Rowle bảo vệ trạm biến áp Thủ Đức

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, điện năng là một phần thiết yếu trong sản xuất công nghiệp
cũng như trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Để đảm bảo
sản lượng và chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ tin cậy cung cấp
điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bò và sự làm việc ổn
đònh trong toàn hệ thống; cần phải sử dụng một cách rộng rãi và có hiệu quả
những phương tiện bảo vệ,thông tin ,đo lường ,điều khiển và điều chỉnh tự
động trong hệ thống điện.
Trong số các phương tiện này, rơle và thiết bò bảo vệ bằng rơle đóng
một vai trò hết sức quan trọng. Trong quá trình vận hành hệ thống điện,
không phải lúc nào hệ thống cũng hoạt động ổn đònh, thực tế chúng ta luôn
gặp tình trạng làm việc không bình thường hoặc sự cố như ngắn mạch, quá
tải v.v. . mà nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan. Hệ thống
Rơle sẽ phát hiện và tự động bảo vệ các sự cố ,tình trạng làm việc bất
thường của hệ thống ,để từ đó con người có biện pháp xử lý kòp thời.
Hiện nay dưới sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thiết bò bảo vệ rơle
ngày càng hiện đại, nhiều chức năng và tác động chính xác hơn. Ở nước ta
ngày nay, xu hướng sử dụng rơle không tiếp điểm để dần thay thế cho các
rơle điện cơ dùng tiếp điểm đã quá cũ kỷ, hoạt động không an toàn và thiếu
chính xác .
Đề tài “ Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 110/15KV Thủ
Đức Bắc “ nhằm mục đích tìm hiểu và giới thiệu một số thiết bò về rơle bảo
vệ kỹ thuật số mà hiện nay đang sử dụng rộng rãi trong hệ thống cung cấp
điện.
Đề tài gồm có 2 phần :
- Phần 1 : Tổng quan về rơle .
Trong phần này gồm có 2 chương giới thiệu nguyên lý bảo vệ của một
số loại rơle cơ bản và các chỉ danh vận hành của thiết bò bảo vệ rơle thông
dụng hiện đang được sử dụng trong hệ thống điện ở Việt Nam.
- Phần 2 : Khảo sát thực tế hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp

110/15KV
Thủ Đức Bắc.
Phần này gồm 2 chương :
+ Chương I : Giới thiệu các thiết bò nhất thứ của trạm 110/15KV Thủ
Đức Bắc.
+ Chương II : Hệ thống rơle bảo vệ của trạm biến áp 110/15KV Thủ Đức
Bắc.
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã được sự hướng
dẫn tận tình
của cô Vũ Thò Ngọc, nghiên cứu các tài liệu liên quan cũng như đi tìm hiểu
thực tế tại
trạm biến áp 110/15KV Thủ Đức Bắc. Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đề
tài có hạn cũng như kiến thức kinh nghiệm về lónh vực bảo vệ rơle trong hệ
thống điện chưa nhiều, nên tập đồ án tốt nghiệp này sẽ có những sai sót là
điều không thể tránh được. Nhóm nghiên cứu rất mong được sự nhận xét và
đóng góp của q Thầy Cô.
TP.Hồ Chí Minh , tháng 02 năm 2001
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Thành Thọ
Đỗ Tấn Kính

LỜI CẢM ƠN
Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn :
- Ban Giám Hiệu trường Đại học SPKT Tp.HCM .
- Ban Chủ Nhiệm Khoa Điện - Điện tử.
- Q Thầy Cô đang giảng dạy tại Khoa Điện .
- Cô Vũ Thò Ngọc - Người đã tận tình hướng dẫn chúng em
trong
quá trình thực hiện đđà án tốt nghiệp này .
- Cha mẹ và những người thân đã nuôi dạy cho chúng con

có được
ngày hôm nay .
- Ban Giám Đốc Công Ty Truyền Tải Đòên 4 .
- Tập thể CBCNV Trạm biến điện Thủ Đức Bắc .
- Các bạn sinh viên cùng khóa , cùng lớp 97N-ĐKC .
**
MỤC LỤC
Lời nói đầu Trang
Phần giới thiệu 1
Phần nội dung :
Phần 1 : TỔNG QUAN VỀ RƠLE BẢO VỆ
Chương 1 : Khái niệm về rơle bảo vệ 5
Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của các loại rơle bảo vệ
trong trạm biến áp 8
Phần 2 : KHẢO SÁT THỰC TẾ HỆ THỐNG RƠLE
BẢO VỆ TRONG TRẠM 110/15KV THỦ ĐỨC
BẮC
Chương 1 : Giới thiệu trạm Thủ Đức Bắc
27
Chương 2 : Giới thiệu thiết bò nhất thứ
I. Máy biến áp lực 28
II. Máy cắt 29
III. Cầu dao cách ly 31
IV. Máy biến dòng điện 32
V. Máy biến điện áp 32
Chương 3 : Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến điện
110/15KV Thủ Đức Bắc
I. Sơ đồ nhất thứ 33
II. Sơ đồ hệ thống rơle bảo vệ nhất thứ
A.Sơ đồ và kết lưới hệ thống 33

B.Phân tích sơ đồ 35
III. Khảo sát rơle bảo vệ đường dây
1. Bảo vệ đường dây phía 110KV 40
2. Bảo vệ đường dây phía 15KV 52
IV. Khảo sát rơle bảo vệ máy biến thế
1. Rơle tác động có dòng điện 55
2. Rơle tác động không có dòng điện 82
V. Các rơle bảo vệ khác
1. Rơle sa thải phụ tải 86
2. Rơle khóa trung gian 90
Phần 3 : KẾT LUẬN 92
Tài liệu tham khảo 93
Phụ lục 94
**
TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
- Họ và tên : Nguyễn Thành Thọ Mã số sinh viên : 97202399
Đỗ Tấn Kính Mã số sinh viên : 97202315
- Lớp : 97N-ĐKC
- Khóa : 1997 - 2000
- Ngành : Điện khí hóa và cung cấp điện
1. Đề tài :
KHẢO SÁT HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ
TRẠM BIẾN ÁP 110/15KV THỦ ĐỨC BẮC
2. Số liệu ban đầu :
Số liệu thực tế tại trạm Thủ Đức Bắc .

3. Nội dung phần thuyết minh :
+ Tổng quan về rơle.
+ Giới thiệu thiết bò nhất thứ của trạm.
+ Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm.
4. Phần bản vẽ :
5. Giáo viên hướng dẫn : (Ký và ghi rõ
họ tên )

Vũ Thò Ngọc
6. Ngày giao nhiệm vụ : 08/ 01/ 2001
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 28/ 02/ 2001
Cán bộ duyệt kí tên Thông qua bộ môn
(Kí và ghi rõ họ tên ) Ngày tháng
năm 2001
Chủ nhiệm bộ môn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT :

DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ :
Ngày nay, hầu như hoạt động của con người trong mọi lónh vực đều
không thể tách khỏi nguồn năng lượng điện . Ở nước ta, điện năng hầu hết
được sản xuất ở những nhà máy nhiệt điện , thủy điện có công suất lớn như :
Thủy điện Hòa Bình , thủy điện Đa Nhim , thủy điện Trò An , nhiệt điện
Phú Mỹ , nhiệt điện Phả Lại
Các nhà máy thủy điện thì được xây dựng ở những vùng có vò trí đòa lý
thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy thủy điện , còn các nhà máy nhiệt điện
thì được xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu, nhưng hộ tiêu thụ thì

không chỉ là những hộ ở xung quanh nhà máy.Vấn đề đặt ra là làm sao
truyền tải được điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ một cách
liên tục, an toàn và kinh tế nhất.
Để đảm bảo sản lượng và chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ
tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bò và sự
làm việc ổn đònh trong toàn hệ thống cần phải sử dụng một cách rộng rãi và
có hiệu lực những phương tiện bảo vệ , thông tin , đo lường, điều khiển và
điều chỉnh tự động trong hệ thống. Trong số các phương tiện này rơle và
thiết bò bảo vệ bằng rơle đóng một vai trò hết sức quan trọng.
Cùng với sự phát triển kỹ thuật điện nói chung và các hệ thống điện
lực nói riêng, kỹ thuật bảo vệ rơle trong mấy mươi năm gần đây đã có những
biến đổi và tiến bộ rất to lớn. Những thành tựu của kỹ thuật bảo vệ rơle
hiện đại cho phép chế tạo những loại bảo vệ phức tạp với những đặc tính kỹ
thuật khá hoàn hảo nhằm nâng cao độ nhạy của các bảo vệ và tránh không
cho các bảo vệ làm việc nhầm lẫn khi có những đột biến của phụ tải, khi có
hư hỏng trong mạch điện áp hoặc khi có dao động điện , nhằm hoàn thiện
các phương pháp dự phòng trong các hệ thống khi có hư hỏng trong các sơ đồ
bảo vệ và sơ đồ điều khiển máy cắt điện cũng như khi bản thân máy cắt
điện bò trục trặc . . . Hiện nay,người ta đã chế tạo được các thiết bò bảo vệ
rơle ngày càng gọn nhẹ ,hoạt động chính xác , tác động nhanh , độ an toàn
cao.
Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã chọn đề tài “ Khảo sát hệ thống rơle
bảo vệ của trạm biến áp 110/15KV Thủ Đức Bắc “.
II. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI :
Trong trạm biến áp , có hai hệ thống mạch điện cơ bản là mạch điện
nhất thứ và mạch điện nhò thứ.
Mạch điện nhất thứ là mạch điện tiếp nhận các nguồn điện cao áp đến
trạm, biến đổi điện áp của nguồn điện nhận được, sau đó phân phối đi
nguồn điện có điện áp đã biến đổi. Mạch điện nhất thứ gồm có các thiết bò
như : máy cắt, dao cách ly, máy biến thế lực, thanh cái máy biến dòng điện,

máy biến điện áp, máy biến thế tự dùng v.v…
Mạch điện nhò thứ gồm các mạch điện có các chức năng kiểm soát sự
vận hành của mạch điện nhất thứ như : điều khiển, chỉ thò trạng thái, đo
đếm thông số điện và bảo vệ mạch điện nhất thứ. Mạch điện nhò thứ có các
cáp điện kiểm soát, các dây dẫn điện, các thiết bò điện nhò thứ (như thiết bò
đo đếm điện, thiết bò điều khiển, rơle bảo vệ v.v…).
Trong phạm vi đề tài, nhóm thực hiện chủ yếu chỉ khảo sát và tìm hiểu
hệ thống rơle bảo vệ của một trạm biến áp 110/15KV tiêu biểu. Với các vấn
đề chính sau đây :
- Chỉ danh vận hành và nguyên lý hoạt động của một số loại rơle cơ
bản trong trạm biến áp.
- Phân tích yêu cầu, chức năng bảo vệ của từng loại rơle trên sơ đồ hệ
thống mạch điện nhất thứ cụ thể của trạm.
- Tìm hiểu các thông số kỹ thuật của rơle đang cài đặt vận hành thực
tế tại trạm.
III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :
Vận dụng những kiến thức đã được học ở trường để áp dụng nghiên cứu
trên thực tế.
Qua đó, bằng thực tiễn để học hỏi và tích lũy những
kiến thức nhằm phục vụ cho công tác chuyên môn
sau này.
IV. THỂ THỨC NGHIÊN CỨU :
Các bước tiến hành nghiên cứu:
- Chọn đề tài .
- Chính xác hoá đề tài.
- Soạn đề cương .
- Thu thập tài liệu.
- Xử lý tài liệu.
- Viết công trình nghiên cứu.
* Đối tượng nghiên cứu :

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống rơle bảo vệ của trạm THỦ ĐỨC
BẮC .
* Phương pháp nghiên cứu :
Sử dụng phương pháp quan sát và tham khảo tài liệu là chính.
* Kế hoạch nghiên cứu:
Đề tài được thực hiện trong thời gian 6 tuần .
Kế hoạch nghiên cứu của nhóm như sau :
- Tuần 1 và 2 : Soạn đề cương , thu thập tài liệu và đi thực tế tại
trạm .
- Tuần 3 đến 5: Viết công trình nghiên cứu .
- Tuần 6 : Hoàn chỉnh và nộp đề tài.
**
PHẦN 1
TỔNG QUÁT VỀ RƠLE BẢO VỆ
CHƯƠNG 1

KHÁI NIỆM VỀ RƠLE
1. Khái niệm về rơle bảo vệ:
Đối với các trạm biến điện áp cao thế, cũng như trong quá trình vận
hành hệ thống điện nói chung; có thể xuất hiện tình trạng sự cố thiết
bò,đường dây hoặc do chế độ làm việc bất thường của các phần tử trong hệ
thống. Các sự cố này thường kèm theo hiện tượng dòng điện tăng lên khá
cao và điện áp giảm thấp, gây hư hỏng thiết bò và có thể làm mất ổn đònh
hệ thống. Các chế độ làm việc không bình thường làm cho điện áp, dòng
điện và tần số lệch khỏi giới hạn cho phép. Nếu để tình trạng này kéo dài,
thì có thể sẽ xuất hiện sự cố lan rộng.
Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ
khi xuất hiện sự cố, cần phải phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và
cách ly nó ra khỏi phần tử bò hư hỏng. Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy trì
được hoạt động bình thường, đồng thời cũng giảm được mức độ hư hại của

phần tử bò sự cố. Làm được điều này chỉ có các thiết bò tự động mới thực
hiện được. Các thiết bò này gọi chung là rơle bảo vệ.
Trong hệ thống điện, rơle bảo vệ sẽ theo dõi một cách liên tục tình
trạng và chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong hệ thống điện. Khi
xuất hiện sự cố, rơle bảo vệ sẽ phát hiện và cô lập phần tử bò sự cố nhờ máy
cắt điện thông qua mạch điện kiểm soát. Khi xuất hiện chế độ làm việc
không bình thường, rơle bảo vệ sẽ phát tín hiệu và tuỳ theo yêu cầu cài đặt,
có thể tác động khôi phục chế độ làm việc bình thường hoặc báo động cho
nhân viên vận hành.
Tuỳ theo cách thiết kế và lắp đặt mà phân biệt rơle bảo vệ chính, rơle
bảo vệ dự phòng :
+ Bảo vệ chính trang thiết bò là bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi
có sự cố xảy ra trong phạm vi giới hạn đối với trang thiết bò được bảo vệ.
+ Bảo vệ dự phòng đối với cùng trang thiết bò này là bảo vệ thay thế
cho bảo vệ chính trong trường hợp bảo vệ chính không tác động hoặc trong
tình trạng sửa chữa nhỏ. Bảo vệ dự phòng cần phải tác động với thời gian
lớn hơn thời gian tác động của bảo vệ chính, nhằm để cho bảo vệ chính loại
phần tử bò sự cố ra khỏi hệ thống trước tiên (khi bảo vệ này tác động đúng).
2. Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ :
Rơle bảo vệ phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau đây :
* Tính chọn lọc :
Là khả năng phân biệt các phần tử hư hỏng và bảo vệ bằng cách chỉ
cắt (cô lập) các phần tử đó.
Tính chọn lọc là yêu cầu cơ bản nhất của bảo vệ rơle để đảm bảo cung
cấp điện an toàn liên tục. Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc, sự cố có thể
lan rộng.
Cần phân biệt hai khái niệm cắt chọn lọc :
+ Chọn lọc tương đối : Theo nguyên tắc tác động của mình,bảo vệ có
thể làm việc
như là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phần tử lân cận .

+ Chọn lọc tuyệt đối : Bảo vệ chỉ làm việc trong trường hợp ngắn
mạch ở chính
phần tử được bảo vệ .
* Tác động nhanh :
Yêu cầu này chỉ cần đáp ứng đối với sự cố ngắn mạch.
Bảo vệ phải tác động nhanh để kòp thời cô lập các phần tử hư hỏng
thuộc phạm vi bảo vệ nhằm :
- Đảm bảo tính ổn đònh của hệ thống.
- Giảm tác hại của dòng điện ngắn mạch đối với thiết bò.
- Giảm ảnh hưởng của điện áp thấp (khi ngắn mạch) lên các phụ tải.
Bảo vệ tác động nhanh phải có thời gian tác động nhỏ hơn 0,1giây.
* Độ nhạy :

Bảo vệ cần tác động không chỉ với các trường hợp ngắn mạch trực tiếp
mà cả khi ngắn mạch qua điện trở trung gian. Ngoài ra bảo vệ phải tác động
khi ngắn mạch xảy ra trong lúc hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu, tức là
một số nguồn được cắt ra nên dòng ngắn mạch nhỏ.
Độ nhạy được đánh giá bằng hệ số nhạy :
I
Nmin
: dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất.
I
kđbv
: giá trò dòng điện nhỏ nhất mà bảo vệ có thể tác động.
Đối với các bảo vệ tác động theo giá trò cực tiểu (ví dụ như bảo vệ thiếu
điện áp), hệ số nhạy được xác đònh ngược lại : trò số khởi động chia cho trò
số cực tiểu.
* Độ tin cậy :

Bảo vệ phải tác động chắc chắn khi xảy ra sự cố trong vùng được giao
và không được tác động sai đối với các trường hợp mà nó không có nhiệm vụ
tác động.
Một bảo vệ không tác động hoặc tác động sai có thể sẽ dẫn đến hậu quả
là một số lớn phụ tải bò mất điện hoặc sự cố lan rộng trong hệ thống.
Xem sơ đồ minh họa sau :
R
R
R
N
2
N
1
MC
1
A
1
B
1
A
2
B
2
MC
2
MC
3
Hình 1: Cắt chọn lọc các phần tử bò hư hỏng trong mạng.
3. Các chỉ danh của rơle đang sử dụng trong hệ thống điện :
kdbv

minN
N
I
I
K =
- 21,44 : Rơle khoảng cách.
- 25 : Rơle đồng bộ.
- 26 : Rơle nhiệt độ.
- 27 : Rơle điện áp thấp.
- 32 : Rơle đònh hướng công suất.
- 33 : Rơle mức dầu.
- 49 : Rơle quá tải.
- 50,51 : Rơle quá dòng tức thì, đònh thì.
- 55 : Rơle hệ số công suất.
- 59 : Rơle quá áp.
- 62 : Rơle thời gian.
- 63 : Rơle áp suất.
- 64 : Rơle chạm đất.
- 67 : Rơle quá dòng có hướng.
- 79 : Rơle tự đóng lại (máy cắt điện).
- 81 : Rơle tần số.
- 85 : Rơle so lệch cao tần.
- 87 : Rơle so lệch dọc.
- 96 : Rơle hơi (máy biến áp).
Tuỳ theo phạm vi , mức độ và đối tượng được bảo vệ, chỉ danh rơle có
thể có phần mở rộng. Sau đây là một số chỉ danh rơle có phần mở rộng
thông dụng :
- 26.W : Rơle nhiệt độ cuộn dây máy biến áp.
- 26.O : Rơle nhiệt độ dầu (máy biến áp, bộ đổi nấc máy biến áp).
- 51P,51S : Rơle quá dòng điện đònh thì phía sơ cấp, thứ cấp MBA.

- 50REF : Rơle quá dòng tức thì chống chạm đất trong thiết bò (MBA).
- 67N : Rơle quá dòng chạm đất có hướng.
- 87B : Rơle so lệch dọc bảo vệ thanh cái.
- 87T : Rơle so lệch dọc bảo vệ máy biến áp.
- 96-1 : Rơle hơi cấp 1(chỉ báo tín hiệu).
- 96-2 : Rơle hơi cấp 2 (tác động cắt máy cắt điện).


CHƯƠNG 2

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
CÁC LOẠI RƠLE BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP
1. RƠLE HƠI (R.96) :
Rơle hơi được áp dụng cho các máy biến áp có công suất trung bình và
lớn với kiểu máy có thùng giãn nở dầu. Rơle hơi được lắp trên đoạn ống liên
thông dầu từ thùng chính máy biến áp đến thùng giãn nở dầu của máy theo
một chiều nhất đònh của đầu mũi tên trên rơle hơi phải chỉ về phía thùng
giãn nở (cùng với chiều dòng chảy của dầu từ thùng chính qua rơle hơi đến
thùng giãn nở dầu khi có sự cố trong máy biến áp). Đoạn ống liên thông dầu
có độ nâng cao về phía thùng giãn nở với góc nghiêng (so với mặt phẳng
ngang) khoảng 1÷10
0
. Đoạn ống liên thông không được có góc, phần cong của
ống có bán kính càng lớn càng tốt.
Rơle hơi
Ống dầu
Van
Đồng hồ chỉ
mức dầu
Bồn dầu phụ

Sứ
Hình 2
: Vò trí lắp rơle hơi và rơle mức dầu tại máy biến áp.
Thân MBA
Rơle hơi hai phao có cấu tạo gồm :
- Một phao trên (phao 1) có hình cầu rỗng, nhẹ có thể tự nâng hạ theo
mức dầu, trong phao có chứa một tiếp điểm thủy ngân được nối ra hộp nối
dây tại mặt trên rơle. Khi sự cố nhẹ hoặc quá tải, hơi sinh ra tập trung ở
phía trên, đẩy phao 1 về vò trí nằm ngang làm đóng tiếp điểm thủy ngân.
Tiếp điểm này được nối vào mạch điện báo hiệu sự cố của máy biến áp (96-
1).
- Một phao dưới (phao 2) có cấu tạo tượng tự như phao 1 và được liên kết
với một cánh chặn. Cánh chặn là một tấm kim loại mỏng được treo tại vò trí
phía lỗ mặt bích của rơle hơi phía nối vào thùng chính máy biến áp. Do
được treo để bề mặt tấm kim loại thẳng góc với hướng dòng chảy của dầu
nên cánh chặn tác động theo lưu lượng của dòng chảy của dầu. Cánh chặn có
thể điều chỉnh theo ba trò số lưu lượng dầu là 65, 100 và 150 cm/giây (rơle
thường được nhà chế tạo đặt sẵn trò số 100cm/giây). Khi máy biến áp vận
hành bình thường, dầu chuyển động do giãn nở theo nhiệt độ không đủ để
tác động cánh chặn. Khi có sự cố bên trong máy biến áp, luồng dầu và hơi
sinh ra phụt mạnh từ thùng chính qua rơle hơi đến thùng giãn nở. Lưu
lượng dầu lớn hơn trò số đã điều chỉnh sẵn sẽ đẩy cho cánh chặn quay, làm
cho phao 2 chìmï xuống, đóng tiếp điểm thủy ngân, cắt máy cắt (96-2).
Phao 1
Phao 2
Tới bình
dầu phụ
Tới thùng dầu
thân máy
Cắt máy cắt

Báo tín hiệu
Van xả khí
Hình 3: Nguyên lý cấu tạo rơle hơi.
Dựa
vào thành phần và khối lượng hơi sinh ra người ta có thể xác đònh được tính
chất và mức độ sự cố. Do đó trên rơle hơi còn có thêm van để lấy hỗn hợp
khí sinh ra nhằm phục vụ cho việc phân tích sự cố.
2. RƠLE NHIỆT ĐỘ (26) :
Rơle nhiệt độ đặt tại máy biến áp.
a- Rơle nhiệt độ dầu (26 O) :
Rơle nhiệt độ dầu gồm các tiếp điểm thường đóng, thường mở lắp bên
trong một nhiệt kế có kim chỉ thò nhiệt độ. Nhiệt kế gồm có cơ cấu chỉ thò
quay để ghi số đo, một bộ phận cảm
biến nhiệt, một ống mao dẫn nối bộ phận cảm ứng nhiệt với cơ cấu chỉ thò.
Bên trong ống mao dẫn là chất lỏng (dung dòch hữu cơ) được nén lại. Sự co
giãn của chất lỏng (trong ống mao dẫn) thay đổi theo nhiệt độ mà bộ phận
cảm biến nhiệt nhận được, sẽ tác động cơ cấu chỉ thò và các tiếp điểm. Các
tiếp điểm sẽ đổi trạng thái “mở” thành “đóng”, “đóng” thành “mở” khi nhiệt
độ cao hơn trò số đặt trước. Bộ phận cảm biến nhiệt được lắp trong một lỗ
trụ bọc kín, ở phía trên nắp máy biến áp, bao quanh lỗ trụ là dầu, để đo
nhiệt độ lớp dầu trên cùng
của máy biến áp. Thường dùng nhiệt kế có 2 (hoặc 4) vít điều chỉnh nhiệt độ
để có thể đặt sẵn
2 (hoặc 4) trò số tác động cho 2 (hoặc 4) bộ tiếp điểm riêng rẽ lắp trong nhiệt
kế. Khi nhiệt độ
cao hơn trò số đặt cấp 1, rơle sẽ đóng tiếp điểm cấp 1 để báo hiệu sự cố
“Nhiệt độ dầu cao” của máy biến áp. Khi nhiệt độ tiếp tục cao hơn trò số đặt
cấp 2, rơle sẽ đóng thêm tiếp điểm cấp 2 để tự động cắt máy cắt, cắt điện
máy biến áp, đồng thời cũng có mạch điện báo hiệu sự cố “cắt do nhiệt độ
dầu cao”.

b-Rơle nhiệt độ cuộn dây (26 W) :
Rơle nhiệt độ cuộn dây gồm bốn bộ tiếp điểm (mỗi bộ có một tiếp điểm
thường mở, một tiếp điểm đóng với cực chung) lắp bên trong một nhiệt kế có
kim chỉ thò. Nhiệt kế gồm có: có cấu chỉ thò quay để ghi số đo, một bộ phận
cảm biến nhiệt, một ống mao dẫn nối bộ phận cảm biến nhiệt với cơ cấu chỉ
thò. Bên trong ống mao dẫn là chất lỏng được nén lại. Sự co giãn của chất
lỏng trong ống mao dẫn thay đổi theo nhiệt độ mà bộ cảm biến nhận được,
tác động cơ cấu chỉ thò và bốn bộ tiếp điểm. Tác động lên cơ cấu chỉ thò và
các tiếp điểm, còn có một điện trở nung. Cuộn dây thứ cấp của một máy biến
dòng điện đặt tại chân sứ máy biến áp được nối với điện trở nung. Nối song
song với điện trở nung là một biến trở để hiệu chỉnh. Tác dụng của điện trở
nung (tùy theo dòng điện qua cuộn dây máy biến áp) và tác dụng của bộ cảm
biến nhiệt lên cơ cấu đo cùng các bộ tiếp điểm sẽ tương ứng với nhiệt độ
điểm nóng: nhiệt độ của cuộn dây.
Có 4 vít điều chỉnh nhiệt độ để đặt trò số tác động cho bốn bộ tiếp điểm.
Tùy theo thiết kế, các tiếp điểm rơle nhiệt độ có thể được nối vào các mạch:
báo hiệu sự cố “nhiệt độ cuộn dây cao”, mạch tự động mở máy cắt để cô lập
máy biến áp, mạch tự động khởi động và ngừng các quạt làm mát máy biến
áp.
3. RƠLE MỨC DẦU (R.33) :
Rơle mức dầu gồm hai bộ tiếp điểm lắp bên trong thiết bò chỉ thò mức
dầu. Đối với máy biến áp có bộ đổi nấc điện áp có tải, thùng giãn nở dầu
được chia làm hai ngăn. Ngăn có thể tích chiếm phần lớn thùng giãn nở,
được nối ống liên dầu thông qua rơle hơi đến thùng chính máy biến áp (để có
thể tích giãn nở dầu cho máy biến áp). Ngăn có thể tích chiếm phần nhỏ
hơn nhiều của thùng giãn nở, sẽ được nối ống liên dầu đến thùng chứa bộ đổi
nấc có tải. Thùng chính máy biến áp và thùng bộ đổi nấc được thiết kế riêng
rẽ, không có liên thông dầu với nhau. Vì vậy, có hai thiết bò chỉ thò mức dầu
lắp tại hai đầu thùng giãn nở để đo mức dầu của hai ngăn : thiết bò chỉ thò
mức dầu máy biến áp và thiết bò chỉ thò mức dầu bộ đổi nấc có tải.

Xem hình vẽ vò trí lắp rơle mức dầu tại máy biến thế sau :
Hình 6: Vò trí lắp rơle mức dầu tại máy biến áp.
Thiết bò
chỉ thò
mức dầu
thân máy
Thiết bò chỉ
thò mức dầu
bộ đổi nấc
Ống dầu nối
đến bộ đổi
nấc
Ống thở có
bình
silicagel
Ống dầu nối
đến thân
máy
Dầu
Cấu tạo của thiết bò chỉ thò mức dầu gồm hai phần : bộ phận điều khiển
và bộ chỉ thò. Bộ phận điều khiển có một phao (3), thanh quay (8), trục quay
(9), có lắp nam châm vónh cưủ (4). Bộ phận điều khiển lắp trên vỏ máy (đầu
thùng giãn nở) có vòng đệm. Bộ phận chỉ thò gồm kim chỉ (6) lắp trên trục
mang một nam châm vónh cửu (5). Bộ phận chỉ thò được làm bằng nhôm để
tránh bò ảnh hưởng từ trường nam châm và chống ảnh hưởng của nước.
1- Vỏ máy
2- Vòng đệm
3- Phao
4- Nam châm vónh cửu
5- Nam châm vónh cửu

6- Kim chỉ thò
7- Mặt chỉ thò
8- Thanh quay
9- Trục quay
1
2
4
9
3
5
7
6
8
Hình 7: Cấu tạo của thiết bò chỉ thò mức dầu.
Khi mức dầu nâng hạ thì phao (3) nâng hạ theo. Chuyển động nâng hạ
của phao được chuyển thành chuyển động quay của trục (9) nhờ thanh quay
(8). Khi quay, từ trường do nam châm (4) sẽ điều khiển cho nam châm (5)
quay sao cho hai cực khác tên (N và S) của hai nam châm đối diện nhau (hai
cực cùng tên có lực đẩy, hai cực cùng tên có lực hút nhau). Do vậy kim chỉ thò
quay theo nam châm (5), ghi được mức dầu trên mặt chỉ thò.
Bộ phận chỉ thò cũng tác động đóng mở các tiếp điểm rơle mức dầu để
đưa tín hiệu vào mạch báo động hoặc mạch cắt tùy theo từng thiết kế.
4. RƠLE QUÁ DÒNG TỨC THÌ (50) :
Rơle quá dòng tức thì là rơle tác động khi dòng điện qua rơle vượt quá trò
số đònh trước và tác động cắt máy cắt ngay lập tức, không có thời gian trì
hoãn.
Về nguyên lý rơle quá dòng tức thì gồm phần tónh là cuộn dây có lõi sắt,
phần động là tấm sắt non có mang tiếp điểm động. Khi dòng điện qua cuộn
dây đủ lớn, tấm sắt non sẽ bò hút vào lõi sắt của phần tónh và kéo theo tiếp
điểm động đóng vào tiếp điểm tónh.

Để điều chỉnh dòng điện tác động theo ý muốn, thông thường phần động
được gắn với một lò xo với kết cấu có thể điều chỉnh được nhằm thay đổi lực
tác động lên phần động, có nghóa là thay đổi dòng điện tác động của rơle.
Một số trường hợp, để thay đổi dòng điện tác động trong phạm vi rộng,
người ta thường chế tạo cuộn dây phần tónh có nhiều đoạn với nhiều đầu dây
ra để chọn tầm đặt thích hợp.
Lò xo
cản
Tiếp điểm
Cuộn dây
Hình 8: Nguyên lý cấu tạo rơle quá dòng tức thì.
I
Nguyên tắc chỉnh đònh rơle quá dòng tức thì :
Chỉnh đònh rơle quá dòng tức thời là đặt trò số dòng điện khởi động của
rơle.
Để đảm bảo tính chọn lọc, tránh tác động sai khi ngắn mạch ngoài vùng
được bảo vệ, dòng điện khởi động được chọn theo quy tắc sau:
I
kđ
= K
at
. I
Nmax
Trong đó: I
Nmax
: dòng điện ngắn mạch cực đại ở cuối vùng bảo vệ.
K
at
= 1,2 - 1,3 : hệ số an toàn tính đến sai số trong khi tính toán
dòng ngắn mạch và sai số rơle.

I
kđ
: dòng điện khởi động của rơle.
Vùng tác động được xác đònh bằng công thức:
X
CN%
=
100
X
(
X
I
X )
l kđ
H
H
−

Trong đó: X
CN
- Vùng tác động của bảo vệ, tính bằng phần trăm của
toàn bộ đường dây được bảo vệ (%).
X
l
: trở kháng của đường dây được bảo vệ (%).
X
H
: trở kháng của hệ thống (%).
I
kđ

: dòng khởi động của bảo vệ (%).
5. RƠLE QUÁ DÒNG ĐỊNH THÌ (51) :
Rơle quá dòng đònh thì là rơle tác động khi dòng điện qua rơle vượt quá
trò số đònh trước nhưng không tác động cắt máy cắt ngay lập tức mà có thời
gian trì hoãn. Rơle quá dòng đònh thì có 2 loại cơ bản:
1- Rơle quá dòng đònh thì với đặc tuyến thời gian độc lập :
Bao gồm một rơle quá dòng tức thì và một rơle thời gian kết hợp lại. Khi
phần tức thì tác động sẽ đóng tiếp điểm cấp nguồn cho rơle thời gian. Sau
một thời gian đònh trước, rơle thời gian này sẽ đóng tiếp điểm và tác động
cắt máy cắt hoặc báo tín hiệu. Nếu trong thời gian trì hoãn mà dòng điện
qua phần tử tức thì giảm thấp (sự cố đã tự giải trừ), làm cho phần tử này
không giữ tiếp điểm nữa thì rơle thời gian sẽ bò mất điện và không khép
tiếp điểm để cắt máy cắt hay báo sự cố.
Thời gian tác động của rơle loại này không phụ thuộc vào trò số dòng
điện sự cố đi qua rơle.
2- Rơle quá dòng đònh thì với đặc tuyến thời gian phụ thuộc :
Được chế tạo theo nguyên tắc cảm ứng. Dòng điện sự cố được đưa vào
cuộn dây tạo từ thông xuyên qua một đóa nhôm làm xuất hiện dòng điện
xoáy trên đóa và làm quay đóa. Đóa này mang tiếp điểm động đóng vào tiếp
điểm tónh, đi cắt máy cắt. Thời gian quay của đóa từ vò trí ban đầu đến khi