Đường dây hoặc bảo vệ đường cấp điện là gì?

Đường dây hoặc bảo vệ nhánh là gì?

Định nghĩa về bảo vệ đường dây truyền tải

Bảo vệ đường dây truyền tải là một tập hợp các chiến lược được sử dụng để phát hiện và cách ly sự cố trên đường dây điện, đảm bảo ổn định hệ thống và giảm thiểu thiệt hại.

Bảo vệ quá dòng theo thời gian phân cấp

Cách này cũng có thể được gọi đơn giản là bảo vệ quá dòng cho đường dây truyền tải điện. Hãy thảo luận về các phương án khác nhau của bảo vệ quá dòng theo thời gian phân cấp.

Bảo vệ nhánh rẽ

Trong nhánh rẽ, điện năng chỉ chảy theo một hướng, từ nguồn đến tải. Loại nhánh này có thể dễ dàng được bảo vệ bằng cách sử dụng các rơle thời gian cố định hoặc rơle thời gian nghịch đảo.

Bảo vệ đường dây bằng rơle thời gian cố định

Phương án bảo vệ này rất đơn giản. Ở đây, toàn bộ đường dây được chia thành các đoạn khác nhau và mỗi đoạn được cung cấp rơle thời gian cố định. Rơle gần cuối đường dây nhất có thời gian đặt nhỏ nhất trong khi thời gian đặt của các rơle khác tăng dần theo hướng nguồn.

Ví dụ, giả sử có một nguồn tại điểm A, trong hình dưới đây

Tại điểm D, cầu chì CB-3 được lắp đặt với thời gian hoạt động của rơle là 0,5 giây. Tiếp theo, tại điểm C, một cầu chì khác CB-2 được lắp đặt với thời gian hoạt động của rơle là 1 giây. Cầu chì tiếp theo CB-1 được lắp đặt tại điểm B, gần nhất với điểm A. Tại điểm B, rơle được đặt với thời gian hoạt động là 1,5 giây.

Bây giờ, giả sử có sự cố xảy ra tại điểm F. Do sự cố này, dòng điện lỗi chảy qua tất cả các biến áp dòng (CT) được kết nối trong đường dây. Nhưng do thời gian hoạt động của rơle tại điểm D là nhỏ nhất, CB-3 liên quan sẽ ngắt trước tiên để cách ly khu vực lỗi khỏi phần còn lại của đường dây.

Trong trường hợp vì lý do nào đó, CB-3 không hoạt động, thì rơle có thời gian đặt cao hơn sẽ hoạt động để khởi động cầu chì liên quan. Trong trường hợp này, CB-2 sẽ ngắt. Nếu CB-2 cũng không hoạt động, thì cầu chì tiếp theo, tức CB-1, sẽ ngắt để cách ly phần lớn của đường dây.

Lợi ích của bảo vệ đường dây theo thời gian cố định

Lợi ích chính của phương án này là sự đơn giản. Lợi ích thứ hai là, trong trường hợp có sự cố, chỉ cầu chì gần nhất hướng về nguồn từ điểm sự cố sẽ hoạt động để cách ly vị trí cụ thể của đường dây.

Nhược điểm của bảo vệ đường dây theo thời gian cố định

Với nhiều đoạn trong một đường dây, rơle gần nguồn có thời gian trì hoãn dài hơn, điều này có nghĩa là sự cố gần nguồn mất nhiều thời gian hơn để cách ly, có thể gây thiệt hại nghiêm trọng.

Bảo vệ quá dòng đường dây bằng rơle nghịch đảo

Nhược điểm mà chúng ta vừa thảo luận về bảo vệ quá dòng theo thời gian cố định cho đường dây truyền tải, có thể dễ dàng khắc phục bằng cách sử dụng rơle nghịch đảo. Trong rơle nghịch đảo, thời gian hoạt động tỷ lệ nghịch với dòng điện sự cố.

Trong hình trên, thời gian đặt tổng thể của rơle tại điểm D là nhỏ nhất và thời gian đặt này tăng dần cho các rơle liên quan đến các điểm hướng về điểm A.

Trong trường hợp có sự cố tại điểm F, rõ ràng CB-3 tại điểm D sẽ ngắt. Nếu CB-3 không mở, CB-2 sẽ hoạt động do thời gian đặt tổng thể cao hơn ở rơle tại điểm C.

Dù rơle gần nguồn nhất có thời gian đặt dài nhất, nó sẽ ngắt nhanh hơn nếu có sự cố lớn gần nguồn vì thời gian hoạt động của nó tỷ lệ nghịch với dòng điện sự cố.

Bảo vệ quá dòng cho nhánh song song

Để duy trì sự ổn định của hệ thống, cần phải cấp tải từ nguồn thông qua hai hoặc nhiều nhánh song song. Nếu có sự cố xảy ra trong bất kỳ nhánh nào, chỉ nhánh lỗi đó nên được cách ly khỏi hệ thống để duy trì tính liên tục của nguồn cấp từ nguồn đến tải. Yêu cầu này làm cho việc bảo vệ nhánh song song phức tạp hơn so với bảo vệ quá dòng không có hướng đơn giản cho đường dây như trong trường hợp nhánh rẽ. Bảo vệ nhánh song song yêu cầu sử dụng rơle có hướng và phân cấp thời gian đặt rơle để ngắt chọn lọc.

Có hai nhánh được kết nối song song từ nguồn đến tải. Cả hai nhánh đều có rơle quá dòng không có hướng ở đầu nguồn. Các rơle này nên là rơle nghịch đảo. Ngoài ra, cả hai nhánh đều có rơle có hướng hoặc rơle ngược dòng ở đầu tải. Các rơle ngược dòng sử dụng ở đây nên là loại tức thời. Điều này có nghĩa là các rơle này nên hoạt động ngay khi dòng điện trong nhánh bị đảo chiều. Hướng dòng điện bình thường là từ nguồn đến tải.

Bây giờ, giả sử có sự cố xảy ra tại điểm F, nói rằng dòng điện sự cố là I f.

Sự cố này sẽ có hai đường dẫn song song từ nguồn, một qua cầu chì A và một qua CB-B, nhánh 2, CB-Q, bus tải và CB-P. Điều này được hiển thị rõ ràng trong hình dưới đây, nơi IA và IB là dòng điện sự cố được chia sẻ bởi nhánh 1 và nhánh 2 tương ứng.

Theo luật Kirchoff, I A + IB = If.

Bây giờ, IA đang chảy qua CB-A, IB đang chảy qua CB-P. Do hướng dòng chảy của CB-P bị đảo chiều, nó sẽ ngắt tức thì. Nhưng CB-Q sẽ không ngắt do dòng điện (điện năng) trong cầu chì này không bị đảo chiều. Ngay khi CB-P ngắt, dòng điện sự cố IB dừng chảy qua nhánh và do đó không còn vấn đề về hoạt động tiếp theo của rơle quá dòng nghịch đảo. IA vẫn tiếp tục chảy ngay cả khi CB-P đã ngắt. Sau đó, do dòng điện quá mức IA, CB-A sẽ ngắt. Theo cách này, nhánh lỗi được cách ly khỏi hệ thống.

Bảo vệ đường dây bằng dây phi công sai số

Đây đơn giản là một phương án bảo vệ sai số được áp dụng cho nhánh. Có nhiều phương án sai số được áp dụng để bảo vệ đường dây, nhưng hệ thống cân bằng điện áp Mess Price và hệ thống Translay là phổ biến nhất.

Hệ thống cân bằng Merz Price

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống cân bằng Merz Price khá đơn giản. Trong phương án bảo vệ đường dây này, biến áp dòng giống nhau được kết nối ở cả hai đầu của đường dây. Cực của các biến áp dòng giống nhau. Thứ cấp của các biến áp dòng và cuộn dây hoạt động của hai rơle tức thời tạo thành một vòng kín như được hiển thị trong hình dưới đây. Trong vòng kín, dây phi công được sử dụng để kết nối thứ cấp của cả hai biến áp dòng và cả hai cuộn dây rơle như được hiển thị.

Bây giờ, từ hình, rất rõ ràng rằng khi hệ thống hoạt động bình thường, sẽ không có dòng điện nào chảy qua vòng kín vì dòng điện thứ cấp của một biến áp dòng sẽ triệt tiêu dòng điện thứ cấp của biến áp dòng kia.

Bây giờ, nếu có sự cố xảy ra trong phần đường dây giữa hai biến áp dòng, dòng điện thứ cấp của một biến áp dòng sẽ không còn bằng và ngược chiều dòng điện thứ cấp của biến áp dòng kia. Do đó, sẽ có dòng điện tuần hoàn trong vòng kín.

Do dòng điện tuần hoàn này, cuộn dây của cả hai rơle sẽ đóng mạch ngắt của cầu chì liên quan. Do đó, đường dây lỗi sẽ được cách ly từ cả hai đầu.