Chương 6 Bảo vệ khoảng cách ppt

43

Chỉång 6: BO VÃÛ KHONG CẠCH

I. NGUN TÀÕC TẠC ÂÄÜNG:
Bo vãû khong cạch l loải bo vãû dng rå le täøng tråí cọ thåìi gian lm viãûc
phủ thüc vo quan hãû giỉỵa âiãûn ạp U
R
v dng âiãûn I
R
âỉa vo råle v gọc ϕ
R
giỉỵa
chụng :
tf
U
I
R
R
R
= (,ϕ )
thåìi gian ny tỉû âäüng tàng lãn khi khong cạch tỉì chäù näúi bo vãû âãún âiãøm hỉ
hng tàng lãn. Bo vãû âàût gáưn chäù hỉ hng nháút cọ thåìi gian lm viãûc bẹ nháút
Nãúu näúi råle täøng tråí ca bo vãû khong cạch (BVKC) vo hiãûu cạc dng pha
v âiãûn ạp dáy tỉång ỉïng (vê du,û 2 pha A,B) thç khi ngàõn mảch 2 pha A, B ta cọ:
Dng vo råle:
I
n
II
R

I
AB
=−
1
()
p âàût vo råle:
U
n
UU
n
IIZ
R
U
AB
U
AB
=−=−
11
1
()( l)
Nhỉ váûy :
U
I
Zl
R
R
=
1
.
Trong âọ :

Z
1
: täøng tråí thỉï tỉû thûn ca 1 km âỉåìng dáy.
n
I
, n
U
: t säú biãún âäøi ca BI v BU cung cáúp cho bo vãû.
I
A
, I
B
: dng chảy qua cün så cáúp ca BI âàût åí pha A, B.
U
A
, U
B
: ạp pha A, B tải chäù näúi bo vãû (chäù näúi BU).
l : khong cạch tỉì chäø âàût bo vãû âãún âiãøm ngàõn mảch
Khi áúy:
tf
U
I
fZ l
R
R
R
==(,)(.,ϕ
1
R

)ϕ
Ban âáưu âãø âån gin, coi bo vãû cọ thåìi gian lm viãûc khäng phủ thüc vo
gọc ϕ
R
:
t = f (Z
1
.l) (6.1)
Nhỉ váûy thåìi gian lm viãûc t ca bo vãû khäng phủ thüc vo giạ trë ca ạp
v dng âỉa vo bo vãû m chè phủ thüc vo khong cạch tỉì chäø näúi bo vãû âãún
âiãøm hỉ hng.
II. ÂÀÛC TÊNH THÅÌI GIAN:
L quan hãû giỉỵa thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû våïi khong cạch hay täøng tråí
âãún chäø hỉ hng
.
Hiãûn nay thỉåìng dng bo vãû cọ âàûc tênh thåìi gian hçnh báûc thang (nhiãưu
cáúp). Säú vng v säú cáúp thåìi gian thỉåìng ≤ 3 âãø så âäư bo vãû âỉåüc âån gin (hçnh
6.1).

44
• Vng I cọ thåìi gian tạc âäüng t
I

(t
I
xạc âënh båíi thåìi gian khåíi âäüng
ca cạc råle, nãúu khäng u cáưu chènh
âënh khi thåìi gian tạc âäüng ca chäúng
sẹt äúng). Khi xẹt âãún sai säú ca bäü
pháûn khong cạch, cng nhỉ do mäüt

säú úu täú khạc, vng I âỉåüc chn
khong 80% âãún 85% chiãưu di âoản
âỉåüc bo vãû.
•Vng II cọ thåìi gian tạc âäüng t
II
,
thåìi gian t
II
ca táút c cạc bo vãû âãưu
bàòng nhau v âãø âm bo chon lc t
II

phi låïn hån mäüt báûc ∆t so våïi thåìi
gian lm viãûc ca bo vãû chênh âàût åí
cạc pháưn tỉí kãư.

Hçnh 6.1 : Âàûc tênh thåìi gian nhiãưu
cáúp ca bo vãû khong cạch
Chiãưu di ca vng II phi cọ giạ trë thãú no âãø âm bo bo vãû tạc âäüng
chàõc chàõn våïi thåìi gian t
II
khi ngàõn mảch åí cúi âoản âỉåüc bo vãû. Khi thåìi gian t
II

âỉåüc chn theo cạch nhỉ trãn thç chiãưu di ca vng II bë giåïi hản båíi u cáưu
chn lc ca cạc bo vãû. Xẹt âãún cạc sai säú â nãu v tênh âãún chiãưu di ca
vng I, vng II chiãúm khong 30% âãún 40% chiãưu di âoản kãư.
• Vng III cọ thåìi gian tạc âäüng t
III
dng lm dỉû trỉỵ cho cạc âoản tiãúp theo v

bc láúy ton bäü nhỉỵng âoản náưy. Thåìi gian t
III
ca cạc bo vãû âỉåüc chn theo
ngun tàõc báûc thang ngỉåüc chiãưu.
Khi ngàõn mảch qua âiãûn tråí trung gian r
qâ
thåìi gian tạc âäüng ca cạc vng cọ
thãø tàng lãn. Vê du,û ngàõn mảch åí vng I qua r
qâ
, bo vãû khong cạch cọ thãø lm
viãûc våïi thåìi gian ca cáúp II hồûc cáúp III (cạc âỉåìng nẹt cháúm trãn hçnh 6.1).
Sau âáy xẹt mäüt vê dủ củ thãø vãư âàûc tênh thåìi gian lm viãûc hçnh báûc thang cọ
3 cáúp ca bo vãû khong cạch (hçnh 6.2).


Hçnh 6.2 : Bo vãû khong cạch trong mảng håí cọ ngưn cung cáúp tỉì 2 phêa
a) Så âäư mảng âỉåüc âỉåüc bo vãû
b) Âàûc tênh thåìi gian nhiãưu cáúp


45
Khi xy ra ngàõn mảch åí âiãøm N, cạc bo vãû 3 v 4 ca âỉåìng dáy hỉ hng
BC åí gáưn âiãøm ngàõn mảch nháút (cọ khong cạch l
3
v l
4
) s tạc âäüng våïi thåìi gian
bẹ nháút t
I
. Cạc bo vãû 1 v 6 cng khåíi âäüng nhỉng chụng åí xa âiãøm ngàõn mảch

hån (l
1
> l
3
v l
6
> l
4
) nãn chụng chè cọ thãø tạc âäüng nhỉ l mäüt bo vãû dỉû trỉỵ trong
trỉåìng håüp âoản BC khäng âỉåüc càõt ra båíi cạc bo vãû 3 v 4.
Cạc bo vãû 2 v 5 cng cạch âiãøm ngàõn mảch mäüt khong l
3
v l
4
(giäúng nhỉ
bo vãû 3 v 4), mún chụng khäng tạc âäüng thç cạc bo vãû ny cng nhỉ táút c
cạc bo vãû khạc phi cọ tênh âënh hỉåïng, bo vãû chè tạc âäüng khi hỉåïng cäng
sút ngàõn mảch âi tỉì thanh gọp vãư phêa âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû. Tênh âënh hỉåïng
tạc âäüng ca bo vãû âỉåüc âm bo nhåì bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút riãng biãût
hồûc l nhåì mäüt bäü pháûn chung vỉìa xạc âënh khong cạch âãïn âiãøm ngàõn mảch
vỉìa xạc âënh hỉåïng ca dng cäng sút ngàõn mảch.
III. SÅ ÂÄƯ BO VÃÛ KHONG CẠCH:
Trong trỉåìng håüp chung, bo vãû khong cạch cọ cạc bäü pháûn chênh nhỉ sau:
*
Bäü pháûn khåíi âäüng
: cọ nhiãûm vủ :
- Khåíi âäüng bo vãû vo thåìi âiãøm phạt sinh hỉ hng.
- Kãút håüp våïi cạc bäü pháûn khạc lm báûc bo vãû cúi cng.
Bäü pháûn khåíi âäüng thỉåìng âỉåüc thỉûc hiãûn nhåì råle dng cỉûc âải hồûc råle
täøng tråí cỉûc tiãøu.

*
Bäü pháûn khong cạch
: âo khong cạch tỉì chäø näúi bo vãû âãún âiãøm hỉ
hng, thỉûc hiãûn bàòng råle täøng tråí.
*
Bäü pháûn tảo thåìi gian
: tảo thåìi gian lm viãûc tỉång ỉïng våïi khong cạch
âãún âiãøm hỉ hng, âỉåüc thỉûc hiãûn bàòng mäüt säú råle thåìi gian khi bo vãû cọ âàûc
tênh thåìi gian nhiãưu cáúp.
*
Bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút
: âãø ngàn ngỉìa bo vãû tạc âäüng khi hỉåïng
cäng sút ngàõn mảch tỉì âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû âi vo thanh gọp ca trảm, âỉåüc
thỉûc hiãûn bàòng råle âënh hỉåïng cäng sút riãng biãût hồûc kãút håüp trong bäü pháûn
khåíi âäüng v khong cạch, nãúu cạc bäü pháûn ny thỉûc hiãûn bàòng råle täøng tråí cọ
hỉåïng.
Trãn hçnh 6.3 l så âäư ngun lê mäüt pha ca bo vãû khong cạch cọ âàûc
tênh thåìi gian nhiãưu cáúp, cọ bäü pháûn khåíi âäüng dng âiãûn, khäng cọ cạc pháưn tỉí
no thỉûc hiãûn chung nhiãûm vủ ca mäüt säú bäü pháûn.
Bäü pháûn khåíi âäüng dng råle dng 3RI, bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút -
4RW, bäü pháûn khong cạch - cáúp I: 5RZ, cáúp II: 6RZ, v bäü pháûn tảo thåìi gian - cáúp
I: 8RGT, cáúp II: 10RT, cáúp III: 7RT.
Khi ngàõn mảch trong vng bo vãû, 3RI v 4RW s khåíi âäüng v khẹp tiãúp
âiãøm ca chụng, cỉûc (+) ca ngưn thao tạc âỉåüc âỉa âãún tiãúp âiãøm ca 5RZ, 6RZ
v âãún cün dáy ca 7RT.
Nãúu ngàõn mảch xy ra trong phảm vi vng I, cạc råle 5RZ, 8RGT s khåíi
âäüng v qua råle 9Th s âỉa xung âi càõt 1MC våïi thåìi gian t
I
. Nãúu xy ra hỉ hng
åí xa hån trong vng II, råle 5RZ khäng khåíi âäüng, cạc råle 6RZ v 10RT tảo thåìi

gian t
II
ca cáúp thỉï II s khåíi âäüng v cho xung âi càõt 1MC qua råle 11Th. Khi
ngàõn mảch xa hån nỉỵa trong vng III, cạc råle 5RZ v 6RZ s khäng khåíi âäüng,
1MC bë càõt våïi thåìi gian t
III
tảo nãn båíi 7RT qua 12Th. Nhỉ váûy, trong så âäư âang
xẹt bäü pháûn khong cạch khäng kiãøm soạt vng III v khi ngàõn mảch trong vng
âọ bo vãû (theo hçnh 6.3) s lm viãûc nhỉ l mäüt bo vãû dng cỉûc âải cọ hỉåïng.

46



Hçnh 6.3 : Så âäư ngun lê 1 pha ca bo vãû khong cạch

IV. TÄØNG TRÅÍ TRÃN CẠC CỈÛC CA BÄÜ PHÁÛN KHONG CẠCH:
Âãø thûn tiãûn cho tênh toạn v phán têch sỉû lm viãûc ca cạc bäü pháûn
khong cạch, ngỉåìi ta âỉa ra khại niãûm vãư täøng tråí trãn cạc cỉûc råle.
Täøng tråí gi tỉåíng ny trong trỉåìng håüp chung khäng cọ nghéa váût lê, nọ
chênh l t säú giỉỵa ạp U
R
v dng I
R
âỉa vo råle. Thỉûc tãú, khại niãûm ny âỉåüc ạp
dủng räüng ri do khi chn âụng U
R
& I
R
(vê du,û ạp dỉ ca nhạnh ngàõn mảch v

dng gáy nãn ạp dỉ âọ) thç täøng tråí gi tỉåíng trãn cạc cỉûc ca råle s t lãû våïi
khong cạch tỉì thanh gọp ca trảm cọ âàût bo vãû âãún âiãøm ngàõn mảch trãn
âỉåìng dáy.
Tỉång tỉû nhỉ quan hãû váût lê
âàûc trỉng båíi tam giạc âiãûn ạp
råi, ngỉåìi ta phán ra (hçnh 6.4)
täøng tråí gi tỉåíng Z
R
= U
R
/I
R
,
âiãûn tråí gi tỉåíng tạc dủng r
R
=
U
R
/I
R
cosϕ
R
v phn khạng x
R

=U
R
/I
R
sinϕ

R
. Ty thüc vo viãûc
thỉûc hiãûn bäü pháûn khong cạch
m ngỉåìi ta dng mäüt trong cạc
âải lỉåüng gi tỉåíng nọi trãn.

Hçnh 6.4 : Âäư thë vectå ạp v dng âỉa
vo cạc cỉûc ca bäü pháûn khong cạch
Cạc bäü pháûn khong cạch v khåíi âäüng ln ln dng cạc råle thỉï cáúp m
ạp v dng âỉa âãún chụng thäng qua cạc mạy biãún âäøi âo lỉåìng. Liãn hãû giỉỵa
täøng tråí så v thỉï cáúp, vê dủ âäúi våïi råle täøng trå,í nhỉ sau :
Z
U
I
n
n
U
I
n
n
Z
R
R
R
I
U
R
R
I
U

R
T
T
T
S
S
S
== =. (6.2)
Khi n
I
= n
U
thç ZZ
R
T
R
S
=
.
Âãø âån gin, coi täøng tråí thỉï cáúp bàòng täøng tråí så
cáúp, tỉïc l coi cạc hãû säú biãún âäøi n
I
v n
U
bàòng nhau (coi n
I
= n
U
= 1).

47
V. SỈÍ DỦNG MÀÛT PHÀÍNG PHỈÏC TÄØNG TRÅÍ ÂÃØ PHÁN TÊCH SỈÛ LM VIÃÛC
CA RÅLE TÄØNG TRÅÍ :

Hçnh 6.5 : Biãøu diãùn trong màût phàóng phỉïc täøng tråí
a) täøng tråí åí âáưu cỉûc råle b) âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû

Viãûc nghiãn cỉïu sỉû lm viãûc ca råle täøng tråí näúi vo mäüt âiãûn ạp v mäüt
dng âiãûn âỉåüc tiãún hnh ráút tiãûn låüi trong màût phàóng phỉïc täøng tråí Z
R
=
(U
R
/I
R
).e
j
ϕ
R
(hçnh 6.5a). Gọc ϕ
R
âỉåüc tênh tỉì trủc (+) theo hỉåïng ngỉåüc chiãưu kim
âäưng häư, lục âọ vector I
R
xem nhỉ l gàõn chàût trãn trủc (+). Hçnh chiãúu ca vector
Z
R
lãn trủc j l thnh pháưn phn khạng x
R
= Z

R
sinϕ
R
v lãn trủc (+) l thnh pháưn
tạc dủng r
R
= Z
R
cosϕ
R
.
Âỉåìng dáy BC âỉåüc bo vãû cọ täøng tråí mang tênh cm, biãùu diãùn trong pháưn
tỉ thỉï 1 bàòng säú phỉïc Z
lBC
=Z
1
.l
BC
.e
j
ϕ
l
. Råle täøng trå íâang xẹt âàût åí âáưu âỉåìng dáy
BC vãư phêa trảm B âỉåüc xem nhỉ nàòm åí gäúc ta âäü (hçnh 6.5 b). Âỉåìng dáy CD cọ
täøng tråí Z
lCD
=Z
1
.l
CD

.e
j
ϕ
l
nàòm åí pháưn tỉ thỉï 1 trãn âỉåìng kẹo di ca säú phỉïc Z
lBC
,cn âỉåìng dáy AB cọ täøng tråí Z
lAB
=Z
1
.l
AB
.e
j
ϕ
l
nàòm åí pháưn tỉ thỉï 3 trãn âỉåìng kẹo
di vãư phêa ngỉåüc lải.
Vng I cu bo vãû âỉåìng dáy BC âỉåüc âàûc trỉng båíi täøng tråí ≈ 0,85 Z
lBC
, khi
khäng cọ nhỉỵng úu täú lm sai lãûch nhiãưu âãún sỉû lm viãûc ca bo vãû thç råle
täøng tråí cáưn cọ âàûc tênh khåíi âäüng bc láúy säú phỉïc 0,85 Z
lBC
nhỉ vng gảch chẹo
trãn hçnh 6.5b. Thỉûc tãú âãø âm bo sỉû lm viãûc chàõc chàõn ca bo vãû, vng khåíi
âäüng ca råle täøng tråí âỉåüc måí räüng âạng kãø (táút nhiãn vë trê xạc âënh âiãøm cúi
ca vng bo vãû thç khäng thãø måí räüng).
Âàûc tênh khåíi âäüng Z
KÂ

= f(ϕ
R
) biãùu diãùn trong màût phàóng phỉïc l âỉåìng cong
bc láúy vng khåíi âäüng. Theo dảng âàûc tênh khåíi âäüng ngỉåìi ta phán ra mäüt säú
loải råle täøng tråí sau :
V.1.
Råle täøng tråí vä hỉåïng:
Z
KÂ
= k = const (6.3)
Âàûc tênh ca råle l vng trn cọ tám åí gäúc ta âäü (hçnh 6.6 a). Trë säú täøng
tråí khåíi âäüng ca råle ny khäng phủ thüc gọc ϕ
R
giỉỵa U
R
v I
R
.
V.2.
Råle täøng tråí cọ hỉåïng cọ âàûc tênh vng trn:
Z
KÂ
= kcos(ϕ
R
+ α) (6.4)
Âàûc tênh ca råle l vng trn âi qua gäúc ta âäü (hçnh 6.6 b). Råle s cọ âäü
nhảy låïn nháút âàûc trỉng bàòng Z
KÂmax
= k khi α = -ϕ
R

. Thỉåìng chn α = - ϕ
l
do váûy

48
khi xy ra ngàõn mảch trỉûc tiãúp trãn âỉåìng dáy, tỉång ỉïng våïi ϕ
R
= ϕ
l
, bo vãû s cọ
âäü nhảy låïn nháút.
Råle âënh hỉåïng cäng sút âỉåüc xem nhỉ l råle täøng tråí cọ hỉåïng cọ âàûc
tênh vng trn våïi bạn kênh bàòng vä cng (hçnh 6.6c). Âàûc tênh nhỉ váûy l âỉåìng
thàóng qua gäúc ta âäü v tảo våïi trủc (+) mäüt gọc (90
o

- α).
Nhỉåüc âiãøm ca råle täøng tråí cọ hỉåïng v råle âënh hỉåïng cäng sút l täưn
tải vng chãút khäng nhỉỵng khi ngàõn mảch ba pha m c khi ngàõn mảch hai pha.
Ngun do l âãø råle täøng tråí lm viãûc âụng v âãø nháûn âỉåüc Z
R
t lãû våïi khong
cạch âãún chäø ngàõn mảch, ngỉåìi ta âỉa vo råle dng cạc pha hỉ hng v ạp dỉ
ca cạc nhạnh hỉ hng, nãúu ngàõn mảch trỉûc tiãúp åí gáưn chäù âàût bo vãû thç ạp âỉa
vo råle cọ thãø tiãún âãún 0.


Hçnh 6.6 : Âàûc tênh khåíi âäüng ca råle täøng tråí trong màût phàóng phỉïc
a) vä hỉåïng b) cọ hỉåïng c) âënh hỉåïng cäng sút
d) häùn håüp e) kãút håüp råle täøng tråí cọ hỉåïng v häùn håüp

f ) phn khạng
V.3. Råle häùn håüp (tạc dủng - phn khạng):

Zk
KÂ
R
=
+
1
cos( )ϕα
(6.5)
Âàûc tênh ca råle l cạc âỉåìng thàóng cạch gäúc ta âäü mäüt khong bàòng k
(âỉåìng 1 v 2 - hçnh 6.6d ). Âỉåìng 1 ỉïng våïi giạ trë α nàòm trong khong (-π , -π/2),
âỉåìng 2 - trong khong (0 , π/2). Gọc âäü nhảy bẹ nháút ca råle l ϕ
R
= - α. Âàûc
tênh ca råle càõt cạc trủc (+) v (+j) mäüt khong tỉång ỉïng bàòng
k
va
k
cos sinαα

Råle loải ny thỉåìng khäng sỉí dủng âäüc láûp âãø lm bäü pháûn âo khong
cạch. Cọ thãø dng nọ cho bo vãû âỉåìng dáy di ti nàûng âãø càõt båït mäüt pháưn
vng khåíi âäüng, vê dủ nhỉ càõt båït mäüt pháưn vng khåíi âäüng ca råle täøng tråí cọ
hỉåïng (hçnh 6.6 e).

49
V.4. Råle täøng tråí phn khạng:
X

KÂ
= k = const (6.6)
Âàûc tênh ca råle l âỉåìng thàóng song song våïi trủc (+) (hçnh 6.6 f). Âáy l
trỉåìng håüp riãng ca råle häùn håüp khi α = - π/2.
Råle täøng tråí cọ thãø l cỉûc âải hồûc cỉûc tiãøu. Loải råle täøng tråí cỉûc tiãøu thêch
håüp hån âãø lm bäü pháûn khåíi âäüng v khong cạch.
Chãú âäü lm viãûc ca âỉåìng dáy âỉåüc bo vãû cọ thãø âàûc trỉng bàòng täøng tråí
phỉïc Z
R
trãn âáưu cỉûc råle täøng tråí. Säú phỉïc Z
R
ny âỉåüc biãøu diãùn åí mäüt vë trê xạc
âënh trãn màût phàóng phỉïc täøng tråí. Vç váûy phán têch sỉû lm viãûc ca råle täøng tråí
näúi vo mäüt ạp v mäüt dng cọ thãø thỉûc hiãûn bàòng phỉång phạp âäư thë khi so
sạnh vng cọ chỉïa Z
R
våïi vng khåíi âäüng ca bo vãû.
VI. SÅ ÂÄƯ NÄÚI RÅLE TÄØNG TRÅÍ VO ẠP DÁY V HIÃÛU DNG PHA :
Täø håüp cạc dng v ạp åí âáưu cỉûc ca 3 råle täøng tråí näúi theo så âäư hçnh 6.9
âỉåüc âỉa ra trong bng 6.1
Khi N
(3)
tai âiãøm N (hçnh 6.10) cạch chäø âàût bo vãû mäüt khong l, ta cọ :
I
R
(3)
=
33
3
3

3
1
3
3
3
1
IU IZlZ
U
I
Zl
RR
R
R
()
()
()
()
()
()
, ,==.=
R
=

Trong âọ: Z
1
- täøng tråí thỉï tỉû thûn ca 1 Km âỉåìng dáy quy vãư phêa thỉï cáúp
ca cạc mạy biãún âäøi âo lỉåìng theo (6.2).
Khi N
(2)
, vê dủ B v C, chè cọ råle 2RZ nháûn âiãûn ạp ca nhạnh ngàõn mảch l

lm viãûc âụng. Âäúi våïi nọ :
IIUUIZlZZlZ
RRbc R2
22
2
22 2
12
2
1
3
22
() () () () () () ()
,,=== =


Hçnh 6.9 : Så âäư näúi råle täøng tråí vo ạp dáy v hiãûu dng pha
a) khi cạc BI näúi
∆
b) khi dng BI trung gian khäng bo ha

Bng 6.1
Råle
I
R
.

U
R
.

1RZ
II
ab

−

U
ab
.

2RZ
II
bc

−

U
bc
.

3RZ
II
ca

−

U
ca
.

50
Âỉa vo âáưu cỉûc cạc råle 1RZ v
3RZ l dng âiãûn I
(2)
v âiãûn ạp låïn
hån U
bc
(2)
. Vç váûy, täøng tråí trãn cạc cỉûc
ca råle 1RZ v 3RZ tàng lãn v bo
vãû s khäng tạc âäüng nháưm.
Khi ngàõn mảch 2 pha chảm âáút
(vê dủ B v C) trong mảng cọ dng
chảm âáút låïn, cng chè cọ 2RZ lm
viãûc âụng. Âäúi våïi nọ:



Hçnh 6.10 : Ngàõn mảch trãn
âỉåìng dáy
âỉåüc bo vãû

UUU
R
bc
2
11

11 11
(,)
.
(,)
.
(,)
=−
trong âọ :
UIZlIZ
UIZlIZ
bb
L
c
M
cc
L
b
M
.
(,)
.
(,)
.
(,)
.
(,)
.
(,)
.
(,)

. .
. .
11 11 11
11 11 11
=+
=+
l
l
Khi thay Z
L
- Z
M
= Z
1
, ta cọ :
Z
U
I
II
II
Zl Zl Z
R
R
R
bc
bc
R2
11
2
11

2
11
11 11
11 11
11
3(,)
(,)
(,)
.
(,)
.
(,)
.
(,)
.
(,)
()
==
−
−
==
Nhỉ váûy, så âäư âang xẹt âm bo täøng tråí Z
R
giäúng nhau âäúi våïi táút c cạc
dảng ngàõn mảch nhiãưu pha åí mäüt âiãøm. Så âäư näúi råle vo hiãûu dng pha cn
âỉåüc thỉûc hiãûn qua mạy biãún dng trung gian khäng bo ha cọ 2 cün så (hçnh
6.9b).
Nhỉåüc âiãøm ch úu ca så âäư l phi dng 3 råle täøng tråí chè âãø chäúng
ngàõn mảch nhiãưu pha åí mäüt âiãøm. Âãø khàõc phủc, ngỉåìi ta dng chè 1 råle täøng tråí
v thiãút bë tỉû âäüng chuøn mảch ạp v dng âäúi våïi cạc dảng ngàõn mảch khạc

nhau.
VII. SÅ ÂÄƯ NÄÚI RÅLE TÄØNG TRÅÍ VO ẠP PHA V DNG PHA CỌ B
THNH PHÁƯN THỈÏ TỈÛ KHÄNG - SÅ ÂÄƯ B DNG :
Täø håüp cạc dng v ạp åí âáưu cỉûc ba råle täøng tråí cho trong bng 6.2. Khi N
(1)

chảm âáút, vê dủ pha A, tải âiãøm N ca âỉåìng dáy (hçnh 6.10), chè cọ råle 1RZ
(hçnh 6.11) näúi vo ạp ca nhạnh ngàõn mảch U
a
l tạc âäüng âụng. Våïi:
UUUU
a

=++
120
l

p ca mäüt thỉï tỉû báút k âỉåüc xạc âënh bàòng täøng ca ạp åí âiãøm ngàõn mảch
N v ạp råi trãn chiãưu di l, vêdủ:
UU IZ
N
.
000
0
=+
Vç váûy: U U I Z l U I Z l U I Z l
aN N N
. . . .
=+ ++ ++
11

1
22
2
00
0
Täøng vç âọ l ạp tải âiãøm hỉ hng. Âäúi våïi âỉåìng
dáy thç Z
UUUU
NNNN
.
=++ =
120
0
1
= Z
2
. Do váûy :

51
UIZlIZlIZl
IZl IZl IZl IZl IZl
IZl I Z Z l
a
a
. .
.

()
().
=++

=+++
=+
1
1
2
1
0
0
1
1
2
1
0
0
0
1
0
1
1
0
01



Hỗnh 6.11 : Sồ õọử nọỳi rồle tọứng trồớ vaỡo aùp pha vaỡ doỡng pha
coù buỡ thaỡnh phỏửn doỡng õióỷn thổù tổỷ khọng

Baớng 6.2
Rồle I
R

U
R
1RZ
IkI
a

.+
0
U
a
.

2RZ
IkI
b

.+
0
U
b
.

3RZ
IkI
c

.+
0
U
c

.

Nóỳu chonỹ hóỷ sọỳ buỡ k
ZZ
Z
.

.
=

01
1
thỗ tọứng trồớ trón caùc cổỷc cuớa rồle 1RZ seợ laỡ:
Z
U
IkI
I
ZZ
Z
I
IkI
Zl Zl
R
a
a
a
a
1
1
0

01
1
0
0
11
()
.

.

.
.

.=
+
=
+

+
=
Tọứng trồớ trón caùc cổỷc cuớa rồle tọứng trồớ 2RZ , 3RZ cuớa caùc pha khọng hổ
hoớng tng lón, vỗ vỏỷy baớo vóỷ seợ khọng taùc õọỹng nhỏửm.
Goùc tọứng trồớ Z
0
vaỡ Z
1
laỡ khọng nhổ nhau, do vỏỷy trong trổồỡng hồỹp tọứng quaùt
hóỷ sọỳ k laỡ mọỹt sọỳ phổùc. óứ thuỏỷn tióỷn, ngổồỡi ta boớ qua sổỷ khaùc bióỷt cuớa goùc tọứng
trồớ Z
1

, Z
0
vaỡ

choỹn k = (Z
0
-Z
1
)/Z
1
hay k =(x
0
-x
1
)/x
1
. Trổồỡng hồỹp naỡy tổồng ổùng vồùi sồ
õọử hỗnh 6.11, rồle tọứng trồớ õổồỹc cung cỏỳp bũng doỡng õióỷn qua BI trung gian khọng
baợo hoỡa. Vờ duỷ : lỏỳy Z
0
3,5Z
1
(õọỳi vồùi õổồỡng dỏy trón khọng coù dỏy chọỳng seùt), ta
seợ coù k = 2,5. óứ taỷo nón lổỷc tổỡ hoùa tọứng tyớ lóỷ vồùi I
p
+ kI
0
, quan hóỷ cuớa sọỳ voỡng W
p

vaỡ W
0
cuớa hai cuọỹn sồ coù doỡng I
p
vaỡ 3I
0
cỏửn phaới tổồng ổùng vồùi bióứu thổùc :

52
W
p
: W
0
= 1 : k/3 ≈ 1 : 0,83.
Så âäư cọ thãø tạc âäüng âụng khäng nhỉỵng khi ngàõn mảch mäüt pha m c khi
ngàõn mảch hai pha chảm âáút v khi chảm âáút kẹp åí cạc pháưn tỉí cọ I
0
≠ 0 trong
mảng cọ dng chảm âáút bẹ.
Âãø kãút lûn, cáưn lỉu ràòng khi loải trỉì sỉû b dng khi så âäư â xẹt trãn, tỉïc
l I
R
l dng pha thç : Z
R
= Z
1
.l + (I
0
/I
R

).(Z
0
- Z
1
).l . Lục âọ täøng tråí Z
R
phủ thüc
khäng nhỉỵng vo khong cạch l m cn vo t säú I
0
/I
p
. T säú ny cọ thãø thay âäøi
trong phảm vi räüng khi thay âäøi chãú âäü lm viãûc ca hãû thäúng. Chênh âiãưu âọ lm
cho hản chãú kh nàng ỉïng dủng ca så âäư.

VIII. SÅ ÂÄƯ SỈÍ DỦNG MÄÜT RÅLE TÄØNG TRÅÍ CỌ CHUØN MẢCH ÅÍ MẢCH
ÂIÃÛN ẠP ÂÃØ TẠC ÂÄÜNG KHI NGÀÕN MẢCH NHIÃƯU PHA :
Så âäư âỉåüc thỉûc hiãûn nhåì råle täøng tråí 1RZ näúi vo hiãûu dng hai pha (theo
hçnh 6.12,
) v âiãûn ạp t lãû hồûc bàòng ạp dỉ ca nhạnh ngàõn mảch khi
ngàõn mảch giỉỵa cạc pha. Cạc bäü pháûn khåíi âäüng dng 2RI v 3RI näúi vo dng
pha lm nhiãûm vủ xạc âënh dảng ngàõn mảch v tỉû chuøn mảch âiãûn ạp.
III
Ra

=−
c
Khi N
(3)
hay , råle 2RI v 3RI khåíi âäüng âỉa ạp UN

AC
()2
ac
âãún råle 1RZ. Vç váûy:
Z
IZl
I
Zl
Z
IZl
I
Zl
R
Rac
()
()
()
()
()
()
.
.
3
3
1
3
1
2
2
1

2
1
3
3
2
2
==
==

Khi

N âỉa âãún 1RZ l dng 1 pha, tỉång ỉïng l . N
AB BC
() ()
,
22
II
ac

, −
Âãø Z
R
cọ âỉåüc giạ trë t lãû våïi khong cạch l, ạp âỉa âãún råle phi gim 2 láưn
nhåì âiãûn tråí phủ (hçnh 6.12a) hồûc biãún ạp tỉû ngáùu (hçnh 6.12b). Så âäư hçnh
6.12b cáưn thiãút âäúi våïi nhỉỵng råle täøng tråí lm viãûc theo c giạ trë v gọc lãûch pha
giỉỵa U
R
v I
R
(vê dủ råle täøng tråí cọ hỉåïng, hçnh 6.6b).

Hçnh 6.12 : Så âäư näúi mäüt råle täøng tråí cọ chuøn mảch åí mảch âiãûn ạp
âãø tạc âäüng khi ngàõn mảch giỉỵa cạc pha.
a. dng âiãûn tråí phủ b. dng biãún ạp tỉû ngáùu

53
Nhỉ váûy, khi

ta cọ: N
AB
()2
Z
U
I
IZl
I
Zl
Rab
ab
a
a
a
()
()
()
()
()
,
,
2

2
2
2
1
2
1
05
05
2
== =
Nhỉ váûy, cọ thãø âm bo Z
R
nhỉ nhau âäúi våïi táút c nhỉỵng dảng ngàõn mảch
giỉỵa cạc pha. Tuy nhiãn , khi
hồûc thç dng phủ ti qua pha khäng hỉ
hng (tỉång ỉïng l dng pha C hồûc A) s nh hỉåíng âãún sỉû lm viãûc ca råle.
N
AB
()2
N
BC
()2
Trë säú Z
R
cng cọ thãø sai lãûch do bäü pháûn khåíi âäüng lm viãûc khäng âụng
(chè cọ mäüt råle RI khåíi âäüng) trong trỉåìng håüp dng ngàõn mảch gáưn våïi dng
khåíi âäüng ca chụng. Lục âọ, täøng tråí Z
R
cọ thãø gim nhiãưu do âỉa tåïi råle täøng
tråí mäüt âiãûn ạp gim tháúp (trỉåìng håüp giåïi hản gim hai láưn).

Ỉu âiãøm ca så âäư l tỉång âäúi âån gin v chè dng mäüt råle täøng tråí. Tuy
nhiãn, xẹt âãún nhỉỵng nhỉåüc âiãøm nãu trãn v nhiãưu nhỉåüc âiãøm khạc, så âäư chè
hản chãú ạp dủng, chàóng hản nhỉ, cho bo vãû chäúng ngàõn mảch nhiãưu pha âỉåìng
dáy củt.
IX. CẠC ÚU TÄÚ NH HỈÅÍNG ÂÃÚN SỈÛ LM VIÃÛC
CA BO VÃÛ KHONG CẠCH:
IX.1.
nh hỉåíngca âiãûn tråí quạ âäü âãún âãún sỉû lm viãûc ca bäü
pháûn khong cạch :
nh hỉåíng ca âiãûn tråí quạ âäü r
qâ
âãún sỉû lm viãûc ca bäü pháûn khong cạch
âỉåüc xẹt âäúi våïi mảng håí cọ ngưn cáúp tỉì hai phêa (hçnh 6.13)
ÅÍ âáưu cỉûc råle täøng tråí âàût åí âỉåìng dáy AB vãư phêa trảm A (vê du,û näúi våïi ạp
dáy v hiãûu dng pha) khi N
(2)
qua r
qâ
åí âáưu âỉåìng dáy BC s cọ täøng tråí bàòng :

Z
U
I
IZl Ir
I
Zl
I
I
r
Zl

I
I
re
RA
d
d
NAB
AB
N
qâ
NAB
AB
N
NAB
qâ
AB
N
NAB
qâ
j
==
+
=+
=+
.
.

.
.
.

1
1
1
α
(6.13)
trong âọ: α - gọc lãûch pha giỉỵa dng I
N
åí âiãøm hỉ hng v dng I
NAB.




Hçnh 6.13 :
nh hỉåíng ca
âiãûn tråí quạ âäü âãún sỉû lm
viãûc ca råle täøng tråí.
a) så âäư mảng
b) täøng tråí åí âáưu cỉûc råle



54
Tỉång tỉû âäúi våïi råle täøng tråí näúi vo âỉåìng dáy BC vãư phêa trảm C khi hỉ
hng åí cng âiãøm âọ :
ZZl
I
I
rZl
I

I
re
RC BC
N
NBC
qâ BC
N
NBC
qâ
j
=+ =+
11
.
.
β

β - gọc lãûch pha giỉỵa dng I
N
v dng I
NBC
trong âỉåìng dáy BC, nãúu β dỉång v I
N

vỉåüt trỉåïc I
NBC
, thç gọc α s ám vç I
N
cháûm sau I
NAB
.

Täøng tråí åí âáưu cỉûc råle ca âỉåìng dáy BC âàût vãư phêa trảm B, d khong
cạch tỉì nọ âãún âiãøm ngàõn mảch bàòng 0, váùn cọ mäüt giạ trë hỉỵu hản:
Z
I
I
r
RB
N
NAB
qâ
=
.
.

Cạc biãøu thỉïc nọi trãn cho tháúy âiãûn tråí qụa âäü r
qâ
trong trỉåìng håüp chung
lm sai lãûch sỉû lm viãûc ca cạc råle täøng tråí, täøng tråí Z
R
åí âáưu cỉûc ca chụng
s khäng cn t lãû våïi khong cạch l âãún âiãøm hỉ hng.
Täøng tråí åí âáưu cỉûc råle tàng lãn do r
qâ
lm cho âiãøm ngàõn mảch nhỉ l li
xa hån v bo vãû cọ thãø tạc âäüng våïi thåìi gian låïn hån ca cáúp sau, vê dủ cáúp II
thay vç cáúp I. Nhỉ váûy, do nh hỉåíng ca r
qâ
bo vãû khong cạch s cọ thãø tạc
âäüng cháûm hån nhỉng váùn khäng máút tênh chn lc.
IX.2.

nh hỉåíng ca trảm trung gian:
Trãn hçnh 6.17a l mäüt pháưn ca mảng âiãûn, xẹt ngàõn mảch xy ra åí âoản
BD cạch thanh gọp B mäüt khang l. Qua cạc âoản AB v CB cọ dng I
AB
v I
CB
.
Dng ngàõn mảch trãn âoản hỉ hng BD l:
III
BD AB CB

=+
Khi ngàõn mảch nhiãưu pha, täøng tråí åí âáưu cỉûc råle täøng tråí âàût vãư phêa trảm A
ca âỉåìng dáy AB l :
Z
IZl IZl
I
Zl
I
I
Zl
Zl
K
Zl
RA
AB
AB
BD
AB
AB

BD
AB
AB
I
=
+
=+
=+

.
.
.
.



11
11
11
1
.
D
(6.14)
trong âọ: K I I
IABB

/=
Nhỉ váûy, täøng tråí åí âáưu cỉûc råle A âỉåüc xạc âënh khäng nhỉỵng bàòng vë trê
ca âiãøm hỉ hng, m cn bàòng hãû säú phán bäú dng, hãû säú ny âàûc trỉng cho
pháưn dng ca âoản hỉ hng âi qua âoản khäng hỉ hng.

Trong tênh toạn thỉûc tãú, thỉåìng b qua gọc lãûch pha giỉỵa cạc dng v coi K
I

l säú thỉûc. Lục áúy, nãúu K
I
<1 thç täøng tråí Z
RA
s tàng lãn, nghéa l råle tải trảm A s
âo âỉåüc mäüt täøng tråí låïn hån täøng tråí thỉûc tãú v bo vãû s khäng tạc âäüng nháưm.
Tuy nhiãn nãúu K
I
>1, vê dủ khi âỉåìng dáy âån näúi våïi hai âỉåìng dáy song song
(hçnh 6.17b), bo vãû A cọ thãø tạc âäüng nháưm; âãø âm bo tạc âäüng chn lc ca
bo vãû A trong trỉåìng håüp ny, täøng tråí khåíi âäüng ca råle täøng tråí cáúp II cáưn
âỉåüc tênh chn cọ xẹt âãún sỉû gim tháúp ca Z
RA
do nh hỉåíng ca trảm trung
gian.

55

Hçnh 6.17 : nh hỉåíng ca hãû säú phán bäú dng K âãún
I
sỉû lm viãûc ca råle täøng tråí âàût tải trảm A.
a) K
I
< 1 b) K
I
> 1

IX.3. nh hỉåíng ca täø näúi dáy mạy biãún ạp:
Khi giỉỵa chäù näúi bo vãû v âiãøm ngàõn mảch cọ thãm cạc mạy biãún ạp cọ täø
näúi dáy Y/Y (hay mạy biãún ạp tỉû ngáùu), råle täøng tråí s lm viãûc âụng, chè khạc l
giạ trë Z
R
åí âáưu cỉûc råle l täøng ca täøng tråí cạc âoản âỉåìng dáy v cạc mạy biãún
ạp tỉång ỉïng.
Váún âãư âạng quan tám åí âáy l trỉåìng håüp cạc mạy biẹn ạp cọ täø näúi dáy
Y/∆ hồûc ∆/Y, chụng s cọ nh hỉåíng låïn âãún sỉû lm viãûc ca cạc råle täøng tråí
khi xy ra ngàõn mảch hai pha.

Hçnh 6.18 : nh hỉåíng ca mạy biãún ạp cọ täø näúi dáy Y/
∆

âãún sỉû lm viãûc ca råle täøng tråí.
Khi ngàõn mảch giỉỵa cạc pha A v C sau mạy biãún ạp näúi Y/∆ -11 (hçnh 6.18),
ta cọ thãø tênh âỉåüc täøng tråí åí âáưu cỉûc cạc råle näúi vo dng v ạp giỉỵa cạc pha
âàût trãn âỉåìng dáy vãư phêa ngưn cung cáúp nhỉ sau :
Z
Rab
= ∞ (dng cạc pha A,B bàòng nhau, I
ab
= 0)
Z
Rbc
= Z
1
l + Z
B
- j

3
3
21
()ZZlZ
HB
++
Z
Rca
= Z
1
l + Z
B
+ j
3
3
21
()ZZlZ
HB
++
trong âọ :Z
2H
- täøng tråí thỉï tỉû ngëch ca ngưn cung cáúp
Z
B
- täøng tråí ca mạy biãún ạp
Z
1
l - täøng tråí âỉåìng dáy (coi Z
1
= Z

2
).
Cạc biãøu thỉïc trãn cho tháúy, råle täøng tråí ca bo vãû âỉåìng dáy cọ Z
R
tàng
lãn (so våïi Z
1
l + Z
B
) v bo vãû s khäng tạc âäüng nháưm.

56
IX.4. nh hỉåíng ca sai säú BI v BU:
Sai säú ca BI l do mảch tỉì BI bë bo ha, lm gim dng thỉï cáúp so våïi giạ
trë xạc âënh theo t säú biãún âäøi âënh mỉïc. Âiãưu âọ lm gim chiãưu di vng bo
vãû. Vç váûy, BI âỉåüc kiãøm tra theo âỉåìng cong sai säú 10% âäúi våïi giạ trë cỉûc âải ca
dng âiãûn khi ngàõn mảch åí cúi vng bo vãû thỉï nháút.
Sai säú vãư ạp âỉåüc quút âënh båíi âäü chênh xạc ca bn thán BU cng nhỉ do
ạp råi trãn cạc dáy näúi. Thỉåìng dng cạc BU cọ cäng sút khạ låïn, sai säú ca
chụng nàòm trong phảm vi cho phẹp. Tuy nhiãn, nãúu tỉì BU âãún chäø âàût bo vãû cọ
khong cạch låïn thç thỉåìng phi dng cạ
c dáy dáùn phủ tiãút diãûn låïn âãø gim täøn
tháút âiãûn ạp trong chụng.
X. ÂẠNH GIẠ V LNH VỈÛC ỈÏNG DỦNG CA BO VÃÛ KHONG CẠCH :
X.1.
Tênh chn lc :
Theo ngun tàõc tạc âäüng ca mçnh, bo vãû âm bo càõt chn lc hỉ hng
trong cạc mảng cọ hçnh dạng báút k våïi säú ngưn cung cáúp ty .
X.2
. Tạc âäüng nhanh :

Tạc âäüng khäng thåìi gian chè âỉåüc thỉûc hiãûn âäúi våïi cáúp I ca bo vãû, bao
bc khäng quạ 85% chiãưu di pháưn tỉí âỉåüc bo vãû. Khi tênh âãún tạc âäüng ca cạc
bo vãû vãư hai phêa ca âỉåìng dáy, s cọ khäng êt hån 30% chiãưu di ca âỉåìng
dáy m khi hỉ hng xy ra trong âọ âỉåüc càõt vãư mäüt trong hai phêa våïi thåìi gian
ca cáúp II (thỉåìng l vo khong 0,5 sec). Thåìi gian càõt ngàõn mảch kẹo di nhỉ
váûy, d l ngàõn mảch åí xa thanh gọp ca trảm, âäi khi l khäng cho phẹp. Âãø
âạnh giạ kh nàng cho phẹp càõt ngàõn mảch våïi thåìi gian lm viãûc ca cáúp II, cọ
thãø sỉí dủng tiãu chøn âiãûn ạp dỉ U
dỉ
trãn thanh gọp ca trảm. Càõt våïi thåìi gian
cáúp II âỉåüc coi l cho phẹp, nãúu trong tçnh trảng càõt khäng âäưng thåìi ngàõn mảch
3 pha (hçnh 6.27) åí âáưu vng II ca bo vãû cọ :
UZlI
d
U
ỉ
Nâ
() ()
,. . ,.
3
1
3
085 3 06=≥
m

X.3. Âäü nhảy :
Âäü nhảy ca bo vãû trỉåïc hãút âỉåüc xạc âënh båíi cạc bäü pháûn khåíi âäüng ca
nọ. Trong âa säú trỉåìng håüp, âäü nhảy âäúi våïi ngàõn mảch trãn âoản âỉåüc bo vãû l
âm bo âỉåüc. Tuy nhiãn, âäü nhảy ca bo vãû khi lm nhiãûm vủ dỉû trỉỵ cho cạc
hỉ hng åí âoản kãư cọ thãø khäng âảt u cáưu.

Hçnh 6.27 : Âiãưu kiãûn tênh toạn âãø kiãøm tra âiãûn ạp dỉ
khi cọ ngàõn mảch trong mảng âiãûn



57
X.4. Tờnh õaớm baớo :
Ngay caớ nhổợng sồ õọử baớo vóỷ hióỷn õaỷi õóửu bao gọửm mọỹt sọỳ lổồỹng õaùng kóứ caùc
bọỹ phỏỷn phổùc taỷp cỏửn thióỳt cho vióỷc khồới õọỹng nhũm õóứ baớo vóỷ laỡm vióỷc õuùng
õừn. ióửu õoù seợ laỡm phổùc taỷp sổỷ vỏỷn haỡnh caùc baớo vóỷ vaỡ coù thóứ laỡm mỏỳt khaớ nng
laỡm vióỷc õuùng õừn cuớa baớo vóỷ.

Mỷc duỡ coù mọỹt sọỳ nhổồỹc õióứm õaợ phỏn tờch ồớ trón, nguyón từc khoaớng caùch
vỏựn õổồỹc sổớ duỷng rọỹng raợi trong thổỷc tóỳ õóứ thổỷc hióỷn caùc baớo vóỷ chọỳng ngừn
maỷch nhióửu pha. ióửu naỡy õổồỹc giaới thờch laỡ do chố coù sổớ du
ỷng nguyón từc naỡy mồùi
coù thóứ thổỷc hióỷn õổồỹc caùc baớo vóỷ cừt choỹn loỹc caùc õoaỷn õổồỡng dỏy vaỡ thanh goùp
cuớa caùc traỷm kóử khi ngừn maỷch nhióửu pha trong caùc maỷng coù hỗnh daùng bỏỳt kyỡ.
Baớo vóỷ khoaớng caùch cuợng õổồỹc duỡng laỡm dổỷ trổợ khi sổớ duỷng caùc baớo vóỷ doỹc (nhổ
baớo vóỷ so lóỷch doỹc, baớo vóỷ tỏửn sọỳ cao) laỡm nhióỷm vuỷ baớo vóỷ chờnh taùc õọỹng
khọng thồỡi gian trón toaỡn bọỹ chióửu daỡi cuớa phỏửn tổớ õổồỹc baớo vóỷ.