Bảo vệ rơ le - đại học công nghiệp

1
BẢO VỆ RƠ LE
Phụ trách môn học:
GV- Phan Thị Hạnh Trinh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
KHOA ĐIỆN
 Các file power point môn học BVRL
 Giáo trình BVRL (Khoa Điện, ĐHCN TPHCM).
THAM KHẢO
 BVRL& tự động hóa trong hệ thống điện
(Nguyễn Hoàng Việt , ĐHBK TPHCM).
 Bảo vệ rơle và tự động hóa hệ thống điện ( Trần
Quang Khánh).
TÀI LIỆU CHÍNH
CHƯƠNG I
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ
BẢO VỆ RƠLE
Câu hỏi: Tại sao cần phải bảo vệ
hệ thốngđiện?
2
1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE
Tình trạng
sự cố
Chế độ làm
việc không
bình thường
Vận hành hệ
thống điện
- Dòng điện tăng
khá cao và điện
áp giảm khá thấp.

- Mất ổn định hệ
thống điện.
- Làm giảm tuổi thọ
của các máy móc
thiếc bị.
1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE
Câu h
ỏ
i 2:
Relay là thi
ế
t b
ị
gì?
Câu h
ỏ
i 1:
Làm sao đ
ể
duy trì ho
ạ
t đ
ộ
ng
bình th
ườ
ng c
ủ
a h
ệ

th
ố
ng ?
1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE 1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE
3
1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE
Nhiệm vụ chính của thiết bị BVRL là tự động
cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện.
Thiết bị BVRL còn ghi nhận và phát hiện
những tình trạng làm việc không bình
thường của các phần tử trong hệ thống điện.
Tùy mức độ mà BVRL có thể tác động đi báo
tín hiệu hoặc đi cắt máy cắt.
1.1 NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ ROLE
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
Tính chọn lọc
Tác động nhanh
Độ nhạy
Độ tin cậy
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
a. Tính chọn lọc.
 Khả năng của bảo vệ chỉ cắt phần tử bị sự cố
khi sự cố xảy ra được gọi là tính chọn lọc.
 Yêu cầu tác động chọn lọc là yêu cầu cơ bản
nhất để đảm bảo cung cấp điện an toàn cho
các hộ tiêu thụ điện.

 Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc thì sự
cố có thể lan rộng.
4
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
a. Tính chọn lọc.
Phân tích khi xảy ra sự cố tại N
1
, N
2.
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
b.Tác động nhanh
.
Tính tác động nhanh của bảo vệ là yêu cầu quan
trọng khi có ngắn mạch bên trong của thiết bị.
Bảo vệ tác động càng nhanh thì:
 ðảm bảo tính ổn định làm việc song song
của các máy phát trong hệ thống, làm giảm
ảnh hưởng của điện áp thấp lên các phụ tải.
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
b.Tác động nhanh
.
 Giảm tác hại dòng ngắn mạch tới các thiết bị.
 Giảm xác suất dẫn đến hư hỏng nặng hơn.
 Nâng cao hiệu quả thiết bị tự đóng lại.

1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
b.Tác động nhanh
.
Thời gian cắt hư hỏng t :
t= t
bv
+ t
mc
Thời gian tác
động của bảo vệ
Thời gian cắt
của máy cắt
t
mc
là hằng số của máy cắt.
Hiện nay dùng phổ biến các MC có
t
mc
= 0.06 ÷0.15 s.
5
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
b.Tác động nhanh
.
ðể đảm bảo tính ổn định thời gian cắt NM lớn
nhất cho phép là rất nhỏ.
Ví dụ:

 ðối với đường dây tải điện 300 ÷ 500 kV, cắt
sự cố trong vòng 0.1 ÷ 0.12(s) sau khi NM
xuất hiện.
 Mạng từ 110 ÷ 220 kV thì trong vòng 0.15÷
0.3s.
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
c. ðộ nhạy:
ðộ nhạy của bảo vệ thường được đánh giá bằng
hệ số nhạy k
nh
.
với : I
Nmin
– dòng NM nhỏ nhất;
I
kdbv
– giá trị dòng khởi động của BV.
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
c. ðộ nhạy:
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
c. ðộ nhạy:
 Tác động của BV đối với đoạn kế tiếp
được gọi là dự phòng xa.
 Phải tác động khi NM xảy ra trong lúc

hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu.
…
6
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.1 Các yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ.
d. ðộ tin cậy.
ðộ tin cậy thể hiện yêu cầu:
 Bảo vệ phải tác động chắc chắn khi NM xảy
ra trong vùng được giao bảo vệ.
 Không được tác động đối với các chế độ mà
nó không có nhiệm vụ tác động
1.2. CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI
HỆ THỐNG BẢO VỆ.
1.2.2 Yêu cầu đối với các bảo vệ chống các chế độ
làm việc không bình thường.
 Tương tự bảo vệ chống NM, các bảo vệ này
cũng cần tác động chọn lọc, nhạy và tin cậy.
 Yêu cầu tác động nhanh không đề ra.
 Thời gian tác động của bảo vệ loại này cũng
được xác định theo tính chất và hậu quả của
chế độ làm việc không bình thường.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
Gồm hai phần chính : phần đo lường và phần lôgic
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
Các thành phần của hệ thống bảo vệ:
7
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.1 ðo lường sơ cấp .
Máy biến dòng (Ký hiệu của máy biến dòng điện:

BI, TI, CT )
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.1 ðo lường sơ cấp .
Máy biến điện áp (Ký hiệu của máy biến điện áp:
BU, TU, PT)
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.1 ðo lường sơ cấp .
Máy biến dòng (BI), máy biến điện áp (BU)
dùng để:
 Giảm dòng điện và điện áp của đối tượng bảo
vệ đến giá trị thấp đủ để hệ thống bảo vệ làm
việc an toàn (dóng thứ cấp BI định mức là 5A
hoặc 1A, áp thứ cấp BU định mức là 100V
hoặc 120V).
 Cách ly bảo vệ với đối tượng được bảo vệ .
 Cho phép cùng dòng và áp chuẩn thích ứng với
hệ thống bảo vệ .
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.2
Ph
ầ
n logic c
ủ
a b
ả
o v
ệ
8
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.2

Ph
ầ
n logic c
ủ
a b
ả
o v
ệ
 Phần logic nhận tín hiệu phản ảnh tình trạng
của đối tượng BV từ phần đo lường.
 Phần logic có thể là tổ hợp của các rơle trung
gian (rơle điện cơ, bán dẫn…) hay mạch logic
tín hiệu (0 – 1), rơle thời gian, phần tử điều
khiển máy cắt.
 Phần này hoạt động theo chương trình đã
định sẵn đi điều khiển máy cắt.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt.
4
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt.
Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được
dùng trong hệ thống BV.
Dạng 1: Hệ thống hai
rơle nhận điện từ 1
nguồn thao tác một
chiều và các máy biến
điện.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt.

Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được
dùng trong hệ thống BV.
Dạng 2: ðược làm tin
cậy hơn bằng cách
dùng hai bộ biến điện
riêng biệt cung cấp cho
hai rơle.
9
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt.
Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được
dùng trong hệ thống BV.
Dạng 3: Dùng máy cắt
có hai cuộn cắt, mỗi
rơle đưa tín hiệu đến
một cuộn cắt riêng
biệt.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt.
Sơ đồ khối dạng hệ thống điều khiển thường được
dùng trong hệ thống BV.
Dạng 4: Hai hệ thống
BV riêng biệt điều
khiển một máy cắt
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.3 Mạch thực hiện điều khiển máy cắt.
Nhận xét:
 Dạng 2 được tin cậy hơn vì có 2 bộ biến điện
riêng biệt cung cấp cho 2 rơle.
 Dạng 4 là dạng đắt tiền nhất và tin cậy nhất vì

có hai hệ thống BV riêng biệt điều khiển một
máy cắt.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.4 Các nguồn thao tác.
10
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.4 Các nguồn thao tác.
 Dòng điện thao tác dùng để cung cấp cho
các rơle trung gian, các linh kiện điện tử,
đóng cắt điều khiển các máy cắt điện
Ngu
ồ
n thao tác m
ộ
t chi
ề
u
.
Ngu
ồ
n thao tác xoay chi
ề
u
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.4 Các nguồn thao tác.
a.
Ngu
ồ
n thao tác m
ộ

t chi
ề
u
.

Accu đi
ệ
n áp 24 ÷ 48 V đ
ượ
c dùng làm ngu
ồ
n
m
ộ
t chi
ề
u.

Accu đ
ả
m b
ả
o cung c
ấ
p năng l
ượ
ng đi
ệ
n c
ầ

n
thi
ế
t cho các m
ạ
ch thao tác
ở
th
ờ
i đi
ể
m b
ấ
t
kỳ, không ph
ụ
thu
ộ
c vào tr
ạ
ng thái c
ủ
a m
ạ
ng
đ
ượ
c BV, vì v
ậ
y nó là ngu

ồ
n cung c
ấ
p b
ả
o
đ
ả
m nh
ấ
t.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.4 Các nguồn thao tác.
b.
Ngu
ồ
n thao tác xoay chi
ề
u

Máy bi
ế
n đi
ệ
n áp và máy bi
ế
n áp t
ự
dùng làm
ngu

ồ
n thao tác.

ð
ố
i v
ớ
i BV ch
ố
ng NM, máy bi
ế
n dòng là
ngu
ồ
n cung c
ấ
p r
ấ
t đ
ả
m b
ả
o cho các m
ạ
ch
thao tác.
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.5 Các ký hiệu thường gặp trong sơ đồ BV
rơle.
a. Cuộn dây rơle (ngõ vào của rơle).

11
1.3. CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ .
1.3.5 Các ký hiệu thường gặp trong sơ đồ BV
rơle.
b. Tiếp điểm rơle (ngõ ra của rơle).
1.4 CÁC DẠNG RƠLE
Rơle điện cơ.
Rơle bán dẫn.
Rơle kỹ thuật số
3 dạng
1.4 CÁC DẠNG RƠLE
1.4.1 Rơle điện cơ.
 Rơle điện cơ làm việc trên cơ sở lực cơ dưới
tác dụng của dòng điện chạy trong rơle;
 Rơle điện cơ tín hiệu điện đầu vào thành tín
hiệu trạng thái là sự đóng, mở của tiếp điểm.
 Trong rơle điện cơ, năng lương điện từ được
chuyển đổi thành năng lượng cơ, làm chuyển
đổi phần động của rơle.
1.4 CÁC DẠNG RƠLE
1.4.1 Rơle điện cơ.
12
1.4 CÁC DẠNG RƠLE
1.4.2 Rơle bán dẫn.
1.4 CÁC DẠNG RƠLE
1.4.2 Rơle bán dẫn.
Bảo vệ thực hiện bằng điện tử (Sử dụng linh kiện
bán dẫn, vi mạch trong các sơ đồ BV)
1.4.3 Rơle kỹ thuật số.
Bảo vệ dùng kỹ thuật số vi xử lý, ngoài chức năng

phát hiện NM, còn làm nhiệm vụ đo lường, định vị
trí sự cố, lưu trữ các hiện tượng trước và sau
thời điểm NM, phân tích dữ liệu hệ thống, dễ
dàng giao tiếp với các BV khác, hiển thị thông
tin rõ ràng cho người sử dụng.
1.4 CÁC DẠNG RƠLE
1.4.3 Rơle kỹ thuật số.
1.5. SƠ ĐỒ NỐI CÁC BIẾN DÒNG VÀ RƠLE
1.5.1. Hình Y hoàn toàn.
 Dòng vào mỗi
Rơle bằng
dòng pha
 Làm việc với
tất cả ngắn
mạch
13
1.5. SƠ ĐỒ NỐI CÁC BIẾN DÒNG VÀ RƠLE
1.5.2. Hình Y khuyết.
 Dòng vào
Role bằng
dòng pha
 Làm việc
chống ngắn
mạch nhiều
pha.
1.5. SƠ ĐỒ NỐI CÁC BIẾN DÒNG VÀ RƠLE
1.5.3. Sơ đồ 1 role nối vào hiệu dòng 2 pha (Số 8).
 Trong tình
trạng đối
xứng:

 Làm việc
chống ngắn
mạch nhiều
pha.
1.5. SƠ ĐỒ NỐI CÁC BIẾN DÒNG VÀ RƠLE
1.5.4. Sơ đồ nối máy biến dòng theo hình tam giác.
TÓM LƯỢC VỀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
Trong các bài toán BV rơle đều có liên quan đến
thông số của mạng điện ở chế độ ngắn mạch. Vì
vậy, khái quát một số nét cơ bản về tính toán
ngắn mạch trong HTð là điều cần thiết.
Các loại ngắn mạch:
 Ngắn mạch 3 pha
 Ngắn mạch 2 pha
 Ngắn mạch 1 pha chạm đất
 Ngắn mạch 2 pha chạm đất.
14
TÓM LƯỢC VỀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TÓM LƯỢC VỀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
Sơ đồ thay thế:
Máy phát và phụ tải thay thế bằng một điện trở
và một sức điên động.
Các phần tử khác được thay bằng điện trở tương
ứng.
Ví dụ:
S
S
E’’
X
mf
Z

BA1
Z
ðD
Z
BA2
TÓM LƯỢC VỀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TÓM LƯỢC VỀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
Trong các công thức trên:
S
k.HT
– Công suất ngắn mạch của hệ thống
S
cb
– công suất cơ bản
U
cb
– ðiện áp cơ bản
R
0
, x
0
- Suất điện trở tác dụng và phản kháng của
đường dây.
5/15/2012
1
CHƯƠNG II
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
PHẦN 1
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
KHÔNG HƯỚNG.
CHƯƠNG II

III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ
đảm bảo tính chọn lọc bằng cách:
I
kđ
> I
Nmax
khi ngắn mạch ở ngoài phần tử được bảo
vệ (cuối vùng bảo vệ của phần tử được
bảo vệ).
KHÁI NIỆM
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh thường làm việc
tức thời hoặc với thời gian rất bé.
 Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ dòng điện
ngắn mạch sẽ lớn hơn dòng điện khởi động
và bảo vệ sẽ tác động.
KHÁI NIỆM
5/15/2012
2
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
Dòng NM chạy trên đường dây:
Trong đó:
E
H

là sức điện động tương đương của hệ thống;
x là điện trở trên 1 km đường dây.
x
H
, x
N
lần lượt là điện trở của hệ thống và đường dây
tới chỗ NM.
l
N
là chiều dài đường dây tính từ đầu đến chỗ NM.
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
 Chọn dòng khởi động của bảo vệ cắt nhanh:
I
kđ
> I
NB
 Như vậy vùng bảo vệ của bảo vệ cắt nhanh chỉ bao
gồm một phần chứ không phải toàn bộ đường dây
được bảo vệ
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
a. Dòng khởi động của bảo vệ.
I
kđ
= K
at

.I
NBmax
Trong đó:
 I
NBmax
là dòng điện NM lớn nhất tại cuối vùng bảo
vệ (tại thanh cái trạm B).
 K
at
= (1,2 ÷ 1,3) là hệ số an toàn tính đến sai số
trong khi tính toán dòng NM và sai số rơle.
Để có I
NBmax
cần phải chọn chế độ vận hành của hệ
thống cũng như dạng NM thích hợp (ngắn mạch 3 pha
(N
3
)).
5/15/2012
3
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
b. Vùng tác động của bảo vệ.
Ta xây dựng các đường cong
quan hệ I
N
= f (l) đối với chế
độ cực đại (đường cong 1) và
cực tiểu (đường cong 2).

 Điểm L
1
: điểm cuối vùng
bảo vệ trong chế độ cực đại
 Điểm L
2
: điểm cuối vùng
bảo vệ trong chế độ cực
tiểu.
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
b. Vùng tác động của bảo vệ.
 Vùng tác động của bảo vệ cắt nhanh còn phụ thuộc
vào độ dốc của đường cong I
N
= f (I
N
).
 Dòng I
N
khi NM ở đầu và cuối đường dây càng khác
nhau nhiều, thì vùng tác động của bảo vệ càng lớn.
 Người ta cho phép dùng bảo vệ cắt nhanh nếu như
vùng tác động của nó không nhỏ hơn 20% chiều dài
đường dây được bảo vệ (đảm bảo độ nhạy).
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.

3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
b. Vùng tác động của bảo vệ.
5/15/2012
4
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.1. BV CẮT NHANH CỦA ĐƯỜNG DÂY CÓ MỘT
NGUỒN CUNG CẤP.
c. Thời gian tác động của bảo vệ.
 Thời gian tác động của bảo vệ CN là tức thời gồm
thời gian làm việc của phần đo lường và phần logic.
t
CN tức thời
= 0,02 ÷ 0,06 s.
 Một số trường hợp có thêm phần tử trì hoãn thời gian
nên t = 0,06 ÷ 0,08 s.
BÀI TẬP 4
Đường dây 35kV có chiều dài 18,5km, được làm bằng dây
dẫn AC.95, công suất ngắn mạch của hệ thống là: S
kHT
=
286MVA, dòng điện làm việc cực đại I
lvmax
= 315A.
Hãy tính toán bảo vệ dòng điện cắt nhanh, hệ số an toàn
1,2. Máy biến dòng mắc kiểu Y
thiếu
, n
BI
= 400/5

BV1
BV2
35KV
N
1
N
2
BÀI TẬP 5
Hãy tính toán bảo vệ quá dòng cho đường dây 22kV có
chiều dài 11,2km, được làm bằng dây dẫn AC-120, công
suất ngắn mạch của hệ thống là: S
kHT
= 328MVA.
Biết dòng điện làm việc cực đại I
lvmax
=365A, hệ số mở
máy k
mm
= 1,5; hệ số an toàn 1,2.
BV1
BV2
22KV
N
1
N
2
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.2 BẢO VỆ CẮT NHANH ĐƯỜNG DÂY CÓ HAI
NGUỒN CUNG CẤP.
Giả thiết trên hai đầu đường dây có hai nguồn

cung cấp AB có đặt bảo vệ cắt nhanh CN
A
và CN
B
.
Khi xảy ra ngắn mạch tại N
1
,N
2
:
BV1, BV2 không tác động. Còn BV 3, BV4 tác động
5/15/2012
5
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.2 BẢO VỆ CẮT NHANH ĐƯỜNG DÂY CÓ HAI
NGUỒN CUNG CẤP.
I
BN 1
I
AN 2
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.2 BẢO VỆ CẮT NHANH ĐƯỜNG DÂY CÓ HAI
NGUỒN CUNG CẤP.
Để BV1 và BV2 không tác động sai khi ngắn mạch
ngoài vùng bảo vệ.
thì I
kd BV1,2
> MAX (I
AN 2
, I

BN1
)
I
AN 2
: dòng từ nguồn A khi NM tại N
2
I
BN1
: dòng từ nguồn B khi NM tại N
1
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.2 BẢO VỆ CẮT NHANH ĐƯỜNG DÂY CÓ HAI
NGUỒN CUNG CẤP.
 Giả thiết I
AN 2
>I
BN1
. Dòng khởi động của CN
A
và CN
B
chọn theo điều kiện nêu trên sẽ có giá trị bằng nhau:
I
kđA
=I
kđB
=K
at
.I
AN 2

.
 Ngoài ra, dòng khởi động của bảo vệ cắt nhanh còn
cần phải chọn lớn hơn dòng không cân bằng chạy
giữa hai nguồn A và B khi nó dao động :
I
kđA
=I
kđB
=K
at
.I
dđmax
.
 Dòng khởi động của bảo vệ lấy bằng giá trị lớn nhất
trong hai giá trị nhận được từ 2 biểu thức trên.
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.2 BẢO VỆ CẮT NHANH ĐƯỜNG DÂY CÓ HAI
NGUỒN CUNG CẤP.
I
BN 1
I
AN 2
5/15/2012
6
III. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT NHANH.
3.2 BẢO VỆ CẮT NHANH ĐƯỜNG DÂY CÓ HAI
NGUỒN CUNG CẤP.
 Điểm cắt của các đường cong NM với đường thẳng
nằm ngang I
kđ

tại điểm 1 và 2, ta xác định được
vùng bảo vệ như hình.
 Tuỳ thuộc vào sự khác nhau giữa tham số các nguồn
A và B, vùng bảo vệ cắt nhanh A và B khác nhau
nhiều hay ít.
 Trường hợp ứng với hình 2.10 ta thấy, khi NM trong
vùng giữa điểm 1 và 2 thì không có bảo vệ nào làm
việc. Vùng giữa điểm 1 và 2 gọi là vùng chết.
IV. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN BA CẤP.
Bảo vệ dòng điện 3 cấp gồm:
 Cắt nhanh tức thời (cấp 1),
 Cắt nhanh có thời gian (cấp 2)
 Dòng điện cực đại (cấp 3).
IV. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN BA CẤP. IV. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN BA CẤP.
 Vùng BV cấp 1 của đoạn đường dây AB (ký hiệu l
A
1
).
 Dòng khởi động cấp 1 là :
I
kđA
1
=k
at
.I
NBmax
.
 Thời gian tác động của cấp 1 là thời gian làm việc
của BV và thời gian cắt của MC. Đối với đường dây
cao áp

t
1
≤
≤≤
≤ 0.01s hoặc 0.01 đến 0.02s.
5/15/2012
7
IV. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN BA CẤP.
 Vùng bảo vệ cấp 2 (l
A
2
), cấp 2 là BV dự trữ cho cấp1.
 Thời gian của cấp 2 là:
t
A
2
= t
A
1
+ ∆
∆∆
∆t t
A
2
=(0.3 - 0.5)s.
 Dòng khởi động cấp 2 được chọn theo sự phối hợp với
dòng khởi động cấp 1 của BV kế tiếp nối vào trạm B:
I
kđA
2

=k’
at
.I
kđB
1
(k’
at
= 1.1 - 1.2)
Hay theo điều kiện ngắn mạch sau MBA nối vào trạm B:
I
kđA
2
=k
at
I
N2 max
 Dòng khởi động có giá trị lớn hơn hai điều kiện nêu
trên. BV cấp 2 này là BV cắt nhanh tác động theo thời
gian.
IV. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN BA CẤP.
 Vùng bảo vệ cấp 3 (l
A
3
).
 Thời gian của cấp 3 là:
t
A
3
= t
A

2
+ ∆
∆∆
∆t.
 BV cấp 3 là BV dòng cực đại. Dòng khởi động được
chọn như đã học.
ĐÁNH GIÁ BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN
CỰC ĐẠI KHÔNG HƯỚNG
Ưu điểm:
Đơn giản, độ tin cậy cao. BV tác động chọn lọc trong
mạng hình tia với 1 nguồn cung cấp.
Khuyết điểm:
Thời gian cắt ngắn mạch khá lớn, nhất là các đoạn ở gần
nguồn trong khi đó NM ở gần nguồn cần được cắt nhanh
để đảm bảo ổn định hệ thống, và có độ nhạy kém trong
mạng phân nhiều nhánh và có phụ tải lớn .
Áp dụng: BV được dùng rộng rãi nhất trong mạng hình tia
của tất cả các cấp điện áp .Trong mạng thấp hơn 15KV nó
là BV chính, còn trong mạng điện áp cao hơn nó thường
là BV dự trữ .
ĐÁNH GIÁ BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CẮT
NHANH
Ưu điểm:
Tác động nhanh, đơn giản, độ tin cậy cao.
Nhược điểm:
Vùng tác động của BV không bao gồm toàn bộ đường
dây.
Áp dụng:
BV dòng điện 3 cấp kết hợp với BV cắt nhanh và dòng
điện cực đại trong nhiều trường hợp nó dùng để thay thế

BV phức tạp.
5/14/2012
1
CHƯƠNG II
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
PHẦN 1
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
KHÔNG HƯỚNG.
CHƯƠNG II
Mã số rơle của bảo vệ quá dòng
Rơle dòng điện cực đại : 51
Rơle quá dòng cắt nhanh: 50
Rơle quá dòng chống chạm đất: 51G
Rơle quá dòng cắt nhanh chống chạm đất: 50N
Rơle quá dòng cực đại chống chạm đất: 51N
CHƯƠNG II
I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
 BV quá dòng điện là loại BV tác động khi
dòng điện qua chỗ đặt thiết bị bảo vệ tăng
quá giá trị định trước
 BV quá dòng điện
BV dòng điện cực đại
BV dòng điện cắt nhanh
5/14/2012
2
I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
Dòng khởi động của bảo vệ (I
KĐ
):
 Là dòng nhỏ nhất đi qua phần tử được bảo vệ

mà có thể làm cho bảo vệ khởi động
 Phải lớn hơn dòng phụ tải cực đại của phần
tử được bảo vệ để ngăn ngừa việc cắt phần
tử khi không có hư hỏng.
I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
BV dòng điện cực đại:
Dòng điện khởi động của bảo vệ lớn hơn dòng
làm việc cực đại chạy qua đối tượng được bảo
vệ
BV dòng điện cắt nhanh:
Dòng điện khởi động của bảo vệ lớn hơn dòng
ngắn mạch cực đại tại điểm sau đối tượng
được bảo vệ.
I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
Câu hỏi:
2 loại bảo vệ trên khác nhau ở điểm nào?
Chúng khác nhau ở chỗ: cách đảm bảo yêu cầu
tác động chọn lọc và vùng bảo vệ tác động
I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
BV dòng điện
cực đại
BV dòng điện
cắt nhanh:
Tính chọn lọc
Tạo thời gian trì
hoãn thích hợp
Chọn dòng khởi
động thích hợp
Vùng bảo vệ
Cả phần tử được

BV và các phần
tử lân cận
Một phần của
phần tử được BV
5/14/2012
3
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.
 Theo nguyên tắc tác động, dòng điện khởi
động của BV phải lớn hơn dòng điện phụ tải
cực đại qua chỗ đặt bảo vệ.
 Tuy nhiên trong thực tế việc chọn dòng khởi
động để đảm bảo các yêu cầu của hệ thống
bảo vệ cần lưu ý các hệ số trong biểu thức
sau:
2.1. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ.
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.
Công thức tính dòng điện khởi động của bảo
vệ dòng cực đại bằng:
2.1. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ.
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.
 Khi NM tại N
3
:
 Các rơle dòng của bảo vệ 1, 2 đều khởi động.
 Tuy nhiên chỉ yêu cầu BV2 tác động cắt sự cố, còn
BV1 trở về vị trí ban đầu.
Ví dụ: Chọn dòng khởi động của BV 1 trên lưới sau:
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.
Câu hỏi:
 Vì sao muốn BV1 trở về vị trí ban đầu (không

tác động).
 Để BV1 không tác động thì dùng quy tắc như
thế nào?
5/14/2012
4
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.
 Khi NM do điện áp tụt xuống, tốc độ các động
cơ bị hãm lại. Sau khi NM các động cơ này tự
khởi động lại cùng một lúc với dòng khá lớn I
TK
I
TK
= K
mm
.I
lvmax
Với K
mm
: hệ số mở máy, phụ thuộc vào loại động
cơ, vị trí tương đối giữa chỗ đặt bảo vệ và động cơ,
sơ đồ mạng điện và nhiều yếu tố khác.
K
mm
= 1.5÷
÷÷
÷3.
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.
 Quan hệ giữa dòng điện khởi động I
kđ
và dòng

điện trở về của rơle được đặc trưng bằng hệ số
trở về:
Lý tưởng K
tv
=1, thực tế K
tv
< 1
 Từ điều kiện BV1 phải trở về vị trí ban đầu sau
khi cắt mạch, ta có thể viết:
I
tv
> I
TK
= k
mm
I
lvmax
I
tv
= K
at
. K
mm
. I
lvmax
với K
at
= 1.1 -1.2
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.
 Từ đó dòng điện khởi động của bảo vệ

bằng:
II. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI.