Giáo trình hướng dẫn phân tích tổng quan về role số sử dụng bộ vi xử lý truyền chuyển động p5 ppsx

Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
53
giá trị tơng tự thích hợp, khi đó đợc đa sang phần tiếp nhận các giá trị vào
tơng tự AE.
Việc điều chỉnh cho phù hợp với MBA có công suất và tổ nối dây khác
nhau và các tỉ số biến dòng khác đợc thực hiện bằng toán học hoàn toàn.
Thờng thờng không đòi hỏi biến dòng trung gian.
Khối AE làm nhiệm vụ: Khếch đại, lấy mẫu, và lu giữ các đại lợng đầu
vào, chuyển đổi tín hiệu tơng tự sang tín hiệu số và đa tới khối xử lý.
Khối xử lý: Bên cạnh việc giám sát giá trị đo, nó cần thực hiện các chức
năng sau:
- Xử lý các đại lợng sao cho phù hợp với tổ nối dây của MBA, phù hợp
với tỷ số biến đổi của MBA đợc bảo vệ và các biến dòng.
- Tính toán các giá trị đo nh thành phần dòng điện so lệch và dòng điện
lấy mẫu.
- Phân tích tần số các đại lợng đo.
- Tình toán các giá trị hiệu dụng của dòng điện phục vụ cho bảo vệ quá tải
và kiểm tra độ tăng nhiệt của cuộn dây.
- Kiểm soát các giá trị giới hạn và thứ tự thời gian.
- Đa ra các lệnh cắt.
- Lu giữ và đa ra các thông số sự cố phục vụ cho việc tính toán và phân
tích sự cố.
Các đầu vào nhị phân đến và đi từ bộ vi xử lý qua các kênh vào và ra. Từ
các kênh này bộ vi xử lý nhận thông tin từ các bộ chuyển mạch (giải trừ từ xa)
hoặc từ các thiết bị khác (nh tín hiệu khóa). Các đầu ra thông thờng bao gồm
các lệnh cắt cho MC, tín hiệu biểu thị cho các sự kiện và trạng thái quan trọng
đợc hiểu thị thông qua các đèn LED và chỉ số ở màn hiển thị trớc rơle.
Rơle cũng đợc trang bị một bàn phím tích hợp đợc kết nối với màn hiển
thị tinh thể lỏng. Tất cả các số liệu vận hành nh: các giá trị đặt, thông số thiết bị
vvđợc đa vào thông qua bàn phím này. Từ bàn phím, có thể đợc gọi ra các

thông số cần thiết cho việc đánh giá sự cố khi có sự cố xảy ra.
Việc giao tiếp với rơle có thể đợc thực hiện thông qua cổng nối tiếp ở
mặt trớc rơle bằng bảng vận hành hoặc bằng máy tính cá nhân PC.
Các khối chức năng của rơle đợc cung cấp bởi nguồn điện áp 1 chiều
24V cho các rơle đầu ra,

15V cho đầu vào tơng tự, trong khi bộ vi xử lý và
các thiết bị trong chuyển của nó dùng nguồn 5V.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
54
3/ Nguyên lý của bảo vệ so lệch máy biến áp
3.1/ Nguyên lý đo
Bảo vệ so lệch dựa trên nguyên tắc so sánh dòng điện giữa hai đầu của
một phần tử bảo vệ có sơ đồ nh hình vẽ.

Hình 3 - 2: Nguyên lý cơ bản của bảo vệ so lệch.
Theo sơ đồ trên thì dòng điện qua rơle (87) bằng I
R
=i
1
- i
2

Dòng I
R
: Gọi là dòng so lệch nó bằng hiệu số dòng điện thứ cấp ở hai đầu
của cùng một phần tử đợc bảo vệ.
Trong điều kiện bình thờng cũng nh ngắn mạch ngoài (điểm N

2
) không
có dòng chảy qua (87) tức I
R
= 0.
Còn khi xảy ra ngắn mạch trong vùng bảo vệ (vùng bảo vệ là vùng nằm
giữa các máy biến dòng của sơ đồ bảo vệ so lệch) điểm N
1
, khi đó dòng i
2
đổi
chiều, lúc này dòng tổng qua rơle là: I
R
= i
1
+i
2
. (3-1)
Nếu dòng điện này đủ lớn thì rơle sẽ tác động loại bỏ sự cố.
3.2/ Làm phù hợp các giá trị đo đợc.
Trong máy biến áp thông thờng các dòng thứ cấp của các BI không bằng
nhau khi có dòng chảy qua máy biến áp, nó phụ thuộc vào tỉ số biến đổi, tổ nối
dây của máy biến áp và dòng định mức của các biến dòng ở hai đầu máy biến áp.
Vì vậy cần phải làm phù hợp các giá trị dòng điện này để có thể so sánh đợc.
Việc điều chỉnh cho phù hợp với các máy biến áp có công suất và tổ đấu
dây khác nhau, tỉ số biến dòng khác nhau (cho bảo vệ máy biến áp) đợc thực
hiện bằng toán học hoàn toàn, thông thờng nó không đòi hỏi biến dòng trung
gian.
Các dòng đa vào đợc chuyển đổi theo dòng định mức của MBA. Điều
này có đợc bằng cách đa các thông số định mức của MBA vào trong rơle nh:

công suất định mức, điện áp định mức, dòng điện định mức của biến dòng.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
55
Vì tổ đấu dây đã đợc vào nên rơle có khả năng so sánh theo dòng với
công thức cố định.
Việc chuyển đổi dòng đợc thực hiện bằng các ma trận hệ số đợc lập
trình mô phỏng các dòng so lệch trong các cuộn dây MBA. Tất cả các tổ đấu
dây, rơle đều có thể hiểu đợc (kể khi ta đảo pha).
Hình 3 - 3: Mô tả một ví dụ cho máy biến áp có tổ đấu dây Y(N)d5. Hình
vẽ chỉ ra sơ đồ góc pha của các cuộn dây MBA và phơng trình ma trận của
chúng.




Hình 3 - 3: Minh họa tính ma trận dòng điện MBA tổ nối dây Y(n)/d5
Dạng chung của phơng trình này là:
[I
m
]=k*[K]*[I
n
] (3-2)
Trong đó: [I
m
]-Ma trận các dòng I
A
, I
B

, I
C
.
k- Là hằng số
[K]-Ma trận hệ số, nó phụ thuộc vào tổ đấu dây MBA
[I
n
]-Ma trận của các dòng điện pha
Bình thờng, các dòng thứ tự không đợc loại trừ (nh ma trận bên trái
hình 3 - 3). Vì vậy các dòng sự cố chảy qua MBA khi có dòng chạm đất trong hệ
thống trong trờng hợp có điểm đấu đất bên trong vùng bảo vệ (điểm đấu sao
của MBA hoặc trớc điểm đấu sao) không có tác dụng mà không có bất cứ biện
pháp đặc biệt nào từ bên ngoài (hình 3 - 4)

=










3
2
L1
I
.
2 1- 1-
1- 2 1-
1- 1- 2
3
1
L
L
C
B
A
I

I
I
I
I






















=

3
2
L1
I
.
1- 1 0
0 1- 1
1 0 1
3
1
L
L
C
B
A
I
I
I
I
I

.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46

Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
56

Hình 3 - 4: Sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ
Bất lợi của việc loại trừ dòng thứ tự không là làm cho bảo vệ trở nên kém
nhạy hơn trong trờng hợp có sự cố chạm đất bên ngoài vùng bảo vệ.
Trong hệ thống có trung tính cách ly hoặc bù, không cần thiết phải loại trừ
dòng thứ tự không khi điểm đấu sao của MBA không nối đất (không qua cuộn
kháng Pertecson). Lúc đó phơng trình ma trận cho cuộn đấu sao (Y) là:

=










3
2
L1
I
.
1 0 0
0 1 0
0 0 1
.1
L
L
C
B
A
I
I
I
I
I

(3 - 3)
Khi có một sự cố chạm đất kép tại một điểm bên trong vùng bảo vệ, trong
trờng hợp này MBA luôn đợc cắt ra, không tính đến sự u tiên sự cố chạm đất
kép của hệ thống.
Dòng thứ tự không phải đợc loại trừ trong các hệ thống có trung tính nối
đất khi có một điểm đấu sao nằm trong vùng đợc bảo vệ (điểm đấu sao hoặc
trung tính giả nối đất). Độ nhậy sự cố chạm đất cao hơn nếu có dòng điện qua
điểm đấu sao và có biến dòng thứ tự không nh hình 3 - 5.

Hình 3 - 5: Tăng độ nhậy với sự cố chạm đất.
Phơng trình ma trận của cuộn dây đấu sao lúc này là:











+

=










st
st
st
L3
L2
L1

I
I
I
.
3
1
I
I
I
.
1 0 0
0 1 0
0 0 1
. 1
IC
IB
IA
(3-4)
Trong đó I
st
: Là dòng trung tính của cuộn dây đấu đất.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
57
Dòng thứ tự không bị loại trừ khi có sự cố bên ngoài, nhng có thể nhận
đợc nếu gặp sự cố bên trong.
3.3/ Đánh giá các giá trị đo đợc.
Sau khi các dòng điện đợc làm phù hợp có tính đến tỷ số bién dòng,
nhóm véc tơ và dòng thứ tự không, các đại lợng cần thiết cho bảo vệ so lệch

đợc tính toán từ I
A
, I
B
, I
C
cho từng cuộn dây.
Để đơn giản ta dùng các chỉ số để phân biệt
1: Cho cuộn sơ cấp (có điện áp cao) của máy biến áp.
2: Cho cuôn thứ cấp (có điện áp thấp hơn).
3: Cho cuôn dây thứ ba nếu là máy biến áp ba cuộn dây.
Trong các hệ thống bảo vệ so lệch cho đối tợng hai phía, một đại lợng
hãm thờng lấy từ dòng sai lệch
21
II hoặc từ tổng số học
21
II + . Cả hai
phơng pháp đều nh nhau ở một số dải thích hợp của đặc tính hãm.
Trong các hệ thống bảo vệ so lệch cho các đối tợng đợc bảo vệ ba phía
nh máy biến áp ba cuộn dây, việc hãm chỉ có thể đợc thực hiện với tổng số
học
321
III ++ . Phơng pháp này đợc sử dụng trong rơle 7UT51* cho tất cả các
đối tợng đợc bảo vệ. Nó đòi hỏi tạo ra tổng véc tơ và tổng số học cho các dòng
điện cho từng cuộn dây.
Ta có dòng điện so lệch:

21íl
III +=
cho máy biến áp hai cuộn dây.

321íl
IIII ++= cho máy biến áp ba cuộn dây.
Còn dòng điện hãm:

21h
III +=
cho máy biến áp hai cuộn dây.

321h
IIII ++= cho máy biến áp ba cuộn dây.
Vậy tại sao ngời ta phải sử dụng dòng điện hãm trong bảo vệ so lệch? vì
trên thực tế, do sai số của máy biến dòng đặc biệt do hiện tợng bão hòa của
mạch từ, nên trong chế độ làm việc bình thờng và khi có ngắn mạch ngoài, các
dòng điện phía thứ cấp của hai tổ biến dòng CT1 và CT2 sẽ khác nhau và khi đó:

kcb21
iiiI ==
(3-5)
Dòng không cân bằng i
kcb
trong một số trờng hợp có thể co trị số rất lớn,
đặc biệt khi ngắn mạch ngoài, dòng sự cố qua các biến dòng có thể làm cho
chúng bị bão hòa. Để ngăn ngừa bảo vệ so lệch có thể làm việc không chọn lọc
dới ảnh hởng của dòng i
kcb
ngời ta thờng sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội

58
bằng dòng điện pha hoặc sử dụng các hài bậc cao (bậc 2, bậc 5) xuất hiện trong
quá trình quá độ và khi mạch từ bị bão hòa.
Một số trờng hợp sự cố có thể xảy ra:
Trong vận hành bình thờng hoặc khi có ngắn mạch ngoài:

Hình 3-6: Sơ đồ bảo vệ so lệch MBA
Dòng I
2
đảo chiều vì vậy nó đổi dấu.
I
2
= -I
1
suy ra
12
II =
(3-6)
Do vậy:
0III
21íl
=+= (3-7)

11h
2II2II =+=

(3-8)
Bảo vệ sẽ tác động khi: I
sl
> I

h
còn dòng điện hãm I
h
tỷ lệ với 2 lần dòng
chảy qua nó.
Khi ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ, mỗi phía đợc cấp bởi các
nguồn dòng nh nhau từ hai phía, trong trờng hợp này:

121íl
2IIII =+= (3-9)
11h
2II2II =+= (3-10)
Các thành phần dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau và tỷ lệ với hai lần
dòng sự cố.
Khi sự cố bên trong, chỉ cấp dòng từ một phía:
Trong trờng hợp này: I
2
= 0 (3-11)
Khi đó:
121íl
IIII =+= (3-12)

121h
IIII =+= (3-13)
Các thành phần dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau và tỷ lệ với dòng sự
cố.
Từ các kết quả trên cho thấy rằng với dòng sự cố bên trong thì dòng điện
so lệch và dòng điện hãm bằng nhau (I
sl
= I

h
). Vì vậy đặc tính sự cố bên trong là
một đờng thẳng với độ rốc bằng 1.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
59

Hình 3 - 7: Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch

Đặc tính sự cố và đặc tính tác động của rơle đợc vẽ trên hình 3 - 7.
Nhánh a
: biểu thị giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ, với mỗi máy
biến áp coi nh là hằng số. Dòng điện này phụ thuộc vào dòng từ hóa MBA và
sai số không đổi của biến dòng.
Nhánh b
: Đoạn đặc tính có kể đến sai số biến đổi của máy biến dòng, các
sai số của bản thân rơle do sự điều chỉnh điện áp dới tải của MBA tạo nên, sai
số của các BI đầu vào rơle.
Nhánh c
: Đoạn đặc tính có tính đến chức năng khóa bảo vệ khi xuất hiện
hiện tợng bão hào không giống nhau ở các máy biến dòng.
Nhánh d
: Là giá trị dòng điện khởi động ngỡng cao của bảo vệ so lệch.
Khi dòng điện so lệch I
sl
vợt quá giá trị ngỡng cao này, lệnh cắt đợc triển
khai mà không phụ thuộc vào dòng điện hãm I
h
. Các dòng điện I

sl
, I
h
đợc biểu
diễn trên trục tọa độ theo hệ tơng đối định mức. Nếu tọa độ đợc tính rơi vào
vùng tác động thì rơle sẽ cho tín hiệu cắt, ngợc lại sẽ không cho tín hiệu cắt nếu
tọa độ đợc tính rơi vào vùng khóa trên đồ thị đặc tính.
Hãm các thành phần sóng hài bậc cao.
Giá trị của dòng điện so lệch không chỉ do ngắn mạch ngoài mà còn do
một số nguyên nhân nh:
- Do dòng điện xung kích từ hóa khi đóng máy biến áp không tải gây ra.
- Do hiện tợng quá kích thích máy biến áp.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
60
3.4/ Hãm cộng thêm khi máy biến dòng bị bão hòa.
Khi xảy ra ngắn ngoài vùng bảo vệ, ở thời điểm ban đầu giá trị dòng điện
ngắn mạch có thể có trị số rất lớn làm cho máy biến dòng bị bão hòa dẫn đến
xuất hiện dòng điện không cân bằng rất lớn, có thể có giá trị cao hơn ngỡng tác
động nhỏ nhất (nhánh a) của đặc tính khởi động dẫn đến bảo vệ tác động nhầm.
Để loại trừ hiện tợng này đối với rơle số 7UT51* có trang bị bộ phận
phát hiện hiện tợng bão hòa, nó sẽ khóa bảo vệ trong vùng hãm cộng thêm
(add-on stabiliztion).
Độ rốc của đờng đặc tính hãm cộng thêm bằng 1/2 độ rốc đờng đặc
tính nhánh b.
Thời gian mở khóa của bảo vệ bằng 1/2 chu kỳ đầu tiên sau thời điểm bắt
đầu sợ cố. Mặt khác khi phát hiện một sự cố bên ngoài, bảo vệ bị khóa trong một
thời gian có thể lựa chọn (lâu nhất là 8 chu kỳ tơng đơng với 160 ms ở tần số
50Hz).

Việc khóa bị xóa bỏ ngay khi điểm làm việc dịch chuyển chắc chắn (quá 2
chu kỳ) vào đặc tính sự cố.
Hãm cộng thêm nó cho phép phát hiện một cách tin cậy sự cố diễn biến
bên trong máy biến áp và ngay cả khi có sự cố bên ngoài, máy biến dòng bị bão
hòa.
3.5/ Hãm hài.
Giá trị dòng điện so lệch không chỉ do sự cố bên trong MBA mà còn do
một sồ thành phần dòng điện khác tạo nên:
Do dòng điện xung kích từ hóa khi đóng MBA không tải gây nên
Do hiện tợng quá kích thích MBA (quá điện áp)
Các nguyên nhân này khi phân tích thành phần dòng điện đều có chứa các
thành phần sóng hài bậc cao nh phân tích dòng từ hóa MBA ngời ta thấy có
các thành phần hài bậc 2, 3, 4, 5 vv Nhng trong đó thành phần sóng hài bậc 2
chiếm tỷ lệ lớn hơn cả. Hơn nữa khi phân tích dòng điện ngắn mạch thì thành
phần sóng hài bậc 5 không có nên sóng hài bậc 2 đợc sử dụng cho mục đích ổn
định bảo vệ chống lại hiện tợng quá dòng xung kích từ hóa khi đóng MBA
không tải, khi thành phần sóng hài bậc 2 lớn hơn giá trị đặt, bảo vệ sẽ bị khóa.
Còn khi xuất hiện hiện tợng quá kích thích (quá điện áp) có thành phần
sóng hài bậc 5 chiếm phần lớn, do đó thành phần này đợc sử dụng cho mục
đích ổn định. Bảo vệ sẽ bị khóa khi thành phần sóng hài bậc 5 lớn hơn giá trị đặt.
Các đặc tính khóa bảo vệ đợc vẽ trên hình 3 - 8.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
61

Hình 3 - 8: Đồ thị ổn định sóng hài bậc 2 và sóng hài bậc 5.

3.6/ Tác động cắt.
Ngay khi sóng cơ bản của dòng điện so lệch đạt 85% giá trị đặt hoặc

dòng hãm vợt quá 4 lần dòng định mức của MBA, bảo vệ tác động. Vì vậy tác
động xảy ra ngay cả khi có sự cố bên ngoài do đó ghi sự cố và chỉ số bão hòa có
thể làm việc.
Tác động không đợc nhận ra khi dòng điện so lệch giảm xuống 70% giá
trị đặt.
Nếu lệnh cắt không đợc đa ra thì sự cố coi nh đã qua.
Nếu đã có lệnh cắt, khi đó bộ đếm thời gian đợc khởi động.
3.7/ Sử dụng ở máy biến áp đơn pha.
Trong các máy biến áp 1 pha, nó đợc thiết kế với một hoặc hai pha trên
một cuôn dây, trong trờng hợp có hai pha, các cuộn dây có thể đợc quấn trên
một hoặc hai lõi thép.
Để đảm bảo các dòng điện sẽ đợc làm phù hợp một cách tối u, ngời
ta luôn sử dụng hai đầu vào dòng điện ngay cả khi chỉ có một biến dòng trên
một pha.
Hai pha cuộn dây có thể đợc đấu nối tiếp (tơng ứng với cuộn dây đấu
sao Y) hoặc song song (tơng ứng với cuộn dây đấu tam giác Góc lệch pha
giữa các cuộn dây chỉ có thể là 0 hoặc 180
0
.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
62

Hình 3 - 9: Ví dụ của MBA lực 1 pha.
Giống nh các máy biến áp ba pha các dòng điện đợc làm cho phù hợp
bởi các ma trận hệ số. Dạng chung của phơng trình này là:

[] [][]
nm

I.Kk.I =
(3-14)
Trong đó: [I
m
]- Là ma trận dòng điện đã đợc biến đổi phù hợp (I
A
, I
C
)
k- Hệ số không đổi.
[K]- Ma trận hệ số, phụ thuộc vào tổ nối dây MBA.
[I
n
]- Ma trận dòng điện (I
L1
, I
L3
).
Vì góc lệch pha giữa các cuộn dây chỉ có thể là 0 hoặc 180
0
việc điều
chỉnh này chỉ thích hợp đối với cách đối sử với dòng thứ tự không. Nếu điểm đấu
sao của máy biến áp đợc bảo vệ không nối đất (hình 3-9) thì phơng trình ma
trận khi đó là:

=






L2
L1
B
A
I
I
.
1 0
0 1
1.
I
I
(3-15)
Nếu điểm đấu sao của máy biến áp đợc nối đất, lúc này dòng thứ tự
không phải đợc loại trừ, bằng cách tạo ra các sai lệch dòng. Phơng trình ma
trận khi đó là:

=






L2
L1
B
A
I
I
.
1 1

1 1
.
2
1
I
I
(3-16)

Điều bất lợi của việc loại trừ dòng thứ tự không là làm cho bảo vệ kém
nhạy hơn (hệ số 1/2). Trong trờng hợp có một sự cố chạm đất bên trong vùng
đợc bảo vệ. Độ nhạy với sự cố chạm đất cao hơn có thể đạt đợc nếu có đợc
dòng trung tính bằng cách đặt máy biến dòng trung tính cho máy biến áp nh
hình vẽ:
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
63


Phơng trình ma trận cho cuộn dây nối đất khi đó là:







+

=






st
st
L2
L1
B
A
I
I
.
2
1
I
I

.
1 0
0 1
1.
I
I
(3-17)
Trong đó: I
st
- là dòng trung tính của cuộn dây nối đất.
Dòng thứ tự không đợc loại trừ bằng thành phần này khi có sự cố bên
ngoài (minh họa trên hình 3 - 10) nhng nó đợc phát hiện đầy đủ khi có sự cố
chạm đất trong vùng đợc bảo vệ.
Xử lý các đại lợng đo đợc khác và ma trận cắt cũng giống nh bảo vệ so
lệch đối với máy biến áp 3 pha.
4/ Bảo vệ chạm đất có giới hạn máy biến áp.
4.1/ Nguyên lý của bảo vệ.
Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không dùng để bảo vệ chống sự cố chạm
đất trong các máy biến áp lực, cuộn kháng shunt, máy điện quay mà có điểm
chung tính trực tiếp nối đất. Nó cũng có thể sử dụng để bảo vệ cho máy biến áp
có chung tính cách điện với đất hoặc máy biến áp có cuộn dây nối tam giác, khi
đó phải sử dụng các trung tính nhân tạo.
Điều kiện trớc hết là có một biến dòng đặt trên dây trung tính nối đất.
Biến dòng trung tính và biến dòng 3 pha xác định chính xác các giới hạn của
vùng đợc bảo vệ.


Hình 3 - 11: Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không MBA có nối đất trực tiếp
Hình 3 - 10: Ví dụ cho MBA 1 pha
.

Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
64

Hình 3 - 12: Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không MBA có cuộn dây nối
tam giác với điểm trung tính giả

Trong điều kiện vận hành bình thờng không có dòng điện đi qua trung
tính và điểm đấu sao của các máy biến dòng ở các pha.
Tức: I
A
+ I
B
+ I
c
= 0 (3-18)
Và: I
L1
+ I
L2
+ I
L3
= 0 (3-19)
Khi có một sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ, sẽ xuất hiện dòng thứ tự
không ở trung tính máy biến áp (I
o1
) và dòng thứ tự không ở các pha (I
o2
). Các
dòng này bằng nhau về độ lớn và cùng chiều.

Khi đó: I
sl0
= I
o1
+ I
o2
khác 0 nên bảo vệ sẽ tác động.
Ngợc lại khi xảy ra chạm đất ngoài vùng bảo vệ, dòng điện qua dây trung
tính máy biến áp (I
o1
) và dòng điện d trên dây trung tính của các biến dòng pha
(I
o2
) sẽ bằng nhau về độ lớn và ngợc pha với nhau nên:
I
Slo
=I
o1
+ I
o2
= 0 nên bảo vệ không tác động.
Ngoài ra dòng không cân bằng có thể tồn tại do bão hòa các máy biến
dòng không giống nhau, bão hòa này cũng có thể làm cho bảo vệ tác động nhầm.
Để khắc phục hiện tợng này bảo vệ chống sự cố chạm đất có bộ phận
khóa bảo vệ với dòng thứ tự không khi chạm đất ngoài vùng bảo vệ.
4.2/ Đánh giá các đại lợng đo đợc.
Chức năng khóa bảo vệ bằng cách so sánh dòng điện đi qua trung tính nối
đất với dòng điện thứ tự không tổng ở các pha.
Ta có:

01sl
II =
(3-20)

)
02010201h
IIII( .k I +=
(3-21)
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
65
Trong đó: I
sl0
: Dòng điện đặt của bảo vệ.
I
h
: Dòng điện hãm (hay dòng điện lấy mẫu)
k: Hệ số, trờng hợp chung giả thiết k = 1.
Bảo vệ sẽ tác động cho tín hiệu cắt máy biến áp khi I
sl0
> I
h
.
Dới đây xét một số trờng hợp sự cố có thể xảy ra:
Sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ.
Dòng điện thứ tự không (I
o1
) và dòng d trên dây trung tính của các máy biến
dòng pha (I

o2
) cùng độ lớn và ngợc chiều nhau.
I
o1
= -I
o2
. (3-22)
Do vậy:

01sl
II =
(3-23)

0102010201h
2I)IIII(I =+=

(3-24)
Bảo vệ sẽ tác động khi I
sl0
> I
h
. Trong trờng hợp này dòng I
h
> 2I
sl0
nên
bảo vệ không tác động.
Sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ phía cuộn dây nối hình sao mà không
có nguồn ở phía cuộn dây nối hình sao đó. Khi đó:
I

o2
=I
l1
+I
l2
+I
l3
=0 (3-25)

01slo
II =
(3-26)
Suy ra:

0IIIII
02010201h
=+= ) (2-27)
Bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt máy biến áp vì I
sl0
> I
h
.
Sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ ở phía cuộn dây nối hình sao có nguồn
đi đến. Trong trờng hợp này ta có:
I
o1
=I
o2
suy ra
01sl

II =
(3-28)


0102010201h
2I)IIII(I =+= (3-29)
Từ kết quả trên ta thấy khi sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ dòng điện
hãm (I
h
< 0) vẫn thỏa mãn điều kiện I
sl0
> I
h
và bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt
máy biến áp.
Tuy nhiên việc giả thuyết I
o1
và I
o2
trùng pha nhau trong trờng hợp sự cố
chạm đất trong vùng bảo vệ và ngợc pha nhau khi xảy ra sự cố chạm đất ở
ngoài vùng bảo vệ, điều này chỉ có đợc khi máy biến dòng là lý tởng. Thực tế
dòng điện I
o1
và I
o2
ở các phía lệch pha nhau.
Đặc tính hãm đợc đặc trng bằng hệ số k, hệ số này phụ thuộc vào góc
lệch pha

cho trong bảng dới đây.
.