Bảo vệ sự cố đất hạn chế

Trường dữ liệu: Bách khoa toàn thư

China

Các Sự Cố Trái Đất: Nguyên Nhân, Tác Động và Các Biện Pháp Bảo Vệ

Sự cố trái đất xảy ra khi có một kết nối điện không mong muốn giữa dây dẫn sống và đất. Điều này thường xảy ra do sự hỏng hóc của cách điện, có thể do các yếu tố như lão hóa của các thành phần điện, hư hại cơ học hoặc tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt. Khi xảy ra sự cố trái đất, dòng điện ngắn mạch tăng đột biến qua hệ thống điện. Những dòng điện lỗi này quay trở lại nguồn thông qua chính đất hoặc qua thiết bị điện được kết nối.

Sự hiện diện của dòng điện lỗi trái đất có thể gây hậu quả nghiêm trọng. Chúng có thể gây thiệt hại đáng kể cho thiết bị trong hệ thống điện, bao gồm biến áp, động cơ và thiết bị chuyển mạch, bằng cách làm quá nhiệt các bộ phận, chảy cách điện và thậm chí dẫn đến phá hủy vật lý. Hơn nữa, sự cố trái đất làm gián đoạn liên tục cung cấp điện, dẫn đến mất điện ảnh hưởng đến người tiêu dùng dân dụng, thương mại và công nghiệp.

Để giảm thiểu rủi ro liên quan đến sự cố trái đất, phương án bảo vệ sự cố trái đất hạn chế được sử dụng. Lõi của phương án bảo vệ này là rơle sự cố trái đất, một thành phần quan trọng đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ hệ thống điện. Khi phát hiện sự cố trái đất, rơle sự cố trái đất phát lệnh cắt cho cầu dao. Hành động này nhanh chóng cách ly phần mạch bị lỗi, do đó hạn chế dòng điện lỗi và giảm thiểu thiệt hại tiềm tàng.

Rơle sự cố trái đất được đặt ở phần dư của biến dòng, như được minh họa trong hình dưới đây. Việc đặt vị trí này cho phép rơle theo dõi và phát hiện hiệu quả các dòng điện bất thường chỉ ra sự cố trái đất. Cụ thể, nó cung cấp bảo vệ cần thiết cho cuộn dây tam giác hoặc cuộn dây sao không nối đất của biến áp, bảo vệ các thành phần quan trọng này khỏi tác động phá hủy của dòng điện lỗi. Hình dưới đây cũng mô tả các kết nối chi tiết của rơle sự cố trái đất với cuộn dây sao hoặc tam giác của biến áp, nhấn mạnh cấu hình chính xác đảm bảo phát hiện và bảo vệ sự cố đáng tin cậy.

Cấu Hình và Hoạt Động của Hệ Thống Bảo Vệ Sự Cố Trái Đất

Biến dòng (CTs) đóng vai trò quan trọng trong hệ thống bảo vệ sự cố trái đất, được đặt chiến lược trên cả hai bên của khu vực bảo vệ được chỉ định. Các đầu cuối thứ cấp của các CTs được kết nối song song với rơle bảo vệ, tạo thành đường dẫn điện quan trọng cho việc phát hiện sự cố. Đầu ra của các CTs được thiết kế đặc biệt để đại diện cho dòng điện thứ tự không chảy qua đường dây điện. Đặc biệt, trong trường hợp sự cố bên ngoài, dòng điện thứ tự không còn, trong khi trong trường hợp sự cố bên trong, nó tăng lên gấp đôi giá trị thực của dòng điện lỗi.

Hoạt Động của Hệ Thống Bảo Vệ Sự Cố Trái Đất

Phía kết nối sao của hệ thống điện được bảo vệ bởi cơ chế bảo vệ sự cố trái đất hạn chế, như được minh họa trong hình dưới đây. Phương án bảo vệ này được thiết kế để phát hiện và phản ứng chính xác với sự cố trái đất trong khu vực được bảo vệ, tận dụng các đặc điểm độc đáo của dòng điện thứ tự không để đảm bảo cách ly sự cố nhanh chóng và đáng tin cậy.

Hệ Thống Bảo Vệ Sự Cố Trái Đất: Cơ Chế Hoạt Động và Đặc Điểm Thiết Kế

Giả sử một sự cố bên ngoài, ký hiệu F1, xảy ra trong mạng điện. Sự cố này gây ra các dòng điện I1 và I2 chảy qua thứ cấp của các biến dòng (CTs). Do cấu hình điện và bản chất của sự cố bên ngoài, tổng cộng của I1 và I2 là không. Ngược lại, khi xảy ra sự cố bên trong khu vực bảo vệ, ví dụ F2, chỉ có dòng điện I2 hiện diện; dòng điện I1 hiệu quả bị triệt tiêu hoặc không đáng kể. Dòng I2 này sau đó đi qua rơle sự cố trái đất, kích hoạt hoạt động của nó. Quan trọng, rơle sự cố trái đất được thiết kế để hoạt động chỉ đối với sự cố bên trong khu vực bảo vệ, đảm bảo rằng nó chọn lọc cách ly các phần mạch bị lỗi.

Rơle sự cố trái đất phải có độ nhạy cao để phát hiện chính xác các sự cố. Nó được thiết kế để cảm nhận các dòng điện lỗi vượt quá dòng điện cuộn dây định mức ít nhất 15%. Cài đặt cụ thể này cho phép rơle bảo vệ một phần giới hạn của cuộn dây điện, đó là lý do tại sao phương án bảo vệ này được gọi là bảo vệ sự cố trái đất hạn chế.