1. Nhiệm vụ:
Trong sự phát triển của các hệ thống
điện lực, các thiết bị và hệ thống bảo vệ đóng một vai trò cực kỳ quan trọng,
nó đảm bảo cho các thiết bị điện chủ yếu như máy phát điện,máy biến áp, đường
dây dẫn điện trên không và cáp ngầm, thanh góp và các động cơ điện cỡ lớn....và
toàn bộ hệ thống điện làm việc an toàn,
phát triển liên tục và bền vững.
Các thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ loại
trừ càng nhanh càng tốt phần tử sự cố ra khỏi hệ thống. Nguyên nhân gây hư
hỏng, sự cố đối với các phần tử trọng hệ
thống điện rất đa dạng: Do các hiện tương thiên nhiên như biến đổi thời tiết,
giông bão, động đất, lũ lụt, do máy móc thiết bị hao mòn, già cỗi do nạn ngẫu
nhiên, do nhầm lẫn trong thao tác của nhân việc vận hành.
Nhanh chóng phát hiện và cách ly phần
tử hư hỏng ra khỏi hệ thống có thể ngăn
chặn và hạn chế đến mức thấp nhất những hậu quả tai hại của sự cố, trong đó phần lớn là các hạng ngắn mạch. Dòng
điện tăng cao tại chỗ sự cố, trong các phần tử trên đường từ nguồn đến điểm
ngắn mạch có thể gây ra những tác động và cơ nguy hiểm cho các phân tử nó chạy
qua. Hồ quang tại cỗ ngắn mạch nếu để tồn tại lâu có thể đốt cháy cả thiết bị và gây hoả hoạn. Ngắn mạch
làm cho điện áp chỗ sự cố và khu vực lưới điện lân cận bị giảm thấp, ảnh hưởng
đến sự làm việc bình thường của các hộ dùng điện. Tồi tệ hơn ngắn mạch có thể
dẫn đến mất ổn định và tan dã hệ thống.
Thiết bị tự động được dùng phổ biến
nhất để bảo vệ các hệ thống điện hiện đại là các rơle với nghĩa ban đầu của
nó là phần tử làm nhiệm vụ tự động
chuyển( đóng, cắt) mạch điện. Khi hệ thống rơle đã phát phát hiện đựơc các dạng
hư hỏng, sự cố, người ta dùng các máy cắt để nhanh chóng loài trừ,cô lập phần
tử bị sự cố ra khỏi hệ thống điện.
2. Yêu cầu:
Để thực hiện được dùng phổ biến nhất
để bảo vệ phải thoả mãn những yêu cầu cơ
bản sau đây: Tin cậy chọn lọc, tác động nhanh, nhạy.
2.1-
Tin cậy:
Tin cậy là tính năng, đảm bảo cho thiét bị
bảo vệ làm việc đúng, chắc chắn. Người ta phân biệt:
-Độ tin cậy khi tác động: Đó là mức độ
chắc chắn rằng rơle hoặc hệ thống rơle sẽ tác động đúng: Hay là khả năng làm
việc đúng khi có sự cố xảy ra trong phạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ bảo
vệ.
- Độ tin cậy không tác động: Là mức độ
chắc chắn rằng rơle hoặc hệ thống rơ le
sẽ không làm việc sai. Hay là khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cố xảy ra trong phạm vi đã được xác
định trong nhiệm vụ bảo vệ.
Trên thực tế, độ tin cậy có thể kiểm
tra tương đối dễ dàng bằng tính toán và thực
nghiệm, còn độ tin cậy không tác động rất khó kiểm tra vì tập hợp những
trạng thái vận hành và tình huống bất thường có thể dẫn đến tác động sai của
bảo vệ không thể lường trước hết được.
Để tăng độ tin cậy, nên sử dụng các
rơle và hệ thống rơle có kết cấu đơn giản, chắc chắn, đã được thử thách qua
thực tế sử dụng cũng như tăng cường mức độ dự phòng trong hệ thống. Thống kế vận hành cho thấy hệ thống
bảo vệ trong các hệ thống điện hiện đại có xác suất làm việc tin cậy khoảng
95-99%.
2.2 -
Chọn lọc:
Chọc lọc là khả năng
của bảo vệ có thể phát hiện và
loại trừ đúng phần tử bị sự cố ra khỏi hệ hống. Cấu hình hệ thống điện càng
phức tạp, việc đảm bảo tính chọn lọc của bảo vệ càng khó khăn.
Theo nguyên lý làm việc, các bảo về
được phân ra:
-Bảo vệ
có sự chọn lọc tuyệt đối: Là những bảo vệ chỉ làm việc khi sự cố xảy ra trong
một phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần từ lân cận.
- Bảo vệ
có sự chọn lọc cân đối: Ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượng được bảo vệ còn có thể thực hiện chức năng dự phòng cho các bảo
vệ đặt ở các phần tử lân cận.
Để thực
hiện yêu cầu về chọn lọc đối với các bảo vệ có chọn lọc tương đối, phải có sự
phối hợp giữa đặc tính làm việc của các
bảo vệ lân cận nhau trong toàn hệ thống nhằm đảm bảo mức độ liên tục cung cấp
điện cao nhất, hạn chế đến mức thấp nhất thời gian ngừng cung cấp điện.
Tất nhiên
bảo vệ phát hiện và cách ly phần tử bị
sự cố càng nhanh càng tốt.Tuy
nhiên khi kết hợp với yêu cầu chọn lọc để thoả mãn yêu cầu tác động
nhanh cần phải sử dụng những loại bảo vệ phúc tạp và đắt tiền.
Rơle hay bảo vệ được gọi là tác động nhanh( hay
còn gọi là có tốc độ cao) nếu thời gian tác động không vượt quá 50ms( 2,5 chu
kỳ dao động của dòng điện tần số công nghiệp 50Hz) Rơle hay bảo vệ được gọi là
tác động tức thời nếu không thông qua
khâu trễ( tạo thời gian) trong tác động của rơle. Thông thường hai khái niệm tác động nhanh và tác động tức thời
được dùng thay thế lẫn nhau để chỉ các
rơle lẫn nhau để chỉ các rơle hoặc bảo
vệ có thời gian tác động không quá 50ms.
Ngoài thời gian tác động của rơle, việc loại nhanh
phần tử bị sự cố còn phụ thuộc vào tốc
độ thao tác của máy cắt điện. Các máy
cắt điện tốc độ cao hiện đại có thời gian
thao tác từ 20 đên 60ms ( từ 1 đến 3 chu kỳ 50Hz) những máy cắt thông thường có thời gian thao
tác không qua 5
chu kỳ( khoảng 100 ms ở 50Hz). Như vậy thời gian loại trừ sự cố( thời gian lam việc
của bảo vệ cộng với thời gian thao tác máy cắt) khoảng từ 2 đến 8 chu kỳ (
khoảng 40 đến 160 ms 50Hz) đối với các
bảo vệ tác động nhanh.
2.4- Độ
nhạy:
Độ nhạy
đặc trưng cho khả năng.Cảm nhận sự cố của rơle hoặc hệ thống bảo vệ, nó được
biểu diễn bằng hệ thống độ nhạy, tức tỉ
số giữa trị số của đại lượng vật lý đặt
vào rơle có sự cố với ngưỡng tác động của nó. Sự sai khác giữa trị số đại lượng
vật lý đặt vào rơle và ngưỡng tác động của nó càng lớn, rơle càng dễ cảm nhận
sự xuất hiện cuả sự cố, hay ta thường
nói rơle tác động càng nhạy.
Độ nhạy
thực tế của bảo vệ phụ thuộc vào nhiều
yếu tố, trong đó quan trọng nhất phải kể đến: Chế độ làm việc của hệ thống( mức
huy động nguồn) cấu hình của lưới điện, dạng ngắn mạch và vị trí điểm ngắn mạch, nguyên lý làm
việc của rơle, đặc tính của quá trình quá độ trong hệ thống điện vv...
Tuỳ theo
vai trò của bảo vệ mà yêu cầu về độ nhạy đối với nó cũng khác nhau. Các bảo vệ
chính thường yêu cần phải có hệ số độ nhạy trong khoảng từ 1,5 đến 2, còn các
bảo vệ dự phòng từ 1,2 đến 1,5
2.5. Tính
kinh tế.
Các BVRL phải thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật, đồng thời phải được lắp đặt sao
cho rẻ nhất đến mức có thể. Đối với mạng cao áp và siêu cao áp chi phí cho
trang thiết bị lắp đặt BVRL chỉ chiếm một phần nhỏ trong toàn bộ chi phí của
công trình, do đại đa số thiết bị ở mạng cao áp đều rất đắt nên không đòi hỏi
cao về yêu cầu kinh tế. Còn trong mạng trung áp và hạ áp
số lượng các thiết bị cần được bảo vệ rất lớn, mức độ yêu cầu bảo vệ không cao
do đó cần phải tính đến kinh tế lựa chọn sơ đồ và trang thiết bị BVRL sao cho
vừa đảm bảo tính kinh tế vừa có chi phí thấp nhất.
Nhận xét: 5 yêu cầu trên thường mâu thuẫn lẫn nhau,do đó cần
dung hoà các yêu cầu ở mức độ tốt nhất
trong việc tính toán lựa chọn sơ đồ và thiết bị bảo vệ.
No comments:
Post a Comment