§ 2-1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG RƠLE ppt

1
GIÁO ÁN 07
Người thực hiện: Nguyễn Văn Đạt

2
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (1)
•
Quá dòng điện là hiện tượng khi dòng điện chạy qua phần tử của HTĐ vượt quá trị số
dòng điện tải lâu dài cho phép. Quá dòng điện có thể xảy ra khi ngắn mạch hoặc do
quá tải.
•
Bảo vệ dòng điện là bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua phần tử được bảo vệ vượt
quá một giá trị định trước (tức là giá trị cài đặt).
•
Phần tử chính của bảo vệ là: Rơle dòng điện (Điện từ, Cảm ứng). Có thể dùng các rơ le
Sơ cấp hoặc Thứ cấp, tác động trực tiếp hoặc Gián tiếp lên MC.
•
Hiện nay thường dùng các rơle thứ cấp, tác động gián tiếp vào trong mạng điện công
suất lớn và điện áp cao
Theo phương pháp bảo đảm tính chọn lọc, bảo vệ dòng điện được chia thành 2 loại:
- Bảo vệ dòng điện cực đại: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm
việc theo nguyên tắc từng cấp;
- Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn dòng khởi
động thích hợp.
§ 2-1. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG

3
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (2)
§ 2-2. BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI CỦA ĐƯỜNG DÂY
- Bảo vệ dòng điện cực đại thường là loại bảo vệ chính đối với mạng một nguồn cung cấp

(a) Cách bố trí bảo vệ
∼
RIT
1MC
RIT
2MC
RIT
3MC
N
1
(b) Thời gian làm việc của bảo
vệ có đặc tính thời gian độc lập
HÌNH 2-1: Các bảo vệ dòng điện cực đại trong mạng một nguồn cung cấp
- Bảo vệ dòng điện cực đại: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên
tắc từng cấp.
PT
∆t
∆t
t
t
1
t
2
L
(km)
t
3
+ Theo điều kiện chọn lọc, bảo vệ 3 đặt gần chỗ hư hỏng nhất phải tác động cắt máy cắt 3MC trước.
+ Muốn vậy, các bảo vệ dòng điện phải có thời gian làm việc tăng dần từ hộ dùng điện đến nguồn cung cấp.

4
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (3)
§ 2-3. THỜI GIAN LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (1)
- Bảo vệ dòng điện cực đại có 2 loại:
+ Loại có đặc tính thời gian độc lập
+ Loại có đặc tính thời gian phụ thuộc
1)- Đối với Bảo vệ dòng điện cực đại có đặc tính thời
gian độc lập
(I)
(t)
I
kđ
t
lv
HÌNH 2-2
+ Thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc từng cấp, Xem hình 2-1
Sao cho Bảo vệ của đoạn phía sau lưng (Gần nguồn hơn) có thời gian làm việc > thời gian
làm việc lớn nhất của các bảo vệ của các đoạn phía trước mặt (Xa nguồn hơn) một cấp
thời gian ∆t
∆t = t
n
– t
[n+1]Max
+ Cấp chọn lọc về thời gian ∆t cần chọn bé nhất để GIẢM được thời gian làm việc của các rơ
le bảo vệ đầu nguồn, nhưng PHẢI ĐỦ LỚN để đảm bảo được tính CHỌN LỌC
Thường chọn ∆t = 0,3-0,5 sec

5
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (4)
§ 2-3. THỜI GIAN LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (2)

2)- Đối với Bảo vệ dòng điện cực đại có đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn
(I)
(t)
I
k
đ
t
lv M
in
Phần phụ
thuộc
Phần độc
lập
HÌNH 2-2
- Cũng được chọn Sao cho thời gian làm việc của
Bảo vệ của đoạn phía sau lưng (Gần nguồn
hơn) có thời gian làm việc > thời gian làm việc lớn
nhất của các bảo vệ của các đoạn phía trước
mặt (Xa nguồn hơn) một cấp thời gian ∆t
Khi ngắn mạch ở điểm tính toán (điểm N ngay
đầu đoạn phía trước mặt) gây nên dòng điện
ngắn mạch lớn nhất có thể.
=>Chênh lệch về thời gian làm việc của các BV thứ n và thứ n+1
bằng cấp chọn lọc ∆t
- Dùng BV có đặc tính thời gian phụ thuộc có các ưu điểm sau:
+ Có thể phối hợp thời gian làm việc của các BV trên các đoạn gần nhau để giảm thời gian cắt ngắn
mạch của các bảo vệ đặt gần nguồn.
+ Có thể giảm được hệ số tự mở máy k
mm
của các động cơ khi chọn dòng điện khởi động của

bảo vệ. Vì sau khi cắt NM ngoài, dòng điện tự mở máy của các động cơ giảm xuống rất nhanh trên
các đoạn không hư hỏng và BV sẽ không kịp tác động ở trị số của Dòng điện tự mở máy Gần bằng
Dòng điện khởi động của BV.

6
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (5)
§ 2-3. THỜI GIAN LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (3)
(a) Cách bố trí bảo vệ
∼
RIT
1MC
RIT
2MC
RIT
3MC
N
1
(c) Thời gian làm việc
của bảo vệ có đặc tính
thời gian Phụ thuộc
PT1
∆t
∆t
t
L (km)
S
HTMin
S
HTMax
L (km)

I(KA)
t
lvMin
HÌNH 2-3
(b) Quan hệ I
N
=f(l)
PT2
=>Khi ngắn mạch ở cuối vùng BV, I
N
giảm xuống
=>Chênh lệch về thời gian làm việc của các BV thứ n và thứ n+1 bằng cấp chọn lọc ∆t
S
HTMin
S
HTMax

7
NÂNG CAO VÀ MỞ RỘNG VỀ CÁCH PHỐI HỢP BẢO VỆ VÀ LỰA CHỌN
ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH THÍCH HỢP (1)
(a) Cách bố trí bảo vệ
∼
RIT
1MC
RIT
2MC
RIT
3MC
N
1

(b) Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc
PT
∆t
∆t
t
L (km)
Min
Max
L (km)
I(KA)
t
1
t
2
t
3
t
1
> t
2
> t
3
Các RLBV làm việc
có tính chọn lọc
∆t
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (6)

8
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (7)
§ 2-4. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (1)

-
Theo nguyên tắc tác động, dòng điện khởi động của BV phải lớn hơn dòng điện phụ tải cực đại I
lvmax

của đường dây được bảo vệ.
-
Tuy nhiên việc chọn dòng điện khởi động còn phụ thuộc vào nhiều điều kiện nặng nề hơn.
♦ Xét chọn I
kđ
cho BV số 1 của đoạn AB:
HÌNH 2-4
∼
RIT
1MC
RIT
2MC
RIT
3MC
N
PT1
PT2
I
tr.V
I
kđ
I
m.m.Max
I
N
I

lv.Max
I
lv
t
1
t
2
(t
2
- t
1
)= thời gian tồn tại ngắn mạch
A
B
+ Giả sử bình thường mạng điện đang làm
việc với phụ tải cực đại, và dòng điện đi qua
BV1 là I
lv.Max
+ Giả sử tại thời điểm t
1
xảy ra ngắn mạch tại
điểm N, thì cả BV1 và BV2 cùng khởi động.
+ Đến thời điểm t
2
thì BV2 tác động (t
bv2
< t
bv1
)
cắt ngắn mạch.

+ Khi đo điện áp trên thanh góp B được phục
hồi, các động cơ được cấp điện từ thanh góp
B tự hãm trong thời gian ngắn mạch do điện
áp sụt, lại tự mở máy và Dòng điện tự mở máy
này qua BV1:
I
m.m.Max
> I
lv.Max
 I
m.m.Max
=k
mm
I
lv.Max
I
t

9
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (8)
§ 2-4. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (2)
-
Để BV1 có thể trở về, thì:
Tại thời điểm t
2
tuy có dòng điện I
mm.Max
chạy
qua, BV1 vẫn phải trở về. Muốn vậy, Dòng
điện trở về của BV1 phải lớn hơn Dòng

điện mở máy cực đại, nghĩa là:
 I
TrV
> I
m.m.Max
t
bv1
> (t
2
- t
1
= t
bv2
)
- Ta có: I
m.m.Max
=k
mm
I
lv.Max
 I
TrV
=k
at
.I
m.m.Max
=> I
TrV
=k
at

.k
mm
.I
lv.Max
K
mm
: - Hệ số tự mở máy của các
động cơ có trị số phụ thuộc vào loại động
cơ, vị trí tương đối giữa chỗ đặt BV và
các động cơ, sơ đồ mạng điện và một số
yếu tố khác. Thường thì
k
mm
= 2
÷
3
HÌNH 2-4
I
TrV
I
kđ
I
m.m.Max
I
N
I
lv.Max
I
lv
t

1
t
2
(t
2
- t
1
)= thời gian tồn tại ngắn mạch
I
t
K
at
- Hệ số an toàn, thường lấy: k
at
= 1,1
÷
1,2

10
k
at
.

k
mm
. k
[3]
sđ

.

k
TrV
. n
i
I
lv.Max
I
kđTh
ứ cấp
=
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (9)
§ 2-4. DÒNG ĐIỆN KHỞI ĐỘNG CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (3)
- Ta có:
I
TrV
I
kđ
= k
TrV
I
TrV
k
TrV
I
kđ

=
=
k
at

.

k
mm
k
TrV
I
lv.Max
Ta đã tính được dòng điện của BV
- Hệ số trở về K
TrV
của rơle phụ thuộc tính chất cơ và điện của cấu tạo rơle. Trong các rơ le
lý tưởng K
TrV
=1. Nhưng thực tế do ma sát trong phần động và một số yếu tố khác nên các
rơle có K
TrV
<1
- Trong một số sơ đồ nối dây, dòng điện thứ cấp I
T
trong Máy biến dòng điện có thể khác
với I
R
đi vào rơ le. Ở tình trạng đối xứng, sự khác nhau này được đặc trưng bằng Hệ số sơ
đồ K
[3]
sđ
:
I
k

đ
[3]
sđ
= K
[3]
sđ
. I
Rk
đ-tính toán
- Nếu xét đến Hệ số sơ đồ K
[3]
sđ
và Hệ số biến đổi ni của Máy biến dòng điện, thì
dòng điện khởi động của rơ le bằng:

11
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (10)
§ 2-5. ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI (1)
- Độ nhạy của bảo vệ dòng điện cực đại được đặc trưng bằng hệ số k
n
:
K
n
=
I
R
I
kđR

Trong đó: I

R
– là dòng điện đi qua rơle khi NM trực tiếp ở cuối Vùng BV
- Dạng NM tính toán là dạng NM cho trị số K
n
bé nhất. (Tương ứng với I
NM

bé nhất khi NM trực tiếp ở cuối vùng BV.
- Để đảm bảo sự tác động của bảo vệ khi:
+ NM qua điện trở quá độ trên Đường dây;
Yêu cầu về độ nhạy là:
+ NM trên Thanh cái (thanh góp) của Trạm nhận điện;
+ Đối với bảo vệ chính: K
n
≥ 1,5
+ Đối với bảo vệ dự phòng: K
n
≥ 1,2

12
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (11)
§ 2-6. BIẾN DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC SƠ ĐỒ BẢO VỆ (1)
RIT
S
1

S
2



T
1
T
2
- Máy biến dòng làm nhiệm vụ cách ly mạch thứ cấp nối vào
các rơ le khỏi điện áp cao của mạch sơ cấp và bảo đảm trị số
tiêu chuẩn của các dòng điện thứ cấp (1A, 5A) khi dòng điện
định mức có trị số khác nhau;
- Máy biến dòng còn tạo ra khả năng phối hợp các pha một
cách hợp lý theo yêu cầu của các BV.
1)- Cách đánh dấu đầu các cuộn dây của Máy biến dòng điện.
- Trong các sơ đồ BV cần phải nối đúng các đầu S1, S2 của
cuộn dây sơ cấp Và T1 và T2 của cuộn dây thứ cấp.
- Các đầu của các cuộn dây được xác định theo qui ước:
+ Chọn tuỳ ý đầu S
1
+ Đầu T
1
được xác định theo đầu S
1
Với qui ước là: Khi I
tức thời sơ cấp
đi từ S
1
đến S
2
,
thì I
tức thời thứ cấp
đi từ T

2
đến T
1
.
- Với cách chọn đầu dây theo qui ước này, có thể xem dòng điện đi thẳng từ
mạch sơ cấp vào rơle mà không đổi chiều.
- Vì vậy trên các bản vẽ người ta thường không đánh dấu các cuộn dây, mà chỉ hiểu ngầm
rằng các đầu S
1
và T
1
hoặc Các đầu S
2
và T
2
ở cùng nhau.

13
2)- Điều kiện làm việc của các Máy biến dòng điện trong các sơ đồ bảo vệ.
Chương II: BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN (12)
§ 2-6. BIẾN DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC SƠ ĐỒ BẢO VỆ (2)
- Không được phép để hở mạch phía thứ cấp khi có dòng điện chạy trên phía sơ
cấp của BI, vì khi đó U
TC
có trị số lớn gây nguy hiểm cho cách điện của biến dòng
điện.