những vấn đề về tự động hóa trong hệ thống điện

-Chơng 1Những vấn đề chung về tự động hoá
trong Hệ Thống Điện

1.1 Khái niệm
Trong ngành điện lực muốn việc khai thác, phân phối và cung cấp điện cho các
hộ tiêu thụ đợc liên tục, đảm bảo chất lợng điện năng, tính kinh tế, phải nối các nhà
máy điện lại thành hệ thống.
Các hệ thống điện lực càng ngày càng phát triển, nó bao gồm nhiều nhà máy
điện và nhiều hộ tiêu thụ mạng điện ngày càng lớn.
Các loại sự cố điện xảy ra trong hệ thống điện rất nhanh và dễ lan rộng nếu
không kịp thời ngăn chặn có thể gây ra những tác hại rất lớn. Diễn biến của sự cố thờng xảy ra trong một vài giây hoặc ngắn hơn con ngời không thể trực tiếp xử lý đúng,
nhanh và gọn đợc. Do đó phải dùng các rơ le bảo vệ để phát hiện và xử lý tốt các loại
sự cố. Bảo vệ rơ le cũng là một hình thức của tự động hoá.
Các xí nghiệp công nghiệp hiện đại đòi hỏi chất lợng cao về tần số và điện áp.
Để giúp cho tần số và điện áp có trị số thờng xuyên không vợt ra ngoài giới hạn quy
định, phải có các thiết bị tự động điều chỉnh bởi vì các loại thiết bị này có độ nhạy cao
và tốc độ điều chỉnh nhanh.
Việc điều khiển trong các hệ thống điện lực lớn rất phức tạp hiện nay phải dùng
các thiết bị tự động điều khiển.
1.1.1. Các nhiệm vụ cơ bản của tự động hoá
- Thực hiện những công việc mà vì khả năng giới hạn của mình con ngời không
làm đợc.
- Thay thế con ngời trong một số công việc để loại trừ các sai sót có thể xảy ra
để tăng mức độ chính xác.
- Thay thế con ngời làm một số công việc nặng nhọc, nguy hiểm
- Giải phóng con ngời ra khỏi những công việc thu hút nhiều lao động để tăng
mức sản xuất và giảm giá thành.
Trong ngành điện lực tự động hoá kết hợp với bảo vệ rơ le làm nhiệm vụ đề
phòng ngăn chặn và giải quyết nhanh gọn sự cố, nâng cao chất lợng điện và giảm giá
thành điện năng.
1.1.2. Quy ớc về cách biểu diễn các sơ đồ của thiết bị tự động

1. Sơ đồ
Thiết bị tự động cần phải làm việc bảo đảm, nhất là trong các điều kiện không
bình thờng.Muốn vậy, cần phải sử dụng các sơ đồ đơn giản về cấu tạo, có số lợng tiếp
điểm ít nhất, số lợng các bộ phận chuyển động ít nhất.
Sơ đồ hệ thống tự động gồm ba loại:
a. Sơ đồ nguyên lý:
Ưu điểm cuả sơ đồ là nêu lên đợc nội dung lý học và sự liên quan giữa các bộ
phận trong sơ đồ.
Đối với những loại máy đơn giản nên dùng sơ đồ nguyên lý.
Đối với những loại phức tạp, sơ đồ nguyên lý ít dùng vì có nhiều đờng nét cắt
nhau, khó theo dõi.
b. Sơ đồ khai triển:Là sơ đồ khi vẽ không chú ý đến vị trí kích thớc cuả thiết bị
điện. Các nhánh song song đợc vẽ thành dòng, mục đích để dễ đọc và phân tích mạch
điện. Cuộn dây rơ le có thể vẽ ở chỗ này còn tiếp điểm lại vẽ ở chỗ khác.
+ Ưu điểm của sơ đồ khai triển: Giúp ta đọc mạch điện dễ dàng, dễ theo dõi các
quá trình và thứ tự làm việc của các bộ phận ít bị nhầm lẫn.
+ Khuyết điểm của sơ đồ là không nêu lên đợc sự liên quan về lý học của mạch
điện, đọc không quen thì khó theo dõi.
c. Sơ đồ khối (Sơ đồ cấu tạo)

5


Sơ đồ khối dùng để giải thích khái quát sự làm việc của một thiết bị tự động,
mỗi nhóm các phần tử làm một công việc nào đợc biểu diễn bằng một hình chữ nhật,
trong đó có ghi nhiệm vụ của các phân tử đó.
Ví dụ: Sơ đồ khối của bảo vệ máy biến áp (hình 1-1)

1
1- Bảo vệ so lệch có

hãm.
2- Rơ le khí.
3- Bảo vệ quá dòng
điện có thời gian.
4- Bảo vệ quá dòng
chống quá tải và
nhiệt độ tăng cao.
5- Bảo vệ phản ứng
theo nhiệt độ.

2

cắt 1MC, 2MC

I

RK

3

I>,t

4

I

A 1MC

1
2

RK 2

0
3

I>,t

4

I

2MC

B

5

I
1

(a)
(b)

chúng.

5

0

Báo hiệu

Hìnhdùng
1.1- Sơtrong
đồ khối
2. Các ký hiệu cần thiết
sơbảo
đồ.vệ máy biến áp
Để ký hiệu các bộ phận của sơ đồ dùng các chữ cái biểu thị cho chức năng của

Ví dụ: Rơ le trung gian: RG; rơ le khí (hơi): RK; rơ le tự đóng lại: TĐL; Rơ le
quá điện áp: RU>.
Nếu rơ le có nhiều tiếp điểm thì các tiếp điểm đợc ghi theo thứ tự 1, 2, 3 ở
đằng sau ký hiệu.
Ví dụ: RG1, RG2, ...
Nếu có nhiều rơ le giống nhau và cùng có nhiều tiếp điểm thì viết 1RG 1,
1RG2, ... 2RG1, 2RG2
1.2 Phân loại chức năng tự động hoá trong hệ thống điện
Trong hệ thống điện lực có rất nhiều thiết bị tự động hoá nhằm đảm bảo cho hệ
thống làm việc bình thờng và nâng cao chất lợng điện. Tuỳ thuộc vào nhiệm vụ, vai trò
chức năng của thiết bị mà có các loại thiết bị tự động hoá sau:
1. Tự động đóng nguồn dự trữ (TĐD) nhằm nâng cao tính đảm bảo cung cấp
điện liên tục cho hộ tiêu thụ bằng cách tự động đóng nguồn dự phòng vào thay thế khi
nguồn cung cấp chính bị sự cố.
2. Tự động đóng trở lại nguồn điện (TĐL) nhằm nâng cao tính đảm bảo cung
cấp điện liên tục bằng cách tự động đóng lại máy cắt điện của chính đờng dây sự cố
vừa bị cắt ra.
3. Tự động hoà đồng bộ: Khi hệ thống điện bị thiếu công suất thiết bị hoà động
bộ sẽ tự động đa các máy phát điện vào làm việc song song để đảm bảo đợc tính an
toàn cung cấp điện, đảm bảo đợc tính kinh tế trong vận hành và nâng cao đợc chất lợng

điện năng.
4.Tự động sa thải phụ tải theo tần số.
5.Tự động điều chỉnh điện áp và công suất phản kháng trong hệ thống điện
6.Tự động điều chỉnh tần số và công suất tác dụng
7. Các hệ thống chống sự cố trong hệ thống điện nh hệ thống tự động chống mất
ổn định.hệ thống tự động chống dao động điện.v.v...

6


-Chơng iitự động đóng nguồn dự phòng ( tđd )

2.1 nhiệm vụ và các yêu cầu đối với thiết bị tđd

sau:

1- Chỉ đợc đóng máy cắt trên mạch dự trữ sau khi đã mở máy cắt trên mạch
đang làm việc.
Thanh cái của hộ tiêu thụ điện đột nhiên bị mất điện có thể do các nguyên nhân

a) Mất điện ở nguồn cung cấp:
b) Đờng dây tải điện bị hỏng ( ngắn mạch, hở mạch . . . );
c) Ngắn mạch ngay tại thanh cái của hộ tiêu thụ.
Trong các nguyên nhân trên, khả năng xảy ra ngắn mạch trên đờng dây tải điện tơng đối lớn (đờng dây AC trên hình 2 - 1), đặc biệt đối với đờng dây trên không và dài.
Khi có ngắn mạch ở đờng dây này chỉ có máy cắt 1MC mở, thanh cái C của hộ tiêu thụ
bị mất điện. Nếu cha mở máy cắt 2MC mà đã đóng máy cắt 4MC sẽ làm cho chỗ ngắn
mạch bị h hỏng thêm vì dòng điện ngắn mạch từ nguồn dự trữ tới.
Vì vậy chỉ đợc đóng máy cắt 4MC
A ~
~ B

sau khi đã mở máy cắt 2MC.
Đối với nguyên nhân mất điện thứ
ba kể trên, chắc chắn thanh góp C sẽ đ1MC
3MC
ợc tách khỏi nguồn đang làm việc A
bằng máy cắt 2MC hoặc xấu hơn cũng
Làm việc
Dự trữ
bằng máy cắt 1MC. Nếu ngắn mạch
trên thanh cái C là thoáng qua thì sau
khi đóng máy cắt 4MC hộ tiêu thụ lại
2MC
4MC
tiếp tục nhận đợc điện, còn trờng hợp
ngắn mạch trên thanh cái C là vĩnh
C
viễn, bảo vệ rơ le đặt ở 4MC sẽ mở nó
Hình 2-1
ra.

Sơ đồ nguyên lý mạng điện có đ
ờng dây dự trữ

7


2- Thiết bị TĐD chỉ đợc tác động một lần
Sau khi thiết bị TĐD tác động đóng máy cắt 4MC, nếu bảo vệ rơ le tại 4MC lại
mở nó ra thì ngắn mạch trên thanh cái C chắc chắn là lâu dài. Vì vậy có đóng 4MC một
lần nữa cũng không kết quả và chỉ làm các thiết bị h hỏng thêm.

3- Thiết bị TĐD phải làm việc khi mất điện vì bất cứ lý do nào
Vì mục đích cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ nên thiết bị TĐD cần phải tác
động đóng nguồn dự trữ khi hộ tiêu thụ bị mất điện vì bất cứ lý do nào. Căn cứ vào ba
nguyên nhân mất điện kể trên, ta thấy nếu xảy ra mất điện do một trong hai nguyên
nhân đầu, chắc chắn hộ tiêu thụ lại nhận đợc điện sau khi máy cắt 4MC đóng lại. Duy
chỉ có trờng hợp ngắn mạch lâu dài tại thanh cái C của hộ tiêu thụ thì việc tác động của
thiết bị TĐD là không có kết quả.
4- Thời gian mất điện phải nhỏ nhất
Thời gian hộ tiêu thụ bị mất điện ( tmđ ) phụ thuộc các yếu tố sau:
a) Thời gian mất điện không đợc lâu quá để khi máy cắt 4MC đóng lại các động
cơ nối vào thanh cái C có thể tự khởi động đợc
tmđ < ttKđ
Trong đó ttKđ là khoảng thời gian lớn nhất kể từ khi mất điện đến lúc đóng nguồn
dự trữ mà các động cơ còn có thể tự khởi động đợc.
b) Thời gian mất điện phải lớn hơn thời gian khử môi trờng bị ion hoá do hồ
quang sinh ra tại chỗ ngắn mạch ( trên thanh cái C )
tmđ > tkhử ion
2.2 nguyên tắc thực hiện tđd
1- Bộ phận khởi động thiết bị TĐD
a) Khởi động bằng rơ le bảo vệ
Có thể dùng rơ le bảo vệ của máy
biến áp hoặc thanh cái để khởi động thiết
bị TĐD. Khi có ngắn mạch trong máy
biến áp hay trên thanh cái C của hộ tiêu
thụ, bộ bảo vệ rơ le nhận đợc tín hiệu
dòng điện lớn sẽ tác động cắt máy cắt
2MC. Tiếp điểm phụ của máy cắt đóng
lại làm khởi động thiết bị TĐD. Sau đó
thiết bị TĐD cho tín hiệu đến đóng máy
cắt 3MC và 4MC (hình 2 2,a).

Khởi động thiết bị TĐD theo nguyên
tắc này đơn giản không cần thêm rơ le
làm nhiệm vụ khởi động; nhng có khuyết
điểm là nếu đờng dây nối từ nguồn đến
thanh cái A bị hỏng thì thiết bị TĐD
không đợc khởi động (không có dòng
điện ngắn mạch qua máy biến dòng của
bộ bảo vệ rơ le).
b) Khởi động thiết bị TĐD bằng rơ
le điện áp thấp
Nếu vì lý do nào đó mà thanh cái
đang làm việc bị mất điện, rơ le điện áp
thấp RU< sẽ tác động làm khởi động rơ
le thời gian RT. Sau một thời gian chậm
trễ cần thiết (do yêu cầu chọn lọc của
bảo vệ rơ le) rơ le RT sẽ đóng tiếp điểm
cho tín hiệu đi mở máy cắt 2MC, tiếp

A

B

1MC

3MC

TĐD

_

4MC

RL

C

+

Hình 2.2,a
B
A
Khởi động thiết bị TĐD bằng rơ le bảo vệ
1MC
3MC
TĐD

RU<

RT

_
4MC

BU
+

C
Hình 2.2,b
Khởi động thiết bị TĐD bằng
rơ le điện áp thấp

8


điểm phụ của 2MC đóng lại làm khởi động thiết bị TĐD. Sau đó thiết bị TĐD cho tín
hiệu đi đóng máy cắt 3MC và 4MC (hình 2-2,b).
Khởi động thiết bị TĐD theo nguyên tắc này rõ ràng có lợi hơn phơng pháp trên.
Tất nhiên ở đây ta cần chú ý rằng máy cắt 2MC có thể đợc mở ra nhờ cả các
nguyên nhân khác; chẳng hạn nhờ bảo vệ rơ le của máy biến áp. Đó là điều hiển nhiên
vì máy cắt 2MC mở ra do bất cứ nguyên nhân nào cũng làm cho thanh cái C cuả hộ
nhận điện bị mất điện, và thiết bị TĐD cũng cần đợc khởi động để đóng nguồn dự trữ.
2- Đề phòng sơ đồ TĐD làm việc nhầm khi cháy cầu chì ở mạch điện áp
Mạch điện thứ cấp của biến điện áp BU
+
RT
có đặt cầu chì bảo vệ. Nếu chỉ đặt một rơ le
điện áp thấp thì khi đứt cầu chì, tiếp điểm
RU<
RU<
của nó đóng lại giống nh trờng hợp đờng dây
tải điện đang làm việc bị mất điện.
CC
Lúc này thiết bị TĐD sẽ làm việc
CC
BU
nhầm. Để tránh khuyết điểm đó ngời ta đặt
hai rơ le RU<, tiếp điểm của nó nối tiếp với
Thanh cái bộ tiêu thụ
nhau. Nếu đờng dây tải điện bị mất điện,
phía thứ cấp máy biến điện áp không có điện

sẽ làm cho cả hai tiếp điểm của hai rơ le RU< đóng
đồng
thời,
đó thiết
bịleTĐD
đ ợc
Hình
2 - 2,c
Sơ do
đồ dùng
hai rơ
kém áp
khởi động. Nhng nếu đứt cầu chì ở một mạch RU<, tiếp điểm của rơ le kia vẫn mở, và
thiết bị TĐD không bị khởi động nhầm (hình 2 - 2,c). Còn khả năng xảy ra hiện tợng
đứt cả hai cầu chì cùng một lúc là rất nhỏ.
3- Đề phòng sơ đồ TĐD làm việc vô
TĐD
ích khi không có điện ở nguồn dự trữ
_
2MC
Nếu mạch điện dự trữ cũng không có
điện thì việc khởi động thiết bị TĐD là vô
4MC
ích. Ta cũng dễ dàng nhận thấy rằng việc
+
khôi phục lại đờng dây đang làm việc có
thể tiến hành nhanh chóng hơn đờng dây dự
1BU
2BU
trữ, nên ngời ta chỉ cho thiết bị TĐD tác

động khi đờng dây dự trữ có điện. Thờng
_
+
dùng rơ le điện áp cao (RU>) nối qua máy
RU>
RU<
RT
biến điện áp 2BU để kiểm tra điện áp ở
nguồn dự trữ. Nếu nguồn dự trữ có
Hình 2 - 2,d Sơ đồ dùng rơ le
điện, tiếp điểm của rơ le RU> luôn đóng mạch và+ TĐD đợc
làmtraviệc
khidựnguồn
kémphép
áp kiểm
nguồn
trữ
điện đang làm việc bị mất điện( tiếp điểm RU>, RU< cùng đóng nên cuộn dây RT có
điện ).
4- Đề phòng sơ đồ TĐD làm việc lặpLVlại nhiều lần
DP
Sau khi thiết bị TĐD làm việc, máy cắt ở mạch dự trữ đóng lại. Nếu ngắn mạch trên
thanh cái của hộ tiêu thụ xảy ra lâu dài thì bảo vệ rơ le đặt trên mạch dự trữ sẽ mở máy
cắt ở trên mạch đó ra. Thiết bị TĐD lại tác động đóng máy cắt trở lại, chu kỳ cắt tiếp
tục cho đến khi máy cắt bị phá hỏng vì quá trình đóng cắt này có dòng điện ngắn
mạch.
Để tránh tình trạng h hỏng trên,
LV
DP
mạch đóng máy cắt của đờng dây

dự trữ đợc nối qua tiếp điểm của rơ
le trung gian có thời gian chậm trễ
RGT
lúc trở về (rơ le RGT ở hình 2 - 2,e).
Sơ đồ làm việc nh sau:
_
4MC
2MC
Khi vận hành bình thờng máy
CĐ
1
2
3
cắt 2MC đóng, máy cắt 4MC mở. ở
vị trí đóng của máy cắt 2MC, tiếp
điểm phụ 2MC2 đóng, còn tiếp điểm
+ +
_
phụ 2MC3 mở. Do đó cuộn dây của
rơ le RGT luôn có điện trong suốt
thời gian máy cắt 2MC đóng
Hình 2-2,e

9

Sơ đồ dùng rơ le RGT chống đóng lặp lại


(dòng điện qua RGT theo mạch + 2MC2 RGT - ).
- Khi vận hành bình thờng máy cắt 2MC đóng, máy cắt 4MC mở. ở vị trí đóng

của máy cắt 2MC, tiếp điểm phụ 2MC 2 đóng, còn tiếp điểm phụ 2MC3 mở. Do đó cuộn
dây của rơ le RGT luôn có điện trong suốt thời gian máy cắt 2MC đóng (dòng điện qua
RGT theo mạch + 2MC2 RGT - ).
Rơ le RGT có điện, tiếp điểm của nó đóng ngay nhng mạch đóng cắt 4MC bị hở
vì tiếp điểm phụ 2MC3 mở.
- Khi sự cố 2MC mở, tiếp điểm phụ 2MC 2 mở, 2MC3 đóng, cuộn dây của rơ le
RGT mất điện, nhng vì tiếp điểm của nó mở ra chậm nên vẫn có dòng điện chạy qua
mạch cuộn dây đóng máy cắt 4MC ( + 2MC3 RGT 4MC CĐ - ). Máy
cắt 4MC đóng lại, tiếp điểm phụ 4MC mở ra, sau đó tiếp điểm mở chậm RGT cũng
mở.
+ Nếu trên thanh cái của hộ tiêu thụ không có ngắn mạch hoặc ngắn mạch tự tiêu
tan thì tình trạng trên vẫn giữ nguyên.
+ Nếu ngắn mạch còn tồn tại lâu dài, bộ phận bảo vệ rơ le đặt ở máy cắt 4MC tác
động mở máy cắt đó ra. Tiếp điểm phụ của máy cắt 4MC đóng lại, nhng cuộn dây đóng
máy cắt 4MC không thể có điện đợc nữa vì tiếp điểm của rơ le RGT đã mở ra trớc đó
rồi. Vì vậy máy cắt 4MC không đóng lặp lại nhiều lần đợc.
2.3 một số sơ đồ tđd tiêu biểu
2.3.1 Sơ đồ thiết bị tđd đờng dây
1- Sơ đồ (Hình 2.3)
2- Nguyên lý làm việc của sơ đồ
ở trạng thái làm việc bình thờng đờng dây AC làm việc (1MC, 2MC đóng) còn đờng dây BC dự trữ (3MC đóng, 4MC mở). Các tiếp điểm của rơ le trong hình 2-3 vẽ ở
trạng thái cuộn dây rơ le không có điện. Trong suốt cả thời gian đờng dây làm việc vận
hành bình thờng rơ le RGT có điện, tiếp điểm của nó đóng.


7MC

Hình 2 3
Sơ đồ thiết bị TĐD đ
ờng dây

1MC
N3

+

A


5MC

3MC

6MC

_
RT

LV

DP

+
RU<

B

2BU

RGT

RU<

1 2

1BU

RU>

CĐ

3

4MC

2MC
CC

- +

+

N1

10

-

C

N2


Vì một lý do nào đó thanh cái C mất điện (ngắn mạch trên đờng dây AC, thao tác
nhầm, v.v. . . ) và trên đờng dây dự trữ có điện thì tiếp điểm của rơ le RU<, RU> đều
đóng. Cuộn dây của rơ le thời gian RT có điện ( + RU< RU< RT RU>
- ). Sau một thời gian chậm trễ do yêu cầu chọn lọc của bảo vệ rơ le, tiếp điểm RT
đóng. Cuộn cắt CC của máy cắt 2MC có điện, máy cắt 2MC mở ra. Tiếp điểm phụ
2MC3 đóng lại, cho dòng điện qua cuộn đóng của máy cắt 4MC, máy cắt 4MC đợc
đóng lại.
3- Chỉnh định các thông số của các phần tử trong sơ đồ
a) Chỉnh định thời gian đóng chậm của RT
Nhằm tránh trờng hợp tác động nhầm khi có ngắn mạch ở trên đờng dây khác
cùng nối vào trạm A (điểm ngắn mạch N3 trên hình 2-3). Khi ngắn mạch ở điểm N 3,
điện áp d trên thanh cái A có thể rất thấp, do đó rơ le điện áp thấp đặt ở trạm C có thể
tác động làm cho rơ le RT có điện. Trong trờng hợp này cần phải cắt máy cắt 7MC để
tách điểm ngắn mạch N3 ra khỏi mạng điện mà không đợc cắt máy cắt 2MC vì đờng
dây AC không bị hỏng. Muốn vậy phải chỉnh định thời gian tác động chậm của rơ le
RT lớn hơn thời gian tác động của bảo vệ rơ le đặt ở 7MC. Sau khi ngắn mạch N 3 đợc
tách ra khỏi mạng, điện áp trên thanh cái C đợc phục hồi, tiếp điểm của các rơ le RU<
mở ra, rơ le RT trở về vị trí cũ. Vì thế việc cung cấp điện qua đờng dây AC vẫn đợc tiếp
tục.
Thời gian đóng chậm của rơ le RT phải lớn hơn thời gian tác động của bảo vệ đặt
ở đờng dây nối với trạm C.
b) Chỉnh định thời gian mở chậm của RGT
Để đảm bảo cho máy cắt 4MC chỉ đóng một lần. Muốn vậy thời gian mở chậm
tiếp điểm của nó phải lớn hơn thời gian đóng máy cắt 4MC.
tRGT = tCĐ 4MC + t
trong đó:- t là thời gian dự trữ thờng lấy bằng 0,2 ữ 0,3 giây. Chú ý là thời gian này
phải thoả mãn điều kiện: t < tRL + tCC + tCĐ (của máy cắt 4MC) để cho máy cắt 4MC

không thể đóng lại lần thứ hai.
- tRGT : Thời gian mở chậm của rơ le
Ngắn mạch còn
RGT
tồn tại
- tCĐ : thời gian đóng máy cắt 4MC
- tCC : thời gian mở máy cắt 4MC
tCĐ
tRL tCC
tCĐ
- tRL : thời gian tác động của bảo vệ rơ
le đặt ở máy cắt 4MC khi còn ngắn mạch
tồn tại.
Máy cắt
4MC

t

tRGT
Rơ le
RGT

t

c) Chỉnh định điện áp khởi động của rơ le điện áp thấp RU<
Hình 2-4 Thời gian mở chậm của RGT
Theo hai điều kiện
+ Rơ le điện áp thấp phải đóng tiếp điểm khi mất điện ở thanh cái C của hộ tiêu
thụ, nhng không đợc đóng tiếp điểm khi có ngắn mạch ở sau kháng điện đờng dây hoặc
các máy biến áp nối từ thanh cái ra (ngắn mạch ở N 1, N2 trên hình 1 - 4). Vì thế điện

áp khởi động của rơ le RU< phải chọn bằng:
U Kd RU <

U N . min
kat .nU

Trong đó: UN.min: điện áp còn d bé nhất ở thanh cái C khi có ngắn mạch ở N1, N2 .
kat = 1,2 ữ 1,3 là hệ số an toàn.
nU là tỷ số biến đổi của máy biến điện áp 1BU.

11


+ Khi máy cắt điện 4MC đóng, thanh cái C có điện trở lại, các động cơ còn nối
vào thanh cái này sẽ tự khởi động, vì thế điện áp cũng sụt xuống. Trờng hợp này rơ le
điện áp thấp RU< cũng không đợc đóng tiếp điểm. Theo điều kiện này ta có:
U Kd RU <

U tKd
k at .nU

Trong đó: UtKđ là điện áp nhỏ nhất trên thanh cái C mà các động cơ có thể tự khởi động
đợc.
d) Chỉnh định điện áp khởi động của rơ le điện áp tăng RU>
Rơ le điện áp tăng không đợc mở tiếp điểm của nó khi trên đờng dây dự trữ có
điện áp cao hơn điện làm việc cực tiểu (điện áp làm việc cực tiểu là điện áp nhỏ nhất
mà các động cơ vẫn có thể tự khởi động đợc)
UKđ(RU>) =

kV U lv. min

kat .nU

kV = 0,85 ữ 0,9 hệ số trở về của RU> .
kat = 1,1 ữ 1,2 hệ số an toàn.
UKđ(RU>) : điện áp khởi động của RU> .
Sở dĩ phải kiểm tra điện áp trên đờng dây dự trữ là vì: Nếu trên đờng dây dự trữ
không có điện thì TĐD có tác động cũng vô ích. Riêng trờng hợp máy biến áp dự
phòng nối chung vào thanh góp của máy biến áp đang làm việc thì không cần kiểm tra
điện áp nữa.
e) Chỉnh định dòng điện khởi động của rơ le bảo vệ đặt ở máy cắt 3MC trên đờng
dây dự trữ
Khi đờng dây dự trữ bắt đầu làm việc, qua máy cắt 3MC có dòng điện tự khởi
động của các động cơ nối vào thanh cái C. Lúc này rơ le bảo vệ đặt ở máy cắt 3MC
không đợc làm việc. Muốn vậy dòng điện khởi động của rơ le này phải lớn hơn dòng
điện tự khởi động của các động cơ.
IKđ = kat. ItKđ ;
Với kat = 1,3 ữ 1,4 hệ số an toàn.
2.3.2 Sơ đồ thiết bị tđd máy biến áp
1- Sơ đồ (Hình 2 - 5)
2BU

Làm việc

2 RU>

+

1MC

+

+

-

Dự trữ

_ CC

+
+

4 RG

_

CĐ
3 RG

+
3 RT

6 RGT

1B

3MC

_

2B

Từ bảo vệ 1B

_

+
1 RU<

1 RU<

CC
1BU

1

2

3

2MC
-

CĐ
-

12

+

+

Hình 2.5- Sơ đồ thiết bị TĐD của máy biến áp

4MC

C


2- Nguyên lý làm việc của sơ đồ
Bình thờng máy biến áp 1B làm việc, máy biến áp 2B dự trữ. Các máy cắt 1MC,
2MC đóng còn các máy cắt 3MC, 4MC mở, cuộn dây của rơ le RGT luôn luôn có điện.
Nếu vì một lý do nào đó (h hỏng trong máy biến áp 1B) thì bảo vệ rơ le của máy
biến áp sẽ làm việc, hoặc mất điện của nguồn làm việc, các rơ le điện áp thấp RU<
đóng tiếp điểm. Nếu nguồn dự trữ có điện thì rơ le điện áp cao 2RU> đóng tiếp điểm,
cuộn dây của rơ le 3RT có điện. Sau một thời gian chậm trễ tiếp điểm đóng lại đa điện
đến rơ le trung gian 4RG, tiếp điểm của 4RG đóng đa điện đến các cuộn cắt của máy
cắt 1MC và 2MC. Các máy cắt này mở ra, tiếp điểm phụ 2MC3 đóng lại cho dòng điện
đi vào cuộn dây của 5RG, các tiếp điểm của nó đóng lại, các cuộn đóng của máy cắt
3MC, 4MC có điện. Các máy cắt này đợc đóng lại. Máy biến áp 2B cung cấp điện cho
phụ tải nối vào thanh cái C.
2.3.3 tđd qua máy cắt phân đoạn.
ở các phần I và II ta đã nghiên cứu dự phòng lạnh, nghĩa là bình thờng không có
dòng điện trên đờng dây dự trữ, máy biến áp dự trữ. Sau đây ta sẽ nghiên cứu trờng hợp
" dự phòng nóng ".
ở một trạm biến áp, thanh cái điện áp thấp có thể làm việc riêng lẻ (máy cắt phân
đoạn bình thờng mở), nhằm mục đích giảm dòng điện ngắn mạch và do đó giảm nhẹ
việc chọn thiết bị và khí cụ điện của trạm. Trờng hợp này cũng có thể gặp đối với một
số đờng dây song song cung cấp cho một hộ tiêu thụ nào đó.
1- Sơ đồ ( Hình 2 - 6 )
+

1MC

+
3MC

1B

RGT

2B

-

CC 1

+

+
2

3

4

1

2

3

4

CC

2MC
I

4MC

-

+

+

-

-

II

5MC
2- Nguyên lý làm việc của sơ đồ
Trạng thái làm việc bình thờng máy biến áp 1B cung cấp điện cho phân đoạn
thanh cái I; máy biến áp 2B cung
cấp
cho
phân
thanh

Hình
2.6-điện
Sơ đồ
TĐD
máyđoạn
cắt phân
đoạncái II, hai phân đoạn
thanh cái I, II làm việc độc lập, máy cắt 5MC mở.
Khi có h hỏng xảy ra trong máy biến áp 2B, thiết bị bảo vệ rơ le sẽ mở máy cắt
3MC, 4MC. Rơ le RGT mất điện. Tiếp điểm phụ 4MC4 đóng. Cuộn đóng của 5MC có
điện, máy cắt 5MC đợc đóng lại, lúc này phân đoạn thanh cái II nhận đợc điện từ máy
biến áp 1B.

13


Chú ý: Nếu máy biến áp 1B chỉ thiết kế đủ cung cấp cho phụ tải ở phân đoạn
thanh cái I thì cần phải cắt bớt phụ tải không quan trọng hoặc kém quan trọng hơn ở cả
hai phân đoạn I, II trớc khi đóng máy cắt 5MC.
Mạch mở máy cắt 4MC qua tiếp điểm phụ của 3MC nhằm mục đích khi mở 3MC
sẽ đồng thời mở cả 4MC, làm nh vậy tiết kiệm đợc thời gian mở máy cắt 4MC.

14