Tài liệu Bảo vệ hệ thống điện - chương 3 docx

21

Chỉång3:


BO VÃÛ DNG CỌ HỈÅÏNG

I. NGUN TÀÕC TẠC ÂÄÜNG:


Hçnh 3.1 : Mảng håí cọ ngưn cung cáúp 2 phêa.

Âãø âm bo càõt chn lc hỉ
hng trong mảng håí cọ mäüt vi
ngưn cung cáúp, cng nhỉ trong
mảng vng cọ mäüt ngưn cung
cáúp tỉì khong nàm 1910 ngỉåìi ta
bàõt âáưu dng bo vãû dng cọ
hỉåïng.
Bo vãû dng âiãûn cọ
hỉåïng l loải bo vãû phn ỉïng
theo giạ trë dng âiãûn tải chäù näúi
bo vãû v gọc pha giỉỵa dng
âiãûn âọ våïi âiãûn ạp trãn thanh
gọp ca trảm cọ âàût bo vãû. Bo
vãû s tạc âäüng nãúu dng âiãûn
vỉåüt quạ giạ trë âënh trỉåïc (dng
khåíi âäüng I
KÂ
) v gọc pha ph

håüp våïi trỉåìng håüp ngàõn mảch
trãn âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû.



Hçnh 3.2 : Mảng vng cọ 1 ngưn
cung cáúp
II. SÅ ÂÄƯ BV DNG CỌ HỈÅÏNG:
Trỉåìng håüp täøng quạt, bo vãû dng âiãûn cọ hỉåïng gäưm 3 bäü pháûn chênh:
khåíi âäüng, âënh hỉåïng cäng sút
v
tảo thåìi gian
(hçnh 3.3). Bäü pháûn âënh
hỉåïng cäng sút ca bo vãû âỉåüc cung cáúp tỉì mạy biãún dng (BI) v mạy biãún
âiãûn ạp (BU). Âãø bo vãû tạc âäüng âi càõt, táút c cạc bäü pháûn ca bo vãû cáưn phi
tạc âäüng.
Bàòng viãûc kho sạt sỉû lm viãûc ca råle âënh hỉåïng cäng sút khi hỉ hng
trong v ngoi vng bo vãû ta s rụt ra âỉåüc nhỉỵng tênh cháút måïi ca bo vãû dng
cọ thãm råle âënh hỉåïng cäng sút.
Khi ngàõn mảch trãn âoản AB (tải âiãøm N’ gáưn thanh gọp B, hçnh 3.2) trong
vng tạc âäüng ca bo vãû 2, âäư thë vẹctå cạc dng âiãûn I’
N
, I”
N
v I
N
= I’
N
+I”
N

nhỉ
trãn hçnh 3.4a. Cạc dng âiãûn ny cháûm sau sỉïc âiãûn âäüng E
p
ca ngưn cung cáúp
mäüt gọc ϕ
HT
v chụng tảo nãn mäüt gọc ϕ
D
so våïi ạp dỉ U
pB
trãn thanh gọp trảm B.

22
Khi ngừn maỷch trón õoaỷn BC gỏửn thanh goùp B (õióứm N, hỗnh 3.2), õọử thở veùctồ
caùc doỡng õióỷn õoù thổỷc tóỳ vỏựn giọỳng nhổ õọỳi vồùi õióứm N (hỗnh 3.4b). Aùp dổ U
pB

khọng thay õọứi vóử goùc pha. Nóỳu choỹn doỡng I
R2
cuớa baớo vóỷ 2 coù hổồùng tổỡ thanh
goùp B vaỡo õổồỡng dỏy AB (hỗnh 3.2) vaỡ lỏỳy U
R2
= U
PB
thỗ coù thóứ xaùc õởnh õổồỹc quan
hóỷ goùc pha giổợa I
R2
vaỡ U
R2
khi ngừn maỷch ồớ õióứm N vaỡ N.

Hỗnh 3.3 : Sồ õọử nguyón lờ 1 pha cuớa baớo vóỷ doỡng coù hổồùng.

Lỏỳy veùctồ õióỷn aùp U
R2
laỡm gọỳc õóứ xaùc õởnh goùc pha cuớa I
R2
. Goùc lóỷch pha
õổồỹc coi laỡ dổồng khi doỡng chỏỷm sau aùp vaỡ ỏm khi vổồỹt trổồùc.
Khi ngừn maỷch ồớ N, cọng suỏỳt ngừn maỷch hổồùng tổỡ thanh goùp B vaỡo õổồỡng
dỏy AB, luùc ỏỳy I
R2
= I
N
vaỡ
R2
= goùc (U
R2
,I
R2
) =
D
. Khi ngừn maỷch ồớ N cọng suỏỳt
ngừn maỷch hổồùng tổỡ õổồỡng dỏy AB õóỳn thanh goùp B, I
R2
= - I
N
vaỡ
R2

=
D
- 180
0
.
Nhổ vỏỷy khi dởch chuyóứn õióứm hổ hoớng tổỡ vuỡng õổồỹc baớo vóỷ ra vuỡng khọng õổồỹc
baớo vóỷ, goùc pha cuớa I
R2
õỷt vaỡo rồle cuớa baớo vóỷ 2 so vồùi U
R2
õaợ thay õọứi 180
0

(giọỳng nhổ sổỷ õọứi hổồùng cuớa cọng suỏỳt ngừn maỷch). Nọỳi rồle õởnh hổồùng cọng suỏỳt
thóỳ naỡo õóứ noù khồới õọỹng khi nhỏỷn õổồỹc goùc
R2
(cọng suỏỳt ngừn maỷch hổồùng tổỡ
thanh goùp vaỡo õổồỡng dỏy) vaỡ khọng khồới õọỹng khi nhỏỷn õổồỹc goùc
R2
khaùc vồùi

R2
mọỹt goùc 180
0
(cọng suỏỳt ngừn maỷch hổồùng tổỡ õổồỡng dỏy vaỡo thanh goùp) vaỡ
nhổ vỏỷy ta coù thóứ thổỷc hióỷn õổồỹc baớo vóỷ coù hổồùng.

Hỗnh 3.4 : ọử thở vectồ aùp vaỡ doỡng khi hổồùng cọng suỏỳt NM
õi tổỡ thanh goùp vaỡo õổồỡng dỏy (a) vaỡ tổỡ õổồỡng dỏy vaỡo thanh goùp (b)

23
III. THÅÌI GIAN LM VIÃÛC:
Bo vãû dng cọ hỉåïng thỉåìng âỉåüc thỉûc hiãûn våïi
âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp
,
thåìi gian lm viãûc ca cạc bo vãû âỉåüc xạc âënh theo
ngun tàõc báûc thang
ngỉåüc chiãưu nhau
. Táút c cạc bo vãû ca mảng âỉåüc chia thnh 2 nhọm theo
hỉåïng tạc âäüng ca bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút. Thåìi gian lm viãûc ca mäùi
nhọm âỉåüc chn theo ngun tàõc báûc thang nhỉ â xẹt âäúi våïi bo vãû dng cỉûc
âải.
Xẹt vê dủ vãư ngun tàõc chn thåìi gian lm viãûc ca cạc bo vãû trong mảng
håí cọ ngưn cung cáúp 2 phêa (hçnh 3.5a).

Hçnh 3.5 : Âàûc tênh thåìi gian lm viãûc ca cạc bo vãû dng cọ hỉåïng

Bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút chè lm viãûc khi hỉåïng cäng sút ngàõn mảch
âi tỉì thanh gọp vo âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû (quy ỉåïc v bàòng mi tãn åí bo vãû).
Cạc bo vãû âỉåüc chia thnh 2 nhọm : 2, 4, 6, v 5, 3, 1.
Mäùi nhọm bo vãû cọ thãø chn thåìi gian lm viãûc theo ngun tàõc báûc thang
khäng phủ thüc vo thåìi gian lm viãûc ca nhọm kia. Trãn hçnh 3.5b l âàûc tênh
thåìi gian ca cạc bo vãû âỉåüc chn theo ngun tàõc báûc thang ngỉåüc chiãưu nhau.
Tỉång tỉû cng cọ thãø chn thåìi gian lm viãûc ca bo vãû dng cỉûc âải cọ
hỉåïng cho mảng vng cọ mäüt ngưn cung cáúp (hçnh 3.2). Âiãøm khạc biãût l thåìi
gian l
m viãûc ca bo vãû 2 v 5 cọ thãø chn ≈ 0.

IV. HIÃÛN TỈÅÜNG KHÅÍI ÂÄÜNG KHÄNG ÂÄƯNG THÅÌI:
Khi ngàõn mảch, vê dủ åí âoản AB ráút gáưn thanh gọp trảm A (âiãøm N’’’ - hçnh

3.2), háưu nhỉ ton bäü dng ngàõn mảch âãưu hỉåïng âãún âiãøm ngàõn mảch qua mạy
càõt 1, cn pháưn dng chảy theo mảch vng ngang qua mạy càõt 6 ráút bẹ (gáưn bàòng
0). Kãút qu l bo vãû 2 s khäng tạc âäüng âỉåüc vo thåìi âiãøm âáưu ca ngàõn mảch
(d ràòng nọ cọ thåìi gian lm viãûc bẹ nháút). Bo vãû 1 ca âỉåìng dáy AB s tạc
âäüng trỉåïc càõt mạy càõt 1, lục áúy bo vãû 2 måïi cọ thãø lm viãûc.
Hiãûn tỉåüng 1 trong 2 bo vãû åí hai phêa c
a mäüt âỉåìng dáy chè cọ thãø bàõt âáưu
lm viãûc sau khi bo vãû kia â tạc âäüng v càõt mạy càõt ca mçnh âỉåüc gi l
hiãûn
tỉåüng khåíi âäüng khäng âäưng thåìi
ca cạc bo vãû.

24
Pháưn chiãưu di ca âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû m khi ngàõn mảch trong âọ s
xy ra hiãûn tỉåüng khåíi âäüng khäng âäưng thåìi âỉåüc gi l
vng khåíi âäüng khäng
âäưng thåìi
. Khåíi âäüng khäng âäưng thåìi cạc bo vãû l hiãûn tỉåüng khäng täút vç lm
tàng thåìi gian loải trỉì hỉ hng åí cạc mảng vng.
V. DNG KHÅÍI ÂÄÜNG CA BO VÃÛ:
V.1.
Chènh âënh khi dng quạ âäü sau khi càõt ngàõn mảch ngoi:
I
KÂ
≥
k
k
k
I
at mm

tv
lv
.
max
⋅
Trong âọ: I
lvmax
l dng lm viãûc cỉûc âải âi qua bo vãû theo hỉåïng ph håüp våïi
hỉåïng tạc âäüng ca bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút.
Mäüt säú bo vãû dng cọ hỉåïng cọ thãø khäng cọ bäü pháûn âënh hỉåïng cäng
sút (s xẹt
âãún åí mủc VI). Khi chn dng khåíi âäüng ca cạc bo vãû âọ phi láúy
I
lvmax
khäng kãø âãún dáúu ca cäng sút phủ ti âi ngang qua bo vãû. Chênh vç váûy
trong mäüt säú trỉåìng håüp âãø náng cao âäü nhảy ca cạc bo vãû, ngỉåìi ta váùn âàût bäü
pháûn âënh hỉåïng cäng sút màûc d vãư màût thåìi gian âãø âm bo chn lc bo vãû
khäng cáưn phi cọ bäü pháûn ny.
V.2.
Chènh âënh khi dng phủ ti:
Mảch âiãûn ạp ca bo vãû âỉåüc cung cáúp tỉì cạc BU
û
cọ kh nàng bë hỉ hng
trong quạ trçnh váûn hnh. Trë säú v gọc pha ca âiãûn ạp U
R
âàût vo råle khi âọ
thay âäøi v råle âënh hỉåïng cäng sút cọ thãø xạc âënh hỉåïng khäng âụng. Âãø bo
vãû khäng tạc âäüng nháưm, dng khåíi âäüng ca bo vãû cáưn chn låïn hån dng phủ
ti I
lv

ca âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû khäng phủ thüc vo chiãưu ca nọ :
I
KÂ
≥
k
k
I
at
tv
lv
⋅
Trong mäüt säú trỉåìng håüp dng khåíi âäüng chn theo âiãưu kiãûn ny cọ thãø låïn
hån theo âiãưu kiãûn (a). Chàóng hản nhỉ âäúi våïi bo vãû 2 ca âoản gáưn ngưn trong
mảng vng (hçnh 3.2), cäng sút phủ ti ln ln hỉåïng tỉì âỉåìng dáy vo thanh
gọp, nãúu khäng quan tám âãún hỉ hng trong mảch âiãûn ạp cọ thãø chn I
KÂ
< I
lv
.
Âãø tàng âäü nhảy ca bo vãû trong nhỉỵng trỉåìng håüp nhỉ váûy âäi khi cho phẹp
chn I
KÂ
theo dng phủ ti bçnh thỉåìng chỉï khäng phi theo dng lm viãûc cỉûc
âải våïi gi thiãút l khäng hỉ hng mảch âiãûn ạp vo lục phủ ti cỉûc âải.
V.3.
Chènh âënh khi dng cạc pha khäng hỉ hng:
Âäúi våïi mäüt säú dảng hỉ hng, vê dủ N
(1)

trong mảng cọ trung tênh näúi âáút trỉûc

tiãúp, dng cạc pha khäng hỉ hng bao gäưm dng phủ ti v dng hỉ hng. Dng
ny cọ thãø ráút låïn, råle âënh hỉåïng cäng sút näúi vo dng pha khäng hỉ hng cọ
thãø xạc âënh khäng âụng dáúu cäng sút ngàõn mảch. Vç váûy dng khåíi âäüng bo vãû
cáưn chn låïn hån giạ trë cỉûc âải ca dng cạc pha khäng hỉ hng.
Âãø trạnh tạc âäüng nháưm ngỉåìi ta cng cọ thãø thỉûc hiãûn så âäư tỉû âäüng khọa
bo vãû khi trong mảng xút hiãûn dng thỉï tỉû khäng. Âãø chäúng ngàõn mảch chảm
âáút ngỉåìi ta dng bo vãû cọ hỉåïng thỉï tỉû khäng âàûc biãût.


25
V.4. Phäúi håüp âäü nhảy ca bo vãû cạc âoản kãư nhau:
Âãø phäúi håüp vãư âäü nhảy giỉỵa cạc bo vãû cáưn chn dng khåíi âäüng ca bo
vãû sau (thỉï n - gáưn ngưn hån) låïn hån dng cỉûc âải âi qua nọ khi ngàõn mảch
trong vng tạc âäüng ca bo vãû trỉåïc (thỉï n-1) km theo dng ngàõn mảch I
N
= I
KÂn-
1
, våïi I
KÂn-1
l dng khåíi âäüng ca bo vãû thỉï n-1. Viãûc phäúi håüp âỉåüc thỉûc hiãûn
âäúi våïi cạc bo vãû tạc âäüng theo cng mäüt hỉåïng.
Âäúi våïi mảng vng (hçnh 3.2) khäng thỉûc hiãûn âiãưu kiãûn ny cọ thãø lm cho
bo vãû tạc âäüng khäng âụng khi càõt hỉ hng khäng âäưng thåìi. Trong mảng vng
cọ mäüt ngưn cung cáúp viãûc phäúi håüp vãư âäü nhảy thỉûc tãú dáùn âãún âiãưu kiãûn chn:
I
KÂn
≥ k
at
.I

KÂn-1
Hãû säú an ton k
at
kãø âãún sai säú ca BI v råle dng cng nhỉ kãø âãún nh
hỉåíng ca dng phủ ti åí cạc trảm trung gian.
VI. CHÄÙ CÁƯN ÂÀÛT BO VÃÛ CỌ BÄÜ PHÁÛN ÂËNH HỈÅÏNG CÄNG SÚT:
Khi chn thåìi gian lm viãûc ca bo vãû dng cọ hỉåïng, chụng ta â gi thiãút
táút c cạc bo vãû âãưu cọ bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút. Tuy nhiãn trong thỉûc tãú
chụng chè cáưn thiãút khi tênh chn lc khäng thãø âm bo âỉåüc bàòng cạch chn
thåìi gian lm viãûc. Hay nọi cạch khạc, bo vãû s khäng cáưn phi cọ bäü pháûn âënh
hỉåïng cäng sút nãúu thåìi gian lm viãûc ca nọ låïn hån thåìi gian lm viãû
c ca bo
vãû táút c cạc pháưn tỉí khạc trong trảm.
Vê dủ nhỉ kho sạt tạc âäüng ca cạc bo vãû trãn hçnh 3.5 ta tháúy ràòng bo vãû
6 cọ thãø khäng cáưn bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút, vç tênh chn lc tạc âäüng ca
nọ khi ngàõn mảch åí cạc pháưn tỉí khạc ca trảm D âỉåüc âm bo bàòng thåìi gian
lm viãûc t
6
> t
D
. Cng cọ thãø tháúy ràòng bo vãû 5 âàût åí âáưu kia ca âỉåìng dáy CD
cọ thåìi gian t
5
< t
6
v cáưn phi cọ bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút. Nhỉ váûy åí mäùi
mäüt âỉåìng dáy ca mảng chè cáưn âàût bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút cho bo vãû åí
âáưu cọ thåìi gian lm viãûc bẹ hån. Khi thåìi gian lm viãûc ca c 2 bo vãû ca mäüt
âỉåìng dáy bàòng nhau thç c 2 khäng cáưn âàût bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút.
Do váûy trong mäüt säú trỉåìng håüp, bàòng cạch tàng thåìi gian lm viãûc ca cạc

bo vãû so våïi trë säú tênh toạn, cọ thãø khäng cáưn âàût bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút
åí pháưn låïn cạc bo vãû ca mảng.
VII. ÂÄÜ NHẢY CA BO VÃÛ :
Âäü nhảy ca bo vãû dng cỉ
ûc âải cọ hỉåïng âỉåüc quút âënh båíi hai bäü pháûn:
khåíi âäüng dng v âënh hỉåïng cäng sút. Âäü nhảy vãư dng ca bo vãû âỉåüc tênh
toạn giäúng nhỉ âäúi våïi bo vãû dng cỉûc âải.
Âiãưu cáưn quan tám âäúi våïi bo vãû dng cọ hỉåïng l âäü nhảy ca bäü pháûn
âënh hỉåïng cäng sút. Khi xy ra N
(3)
åí âáưu âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû gáưn chäù näúi
bo vãû, âiãûn ạp tỉì cạc BU âỉa vo bo vãû cọ giạ trë gáưn bàòng khäng. Trong trỉåìng
håüp ny, bo vãû v råle âënh hỉåïng cäng sút s khäng khåíi âäüng.
Vç váûy âäü nhảy ca bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút âỉåüc âàûc trỉng bàòng
vng
chãút.
Vng chãút l pháưn chiãưu di âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû m khi ngàõn mảch trỉûc
tiãúp trong âọ bo vãû s khäng khåíi âäüng do ạp âỉa vo råle âënh hỉåïng cäng
sút bẹ hån ạp khåíi âäüng täúi thiãøu U
KÂRmin
ca nọ.
Kinh nghiãûm váûn hnh cho tháúy åí mảng âiãûn trãn khäng vng chãút êt xút
hiãûn hån so våïi åí mảng cạp, vç trong cạc mảng cạp thỉåìng xy ra N
(3)
hån.

26
Xẹt så âäư hçnh 3.6, gi chiãưu di vng chãút l l
x
, ạp dỉ tải chäù âàût bo vãû

khi ngàõn mảch 3 pha tải âiãøm N (âiãøm giåïi hản ca vng chãút) l:
U
d
(
=
)3
3 .I
(3)
.Z
1
.l
x
trong âọ Z
1
: täøng tråí thỉï tỉû thûn ca 1Km âỉåìng dáy.

Hçnh 3.6 : Ngàõn mảch 3 pha trỉûc tiãúp åí biãn giåïi ca vng chãút

Trỉåìng håüp bäü pháûn âënh hỉåïng dng råle âiãûn cå, âãø råle cọ thãø khåíi âäüng
åí giåïi hản ca vng chãút cáưn cọ :
U
R
.cos(
ϕ
R
+
α
) = U
KÂRmin
Màût khạc ta cọ: U

U
nn
IZl
R
d
UU
x
==
()
()

3
3
1
3

Våïi ϕ
R
: gọc giỉỵa U
R
v I
R
: gọc phủ ca råle, ty thüc cáúu trục ca råle α
n
U
: t säú biãún âäøi ca BU
Nhỉ váûy :

l
n

Z
U
I
x
UKÂR
R
=
3
1
3
.
.cos .
min
()
ϕα

VIII. ÂÀÛC TÊNH CA RÅLE ÂËNH HỈÅÏNG CÄNG SÚT:
Trong tr.håüp lê tỉåíng, sỉû lm viãûc ca råle âënh hỉåïng cäng sút thỉûc hiãûn
theo ngun tàõc âiãûn cå (vê dủ, råle cm ỉïng) cng nhỉ theo cạc ngun tàõc khạc
(vê dủ, råle so sạnh trë tuût âäúi cạc âải lỉåüng âiãûn) âỉåüc xạc âënh bàòng biãøu thỉïc:
cos(ϕ
R
+ α) ≥ 0 (3.1)
Nhỉ váûy phảm vi gọc ϕ
R
m råle cọ thãø khåíi âäüng âỉåüc l:
90
o
≥ (ϕ
R

+α) ≥ -90
0

hay (90
o
- α) ≥ ϕ
R
≥ -(90
0
+ α) (3.2)

Hçnh 3.8 : Âàûc tênh gọc ca råle âënh
hỉåïng cäng sút trong màût phàóng phỉïc
täøng tråí khi cäú âënh vectå ạp U
Hçnh 3.7 : Âàûc tênh gọc ca
råle âënh hỉåïng cäng sút
trong màût phàóng phỉïc täøng tråí
R

27
Âàûc tênh ca råle theo biãøu thỉïc (3.2) âỉåüc gi l
âàûc tênh gọc,
cọ thãø biãøu
diãùn trãn màût phàóng phỉïc täøng tråí Z
R
= U
.
R
/ I
.

R
(hçnh 3.7)
Gọc ϕ
R
âỉåüc tênh tỉì trủc thỉûc (+) theo hỉåïng ngỉåüc chiãưu kim âäưng häư.
Vectå dng I
R
âỉåüc gi thiãút l cäú âënh trãn trủc (+), cn vectå U
R
v Z
R
quay âi
mäüt gọc ϕ
R
so våïi vectå I
R
. Trong màût phàóng phỉïc, âàûc tênh gọc theo biãøu thỉïc
(3.2) âỉåüc biãøu diãùn bàòng âỉåìng thàóng âi qua gäúc ta âäü nghiãng mäüt gọc (90
o
-
α) so våïi trủc (+). Âỉåìng thàóng ny chia màût phàóng phỉïc thnh 2 pháưn, pháưn cọ
gảch chẹo (hçnh 3.7) tỉång ỉïng våïi cạc gọc ϕ
R
m lục âọ råle âënh hỉåïng cäng
sút cọ thãø khåíi âäüng âỉåüc.
Biãøu diãùn âàûc tênh gọc trãn màût phàóng phỉïc täøng tråí ráút tiãûn låüi âãø kho sạt
sỉû lm viãûc ca råle âënh hỉåïng cäng sút âäúi våïi cạc dảng ngàõn mảch khạc nhau
trong mảng âiãûn. Trong mäüt säú trỉåìng håüp, ngỉåìi ta cäú âënh hỉåïng vectå ạp U
R

(hçnh 3.8). Phảm vi tạc âäüng âỉåüc giåïi hản båíi mäüt âỉåìng thàóng cn gi l
âỉåìng
âäü nhảy bàòng 0
(vç cos(ϕ
R
+ α) = 0). Âỉåìng thàóng ny lãûch so våïi U
R
mäüt gọc (90
o
-
α) theo chiãưu kim âäưng häư.
Âỉåìng âäü nhảy cỉûc âải
(tỉång ỉïng våïi cos(ϕ
R
+ α) = 1)
thàóng gọc våïi âỉåìng âäü nhảy bàòng 0 v lãûch so våïi U
R
mäüt gọc α ngỉåüc chiãưu kim
âäưng häư, gọc tỉång ỉïng våïi nọ ϕ
R
= ϕ
Rn max
= - α âỉåüc gi l
gọc âäü nhảy cỉûc âải.

IX. NÄÚI RÅLE ÂËNH HỈÅÏNG CÄNG SÚT VO
DNG PHA V ẠP DÁY THEO SÅ ÂÄƯ 90
O
:
Bng 3.1:

STT ca råle I
R
U
R
1
2
3
I
a
I
b
I
c
U
bc
U
ca
U
ab


Hçnh 3.9 : Âäư thë vẹctå ạp v dng khi näúi
råle âënh hỉåïng cäng sút theo så âäư 90
0

Hçnh 3.10 :
Ngàõn mảch trãn
âỉåìng dáy


Trong så âäư ny (bng 3.1 v hçnh 3.9), âỉa âãún cạc âáưu cỉûc råle l dng
mäüt pha (vê dủ âäúi våïi råle säú 1, dng I
R
= I
a
) v ạp giỉỵa hai pha khạc (tỉång ỉïng U
R

= U
bc
) cháûm sau dng pha âọ mäüt gọc 90
0

våïi gi thiãút l dng (I
a
) trng pha våïi
ạp pha cng tãn (U
a
). Qua kho sạt cho tháúy ràòng, âãø så âäư lm viãûc âụng âàõn cáưn
cọ gọc lãûch ca råle α ≈ 30
0
÷ 45
0
, do âọ råle s phn ỉïng våïi cos[ϕ

R
+ (30÷45
0
)].
Viãûc kiãøm tra hoảt âäüng ca så âäư âäúi våïi cạc dảng ngàõn mảch khạc nhau cọ thãø
thỉûc hiãûn bàòng cạch cho vë trê ca vẹctå U
R
cäú âënh v vẹctå dng I
R
xoay quanh

28
noù. ổồỡng õọỹ nhaỷy bũng 0 luùc õoù lóỷch so vồùi veùctồ õióỷn aùp U
R
mọỹt goùc 90
0
- (vóử
phờa chỏỷm sau), coỡn õổồỡng õọỹ nhaỷy cổỷc õaỷi vổồỹt trổồùc U
R
mọỹt goùc .
IX.1.
Ngừn maỷch 3 pha õọỳi xổùng:
Tỏỳt caớ caùc rồle cuớa sồ õọử õóửu laỡm vióỷc trong nhổợng õióửu kióỷn giọỳng nhau. Vỗ
vỏỷy ta chố khaớo saùt sổỷ laỡm vióỷc cuớa mọỹt rồle (rồle sọỳ 1) coù I
1R
= I
a
(3)
vaỡ U
1R

= U
bc
(3)
.
ọử thở veùctồ aùp U
bc
(3)
ồớ chọự nọỳi rồle vaỡ veùctồ doỡng I
a
(3)
nhổ trón hỗnh 3.11a. ổồỡng
õọỹ nhaỷy bũng 0 lóỷch vồùi õióỷn aùp U
bc
(3)
mọỹt goùc 90
0
- 45
0
= 45
0
(giaớ thióỳt rồle coù goùc
= 45
o
). Goùc
N
(3)
giổợa I
a
(3)
vaỡ U

a
(3)
õổồỹc xaùc õởnh bũng tọứng trồớ thổù tổỷ thuỏỷn mọỹt
pha cuớa phỏửn õổồỡng dỏy trổồùc õióứm ngừn maỷch N vaỡ õióỷn trồớ quaù õọỹ r
qõ
ồớ chọự hổ
hoớng (hỗnh 3.10).
Giaù trở
N
(3)
nũm trong phaỷm vi 0
N
(3)
90
0
. Tổỡ õọử thở hỗnh 3.11a ta thỏỳy ồớ
caùc giaù trở
N
(3)
bỏỳt kyỡ trong phaỷm vi trón, rồle seợ laỡm vióỷc õuùng nóỳu U
bc
(3)
coù giaù trở
õuớ õóứ rồle laỡm vióỷc. Khi goùc
N
(3)
= 45
0
hổồùng veùctồ doỡng õióỷn truỡng vồùi õổồỡng õọỹ
nhaỷy cổỷc õaỷi vaỡ do õoù sồ õọử seợ laỡm vióỷc ồớ õióửu kióỷn thuỏỷn lồỹi nhỏỳt. Khi choỹn = 0

sồ õọử coù thóứ khọng taùc õọỹng khi ngừn maỷch ồớ õỏửu õổồỡng dỏy qua õióỷn trồớ quaù õọỹ
r
qõ
.





Hỗnh 3.11 :
ọử thở veùctồ aùp vaỡ doỡng
ồớ chọự nọỳi rồle õọỳi vồùi caùc
daỷng ngừn maỷch khaùc nhau
a) Ngừn maỷch 3 pha
b) Ngừn maỷch 2 pha B,C
c)Ngừn maỷch pha A chaỷm õỏỳt
IX.2. Ngừn maỷch giổợa 2 pha:
ióửu kióỷn laỡm vióỷc cuớa caùc rồle nọỳi vaỡo doỡng caùc pha hổ hoớng laỡ khọng
giọỳng nhau. Vỗ vỏỷy, chúng haỷn nhổ khi ngừn maỷch giổợa hai pha B, C cỏửn xeùt õóỳn
sổỷ laỡm vióỷc cuớa rồle sọỳ 2 coù I
2R
= I
b
(2)

vaỡ U
2R
= U
ca
(2)

cuợng nhổ cuớa rồle sọỳ 3 coù I
3R
=

29
I
c
(2)

v U
3R
= U
ab
(2)

. Váún âãư cng tråí nãn phỉïc tảp hån so våïi N
(3)
do gọc pha giỉỵa
U
R
v I
R
thay âäøi khi dëch chuøn âiãøm ngàõn mảch N dc theo âỉåìng dáy. Trãn
hçnh 3.11b l âäư thë vẹctå ạp v dng âäúi våïi trỉåìng håüp âiãøm ngàõn mảch N nàòm
åí khong giỉỵa âỉåìng dáy (hçnh 3.10). Cạc âỉåìng âäü nhảy bàòng 0 lãûch våïi cạc ạp
U
ca
(2)
,U
ab

(2)
mäüt gọc 45
0
. Vë trê vẹctå dng I
b
(2)
lãûch våïi sỉïc âiãûn âäüng E
bc
mäüt gọc
ϕ
N
(2)
. Gọc ϕ
N
(2)
âỉåüc xạc âënh bàòng täøng tråí tỉì ngưn sỉïc âiãûn âäüng âãún chäù ngàõn
mảch kãø c r
qâ
; trë säú ca nọ cọ thãø thay âäøi trong phảm vi 0 ≤ ϕ
N
(2)
≤ 90
0
. Tỉì âäư
thë ta tháúy, trë säú ca âiãûn ạp U
2R
v U
3R
ln ln låïn v c hai råle (säú 2 v 3)
âãưu lm viãûc âụng âàõn åí giạ trë ϕ

N
(2)
báút k.
IX.3.
Ngàõn mảch mäüt pha trong mảng cọ trung tênh näúi
âáút trỉûc tiãúp:
Ta kho sạt sỉû lm viãûc ca råle näúi vo dng pha hỉ hng (råle säú 1 khi
ngàõn mảch pha A). Âỉåìng âäü nhảy bàòng 0 lãûch 45
0
so våïi vẹctå ạp giỉỵa 2 pha
khäng hỉ hng U
bc
(1)
(hçnh 3.11c). Gọc ϕ
N
(1)
giỉỵa sỉïc âiãûn âäüng E
a
v dng I
a
(1)
cọ
thãø thay âäøi trong phảm vi 0≤ϕ
N
(1)
≤ 90
0
. Qua âäư thë ta tháúy, råle näúi vo dng pha
hỉ hng ln ln lm viãûc âụng.
Tỉì nhỉỵng phán têch trãn cọ thãø rụt ra kãút lûn nhỉ sau âäúi våïi så âäư 90

0
:
1) Så âäư cọ thãø xạc âënh âụng hỉåïng cäng sút ngàõn mảch trong cạc pha bë
hỉ hng âäúi våïi táút c cạc dảng hỉ hng cå bn. Âãø âỉåüc nhỉ váûy råle âënh hỉåïng
cäng sút cáưn phi cọ gọc lãûch α ≈45
0
.
2) Vng chãút chè cọ thãø xy ra khi ngàõn mảch 3 pha gáưn chäù näúi bo vãû (U
R

gáưn bàòng khäng).
3) Khi N
(2)
v N
(1)
, cạc råle näúi vo dng pha khäng hỉ hng cọ thãø lm viãûc
khäng âụng do tạc dủng ca dng phủ ti v dng hỉ hng trong cạc pha ny. Vç
váûy cáưn phi lm thãú no âãø så âäư váùn lm viãûc âụng d cho cọ mäüt vi råle tạc
âäüng nháưm do dng cạc pha khäng hỉ hng.
Cng cọ mäüt säú så âäư khạc âãø näúi rå le âënh hỉåïng cäng sút nhỉ så âäư 30
0

(vê dủ, I
R
= I
a
v U
R
= U
ab

), hồûc så âäư 60
0
(vê dủ, I
R
= I
a
v U
R
= -U
b
). Tuy nhiãn cạc så
âäư ny cọ mäüt säú nhỉåüc âiãøm so våïi så âäư 90
0
, do váûy så âäư 90
0
âỉåüc sỉí dủng
räüng ri hån.

X. BO VÃÛ DNG CÀÕT NHANH CỌ HỈÅÏNG:
Bo vãû dng càõt nhanh cọ hỉåïng
l bo vãû cọ hỉåïng khäng thåìi gian
m tênh chn lc tạc âäüng âảt âỉåüc
bàòng cạch
chn dng khåíi âäüng I
KÂ

låïn hån giạ trë cỉûc âải ca dng ngàõn
mảch ngoi I
Nngmax
âi theo hỉåïng tạc

âäüng ca bäü pháûn âënh hỉåïng cäng
sút
nãúu nhỉ âiãưu kiãûn chènh âënh
theo dng âiãûn khi dao âäüng (âäúi våïi
bo vãû càõt nhanh näúi vo dng pha
ton pháưn) khäng phi l âiãưu kiãûn
tênh toạn .


Hçnh 3.21 : Âäư thë tênh toạn
bo vãû dng càõt nhanh cọ hỉåïng

30
Trãn hçnh 3.21 l âäư thë biãøu diãùn sỉû thay âäøi ca giạ trë dng âiãûn trãn
âỉåìng dáy AB cọ 2 ngưn cung cáúp khi dëch chuøn âiãøm ngàõn mảch dc theo
âỉåìng dáy. Dng khåíi âäüng ca bo vãû càõt nhanh khäng cọ hỉåïng âäúi våïi âỉåìng
dáy ny âỉåüc chn låïn hån giạ trë låïn nháút ca cạc dng ngàõn mảch ngoi, âäúi våïi
trỉåìng håüp nhỉ trãn hçnh 3.21 thç I
KÂ
=k
at
.I
NngmaxA
. Nhỉ váûy näúi bo vãû càõt nhanh vãư
phêa trảm B l khäng cọ nghéa vç I
KÂ
ln ln låïn hån dng ngàõn mảch âi qua
bo vãû âàût phêa trảm B.
Nãúu ta âỉa thãm bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút vo bo vãû càõt nhanh åí trảm
B, thç cọ thãø chn dng khåíi âäüng ca nọ khäng kãø âãún dng I

NngmaxA
. Dng khåíi
âäüng ca bo vãû B s nh hån so våïi trỉåìng håüp dng bo vãû càõt nhanh khäng
hỉåïng nãu trãn v bàòng I
KÂ B
= k
at
.I
NngmaxB
. Trong trỉåìng håüp ny bo vãû càõt nhanh
vãư phêa trảm B s cọ thãø bo vãû âỉåüc pháưn låïn âỉåìng dáy AB.
XI. ÂẠNH GIẠ V PHẢM VI ỈÏNG DỦNG CA BO VÃÛ DNG CỌ HỈÅÏNG:
XI.1.
Tênh chn lc:
Tênh chn lc tạc âäüng ca bo vãû âảt âỉåüc nhåì chn thåìi gian lm viãûc
theo ngun tàõc báûc thang ngỉåüc chiãưu nhau v dng cạc bäü pháûn âënh hỉåïng
cäng sút.
Tênh chn lc âỉåüc âm bo trong cạc mảng vng cọ mäüt ngưn cung cáúp
khi khäng cọ nhỉỵng âỉåìng chẹo khäng qua ngưn (hçnh 3.22a,b) v trong cạc
mảng hçnh tia cọ säú ngưn cung cáúp ty (hçnh 3.22c).






Hçnh 3.22 :
Cạc så âäư mảng m
Bo vãû dng cọ hỉåïng âm bo
càõt chn lc khi ngàõn mảch

Trong cạc mảng vng cọ säú ngưn cung cáúp låïn hån mäüt (hçnh 3.23a), tênh
chn lc khäng thãø âm bo vç khäng thãø chn thåìi gian lm viãûc theo ngun tàõc
báûc thang. Bo vãû cng khäng âm bo chn lc trong cạc mảng vng cọ mäüt
ngưn cung cáúp cọ âỉåìng chẹo khäng âi qua ngưn (hçnh 3.23b), trỉåìng håüp ny
pháưn mảng giåïi hản båíi âỉåìng chẹo cọ thãø xem nhỉ cọ hai ngưn cung cáúp.

31
XI.2. Taùc õọỹng nhanh:
Giọỳng nhổ baớo vóỷ doỡng cổỷc õaỷi (chổồng 2), trong õa sọỳ trổồỡng hồỹp baớo vóỷ coù
thồỡi gian laỡm vióỷc lồùn.

Hỗnh 3.23 : Caùc sồ õọử maỷng maỡ Baớo vóỷ doỡng coù hổồùng
khọng õaớm baớo cừt choỹn loỹc khi ngừn maỷch

XI.3. ọỹ nhaỷy:
ọỹ nhaỷy cuớa baớo vóỷ bở giồùi haỷn bồới doỡng khồới õọỹng cuớa bọỹ phỏỷn khồới õọỹng.
Trong caùc maỷng hồớ coù 2 hay nhióửu nguọửn cung cỏỳp, ồớ mọỹt sọỳ chóỳ õọỹ vờ duỷ nhổ
sau khi cừt mọỹt trong caùc nguọửn cung cỏỳp coù cọng suỏỳt lồùn vaỡ cổồợng bổùc kờch tổỡ
maùy phaùt cuớa caùc nguọửn coỡn laỷi thỗ doỡng phuỷ taới cổỷc õaỷi coù thóứ õaỷt tồùi giaù trở lồùn.
Doỡng khồới õọỹng õổồỹc chốnh õởnh khoới doỡng phuỷ taới naỡy thổồỡng laỡm cho baớo vóỷ
hoaỡn toaỡn khọng õuớ õọỹ nhaỷy. óứ tng õọỹ nhaỷy õọi khi ngổồỡi ta duỡng nhổợng bọỹ
phỏỷn khồới õọỹng lión hồỹp doỡng vaỡ aùp.
Tổỡ nhổợ
ng nhỏỷn xeùt trón ta thỏỳy rũng baớo vóỷ doỡng coù hổồùng coù thóứ sổớ duỷng
laỡm baớo vóỷ chờnh trong caùc maỷng phỏn phọỳi õióỷn aùp dổồùi 35kV khi noù õaớm baớo
õổồỹc tờnh choỹn loỹc vaỡ taùc õọỹng nhanh.
Baớo vóỷ doỡng coù hổồùng cuợng õổồỹc sổớ duỷng rọỹng raợi laỡm bỏỷc dổỷ trổợ trong caùc
baớo vóỷ coù õỷc tờnh thồỡi gian nhióửu cỏỳp.