BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN CÓ HƯỚNG
1. Nguyên lý làm việc
- Bảo vệ quá dòng điện có hướng là chức năng bảo vệ làm việc dựa trên nguyên lý so sánh giá trị dòng điện đo lường được Im với giá trị dòng điện cài đặt trên rơle It (ngưỡng tác động). Đồng thời cũng xác định thêm phần tử định hướng công suất (chiều dòng điện ngắn mạch).
- Khi thoả mãn 2 điều kiện (Im ≥ It) & Chiều công suất hướng thuận (hướng về phía đối tượng cần bảo vệ) thì rơle sẽ tác động sau 1 khoảng thời gian cài đặt trước t.
2. Thành phần định hướng
- Phần tử định hướng theo miền tác động hoạt động dựa trên hai thành phần: Thành phần tham chiếu và thành phần cần xác định hướng.
- Điện áp được sử dụng để làm thành phần tham chiếu thay vì dòng điện với lý do là điện áp ít biến đổi trong quá trình sự cố; nếu chọn dòng điện là đại lượng tham chiếu thì ở chế độ không tải hoặc non tải dòng điện bằng 0 hoặc rất thấp sẽ không sử dụng được.
- Việc định hướng miền tác động, trở về chính là việc xác định xem véctơ dòng điện nằm ở phía nào so với véc tơ điện áp tham chiếu, thực chất là xác định góc giữa dòng điện và vectơ điện áp tham chiếu.
- Đặc tính hoạt động của phần tử định hướng miền tác động, trở về được chia ra thành hai vùng: Miền tác động và miền trở về như sau:
- Biên giới giữa hai miền được được xác định như sau:
(1) Lấy vectơ điện áp tham chiếu (Ví dụ UBC) làm chuẩn
(2) Xác định đường thẳng tạo với vectơ điện áp tham chiếu một góc θ0 (Góc θ0 được gọi là góc đặc tính của phần tử định hướng và thường lấy một trong các giá trị 300, 450 hoặc 600, trong đó góc 450 được sử dụng mặc định trong hầu hết các rơle số). Đường thẳng này còn gọi là đường có độ nhạy lớn nhất, trong các tài liệu còn được gọi là “Maximum Torque Angle” hay MTA.
(3) Xác định đường thẳng vuông góc với đường có độ nhạy lớn nhất này. Đường vuông góc này chính là biên giới của vùng cho phép và vùng tác động.
(4) Nếu vectơ dòng điện (ví dụ IA) nằm trong miền làm việc thì đầu ra của phần tử định hướng sẽ là lôgic 1 (tác động) và ngược lại sẽ là lôgic 0 (trở về).
- Khi có sự cố ngắn mạch trên đường dây, dòng điện sự cố được đưa vào rơle thông qua biến dòng điện, điện áp rơi tại đầu đường dây được đưa vào rơle thông qua biến điện áp.
- Căn cứ vào dòng điện và điện áp đo được, rơle sẽ tự xác định được miền tác động và miền trở về.
3. Hướng dẫn thí nghiệm
- Đấu nối sơ đồ mạch đúng theo hình bên dưới
- Hợp bộ thử nghiệm chuyên dụng có chức năng thay đổi góc dòng điện, điện áp được sử dụng để thử nghiệm miền tác động, trở về của rơle định hướng. Sơ đồ đấu nối mạch dòng điện và mạch điện áp đến rơle như hình trên.
- Các mạch dòng điện IA, IB, IC và mạch điện áp VA, VB, VC phải đấu nối đúng như thứ tự để tránh sự nhầm lẫn trong quá trình thử nghiệm.
- Cấp nguồn cho hợp bộ thử nghiệm, mở phần mềm mô phỏng hợp bộ thử nghiệm trên máy tính.
- Từ các trị số chỉnh định trên rơle, Ta xây dựng miền tác động và miền trở về như hình dưới:
- Phát điện áp, dòng điện với góc vectơ điện áp trùng với điện áp tham chiếu, góc vectơ dòng điện trùng với đường biên giới giữa miền tác động và miền trở về.
- Thay đổi góc vectơ dòng điện từ từ theo hướng di chuyển vào miền tác động đến khi rơle tác động, ghi lại giá trị góc dòng tác động. Sau đó thay đổi vectơ dòng điện từ từ theo hướng đi ra khỏi miền tác động, đến khi rơle trở về, ghi lại giá trị góc dòng trở về.
- Thực hiện tại hai đường biên giữa miền tác động và miền trở về, ghi lại giá trị miền tác động và miền trở về.
- Sau khi ghi lại các kết quả thử nghiệm, ta sẽ đánh giá kết quả ghi nhận được theo công thức tính toán độ lệch góc tác động như sau:
Độ lệch góc = Góc tác động – Góc tham chiếu
- Sau khi tính toán độ lệch góc của miền tác động, trở về, ta so sánh kết quả độ lệch góc so với tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.
- Nếu kết quả nằm trong giới hạn cho phép ta sẽ kết luận kết quả thử nghiệm đạt yêu cầu kỹ thuật.