Giáo trình bảo vệ rờ le và tự động hóa

HỌC PHẦN
BẢO VỆ RƠLE VÀ TĐH
MSHP: CN268
Số tín chỉ: 3 (30 tiết LT+ 45 tiết TH)
HPTQ: Hệ thống điện 1 – MSHP: CN264
TỔNG QUAN VỀ BẢO VỆ RƠLE
1. NHIỆM VỤ CƠ BẢN CỦA BẢO VỆ RƠLE
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
4. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN
5. CHỈ DANH CỦA RƠLE
6. PHƯƠNG PHÁP NỐI DÂY VÀ TÁC ĐỘNG
BẢO VỆ ĐẾN MÁY CẮT
7. NGUỒN ĐIỀU KHIỂN
1. NHIỆM VỤ CƠ BẢN CỦA BẢO VỆ RƠLE
Đối với các trạm biến áp, đường dây cao thế, cũng
như trong quá trình vận hành HTĐ nói chung có thể
xuất hiện tình trạng sự cố, hoặc chế độ làm việc bất
thường của các phần tử trong HTĐ.
Các sự cố thường kèm theo hiện tượng dòng điện
tăng lên khá cao và điện áp giảm thấp.
Các chế độ làm việc không bình thường làm cho
dòng, điện áp 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 HTĐ và các
hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự cố, cần phải phát hiện càng
nhanh càng tốt nơi sự cố và cách ly các phần tử bị sự cố.
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 bị sự cố. Làm được điều này chỉ có các thiết
bị tự động mới thực hiện được. Các thiết bị này gọi
chung là rơle bảo vệ (RLBV).
1. NHIỆM VỤ CƠ BẢN CỦA BẢO VỆ RƠLE
1. NHIỆM VỤ CƠ BẢN CỦA BẢO VỆ RƠLE
Trong HTĐ, RLBV sẽ theo dõi liên tục tình trạng và
chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong HTĐ. Khi
xuất hiện sự cố, RLBV sẽ phát hiện và cô lập phần tử bị
sự cố nhờ máy cắt điện thông qua mạch điện kiểm soát.
Khi xuất hiện chế độ làm việc không bình thường,
RLBV 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.
1. NHIỆM VỤ CƠ BẢN CỦA BẢO VỆ RƠLE
Tuỳ theo cách thiết kế và lắp đặt mà phân biệt RLBV
chính, RLBV dự phòng:
- BV chính là BV tác động nhanh khi có sự cố xảy ra
trong phạm vi giới hạn được BV.
- BV dự phòng là BV thay thế cho BV chính trong
trường hợp BV chính không tác động hoặc trong tình
trạng sửa chữa nhỏ. BVDP cần phải tác động với thời
gian lớn hơn thời gian tác động của BV chính, nhằm để
cho BV chính loại phần tử bị sự cố trước (khi BV này
tác động đúng).
CÁC DẠNG SỰ CỐ
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
Phần lớn các sự cố là:
- Ngắn mạch 3 pha, kí hiệu N
(3)

- Ngắn mạch 2 pha, kí hiệu N
(2)
- Ngắn mạch 1 pha (chạm đất), kí hiệu N
(1)
- Ngắn mạch 2 pha chạm đất, kí hiệu N
(1,1)
- Ngắn mạch giữa các vòng dây trong MBA
- Ngắn mạch giữa các vòng dây trong máy phát
CÁC DẠNG SỰ CỐ
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
Nguyên nhân
- Cách điện của các thiết bị già cỗi, hư hỏng
- Quá điện áp
- Các ngẫu nhiên khác, thao tác nhầm.
CÁC DẠNG SỰ CỐ
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
CÁC DẠNG SỰ CỐ
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
- Phát nóng: dòng ngắn mạch rất lớn so với dòng
định mức làm cho các phần tử có dòng ngắn mạch đi
qua nóng quá mức cho phép dù với 1 thời gian rất ngắn
- Tăng lực điện động: ứng lực điện từ giữa các dây
dẫn có giá trị lớn ở thời gian đầu của ngắn mạch có thể
phá hỏng thiết bị.
Hậu quả
CÁC DẠNG SỰ CỐ
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
Hậu quả
- Điện áp giảm và mất đối xứng: ảnh hưởng đến phụ
tải, điện áp giảm 30 đến 40% trong vòng 1 giây làm
động cơ ngừng quay, sx đình trệ, có thể làm hỏng sp
- Gây nhiễu đối với đường dây thông tin ở gần
- Gây mất ổn định: không cách ly kịp thời phần tử bị
ngắn mạch, hệ thống mất ổn định và tan rã, đây là hậu
quả trầm trọng nhất.
CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC K BÌNH THƯỜNG
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
Quá tải: Quá tải là hiện tượng dòng điện vượt quá
giá trị định mức, gây phát nóng quá trị số cho phép, làm
cách điện già cỗi sớm. Biện pháp khắc phục là giảm bớt
tải hay cắt điện khi cần.
Giảm tần: Khi tần số giảm thấp quá mức cho phép,
hiệu suất của các thiết bị sẽ giảm, có thể gây ra sự cố
nghiêm trọng trong sản xuất. Biện pháp khắc phục là
giảm bớt tải hay thêm máy phát điện dự phòng.
CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC K BÌNH THƯỜNG
2. CÁC DẠNG SỰ CỐ VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC
KHÔNG BÌNH THƯỜNG TRONG HTĐ
Quá áp: Khi mất phụ tải đột ngột, các máy phát
thường bị vượt tốc làm cho điện áp tăng vọt quá trị số
cho phép, gây nguy hiểm cho cách điện.
Biện pháp khắc phục là giảm bớt kích từ máy phát.
Khi đóng cắt một phía của đường dây tải điện dài có
điện dung lớn cũng có hiện tượng quá áp.
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI

CÔNG DỤNG
BVRL là thiết bị tự động xác định dạng và nơi sự cố
(ngắn mạch, chạm đất, ) và các chế độ không bình
thường (quá tải, lọt khí vào dầu ) để đi báo hiệu hoặc
đi cắt phần mạch điện bị sự cố ra khỏi phần còn lại.
Để thực hiện chức năng, BVRL có 3 bộ phận sau:
- Bộ phận đo lường
- Bộ phận logic
- Bộ phận chấp hành
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
CÔNG DỤNG
Các bộ phận của BVRL
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
CÔNG DỤNG
- Bộ phận đo lường: Để đo các thông số trạng thái
của thiết bị được bảo vệ như I, U, P, Z,
- Bộ phận logic: Để xác định dạng và vị trí điểm sự
cố, lựa chọn phương thức tác động (đi cắt, báo hiệu )
- Bộ phận chấp hành: Để đi cắt hoặc đi báo tín
hiệu.
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
PHÂN LOẠI
∗
∗∗
∗ Theo phương thức đấu và tác động
∗
∗∗
∗ Theo đại lượng tác động
∗
∗∗

∗ Theo nguyên lý kết cấu rơ le
∗
∗∗
∗ Theo kiểu tiếp điểm
∗
∗∗
∗ Theo nguồn thao tác
∗
∗∗
∗ Theo nguyên lý đo lường và xử lý tín hiệu
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
PHÂN LOẠI
∗
∗∗
∗ Theo phương thức đấu và tác động
BVRL nhất thứ tác động trực tiếp
BVRL nhị thứ tác động trực tiếp
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
PHÂN LOẠI
∗
∗∗
∗ Theo phương thức đấu và tác động
BVRL nhất thứ tác động gián tiếp
BVRL nhị thứ tác động gián tiếp
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
PHÂN LOẠI
∗
∗∗
∗ Theo đại lượng tác động
- Bảo vệ dòng điện

- Bảo vệ điện áp (quá điện áp, kém điện áp, )
- Bảo vệ tổng trở
- Bảo vệ so lệch
- Bảo vệ hơi
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
PHÂN LOẠI
∗
∗∗
∗ Theo nguyên lý kết cấu rơ le
- BVRL kiểu điện cơ
- BVRL kiểu điện tử - bán dẫn
- BVRL vi mạch.
∗
∗∗
∗ Theo kiểu tiếp điểm
- BVRL có tiếp điểm
- BVRL không tiếp điểm.
3. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI
PHÂN LOẠI
- BVRL dùng nguồn thao tác điện DC
- BVRL dùng nguồn thao tác điện AC.
∗
∗∗
∗ Theo nguyên lý đo lường và xử lý tín hiệu
- BVRL kỹ thuật tương tự
- BVRL kỹ thuật số.
∗
∗∗
∗ Theo nguồn thao tác
VÙNG BẢO VỆ

Vùng bảo vệ MBA
Vùng bảo vệ ĐZ
Vùng bảo vệ TG và MF
Vùng bảo vệ TC lộ ra
4. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN
Đối với các dạng sự cố: có 4 yêu cầu cơ bản
∗
∗∗
∗ Tính chọn lọc:
∗
∗∗
∗ Tác động nhanh:
∗
∗∗
∗ Độ nhạy:
∗
∗∗
∗ Độ tin cậy:
4. NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN
Đối với các dạng sự cố: có 4 yêu cầu cơ bản
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.
∗
∗∗
∗ Tính chọn lọc: