Giáo trình hướng dẫn phân tích tổng quan về role số sử dụng bộ vi xử lý truyền chuyển động p3 pot

Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
27

Hình 1 - 8: Nguyên lý làm việc của giao diện thông tin tuần tự

Chân 1 và 7 nối đất, chân 2 (TD) là đờng truyền dữ liệu theo một chiều
tới thiết bị bên ngoài. Các tín hiệu tuần tự đợc truyền từ đầu phát của bộ UART
tới đầu vào đảo (-) của bộ KĐTT làm việc theo chế độ so sánh. Nếu tín hiệu hiện
tại (-) là 5 V và cao hơn điện áp 1.5 V tại (+), điện áp đầu ra của bộ KĐTT sẽ là -
12V, tơng ứng với mức logic 1. Nếu tín hiệu vào tại (-) là 0 V và nhỏ hơn điện
áp tại (+), điện áp đầu ra của bộ KĐTT sẽ là +12V, tơng ứng với mức logic 0.
Chân 3 (RD) là đờng nhận dữ liệu của đầu vào tuần tự. Các tín hiệu ngoại vi
truyền tín hiệu tới rơle qua chân này và điốt tạo ngỡng đến đầu vào đảo (-) của
bộ Comparator. Đầu vào không đảo của nó đợc giữ ở 2V, khi điện áp vợt quá
2.5V điốt sẽ thông mạch, bộ Comparator dẫn điện theo chiều từ đầu ra tới đầu
vào và điện áp đầu ra của nó tụt xuống 0V tơng ứng với mức logic 0. Khi tín
hiệu đầu vào nhỏ hơn +2.5V, bộ Comparator sẽ không dẫn điện, điện áp ở đầu ra
là +5V tơng ứng với mức logic 1. Khi tín hiệu đầu vào đổi trạng thái, đầu ra của
bộ Comparator cũng thay đổi và làm cho các bit của thanh ghi dịch cung thay
đổi từ D
0
đến D
7
.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
28
Chân 8 (CD) là chân phát hiện cờ chàn, chân 6 (DSR) thông báo rơle đã
đặt xong dữ liệu để gửi, khi đó chân 20 (DTR) thiết bị ngoại vi sẽ gửi tín hiệu

ngợc thông báo rằng nó sẵn sàng nhận thông tin từ phía rơle. Chân 5 (CTS)
nhận tín hiệu truyền từ thiết bị bên ngoài, chân 4(RTS) là nơi mà bộ UART gửi
tín hiệu ra cho thiết bị bên ngoài nh Môđem yêu cầu gửi tín hiệu đi xa. Các
chân khác đợc sử dụng tùy theo từng trờng hợp cụ thể.
8/ Phơng pháp so sánh trong rơle số
Cũng giống nh các rơle điện cơ, rơle tĩnh trong rơle số cũng thực hiện
phép so sánh các đại lợng với giá trị ngỡng. Đối với các rơle số không sử dụng
bộ vi xử lý, thao tác này đợc thực hiện bằng sơ đồ phần cứng. Thực chất đó là là
sơ đồ so sánh hai số cơ số 2 nhiều bit. Các phơng pháp phần mềm đợc thực
hiện bởi bộ vi xử lý cũng đợc xem xét ở đây.
8.1/ Phơng pháp so sánh 2 đại lợng điện ở dạng cơ số 2 nhiều bít bằng sơ
đồ phần cứng
Một đại lợng điện bất kỳ có thể biểu diễn dới dạng cơ số 2 nhiều bit.
Giả sử ta có 2 số 1 bit A và B . Điều kiện bằng nhau của 2 số A và B là tất cả các
chữ số trong chúng phải tơng ứng bằng nhau. Các trờng hợp có thể xảy ra với
2 số A và B là: A > B, A < B, A = B. Gọi F
1
, F
2
, F
3
, là các hàm đầu ra tơng ứng
khi đó ta có bảng sự thật:





Từ đó ta có sơ đồ logic của bộ so sánh 2 số 1 bit sử dụng các cổng điện tử
nh hình vẽ:

Hình 1 - 9: Sơ đồ so sánh 2 số nhị phân 1 bit sử dụng các cổng điện tử
Để so sánh 2 số nhị phân nhiều bít, ngời ta sử dụng nhiều bộ so sánh 2 số
nhị phân 1 bit, theo nguyên tắc: đầu tiên so sánh 2 bit có trọng số cao nhất chỉ
F
1
F
2
F
3
A B
A>B A<B A=B
0 0 0 0 1
0 1 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 1
Các phơng trình đầu ra:

AB
B
A
F
.BAF
BA.F
2
1
=
=

Các phơng trình đầu ra:

A.BB.AF
.BAF
BA.F
3
2
1
+=
=
=


.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
29
khi nào bit có trọng số cao bằng nhau thì mới tiếp tục so sánh đến bít có trọng số
thấp hơn.
Trên hình 1 - 10 giới thiệu sơ đồ so sánh 2 số nhiều bít A và B. Ban đầu
giá trị F
3
của các

phần tử so sánh bằng 0, do đó các giá trị A
2
, B
2
, , A
n
, B

n

không truy nhập đợc vào bên trong của các bộ so sánh kế tiếp. Chỉ trong trờng
hợp các bit cao hơn đợc so sánh đã bằng nhau rồi thì tín hiệu từ F
3
mới mở cho
bộ so sánh bit thấp hơn làm việc. Phần tử (Hoặc) ở đầu ra cho phép ghi nhận tất
cả các đầu ra F
1
của bộ so sánh.

Hình 1-10: Sơ đồ so sánh 2 số nhiều bít
Thực chất đây là phơng pháp so sánh 2 đại lợng điện theo giá trị tuyệt
đối, việc so sánh này đợc thực hiện bằng sơ đồ phần cứng.
8.2/ Phơng pháp so sánh 2 đại lợng điện theo giá trị góc pha bằng phơng
pháp phần mềm
Nh ta đã biết trong rơle cảm ứng, mômen quay tạo ra bởi 2 đại lợng
điện A và B xác định bởi công thức:


sin . B . A .k M
q
= (1-2)
với:
k: là hệ số tỷ lệ


: góc lệch pha giữa hai véc tơ A và B.
Nếu ta sử dụng bộ vi xử lý trong rơle số, ta cũng có thể tạo ra đại lợng tỷ
lệ với M

q
theo các giá trị véc tơ đầu vào A và B. Thật vậy, nếu lấy tích của 2 số
phức A và B :

).BABj(A.BA.BA
jB).(BjA(AA.BS
yxxy.yy.xx
y)xyx
*
++=
+==
(1-3)
ở đây, dấu * chỉ số phức liên hợp
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
30
A
x
, A
y
, B
x
, B
y
tơng ứng là các phần tử thực và ảo của các véc tơ A và B.
góc véc tơ S cũng là góc của véc tơ A/B và là góc mà véc tơ A vợt trớc véc tơ
B, trong trờng hợp này bằng

.

Nếu cho góc của véc tơ B bằng 0, ta có:


sin . AA ;cos . AA
0B ;BB
yã
yx
==
==
(1-4)
khi đó:



.sinB . AQ ;cos . B . AP Với
jQP
sin . B . Ajcos . B . AS
==
+=
+=
(1-5)
Các đại lợng P và Q là các bộ so sánh pha hai đầu vào. Bộ so sánh P có
giá trị cực đại khi A và B bằng nhau về góc pha. Bộ so sánh Q có giá trị cực đại
khi 2 véc tơ A và B lệch nhau 90
0
. Đây chính là đại lợng tỷ lệ với mômen quay
M
q
nh trong rơle cảm ứng khi A và B là các dòng.
Trong rơle số, bộ vi xử lý rẽ ràng nhớ các giá trị P và Q từ các véc tơ đầu

vào, xác định dấu của chúng và xử lý chúng giống nh các bộ so sánh pha của
các rơle cảm ứng.
Để hiểu đợc sự làm việc của các bộ so sánh 2 đầu vào P và Q, ta cần biến
đổi các véc tơ hình sin A và B thành các giá trị lôgic, sao cho A có giá trị lôgic 1
khi A > 0 và giá trị lôgic 0 khi A < 0 (tức A và
A ). Tơng tự ta có các biến B và
B
. Có thể rễ ràng thấy rằng khi đó S có thể có 4 trạng thái lôgic
B.A .B;A ;.BA A.B; .
Tùy theo giá trị

lớn hơn 0 hay nhỏ hơn 0 tức A vợt trớc B (0 <

<
180
0
) hay A chậm sau B (0 >

>180
0
) ta có 2 trình tự ghi giá trị của S theo sự
biến thiên của thời gian nh sau:
- Nếu A vợt trớc B:
B.A .B;A ;.BA A.B;
- Nếu A chậm sau B:
B.A .B;A ;.BA A.B;
Nếu A vợt trớc B thì A luôn thay đổi trạng thái thành lôgic ngợc với B
(thí dụ
.BABA.
), trong khi B luôn thay đổi trạng thái thành lôgic giống nh

với A (thí dụ
B.ABA. )
Nếu A chậm sau B thì A luôn thay đổi trạng thái giống với B (thí dụ
B.ABA.
), trong khi B luôn thay đổi trạng thái thành ngợc với A (thí dụ
.BABA. ).
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
31
Dựa vào quy trình biến đổi S khác nhau trong các trờng hợp

lớn hơn
hay nhỏ hơn 0, phần mềm xử lý trong rơle số sẽ xác định hớng của các véc tơ A
và B so với nhau, để ra quyết định điều khiển. Nguyên lý này đã đợc sử dụng
trong rơlr định hớng công suất dùng vi xử lý.
9/ Các bộ phận khác của rơle số
9.1/ Các bộ nhớ
Trong rơle số, các bộ nhớ thờng chiếm một vùng nào đó trong miềm địa
chỉ mà bộ vi xử lý quản lý. Tùy theo từng loại rơle mà các bộ nhớ khác nhau
đợc xử dụng và với các địa chỉ khác nhau.
Các chơng trình cơ bản điều khiển sự làm việc của rơle thờng đợc chứa
trong ROM hoặc EPROM. ROM đợc sử dụng trong trờng hợp rơle đợc sản
suất với số lợng lớn hoặc nhà chế tạo có công nghệ ghi thông tin vào ROM
hoàn thiện. Nhiều nhà chế tạo rơle chọn sử dụng EPROM cho mục đích này khi
sản xuất với số lợng ít, đơn chiếc vì tuy EPROM đắt hơn nhng nó cho phép
sửa chữa các chơng trình đã ghi trong nó.
Thông số chỉnh định của bảo vệ và thông tin về hệ thống điện đợc lu trữ
trong DRAM kiểu CMOS (dùng nguồn riêng) hoặc trong EEPROM hoặc cả 2.
Các bộ RAM động hay còn gọi là RAM không bay hơi (NVRAM) có u điểm là

tốc độ ghi thông tin nhanh song sẽ làm việc trục trặc nếu vì nguyên nhân nào đó
pin nuôi chúng bị sự cố. Vì vậy, thờng thì ngời ta ghi các thông tin này vào
trong bộ nhớ EEPROM. Khi rơle bị mất nguồn nuôi, thông tin trong chúng vẫn
không bị mất đi.
Các văn bản sự kiện và thông tin về sự cố đợc lu trữ trong bộ nhớ
DRAM vì tốc độ ghi nhớ nhanh của chúng. Tại đây cũng lu giữ thông tin về các
giao động điện, các nhiễu loạn, các lịch trình làm việccủa rơle theo thời gian, các
thông tin khác về nơi đặt bảo vệ vv các dữ liệu thông tin đo lờng, các kết quả
tính toán trung gian đợc lu giữ trong các bộ nhớ RAM (SRAM hay DRAM)
dùng nguồn cung cấp của rơle. Tại đây cũng l
u giữ thông tin về ngày tháng,
thời gian thực. Các giữ liệu này sẽ bị xóa nếu rơle bị mầt nguồn cung cấp. Ngời
vận hành có thể truy xuất văn bản sự kiện từ xa, căn cứ vào ngày tháng ghi trên
đó để biết tình trạng làm việc của rơle.
9.2/ Giao diện với ngời sử dụng
Tại đây thờng đặt màn hình hiển thị thông tin, bàn phím, các đèn LED
báo hiệu và một vài cổng thông tin tuần tự hay song song. Tất cả các bộ phận
này đợc đặt trên cùng một tấm đế và đợc nối với các bộ phận bên trong rơle
qua các dây dẫn mềm kiểu dải băng cho phép tấm đé có thể quay dễ dàng.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
32
Màn hình đợc sử dụng thờng là loại màn hình tinh thể lỏng LCD, có
một hay vài hàng chữ. Màn hình kiểu điốt phát quang ít đợc sử dụng. Chế độ
làm việc là kiểu văn bản cho phép hiển thị chữ cái và số. Tuy nhiên, trong một số
thiết bị công nghệ mới nhất đã sử dụng màn hình rộng hơn, với chế độ đồ họa có
khả năng hiển thị thông tin tại chỗ mạnh hơn (nh rơle 7SJ531 của Siemens).
Phía sau màn hình thờng có các vi mạch có chức năng giải mã thông tin từ bộ
vi xử lý thành mã màn hình và bộ ROM ký tự màn hình, thông tin đợc truyền

thờng ở dạng song song.
Trong rơle số thì số lợng phím ấn không nhiều nên thờng không có sử
dụng loại bàn phím mã hóa theo ASCII. Tùy theo từng loại rơle , thờng có các
phím sau đợc sử dụng:
- Các phím hiển thị thông tin đo lờng nh dòng, áp, cos, tần số, vv
- Các phím hiển thị thông tin trạng thái
- Các phím đặt tham số chỉnh định cho rơle
- Các phím giải trừ đèn LED hay rơle (reset) vv
- Phím ghi thông tin các sự cố gần nhất (fault)
9.3/ Kết cấu lắp giáp
Trong rơle, các chức năng chính đợc chế tạo trên các bản mạch riêng biệt
tạo thành các môđun. Tùy theo từng loại rơle có thể có các môđun sau:
- Môđun nguồn nuôi
- Môđun tín hiệu vào
- Môđun bộ vi xử lý
- Giao diện với ngời sử dụng
Môđun nguồn thờng đợc chế tạo độc lập và đợc che chắn nhiễu cẩn
thận vì đây là nguồn phát sinh nhiễu mạnh. Đôi khi môđun vào và ra tín hiệu
đợc chế tạo chung trên một bản mạch. Tơng tự nh
vậy đôi khi môđun thông
tin trong các rơle mới hiện nay chỉ là bản mạch nhỏ gắn trên môđun khác.
Các bản mạch đợc bắt vít vào khung kim loại và đợc nối với nhau qua
dây dẫn mềm và các giắc cắm nhiều chân cho phép có thể tách các môđun dễ
dàng khi sửa chữa. Có thể có một vài màn chắn nhiễu bằng nhôm hay phíp phủ
đồng đợc sử dụng, đặc biệt với môđun chứa bộ vi xử lý.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
33
Chơng 2

Bảo vệ máy biến áp động lực

1/ Các dạng sự cố trong máy biến áp.
1.1/ Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây MBA.
Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây MBA có thể xảy do quá điện áp khí
quyển hoặc do cách điện bị già cỗi. Dòng sự cố chạy trong mạch vòng bị chập có
thể có trị số lớn gấp nhiều lần dòng định mức của MBA, tùy theo số vòng dây bị
chập nh hình vẽ 2 - 1.
Dòng điện này tạo ra những xung lực lớn xô đẩy các vòng dây MBA và
trong nhiều trờng hợp có thể phá hủy cuộn dây.

Hình 2 - 1: Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây máy biến áp

1.2/ Ngắn mạch một pha chạm đất.
Dòng điện ngắn mạch một pha lớn hay nhỏ phụ thuộc vào tổng trở của
điểm trung tính MBA với đất, tổ nối dây và khoảng cách từ chỗ chạm đất tới
điểm trung tính.


Hình 2 - 2: Ngắn mạch một pha chạm đất.
Dòng điện chạm đất một pha bằng:
x
d
x
Z
U
I
3
=
( 2-1)

Trong đó I
x
: Là dòng điện chạm đất
một pha cách trung tính một khoảng x.
Z
x
: Là tổng trở mạch vòng bao gồm
điện trở trung tính Z
d
, điện trở từ chỗ chạm
đất tới cọc nối đất.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
34
Dòng điện sự cố sơ cấp tơng ứng:

x
d
xs
Z
U
KIKI == *3
(2-2)
Trong đó K: Là tỷ số biến đổi của MBA.
Nếu x% là số phần trăm tính từ chỗ bị ngắn mạch với đất tới điểm trung
tính của MBA, ta có :
U
d
=x%*U

P
(2-3)
U
P
: Là điện áp pha của đờng dây. Khi đó:

x
P
x
Z
UxK
I
*%*
=
(2-4)
Thông thờng điện trở tại chỗ chạm đất và điện trở từ chỗ ngắn mạch tới
cọc nối đất rất nhỏ. Trong tính toán gần đúng có thể lấy: Z
x
= Z
d
.
Dới đây là đồ thị quan hệ giữa dòng điện sự cố theo vị trí điểm ngắn
mạch cho hai trờng hợp.
Cho máy biến áp có trung tính nối đất trực tiếp.


Trờng hợp máy biến áp có trung tính cách ly.
Nhìn vào đồ thị ta thấy, khi không có chạm đất thì dòng điện đi qua cuộn
dây là dòng điện chung của 3 pha với đất. Do phía sơ cấp nối tam giác nên dòng
điện I

S
không có. Sau đó xảy ra chạm đất một pha làm cho dòng điện chạm đất
của pha đó giảm đi , nhng điện áp ở hai pha còn lại tăng so với đất tới đầu cực
máy biến áp.
Hình 2 - 3: Đồ thị dòng điện sự cố.

Nhìn vào đồ thị ta thấy ở 40 đến 50%
cuộn dây thì tỷ trọng điện kháng cuộn dây là lớn
nhất, do đó dòng điện sự cố nhỏ nhất. Khi điểm
sự cố dịch chuyển xa điểm trung tính tới đầu cực
MBA, dòng sự cố đạt cực đại.
Trờng hợp trên vẽ cho máy biến áp có
u
k
=10%, công suất nguồn vô cùng lớn.

.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
35

1.3/ Ngắn mạch giữa các vòng dây của cùng một cuộn dây MBA.
Trong trờng hợp này dòng điện tại chỗ ngắn mạch rất lớn vì một số vòng
dây bị nối ngắn mạch, dòng điện này phát nóng tại chỗ, đốt nóng cách điện cuộn
dây và dầu MBA, nhng dòng điện từ nguồn tới MBA (I
S
) có thể vẫn nhỏ không
đủ cho bảo vệ rơle tác động. Trong trờng hợp này thờng rơle hơi tác động cắt
máy biến áp ra khỏi lới điện.

Hình 2 - 5: Ngắn mạch giữa các vòng dây của cùng một cuộn dây MBA
- Cách điện giữa các lá thép của lõi từ từ bị phá hủy, trong lõi từ xuất hiện
dòng điện xoáy lớn, đốt nóng lõi từ, làm cho nhiệt độ dầu máy biến áp
tăng cao quá mức cho phép. Trong trờng hợp này rơle nhiệt độ hoặc rơle
hơi của MBA sẽ tác động.
- Thùng dầu MBA bị thủng, dẫn đến máy biến áp cạn dầu. Trong trờng
hợp này rơle hơi sẽ tác động.
- Vỡ sứ đầu ra máy biến áp dẫn đến ngắn mạch trên đầu cực của MBA.
1.4/ Những h hỏng và chế độ làm việc không bình thờng bên ngoài máy
biến áp.
Khi xảy ra ngắn mạch phía đờng dây mà máy biến áp cung cấp (ngắn
mạch nhiều pha với nhau, ngắn mạch một pha) hoặc dòng điện phụ tải tăng quá
cao dẫn đến máy biến áp bị quá tải. Khi máy biến áp bị quá tải làm cho cuộn dây
máy biến áp phát nóng quá mức cho phép có thể làm sôi dầu máy biến áp.
Hình 2 - 4: Đồ thị dòng ngắn
mạch 1 pha chạm đất khi máy biến
áp trung tính cách điện.
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
36
Cạn dầu máy biến áp do nhiệt độ thay đổi đột ngột hoặc dò rỉ lâu ngày,
tùy theo công suất máy biến áp, vị trí, vai trò của máy trong hệ thống mà ngời
ta chọn các phơng thức bảo vệ thích hợp cho máy biến áp. Những loại bảo vệ
thờng dùng để chống các loại sự cố và chế dộ làm việc không bình thờng đợc
giới thiệu trong bảng 2 - 1.
Bảng 2 - 1: Các loại bảo vệ thờng dụng cho máy biến áp

Loại h hỏng Loại bảo vệ
- Ngắn mạch một pha hoặc nhiều pha

chạm đất.
- So lệch có hãm (bảo vệ chính)
- Khoảng cách (bảo vệ dự phòng)
- Quá dòng có thời gian (chính hoặc dự
phòng tùy theo công suất của máy)
- Quá dòng thứ tự không
- Chạm chập các vòng dây, thùng dầu
thủng hoặc bị rò dầu.
- Rơle khí (BUCHHOLZ)
- Quá tải - Quá dòng điện
- Hình ảnh nhiệt
- Quá bão hòa mạch từ - Chống quá bão hòa

2/Các phơng án bảo vệ máy biến áp
2.1/ Bảo vệ ngắn mạch
Khi xảy ra ngắn mạch ngoài làm cho dòng điện ngắn mạch tăng quá cao
dẫn đến máy biến áp bị quá tải. Để ngăn ngừa hiện tợng này ngời ta sử dụng
một trong các biện pháp bảo vệ sau.
2.1.1/ Dùng bảo vệ so lệch có hãm
Khác với bảo vệ so lệch của máy phát điện, dòng điện sơ cấp ở hai hoặc
nhiều phía của máy biến áp thờng khác nhau về trị số (tùy theo tỷ số đổi điện
áp các phía) và về góc pha (theo tổ đấu dây: YN/Y
0
; YN/d11; Y/d5 vv ).
Vì vậy để cân bằng dòng điện thứ cấp ở các phía của bảo vệ so lệch trong
chế độ làm việc bình thờng, ngời ta sử dụng máy biến dòng trung gian BIG
nh hình vẽ 2 - 6, có tổ đấu dây phù hợp với tổ đấu dây của máy biến áp và tỷ số
biến đổi đợc chọn sao cho các dòng điện đa vào so sánh trong rơle so lệch có
trị số gần bằng nhau.
.

Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
37
Một đặc điểm khác của bảo vệ so lệch máy biến áp là dòng điện từ hóa
của máy biến áp sẽ tạo nên dòng điện không cân bằng chạy qua rơle. Trị số quá
độ của dòng điện không cân bằng này có thể rất lớn trong chế độ đóng máy biến
áp không tải hoặc bị cắt ngắn mạch. Vì vậy, để hãm bảo vệ so lệch của máy biến
áp ngời ta sử dụng dòng điện từ hóa của biến áp.

Hình 2 - 6: Cân bằng pha và trị số dòng điện thứ cấp trong bảo vệ so lệch
máy biến áp 2 và 3 cuộn dây bằng máy biến dòng trung gian

Ngoài ra, tùy theo tổ đấu dây của máy biến áp đợc bảo vệ cần sử dụng các
biện pháp để loại trừ ảnh hởng của dòng điện thứ tự không khi trung điểm của
cuộn dây máy biến áp nối đất và có ngắn mạch chạm đât xảy ra trong hệ thống.
Gần đây, trong các rơle hiện đại ngời ta có thể thực hiện việc cân bằng pha
và trị số dòng điện thứ cấp ở các phía của máy biến áp ngay trong rơle so lệch.
Trên hình 2 - 7, trình bày sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch có hãm dùng
chop máy biến áp 3 cuộn dây.


Hình 2 - 7: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so
lệch có hãm dùng cho MBA 3 cuộn dây
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
38
HM - hãm theo thành phần hài bậc 2 trong dòng điện từ hóa MBA.
Giả sử phía cuộn 1 của máy biến áp nối với nguồn cung cấp, phía cuộn
dây 2 và 3 nối với phụ tải. Khi bỏ qua dòng điện kích từ của máy biến áp, trong

chế độ làm việc bình thờng ta có:
I
1
= I
2
+ I
3
(2-5)
Dòng điện đi vào cuộn dây làm việc bằng:
I
lv
= I
T1
- (I
T2
+ I
T3
) (2-6)
Các dòng điện hãm:
I
h1
= I
T2
+ I
T3
(2-7)
I
h2
= I
T3

(2-8)
Các dòng điện hãm đợc cộng với nhau theo trị số tuyệt đối để tạo nên
hiệu ứng hãm theo quan hệ:

()
hT3T2T1h
KIIII ++= (2-9)
Trong đó: K
h
0.5 là hệ số hãm của bảo vệ so lệch.
Ngoài ra để ngăn ngừa tác động sai do ảnh hởng của dòng điện từ hóa khi
đóng máy biến áp không tải và khi cắt ngắn mạch ngoài, bảo vệ còn đợc hãm
bằng thành phần hài bậc 2 trong dòng điện từ hóa I
HM
.
Để đảm bảo tác động hãm khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ cần thực
hiện điều kiện:

lvh
II > (2-10)
2.1.2/ Sử dụng cầu chì.
Với những máy biến áp không có máy cắt điện, để bảo vệ cho máy biến áp
chỉ có thể đặt cầu chì. Bảng 2 - 2 nêu ra một số thông số của cầu chì dùng cho
máy biến áp ở điện áp 11Kv.
Bảng 2 - 2: Thông sồ cầu chì cho máy biến áp 11Kv

Công suất máy biến áp Cầu chì
S (KVA) I (A) Dòng điện định
mức
Thời gian cắt (s) ở

công suất 3xS
100
200
300
500
1000
5.25
10.5
15.8
26.2
52.5
16
25
36
50
90
3
3
10
20
30
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
39
Hình 2 - 8: Bảo vệ quá dòng điện cho
MBA có đặc tính thời gian 2 cấp.
Cấp cắt nhanh.
Dòng điện khởi động của bảo vệ:
I

kđ
= K
at
. I
ngoài max
(2-11)
Trong đó:
I
ngoài max
: Là dòng điện ngắn mạch
ngoài cực đại tính ở điểm N
1

2.1.3/ Sử dụng rơle quá dòng.
Đối với máy biến áp có máy cắt điện dùng bảo vệ quá dòng có đặc tính
thời gian hai cấp. Nó đợc dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp có công suất
bé và làm bảo vệ dự phòng cho máy biến áp có công suất trung bình và lớn để
chống ngắn mạch bên trong và bên ngoài cho máy biến áp. Với máy biến áp 2
cuộn dây dùng một bộ bảo vệ đặt ở phía nguồn cung cấp, còn với máy biến áp
nhiều cuộn dây thờng mỗi phía đặt một bộ. Nếu
máy biến áp nhiều cuộn dây nối với nguồn từ nhiều
phía thì cần đặt bộ phận định hớng công suất ở phía
nối với nguồn có thời gian tác động bé hơn.

K
at
:Hệ số an toàn lấy bằng 1.3-1.4.
Độ nhạy của bảo vệ đợc kiểm tra khi ngắn mạch 2 pha ở chế độ cực tiểu,
điểm ngắn mạch N
2
thỏa mãn điều kiện sau:
K
nh
=
kd
N
I
I
min
(2-12)
Thời gian tác động của bảo vệ: t
tđ
= 0.
Cấp có thời gian.
Dòng điện khởi động.
I
kđ
= K
at
.I
lv max
(2-13)
Trong đó:

K
at
: Hệ số an toàn lấy bằng 1.05 - 1.4, trị số nhỏ tơng ứng cho tín hiệu
quá tải, trị số lớn tơng ứng trong điều kiện hai máy làm việc song song, một
máy bị cắt ra.
I
lv max
: Là dòng điện cực đại đi qua máy biến áp. Trong điều kiện không
biết dòng điện cực đại có thể lấy bằng I
đmBA
(I
đmBA
: dòng định mức máy biến áp).
Thời gian tác động của bảo vệ:
.