Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
Bảo vệ dự phòng cho vùng bảo vệ cấp II trong bảo vệ khoảng cách bằng bảo vệ quá dòng có hướng với đồ thị kết hợp
Typology: Schemes and Mind Maps
1 / 11
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
I. Giới thiệu Vấn đề về phối hợp các bộ bảo vệ trong các hệ thống điện năng bao gồm việc lựa chọn các cài đặt phù hợp cho chúng sao cho chức năng bảo vệ cơ bản của chúng được đáp ứng theo các yêu cầu về độ nhạy, tính chọn lọc, độ tin cậy và tốc độ. Những yêu cầu này phải được đáp ứng cho nhiều điều kiện và cấu hình hệ thống khác nhau, và có thể được biểu diễn dưới các điều kiện như sau: i. Các sự cố khác nhau phải được phát hiện bởi các bộ bảo vệ phù hợp, ii. Các bộ bảo vệ nằm gần sự cố hơn nên được ưu tiên hoạt động, iii. Nếu một bộ bảo vệ chính gặp sự cố, một bộ bảo vệ dự phòng nên hoạt động, và iv. Hoạt động của bộ bảo vệ nên diễn ra càng nhanh càng tốt để ngăn ngừa hỏng hóc thiết bị, và phải diễn ra trong điều kiện hoạt động bất thường đe dọa tính toàn vẹn của hệ thống. Trong nhiều hệ thống truyền dẫn và truyền tải điện năng, các bộ bảo vệ quá dòng phụ hướng (Directional Overcurrent Relays – DOCR) được sử dụng như bảo vệ dự phòng; trong khi các hệ thống bảo vệ chính sử dụng các bộ bảo vệ khoảng cách. Các kế hoạch bảo vệ khoảng cách được triển khai tức thì cho vùng bảo vệ cấp I và trì hoãn cho vùng bảo vệ cấp II. Vùng bảo vệ cấp II đại diện cho một bảo vệ dự phòng có thời gian xác định, và thời gian hoạt động của nó kéo dài hơn 0,3 giây. Khi các hệ thống bảo vệ dây dẫn bao gồm cả bảo vệ khoảng cách và bảo vệ quá dòng có hướng, việc chỉnh định các bộ bảo vệ phải được tính toán cân nhắc cho cả hai. Tính toán riêng lẻ sẽ làm mất tính chọn lọc. Nếu thiết lập thời gian của vùng bảo vệ cấp II là cố định, việc xác định tự động các thiết lập có thể dẫn đến tình huống bất khả thi, cho
II. Phối hợp bảo vệ quá dòng phụ hướng/bảo vệ khoảng cách Vấn đề tối ưu cơ bản liên quan đến thời gian hoạt động của các relay có dạng cơ bản sau: ti min ≤ ti ≤ ti max (1) tb ( Zm ) − tm ( Zm ) ≥ CI (2) trong đó: ti là thời gian hoạt động của relay; tm ( Zm ) và tb ( Zm ) là thời gian hoạt động của relay chính và relay dự phòng trong vùng bảo vệ Zm; CI là thời gian phối hợp Vùng bảo vệ cấp II của bộ bảo vệ khoảng cách nối với cầu dao b phải chậm hơn bảo vệ quá dòng phụ hướng nối với cầu dao chính m : tz 2 − tm ( F 4) ≥ CI ' (3) trong đó CI ' là thời gian phối hợp, không nhất thiết phải bằng CI. Hình 1. Phối hợp giữa các bảo vệ quá dòng phụ hướng Thời gian hoạt động của bộ bảo vệ quá dòng phụ hướng chính được đo tại điểm F4, tương ứng phạm vi điện trở của vùng bảo vệ cấp II của bộ bảo vệ khoảng cách nối với cầu dao dự phòng. Bộ bảo vệ quá dòng phụ hướng liên kết với cầu dao b phải chậm hơn so với vùng bảo vệ cấp II của bộ bảo vệ khoảng cách nối với cầu dao chính m : tb ( F 3) − tz 2 ≥ CI ' (4)
Hình 2. Phối hợp giữa bộ bảo vệ quá dòng phụ hướng và bộ bảo vệ khoảng cách III. Bộ bảo vệ đa chức năng mới Các bộ bảo vệ đa chức năng mới tích hợp nhiều chức năng bảo vệ vào một thiết bị duy nhất. Việc tích hợp giảm số lượng thiết bị cần thiết cho mỗi ứng dụng và dây điện kèm theo. Một nền tảng phần cứng duy nhất với phần mềm có thể tích hợp bảo vệ và đo lường cho một nguồn cấp, tuân theo khái niệm "một nguồn cấp một thiết bị". Các chức năng bảo vệ đa dạng cho phép liên kết các thành phần trong phần mềm nhúng thay vì bên ngoài thiết bị. Công nghệ relay đa chức năng mới cải thiện bảo vệ trong khi tích hợp thêm các chức năng bổ sung như đo lường, kiểm soát, PLC và giao tiếp vào một thiết bị duy nhất. Bảo vệ được cải thiện vì nền tảng cho phép điều chỉnh các mẫu điện áp và dòng vào qua các thuật toán khác nhau để thu được các đại lượng như pha, thành phần đối xứng và tần số. Sự kết hợp này làm cho quyết định về sự cố trong hệ thống nhanh chóng và chính xác hơn. Phần mềm của các relay đa chức năng sử dụng lập trình hướng đối tượng cho việc thiết kế lược đồ. Bất kỳ thay đổi nào trong lược đồ đều được tự mô tả, vì thiết bị không thể thực hiện bất kỳ chức năng nào ngoài việc vẽ trực quan. Các lược đồ relay có thể được phát triển nhanh chóng cho các ứng dụng cụ thể. Khi một lược đồ được xây dựng, nó có thể được kiểm tra một cách dễ dàng và nhanh chóng bằng cách sử dụng Bộ Kiểm Tra Ảo (VTS) được thực hiện trong chương trình. VTS mô phỏng một hệ thống điện đơn giản bao gồm một nguồn điện áp, trở kháng nguồn và trở kháng dây dẫn. Tất cả các
Hình 4. Kết hợp pha – Thiết lập đã được cải thiện Yếu tố được lập trình đầu tiên được sử dụng để phối hợp hoạt động của thiết bị cho dòng sự cố cao gần trạm biến áp. Yếu tố thứ hai được phối hợp cho dòng sự cố ở giữa dây dẫn, trong khi yếu tố thứ ba được phối hợp cho dòng sự cố ở cuối dây dẫn. Yếu tố thứ hai và thứ ba của bảo vệ quá dòng thời gian xác định được phối hợp với bảo vệ quá dòng tức thời của thiết bị dưới dòng sự cố. Điều này cho phép thiết bị ở trên phản ứng nhanh hơn cho các dòng sự cố ở giữa và cuối vùng bảo vệ của nó. IV. Kết quả mô phỏng Phương pháp đề xuất được áp dụng cho việc thiết lập các relay DOCR cho hệ thống được hiển thị trong Hình 5. Hệ thống bao gồm 2 máy phát điện, 2 máy biến áp Y-Y, 9 thanh bus và 7 dây dẫn. Các cài đặt dòng kích hoạt (IP) và tỉ lệ biến áp dòng điện (CTR) được cho trong bảng 1. Các đặc điểm của hệ thống như sau:
Bảng 1. Số liệu cơ bản của relay DOCR CB CTR Ip (A) 1 600/5 5. 2 400/5 5. 3 200/5 5. 4 200/5 5. 5 600/5 5. 6 400/5 5. 7 400/5 5. 8 400/5 5. 9 400/5 5. 10 300/5 5. 11 1600/5 5. 12 100/5 5. 13 1600/5 5. 14 100/5 5. 15 400/5 5. 16 400/5 5. Bảng 2 hiển thị các kết quả thu được từ việc áp dụng phương pháp đề xuất cho cài đặt thời gian điều chỉnh relay DOCR cho một lược đồ kết hợp với các relay khoảng cách. Thời gian vùng bảo vệ cấp II của các relay khoảng cách được cố định và giống nhau cho tất cả các relay. Mô phỏng được thực hiện cho 5 trường hợp khác nhau. Trong những trường hợp này, giá trị tz2 được cố định và được đưa vào vấn đề tối ưu hóa như một input. Như có thể suy luận từ Bảng 2 , không có ảnh hưởng nào đối với cài đặt thời gian điều chỉnh cho tz2 ≤ 0.4s, nhưng cho tz2 > 0.4s và CI’ ≥ 0.4s, dẫn đến tình huống không khả thi. Trong những trường hợp này, đặc tính dòng thời gian của DOCR được thay đổi từ IDMT sang một lược đồ kết hợp gồm IDMT và hai thời gian xác định theo Hình 4. Những trường hợp này được đánh dấu bằng UR (Universal Relay) trong Bảng 2. Các
tz2(s) 0.6 0.5 0.4 0.3 0. CI(s) 0.4 0.4 0.4 0.4 0. CI’(s) 0.5 0.4 0.3 0.3 0. V. Kết luận Bài báo này mô tả một phương pháp mới để phối hợp relay DOCR và relay khoảng cách bằng cách sử dụng một bộ relay bảo vệ phổ cập với một nền tảng phần mềm giúp thiết kế các đường cong TCC có hình dạng khác nhau trên cùng một phần cứng. Khi kết hợp các đường cong TCC khác nhau, thời gian phản ứng của thiết bị nhanh hơn và chính xác hơn so với phương pháp truyền thống. Phương pháp đề xuất xác định thời gian tối ưu cho các cài đặt vòng điều chỉnh thời gian trong một lược đồ kết hợp với các relay quá dòng phụ hướng. Khi vấn đề tối ưu hóa không hội tụ do thời gian cố định của vùng bảo vệ cấp II của relay khoảng cách, relay DOCR truyền thống với đặc điểm IDMT được thay thế bằng relay phổ cập. Một ví dụ về việc phối hợp cho một hệ thống điển hình được trình bày để chứng minh cách các thiết bị đa chức năng mới có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề phối hợp không khả thi. Ta đã chỉ ra rằng việc giữ nguyên cài đặt cổ điển từ 0,25 đến 0,4 giây được sử dụng trong các lược đồ khoảng cách cho vùng thứ hai đảm bảo sự lựa chọn có thể được giữ nguyên, và các khó khăn trong việc phối hợp sẽ được giải quyết bằng cách sử dụng DOCR với đặc điểm đa phần.
VI. Tài liệu tham khảo
1. Back-Up Protection of Distance Relay Second Zone by Directional Overcurrent Relays with Combined Curves. https://ieeexplore.ieee.org/document/1709262/
