số dòng điện tác động, cuộn dây được chế tạo gồm nhiều đoạn khác nhau và đưa ra nhiều đầu dây để lựa chọn.

Loại rơle quá dòng định thì kiểu cảm ứng có ưu điểm là thời gian tác động càng ngắn khi dòng qua rơle càng lớn do đĩa quay càng nhanh, do đó loại trừ nhanh các sự cố nặng trong khi vẫn duy trì thời gian cần thiết đối với các biến động nhỏ.

Nguyên lý làm việc của rơle so lệch dọc dòng điện

Rơle so lệch dọc là rơle làm việc dựa trên sự so sánh trực tiếp dòng điện trên các nhánh của một đối tượng.