Xem mẫu
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA
(MEAE2021)
Bảo vệ chống chạm đất một pha chọn lọc ứng dụng ic số logic
Đinh Văn Thắng 1, *
1 Khoa Cơ - Điện, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam, dinhvanthang@humg.edu.vn
THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT
Quá trình:
Thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha chọn lọc ứng dụng IC số logic, tác
Nhận bài 15/05/2021 động theo theo nguyên tắc số là phiên bản của thiết bị bảo vệ chống chạm
Chấp nhận 16/7/2021 đất một pha định hướng, tác động theo pha của dòng thứ tự không sử dụng
Đăng online 19/12/2021 nguyên tắc xác định hướng của dòng thứ tự không so với điện áp thứ tự
Từ khóa: không ở chế độ xác lập khi chạm đất một pha. Khác với thiết bị bảo vệ chống
Chạm đất một pha, bảo vệ chạm đất một pha định hướng theo dạng tương tự (Analog) ở chế độ xác lập
chống chạm đất, dòng thứ
khi chạm đất một pha, thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha định hướng
theo nguyên tắc số phản ứng tức thì với bán chu kỳ đầu của dòng và áp thứ
tự không, áp thứ tự không, tự không, vì thế tính tác động nhanh cao hơn nhiều và mức độ chống nhiễu
pha chạm đất tốt hơn. Sử dụng các bộ biến đổi tín hiệu dòng điện và điện áp thứ tự không
ở dạng tương tự thành tín hiệu xung – số và các thuật toán xử lý tín hiệu
xung – số để xây dựng thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha chọn lọc cho
lưới điện 6 – 10 kV trung tính cách ly trong các mỏ sẽ giải quyết được những
nhược điểm còn tồn tại của các thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha
truyền thống trước đây. Báo cáo khoa học này đưa ra cơ sở và nguyên lý
hoạt động của Thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha chọn lọc ứng dụng
IC số logic áp dụng cho mạng điện trung áp 6 – 10 kV mỏ hầm lò có nhiều
khởi hành làm việc song song.
© 2021 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm.
1. Mở đầu hiệu quả đối với lưới điện có các thông số mạng
thay đổi liên tục.
Thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha định
Bản thảo bài báo gửi đăng trên Tạp chí Khoa
hướng, tác động theo theo nguyên tắc số là phiên
học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất được thực hiện theo
bản của thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha
quy định dưới đây.
định hướng, tác động theo pha của dòng thứ tự
không sử dụng nguyên tắc xác định hướng của 2. Cơ sở lý thuyết
dòng thứ tự không so với điện áp thứ tự không ở Thuật toán logic hàm chức năng bảo vệ chống
chế độ xác lập khi chạm đất một pha (Буксторов chạm đất một pha của thiết bị như sau:
В.Ф.; Поляков В.Е., 1987). y (t ) = y+ (t ). y− (t )
Thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha định
hướng theo nguyên tắc số được sử dụng cho các = du+ .i+ (t ). y+ (t ). du− .i− (t ). y− (t )
lưới điện trung áp 6 – 10 kV trung tính không nối
đất. du+ ( − ) = u+ ( − ) (t ).u+ ( − ) (t − t )
Ưu điểm của thiết bị bảo vệ chống chạm đất
1, −khi : u+ ( − ) u
một pha định hướng theo nguyên tắc số là sử dụng u+ ( − ) =
0, −khi : u+ ( − ) u
88
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA
(MEAE2021)
1, −khi : i + ( − ) i
thời gian ¼ chu kỳ, trên hai cực của máy biến áp
i+ ( −) = thứ tự không HTMи xuất hiện tín hiệu điện áp thứ
0, −khi : i + ( − ) i
tự không 3uo. Tại cửa ra của các bộ biến đổi tín
trong đó: hiệu xuất hiện các dãy xung vuông có tần số bằng
y(t), y+(t), y-(t) – tín hiệu ra tại thời điểm t; 100 Hz. Tại cửa ra của phần tử đồng dấu 5, 6 có tín
u+(-)(t), i+(-)(t) – đại lượng vào tại thời điểm hiệu khi và chỉ khi đồng thời có hai tín hiệu: 1-xung
t ứng với các nửa chu kỳ dương và âm; vuông dòng thứ tự không và xung hẹp từ bộ tạo
u+/-(t-∆t) – các tín hiệu vào xét tại thời điểm xung hẹp 7, 8. Khi có tín hiệu tại cửa ra của một
trước t; trong hai phần tử 9 hay 11, khối thừa hành cuối 14
d – thuật toán chuyển tiếp; tác động, gửi tín hiêu cắt máy cắt để cắt nguồn tại
du+ ( − ) - tín hiệu xung xuất hiện tại thời điểm khởi hành có chạm đất (Huỳnh Đắc Thắng, 1994).
chuyển tiếp từ giá trị logic 0 sang giá trị logic 1; u, 4. Nguyên lý hoạt động của bảo vệ
i, các giá trị ngưỡng điện áp và dòng điện cho
trước. Khi chạm đất một pha bên ngoài vùng bảo vệ,
thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha định
3. Sơ đồ khối chức năng của bảo vệ hướng theo nguyên tắc số không tác động do cửa
ra của khối đồng dấu luôn có trị logic 0.
Như vậy, thiết bị bảo vệ chống chạm đất một
pha định hướng theo nguyên tắc số chỉ cho tín
hiệu cắt máy căt khi và chỉ khi tín hiệu dòng thứ tự
không luôn vượt trước pha của điện áp thứ tự
không (Букстояров В.Ф.; Щуцкий В.И., 1999).
Sơ đồ khối cấu trúc của thiết bị bảo vệ chống
chạm đất một pha chọn lọc ứng dụng IC logic kỹ
thuật số (hình 1) gồm: 1-biến dòng thứ tự không;
2-biến áp thứ tự không; 3, 4- khối biến đổi tín hiệu;
Hình 2 là sơ đồ thiết bị bảo vệ chống chạm đất
5,6- phần tử đồng dấu (so sánh bằng); 7,8- bộ tạo
một pha định hướng theo nguyên tắc số sử dụng
xung hẹp; 9,11,13 phần tử logic OR; 10,12-phần tử
logic AND bổ xung;14-khối đầu ra. linh kiện cách ly quang điện tử. Thiết bị này xác
định khởi hành chạm đất theo nguyên tắc so sánh
Khối biến đổi tín hiệu 3,4 có chức năng biến đổi
tín hiệu dòng và áp thứ tự không dạng nửa sóng đồng dấu của hai đại lượng dòng và áp thứ tự
không ở bán chu kỳ đầu tiên. Trong sơ đồ cấu trúc
sin thành chuỗi xung vuông, độ rộng bằng với nửa
chu kỳ của chúng. Các phần tử logic 5,6,9-13 và bộ của thiết bị gồm những bộ phận sau: khối khuếch
tạo xung hẹp 7,8 được xây dựng từ các mạch vi đại và cách ly tín hiệu vào A1, A2; khối logic A3, A4;
phần tử đảo A5,A7; đi ốt và tụ điện C; Trigger đếm
điện tử.
T; bộ khuếch đại công suất cuối A9 và rơ le thừa
Các phần tử 9, 11 và 10, 12 có chức năng như
hành K.
một mắt nhớ tạm thời.
Thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha định Thiết bị hoạt động như sau. Khi chạm đất xảy
ra trong vùng bảo vệ, tại cửa ra của khối khuếch
hướng theo nguyên tắc số hoạt động như sau. Khi
chạm đất một pha trong vùng bảo vệ, tín hiệu dòng đại tín hiệu vào A1, A2 có tín hiệu, khối logic A3 sẽ
hoạt động khóa liên động phần tử A4. Đồng thời
điện thứ tự không 3io xuất hiện trước. Sau khoảng
89
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC VỀ CƠ KHÍ – ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA
(MEAE2021)
tại thời điểm này xuất hiện tín hiệu ở đầu vào khối và các thuật toán xử lý tín hiệu xung – số để xây
đồng dấu A6. Khi đạt ngưỡng U, phần tử A4 vẫn dựng thiết bị bảo vệ chống chạm đất một pha chọn
không tác động khi vẫn còn tín hiệu khóa từ A3. lọc cho lưới điện 6 – 10 kV trung tính cách ly trong
Khi phần tử A5 hoạt động, do có tín hiệu vào tác các mỏ sẽ giải quyết được những nhược điểm còn
động, cửa ra của nó đưa tín hiệu đến A6, A7 và tồn tại của các thiết bị bảo vệ chống chạm đất một
trigger A8 để lật trạng thái của trigger A8. Kết quả pha truyền thống trước đây. Báo cáo khoa học này
bộ khuếch đại công suất cuối sẽ cấp điện cho rơ le đưa ra cơ sở và nguyên lý hoạt động của thiết bị
K, rơ le K sẽ đưa tín hiệu cắt máy cắt. bảo vệ chống chạm đất một pha chọn lọc ứng dụng
Khi chạm đất ngoài vùng bảo vệ, phần tử A3 IC số logic áp dụng cho mạng điện cao áp 6 – 10 kV
không tác động vì dấu của hai đại lượng dòng và mỏ có nhiều khởi hành làm việc song song.
áp thứ tự không ngược nhau, phần tử A6 không
tác động, trigger A8 không lật trạng thái vì thế Tài liệu tham khảo
thiết bị không gửi tín hiệu cắt máy cắt.
Phần tử A7 cùng với đi ốt và tụ C cho phép sơ Буксторов В.Ф.; Поляков В.Е. (1987),
đồ tự động trở về trạng thái ban đầu khi sự cố Устройство для токовой направленной
được khắc phục. защиты от однофазного замыкания на
землю в сети с изолированной нейтралю.
5. Kết luận
Изд. Вузов Электромеханика, No5 – CTp.
Khác với thiết bị bảo vệ chống chạm đất một 119-122.
pha định hướng, tác động theo pha của dòng thứ
Букстояров В.Ф.; Щуцкий В.И. (1999), Защита
tự không sử dụng nguyên tắc xác định hướng của
от замыканий на землю в
dòng thứ tự không so với điện áp thứ tự không ở
электроустановках 6 -35 кВ. Изд.
chế độ xác lập khi chạm đất một pha, thiết bị bảo
Екатенбург, Стр. 233-241.
vệ chống chạm đất một pha định hướng theo
nguyên tắc số phản ứng tức thì với bán chu kỳ đầu Huỳnh Đắc Thắng (1994), Cẩm nang thực hành
của dòng và áp thứ tự không, vì thế tính tác động vi mạch tuyến tính TTL/LS, CMOS. Nhà xuất bản
nhanh cao hơn nhiều, vì thế tính tác động nhanh Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
cao hơn và mức độ chống nhiễu tốt hơn. Sử dụng
các bộ biến đổi tín hiệu dòng điện và điện áp thứ
tự không ở dạng tương tự thành tín hiệu xung – số
90
nguon tai.lieu . vn
