câu hỏi ôn tập bảo vệ sai lệch trong hệ thống điện

Câu 1. Bảo vệ quá dòng có hướng có đảm bảo chọn lọc đối với mạnh kín có 2 nguồn cung cấp ? Giải
thích bằng hình vẽ.
Vì sao nói : Bảo vệ so lệch là bảo vệ của Hệ thống điện ?
a) Bảo vệ quá dòng có hướng không đảm bảo chọn lọc đối với mạnh kín có 2 nguồn vì:
Dùng hình vẽ để chứng minh: Giả sử ngắn mạch tại N1 để đảm bảo chọn lọc thì phải thỏa mãn điều kiện:
t1>t5. Mặt khác giả sử ngắn mạch tại N2 đểđảm bảo chọn lọc thì phải thỏa mãn điểu kiện: t 1cùng một lúc bảo vệ quá dòng có hướng không thể đáp ứng hai điều kiện trên, do đó: Bảo vệ quá dòng có
hướng không đảm bảo chọn lọc đối với mạnh kín có 2 nguồn

b) Vì sao nói : Bảo vệ so lệch là bảo vệ của Hệ thống điện ?
1. Tính tin cậy: làm việc khá tin cậy, tuy nhiên sự làm việc chính xác phụ thuộc rất nhiều vào giá trị
của dòng điện không cân bằng, và hệ thống dây dẫn phụ, hay hệ thống truyền tin.
2. Tính chọn lọc: đảm bảo tính chọn lọc trong các mạng khác nhau, là loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt
đối.
3. Tính tác động nhanh: có khả năng cắt ngắn mạch nhanh,
4. Độ nhạy: đôi khi không đảm bảo nếu có dây dẫn phụ với tổng trờ lớn, hoặc dòng không cân bằng lớn
KL: Do đó thông thường bảo vệ khoảng cách được làm bảo vệ chính cho các đường dây cao áp với hệ thống
truyền tin hiện đại, các MBA, các MPĐ, thanh góp, động cơ điện công suất lớn nên nó được coi là bảo vệ
của hệ thống điện.
Câu 2: Nêu nguyên lý và thông số chỉnh định của bảo vệ quá dòng cắt nhanh và bảo vệ so lệch dòng
điện. Ưu, nhược điểm của các bảo vệ trên.
Bảo vệ quá dòng cắt nhanh:
Nguyên lý:
Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn dòng khởi động của bảo vệ
lớn hơn trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua chỗ đặt bảo vệ khi có hư hỏng ở đầu phần tử tiếp theo.

Thông số chỉnh định:
Trang
1

-dòng điện khởi động:
Dòng điện khởi động của bảo vệ được xác định theo công thức:
Trong đó: kat: hệ số an toàn, thường lấy bằng (1,2 ÷ 1,3)
INng max: là dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất thường được tính theo ngắn mạch 3 pha trực tiếp
tại điểm N với chế độ làm việc cực đại của hệ thống.
-thời gian tác động: 0 giây
Ưu: tác động tức thời
Nhươc : không bảo vệ được toàn bộ đường đây( chỉ bảo vệ được 70-80%)
phạm vi bảo vệ không ổn định, phụ thuộc vào dạng ngắn mạch và chế độ làm việc của HTĐ
Bảo vệ so lệch:
Nguyên lý:
Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện ở
hai đầu phần tử được bảo vệ. Nếu sự sai lệch giữa 2 dòng điện vượt quá trị số cho trước( giá trị không đổi)
thì bảo vệ sẽ tác động.
Vuùng b?o v?

BI1

N1

BI2
IS1

IS2

P

N2

A

B
?I

IT1

RL

IT2

Hình 1. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện
dòng điện so lệch chạy qua role:

-Tình trạng làm việc không bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ (điểm N1):
Trong trường hợp lý tưởng ( giả sử các biến dòng giống hệt nhau và không có sai số), ta có:
và dòng điện đi vào role:

nên

nên bảo vệ so lệch dòng điện không tác động

-Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ( N2):
Trường hợp có 2 nguồn cung cấp thì
nhau:
Nếu

cả về trị số và góc pha, do đó các dòng điện thứ cấp cũng khác

và dòng điện vào role:

.

thì bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt của phần tử được bảo vệ

Trang
2


-Trường hợp nguồn chỉ có từ 1 phía( SB=0):
Khi đó dòng điện chạy qua role là:
, nếu:
thì bảo vệ sẽ tác động.
Thông số chỉnh định:
- Dòng khởi động:
IKđ = k.Ikcbttmax
Trong đó:
Ikcbttmax = kđn.kkck.fimax.INMNmax
Với:
kđn: hệ số đồng nhất của BI (=0-1)
kkck: hệ số kể đến thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch.
INMNmax: thành phần chu kì của dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất.
fimax = 0,1: sai số cực đại cho phép của BI.
Ưu:
- làm việc khá tin cậy
- đảm bảo tính chọn lọc trong các mạng khác nhau, là loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối
- có khả năng cắt ngắn mạch nhanh
Nhược:
- sự làm việc chính xác phụ thuộc rất nhiều vào giá trị của dòng điện không cân bằng, HT dây dẫn phụ
hay HT truyền tin
- đôi khi không độ nhạy đảm bảo nếu có dây dẫn phụ với tổng trở lớn, hoặc dòng không cân bằng lớn

Câu 3. Nguyên tắc tác động của BV quá dòng có hướng. So sánh độ nhạy của bảo vệ quá dòng (pha)
cắt nhanh, quá dòng (pha) có thời gian, quá dòng thứ tự không ?
*Nguyên tắc tác động của bảo vệ quá dòng có hướng:
Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là loại bảo vệ làm việc theo trị số của dòng điện
qua chỗ đặt bảo vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp trên thanh góp của trạm có đặt bảo vệ.
Bảo vệ tác động khi dòng điện vượt quá một giá trị định trước (giá trị khởi động) và pha của nó phù hợp
với trường hợp ngắn mạch trên đường dây được bảo vệ (khi công suất ngắn mạch qua bảo vệ đi từ thanh
góp ra đường dây). Về mặt bản chất: bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là sự kết hợp giữa bảo
vệ quá dòng và bộ phận định hướng công suất ngắn mạch.
*So sánh độ nhạy của bảo vệ quá dòng cắt nhanh, qua dòng có thời gian, quá dòng thứ tự không.
-Độ nhạy của bảo vệ quá dòng có thời gian:
Độ nhạy của bảo vệ bị hạn chế do phải chọn dòng khởi động lớn hơn dòng làm việc cực đại I
có
lv max
kể đến hệ số mở máy k
của các động cơ. Khi ngắn mạch trực tiếp ở cuối đường dây được bảo vệ, độ
mm
nhạy yêu cầu là ≥ 1,5 (khi làm nhiệm vụ bảo vệ chính). Độ nhạy như vậy trong nhiều trường hợp được
đảm bảo. Tuy nhiên khi công suất nguồn thay đổi nhiều, cũng như khi bảo vệ làm nhiệm vụ dự trữ trong
trường hợp ngắn mạch ở đoạn kề , độ nhạy có thể không đạt yêu cầu. Độ nhạy yêu cầu của bảo vệ khi
làm nhiệm vụ dự trữ là ≥ 1,2
-Độ nhạy của bảo vệ cắt nhanh:
Như đã biết bảo vệ cắt nhanh làm việc tức thời hoặc với thời gian rất nhỏ (0,1s) nên không có độ nhạy
hoặc có nhưng sẽ rất nhỏ.
Trang
3


-Độ nhạy của bảo vệ quá dòng thứ tự không:
Câu 4. Phân tích ngắn gọn các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách ? Tại sao tổng

trở khởi động cấp 1 (tI = 0(s)) của BVKC phải chọn Z Ikđ = 0,8 Zđd (80%đường dây) mà không chọn ZIkđ =
Zđd (100% đường dây)
Trả lời:
 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách:
1. Ảnh hưởng của điện trở quá độ: Điện trở quá độ tại chỗ sự cố làm cho tổng trở đường dây nhỏ hơn tổng
trở sự cố. Rqđ do hồ quang tại chỗ ngắn mạch sinh ra.
Zrole đo được = Ztt + Zqđ > Ztt
Bảo vệ bị hụt vùng, phạm vi bảo vệ bị thu hẹp lại. Sự xuất hiện của hồ quang tại chỗ ngắng mạch cũng đồng
thời làm cho thời gian của bảo vệ khoảng cách tăng lên vì phải tính đến thời gian tắt hồ quang tại chỗ ngắn
mạch.
2. Ảnh hưởng của dòng điện trong các nhánh

Vì tổng trở đo được bởi role là tỉ số giữa điện áp và dòng điện đưa vào role:
tuy nhiên dòng điện đi
vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào các nhánh nhất là trong các hệ thống đường dây kép như trên hình:

3. Ảnh hưởng sai số các thiết bị đo lường
Các thiết bị đo lường BU, BI có ảnh hưởng khá lớn đến sự làm việc của rơ le khoảng cách. Vì tổng trở rơ le

đo được phụ thuộc vào giá trị điện áp và dòng điện đo được.
. Do đó các BU, BI cần phải
đảm bảo nhỏ hơn sai số cho phép.
4. Dao động điện
Khi có dao động điện bảo vệ khoảng cách không được phép tác động bởi vì tác động có thể dẫn đến tan rã hệ
thống. Dao động điện là 1 hiện tường bất thường nhưng không phải sự cố. Khi có dao động điện bảo vệ

khoảng cách phải được khóa lại theo nguyên tắc
5. Các ảnh hưởng khác
Tổng trở đo được bị ảnh hưởng bởi 1 số yếu tố khác như: dao động công suất, khi ngắn mạch gần nguồn có
thể làm cho điện áp giảm quá thấp và các rơ le có thể không khởi động được, tổng trở của đường dây thay

đổi khi có thiết bị bủ (tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang) và ảnh hưởng của hỗ cảm giữa các đường
dây.
 Tại sao tổng trở khởi động cấp 1 (t I = 0(s)) của BVKC phải chọn Z Ikđ = 0,8 Zđd (80%đường dây) mà
không chọn ZIkđ = Zđd (100% đường dây)
1. Điện trở quá độ làm tăng tổng trở trên đầu cực của các role làm cho điểm ngắn mạch dường như
lùi xa hơn, phạm vi bảo vệ bị thu hẹp lại.
2. Giả sử bảo vệ cấp 1 trên đường dây AB bao trùm toàn bộ đường dây thì khi đó nếu xảy ra ngắn
mạch tại điểm bắt đầu của đoạn dây tiếp theo (giả dụ đầu BC) thì rơ le cũng sẽ tác động tức thời như khi
ngắn mạch xảy ra trong đoạn dây AB. Như vậy để đảm bảo điều kiện làm việc chọn lọc của bảo vệ điện trở
khởi động của bảo vệ vùng 1 phải nhỏ hơn điện trở của đoạn dây được bảo vệ, ở đây ta thường chọn Z Ikđ =
0,8 Zđd
Câu 5: Phân tích nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch dòng điện và so lệch có hãm?
Trang
4


Nguyên lý của bảo vệ so lệch dòng điện:
Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện ở
hai đầu phần tử được bảo vệ. Nếu sự sai lệch giữa 2 dòng điện vượt quá trị số cho trước( giá trị không đổi)
thì bảo vệ sẽ tác động.
Vuùng b?o v?

BI1

N1

BI2
IS1

IS2

P

N2

A

B
?I

IT1

RL

IT2

Hình 1. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện
dòng điện so lệch chạy qua role:

-Tình trạng làm việc không bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ (điểm N1):
Trong trường hợp lý tưởng ( giả sử các biến dòng giống hệt nhau và không có sai số), ta có:
và dòng điện đi vào role:

nên

nên bảo vệ so lệch dòng điện không tác động

-Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ( N2):
Trường hợp có 2 nguồn cung cấp thì
nhau:

Nếu

cả về trị số và góc pha, do đó các dòng điện thứ cấp cũng khác

và dòng điện vào role:

.

thì bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt của phần tử được bảo vệ

-Trường hợp nguồn chỉ có từ 1 phía( SB=0):
Khi đó dòng điện chạy qua role là:
, nếu:
thì bảo vệ sẽ tác động.
Nguyên lý của bảo vệ so lệch có hãm:
- Để nâng cao độ nhạy của bảo vệ và ngăn chặn tác động nhầm do ảnh hưởng của dòng không cân bằng do
sai số của BI khi có ngắn mạch ngoài, người ta sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ.
- Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch dòng địên có hãm trình bày trên Hình vẽ 4-8-a dòng
điện so lệch Isl (làm việc) xác định theo:
Trang
5


còn dòng điện hãm được xác định như sau:
- Trong chế độ làm việc bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, dòng điện làm việc sẽ bé hơn nhiều
so với dòng điện hãm (Hình vẽ 4-8-b) nên rơ le so lệch (So sánh biên độ của I lv và IH) không làm việc.
- Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ dòng điện ở một đầu sẽ đổi chiều lúc bấy giờ I lv > IH nên rơ le so lệch
sẽ làm việc (Hình vẽ 4-8-c).
- Trường hợp chỉ có một nguồn cung cấp (chẳng hạn từ đầu 1) thì khi xảy ra sự cố trong
vùng bảo vệ, dòng điện sự cố chỉ chạy qua một đầu khi ấy:

Hình 3-8. Sơ đồ nguyên lý (a) và đồ thị véc tơ của dòng điện làm việc I LV và
dòng điện hãm IH khi có ngắn mạch ngoài (b) và trong vùng (c).
Để bảo vệ có thể làm việc trong trường hợp này,
dòng điện làm việc phải chọn lớn hơn
dòng điện hãm, nghĩa là:
Trong đó : kH - là hệ số hãm và kH < 1; thường chọn
kH = 0,2 - 0,5.
Giới hạn dưới của hệ số hãm được chọn cho miền
có dòng điện ngắn mạch bé để nâng cao độ nhạy
của bảo vệ, còn ở miền có dòng điện ngắn mạch
lớn thường chọn hệ số hãm cao để ngăn chặn tác
động nhầm một cách chắc chắn.

Hình vẽ 4-9: Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có hãm (1) và
tương quan giữa dòng điện làm việc Ilv và dòng điện hãm IH khi
ngắn mạch trong vùng bảo vệ và nguồn cung cấp từ một phía (2)
Câu 6: Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách. Đối với các đường dây tải điện có đặt tụ bù dọc
thì tụ bù dọc có ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách như thế nào?
*/ Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách
- Sai số của BU, BI

Trang
6


(c)
(b)
(a)

o

o
o Nếu BU, BI phản ánh không trung thực thì ZR đo được không chính xác
- Ảnh hưởng của điện trở quá độ Rqđ
Điện trở quá độ làm tăng tổng trở trên đầu cực của các role làm cho điểm ngắn mạch dường như lùi xa hơn
và bảo vệ làm việc với thời gian trễ lớn hơn vì phải tính đến thời gian dập tắt hồ quang tại chỗ ngắn mạch.
Như vậy bảo vệ bị hụt vùng (phạm vi bảo vệ bị thu hẹp).
- Hệ số phân bố dòng điện

Vì tổng trở đo được bởi rơle là tỉ số giữa điện áp và dòng điện đưa vào rơle
, tuy
nhiên dòng điện đi vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào các nhánh nhất là trong hệ thống
có đường dây kép
- Dao động điện
o Khi có dao động điện , bảo vệ khoảng cách không được phép tác độngvì tác động có thể dẫn đến tan rã hệ
thống. Dao động điện là hiện tượng không bình thường, không phải sự cố.
o

o
o

Khi có dao động điện thì bảo vệ phải khóa lại theo nguyên tắc
- Các ảnh hưởng khác
Tổng trở của đường dây thay đổi khi có thiết bị bù ( tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang) và ảnh
hưởng hỗ cảm giữa các đường dây.
*/ Đối với các đường dây tải điện có đặt tụ bù ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách
Các bộ tụ này làm giảm cảm kháng của đường dây, tăng giới hạn truyền tải công suất theo
điều kiện ổn định của hệ thống, giảm tổn thất và cải thiện điều kiện phân bố điện áp theo dọc chiều
dài đường dây ở những chế độ tải công suất khác nhau.

Các bộ tụ điện bù dọc có thể đặt tập trung hoặc phân tán theo dọc chiều dài đường dây. Tuỳ
theo mức độ bù và vị trí đặt của bộ tụ mà tổng trở đo được ở đầu đường dây sẽ khác nhau. Mức
độ bù dọc được đặc trưng bằng hệ số bù dọc KC biểu diễn tỷ số giữa dung kháng XC của tụ bù
dọc và cảm kháng XL của đường dây. Đối với các đường dây truyền tải siêu cao áp thường chọn hệ
số bù dọc KC = 0,25 đến 0,75 (đường dây 500 kV Bắc - Nam của Việt Nam có KC = 0,6).

Trang
7


Đối với các đường dây có đặt tụ bù dọc, hành vi của bảo vệ khoảng cách có thể bị sai lệch khi ngắn
mạch xảy ra ở những vị trí khác nhau trên đường dây. Chẳng hạn, ở ví dụ trên Hình vẽ 4-18 rơ le
khoảng cách RZ 1 đặt ở đầu A không thể "nhìn thấy" ngắn mạch tại N1 sau bộ tụ XCA (Hình vẽ 4-18a) và cả ở một phần đường dây trước đó có thể phản ứng sai, tác động mất chọn lọc vì điểm N1 lại
rơi vào miền tác động của RZ3 (Hình vẽ 4-18,b).
Để ngăn chặn tác động sai của các rơ le khoảng cách, trong trường hợp này có thể dùng phương pháp
nối tắt bộ tụ khi xảy ra ngắn mạch và cho vùng I của các rơ le khoảng cách tác động với một độ trễ
chừng 0,1 - 0,15 s.
Khi bộ tụ bị nối tắt, đặc tính tổng trở của đường dây được bảo vệ trở lại giống như những
đường dây bình thường không có bù dọc và rơ le khoảng cách có thể đảm bảo tính chọn lọc bình
thường (Hình vẽ 4-18-c).
Khi có ngắn mạch tuỳ theo vị trí điểm sự cố (trị số của dòng ngắn mạch) và thời gian tồn tại sự cố
mà các thiết bị này sẽ làm việc và nối tắt bộ tụ lại. Tất nhiên nối tắt tụ và cho vùng I của rơ le khoảng
cách làm việc trễ sẽ ảnh hưởng đến tính tác động nhanh của bảo vệ.
Câu 7: Sơ đồ và phân tích nguyên lý làm việc của bảo vệ MBA bằng rơle khí

Những hư hỏng bên trong thùng của máy biến áp có cuộn dây ngâm trong dầu đều làm cho dầu bốc hơi
và chuyển động. Các máy biến áp có dầu công suất lớn hơn 500 kVA thường được bảo vệ bằng rơ le khí có
cấp tác động (với biến áp từ 500 kVA đến 5 MVA) hoặc 2 cấp tác động (lớn hơn 5 MVA).
Rơ le khí thường đặt trên đoạn ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu của máy biến áp. Rơ le với cấp 2
tác động gồm có 2 phao bằng kim loại mang bầu thuỷ tinh con có tiếp điểm thuỷ ngân hoặc tiếp điểm từ. Ở

chế độ làm việc bình thường trong bình rơ le đầy dầu, các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm của rơ le ở
trạng thái hở. Khi khí bốc ra yếu (chẳng hạn vì dầu nóng do quá tải), khí tập trung lên phía trên của bình rơ le
đẩy phao số 1 xuống, rơ le gửi tín hiệu cấp 1 cảnh báo. Nếu khí bốc ra mạnh (chẳng hạn do ngắn mạch trong
thùng dầu) luồng dầu vận chuyển từ thùng lên bình dãn dầu xô phao thứ 2 chìm xuống gửi tín hiệu đi cắt
máy biến áp. Rơ le khí còn có thể tác động khi mức dầu trong bình rơle hạ thấp do dầu bị rò hoặc thùng biến
áp bị thủng. Để rơ le khí được làm việc được dễ dàng người ta tạo một độ nghiêng nhất định của ống dẫn so
với mặt phẳng ngang. Góc nghiêng ỏ khoảng từ 2 đến 50 đối với rơ le khí có một phao có từ 3 đến 70 đối với
rơle có 2 phao. Cấp cảnh báo thường tác động với lượng khí tập trung phía trên bình dầu rơle từ 100 đến 250
cm3, cấp 2 tác động cắt máy biến áp khi tốc độ di chuyển của dầu qua rơ le, chiều dài của đoạn ống từ thùng
dầu đến rơ le phải lớn hơn 5 lần đường kính của nó và từ rơ le đến bình dãn dàu phải lớn hơn 3 lần.
Rơ le khí có thể làm việc khá tin cậy chống tất cả các loại sự cố bên trong thùng dầu, tuy nhiên kinh
nghiệm vận hành cũng phát hiện một số trường hợp tác động sai do ảnh hưởng của chấn động cơ học lên
máy biến áp (chẳng hạn do động đất, do các vụ nổ gần nơi đặt máy biến áp vv …)
Đối với máy biến áp lớn bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thường được đặt trong thùng dầu riêng và người ta
dùng một bộ rơ le khí riêng để bảo vệ cho bộ điều áp dưới tải.
Trang
8


Khi thực hiện bảo vệ so lệch MBA cần chú ý điều gì ?
Câu 8: Nguyên tắc tác động của bảo vệ khoảng cách.
Nguyên lý đo tổng trở được dùng để phát hiện sự cố trên hệ thống tải điện hoặc máy phát điện bị mất
đồng bộ hay thiếu (mất) kích thích. Đối với các hệ thống truyền tải, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ
trong chế độ làm việc bình thường (bằng thương số giữa điện áp chỗ đặt bảo vệ và dòng điện phụ tải) phải
cao hơn nhiều so với tổng trở đo được trong chế độsự cố. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp tổng trở của
mạch vòng sự cố thường tỷ lệ với khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch.

Đối với các hệ thống truyền tải, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ trong chế độ làm việc bình
thường (bằng tỷ số của điện áp chỗ đặt bảo vệ với dòng điệnphụ tải) lớn hơn nhiều so với tổng trở đo được
trong chế độ sự cố. Ngoài ra trong nhiều trường hợp, tổng trở của mạch vòng sự cố thường tỷ lệ với

khoảngcách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch (Hình vẽ 3-10).
Trong chế độ làm việc bình thường, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ phụ thuộc vào trị số và góc
pha của dòng điện phụ tải. Trên mặt phẳng phức số, ở chế độ dòng điện phụ tải cực đại I Amax khi phụ tải
thay đổi, mút véc tơ tổng trở phụ tải cực tiểu ZAmin sẽ vẽ nên cung tròn có tâm ở gốc toạ độ của mặt
phẳng tổng trở phức (Hình vẽ 3-10-b).
Tổng trở của đường dây tải điện AB được biểu diễn bằng véc tơ Z AB trên mặt phẳng phức. Độ nghiêng
của véc tơ ZAB so với trục hoành (điện trở tác dụng R) phụ thuộc vào tương quan điện kháng của đường dây
XAB và điện trở tácdụng của đường dây RAB.

Ta có:
Khi có ngắn mạch trực tiếp tại điểm N trên đường dây, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ: Z AN = RAN +
JxAN .Trị số tổng trở đo được sẽ giảm đột ngột so với chế độ làm việc bìnhthường, nhưng độ nghiêng của véc
tơ tổng trở không thay đổi. Khi ngắn mạch qua điện trở trung gian (thường do điện trở của hồ quang
Rqđ phát sinh tại chỗ ngắn mạch) tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ: Z’ AN = RAN + JxAN+ Rqđ = ZAN +
Trang
9


Rqđ Tổng trở đo được có trị số lớn hơn nhưng góc nghiêng của véc tơ tổng trở có giảm đi so với khi ngắn
mạch trực tiếp tại N (Hình vẽ 3-10-c).
Câu 9: . Phân tích các ưu điểm của bảo vệ so lệch dòng điện ? Để đảm bảo tính chọn lọc và độ
nhạy, giải pháp phổ biến nhất hiện nay là gì ? Trình bày.
 Ưu điểm của bảo vệ so lệch dòng điện:
5. Tính tin cậy: làm việc khá tin cậy, tuy nhiên sự làm việc chính xác phụ thuộc rất nhiều vào giá trị
của dòng điện không cân bằng, và hệ thống dây dẫn phụ, hay hệ thống truyền tin.
6. Tính chọn lọc: đảm bảo tính chọn lọc trong các mạng khác nhau, là loại bảo vệ có tính chọn lọc
tuyệt đối.
7. Tính tác động nhanh: có khả năng cắt ngắn mạch nhanh,
8. Độ nhạy: đôi khi không đảm bảo nếu có dây dẫn phụ với tổng trờ lớn, hoặc dòng không cân bằng
lớn

KL: Do đó thông thường bảo vệ khoảng cách được làm bảo vệ chính cho các đường dây cao áp với hệ
thống truyền tin hiện đại, các MBA, các MPĐ, thanh góp, động cơ điện công suất lớn.
 Các biện pháp nâng cao độ nhạy:
- Để ngăn ngừa bảo vệ so lệch làm việc không chọn lọc dưới ảnh hưởng của I kcb, thường dùng các
biện pháp để giảm dòng điện không cân bằng như dùng biến dòng bão hoà trung gian, sử dụng
nguyên lý hãm bảo vệ bằng dòng điện pha hoặc các hài bậc cao (xuất hiện trong quá trình quá độ
và khi mạch từ bị bão hoà).
- Khi sử dụng nguyên lý so lệch dòng điện để bảo vệ máy biến áp và biến áp tự ngẫu, cần chú ý đến
khả năng bảo vệ so lệch có thể làm việc sai khi đóng máy biến áp không tải.
- Tuỳ thuộc thời điểm đóng máy cắt nối máy biến áp không tải với nguồn điện mà trị số ban đầu
(xung kích) của dòng điện từ hoá máy biến áp có thể đạt trị số lớn gấp nhiều lần dòng điện định
mức của máy biến áp. Trường hợp xấu nhất (Ilớn nhất) sẽ xảy ra khi đóng máy cắt điện vào thời
điểm điện áp nguồn có trị số tức thời qua điểm 0. Khi quá trình quá độ chấm dứt, dòng điện từ
hoá (I) trở lại trị số bình thường (khoảng vài phần trăm dòng điện định mức).
- Do dòng điện từ hoá chỉ chạy ở phía cuộn dây máy biến áp nối với nguồn khi máy biến áp đang ở
chế độ không tải nên dòng điện ở cuộn dây bên kia bằng không. Bảo vệ so lệch máy biến áp có thể
tác động nhầm (lúc này tương đương với trường hợp ngắn mạch trong máy biến áp có nguồn
cung cấp từ một phía).
- Để phân biệt trường hợp đóng máy biến áp không tải với trường hợp ngắn mạch trong máy biến
áp, người ta dựa vào tính chất của dòng điện từ hoá xung kích và dòng điện ngắn mạch trong
máy biến áp.
- Qua phân tích sóng hài của hai dòng điện này ta thấy: Dòng điện từ hoá xung kích chứa phần lớn
hài bậc hai (khoảng 70% so với hài cơ bản) và có thể đạt trị số cực đại đến khoảng 30% trị số của
dòng sự cố. Do đó có thể sử dụng hãm bổ sung bằng hài bậc hai (f2 = 100Hz) của dòng điện quá
độ đưa vào bảo vệ so lệch cho máy biến áp. Sơ đồ nguyên lý dùng ba biến dòng phụ:
- Trong đó:
BILV : để lấy ra dòng điện làm việc (hay dòng điện so lệch: ISL=IT1-IT2 )
BIH: để lấy ra dòng điện hãm (IH=IT1+IT2)
BIL: để lọc hài bậc hai trong dòng điện so lệch đưa vào hãm bổ sung trong bộ so sánh pha.
- Nguyên lý hãm bổ sung bằng hài bậc hai hiện nay đang được sử dụng để chế tạo các rơ le bảo vệ

máy biến áp.

Trang
10






Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch có hãm bổ sung bằng dòng điện hài bậc hai dùng cho bảo vệ máy
biến áp hai dây quấn
Câu 10: Các dạng hư hỏng đối với MBA ?Khi thực hiện bảo vệ so lệch MBA cần chú ý điều gì ?
Các dạng hư hỏng đỗi với máy biến áp:
- Cũng giống như đối với máy phát điện, những hư hỏng thường xảy ra đối với máy biến áp và máy
biến tự ngẫu có thể phân ra thành hai nhóm: hư hỏng bên trong và hư hỏng bên ngoài.
- Hư hỏng bên trong máy biến áp bao gồm:
• Chạm chập giữa các vòng dây
• Ngắn mạch giữa các cuộn dây
• Chạm đất (vỏ) và ngắn mạch chạm đất
• Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp
• Thùng dầu bị thủng hoặc rò dầu
- Những hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường bên ngoài máy biến áp bao gồm:
• Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống
• Ngắn mạch một pha trong hệ thống
• Quá tải
• Quá bão hoà mạch từ
Khi thực hiện bảo vệ so lệch MBA cần chú ý:
- Tuỳ theo công suất của máy biến áp, vị trí và vai trò của máy biến áp trong hệ thống mà người ta
lựa chọn phương thức bảo vệ thích hợp cho máy biến áp. Những loại bảo vệ thường dùng để chống

các loại sự cố và chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp được áp dụng trong bảng sau:
Loại hư hỏng
Loại bảo vệ

Ngắn mạch một pha hoặc
nhiều pha chạm đất

So lệch hãm (bảo vệ chính )
Khoảng cách (bảo vệ dự phong )
Quá dòng có thời gian ( chính hoặc dự phòng tuỳ theo công
suất )
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
Trang
11


Quá bão hoà mạch từ

Chống quá bão hoà

Câu 11: Phân tích sự làm việc của chức năng 50BF .
- Bảo vệ 50BF là bảo vệ chống MC từ chối: sử dụng cho dự phòng trường hợp MC không hoạt động.
- Sơ đồ nguyên lý:

- Sự làm việc:
• Tín hiệu đầu vào cho 50BF gồm: tín hiệu dòng điện( qua TI) và tín hiệu điện áp( qua BU).
• Khi có sự cố xảy ra trong phạm vi bảo vệ: tín hiệu đi vào rơle khoảng cách, rơle khoảng cách sẽ tác
động đi cắt MC trên phần tử sự cố. Đồng thời một TI khác đưa tín hiệu vào rơle quá dòng cực đại 51.
Hai rơle hoạt động đưa tín hiệu vào mạch AND, mạch AND sẽ nhận giá trị là 1.
• Nếu MC của phần tử sự cố hoạt động bình thường, sau một khoảng thời gian nhỏ hơn t, MC sẽ cắt,
loại bỏ phần tử sự cố.
Nếu MC của phần tử sự cố bị hư hỏng, MC không được cắt ra sau khoảng thời gian nhỏ hơn t. Sau khoảng
thời gian lớn hơn hoặc bằng t, rơle thời gian sẽ đóng tiếp điểm, đưa tín hiệu đi cắt tất cả các MC bên ngoài
thanh góp
Câu 12: Nguyên tắc tác động của BV khoảng cách? Tại sao vùng bảo vệ cấp 1 của BVKC không chọn
bọc lấy 100% đường dây?
Trả lời:
- Nguyên tắc tác động của bảo vệ khoảng cách 21(Z<):
Bảo vệ dùng role tổng trở cực tiểu, có thời gian làm việc phụ thuộc vào UR/IR và góc φR. Thời gian
của bảo vệ thay đổi khi khoảng cách từ điểm NM tới điểm đặt bảo vệ thay đổi.
- Vùng bảo vệ cấp I không lấy bằng 100% đường dây vì:
Trong thực tế thường vùng I thường lấy khoảng 80%, bỏ đi 20% vì sai số
Những yếu tố làm sai lệch đến sự làm việc của rơ le:
+ Ảnh hưởng của điện trở quá độ: Điện trở quá độ tại chỗ sự cố làm cho tổng trở của đường dây nhỏ
hơn tổng trở sự cố.
+ Ảnh hưởng của dòng điện các nhánh: vì tổng trở được đo dựa trên tỷ số U R/IR, mà dòng điện vào
rơ le lại phhuj thuộc vào dòng điện các nhánh nhất là đối với hệ thống đường dây kép.
+ Ảnh hưởng sai số của các thiết bị đo: BU, BI ảnh hưởng khá lớn tới sự làm việc của rơ le khoảng
cách, vì tổng trở phụ thuộc vào U, I đo được. Do đó các BU, BI phải đảm bảo sai số nhỏ hơn giá trị
cho phép.

+ Các ảnh hưởng khác: Dao động công suất, các thiết bị bù, hỗ cảm của các đường dây khác…

Trang
12


Câu 13: Cho mạng điện như hình vẽ :
(Các BV là BV DĐ có hướng )
- Tại sao phải phối hợp về độ nhạy
giữa các bảo vệ :1,3,5 và 2,4,6 ?
(Ikđ1 > Ikđ3 > Ikđ5; Ikđ6 > Ikđ4 > Ikđ2)
- Phân tích hiện tượng khởi động
không đồng thời của BVDĐCH
trong mạng điện trên

a. Phải phối hợp độ nhạy giữa các bảo vệ như vậy để đảm bảo rơle làm việc chọn lọc, tin cậy, tác động
nhanh.
b. Hiện tượng khởi động không đồng thời là hiện tượng bảo vệ ở đầu này chỉ tác động khi và chỉ khi bảo vệ ở
đầu kia đã tác động cắt máy cắt của nó khỏi nguồn.
Ví dụ: Bảo vệ dòng có hướng cho mạng điện trên đặt cho các bảo vệ
Khi ngắn mạch ở đường dây 1-2(điểm N1).Khi đó hầu như toàn bộ dòng ngắn mạch sẽ hướng đến điểm ngắn
mạch qua BV1, còn dòng chạy qua BV6 thì gần như bằng 0. Vậy nên ngay khi sự cố thì BV1 sẽ tác động
trước tiên để cắt máy cắt ra cho dù BV2 có thời gian tác động nhỏ nhất. Sau kh bảo vệ 1 tác động thì bảo vệ
2 mới tác động để ngăn dòng ngắn mạch.Thứ tự tác động của các bảo vệ: BV1-BV2-BV4-BV6.
Câu 12. Trình bày sơ đồ bảo vệ chống chạm đất 100% cuộn dây Stato MFĐ (có đưa điện áp hãm 20Hz
vào trung điểm MFĐ) ? Tại sao không dùng điện áp hãm có tần số cao,ví dụ 200kHz ?

Dòng điện I từ nguồn 20 Hz sau khi qua bộ lọc 1LF được phân thành hai thành phần: İ Đ chạy vào BU0 nối
với trung tính máy phát điện và İ B chạy qua điện trở đặt R Đ. Thành phần İĐ thông qua máy biến dòng trung
gian BIG và bộ lọc tần số 2LF được nắn thành dòng điện làm việc. Dòng điện |I lv| đưa vào rơ le để so sánh

với dòng điện hãm IH cũng do nguồn 20 Hz tạo ra thông qua điện trở đặt R C. Dòng điện hãm có trị số không
thay đổi. Ở chế độ làm việc bình thường (R Đ= ), dòng điện IĐ được xác định theo điện dung của cuộn dây đối
với đất CE nên trị số bé do đó |Ilv| < |IH| và rơ le sẽ không tác động.
Khi có chạm đất, dòng IĐ được xác định chủ yếu theo điện trở chạm đất R Đ, |Ilv| > |IH|, rơ le sẽ tác động cắt
máy phát điện.
Các bộ lọc tần số 1LF và 2LF đảm bảo cho sơ đồ chỉ làm việc với thành phần 20H Z, ngoài ra bộ lọc 1LF
bảo vệ cho máy phát 20 HZ khỏi bị quá tải bởi dòng điện tần số công nghiệp 50 Hz khi có chạm đất xảy ra
gần đầu cực máy phát điện.
 Tại sao lại dùng điện áp hãm có tần số cao, ví dụ như 200 kH Z?
Trang
13


o
11

•

Khi ta sử dụng tần số cao, theo công thức tính tổng trở:
1

sẽ giảm xuống rất nhiều. Do

9
I

2

đó: dòng
sẽ tăng lên rất lớn có thể xấp xỉ với dòng điện hãm (I H). Vì vậy, nên việc chọn

thiết bị bảo vệ cho nó là rất khó và không đảm bảo độ nhạy và an toàn. Vì thế nên người ta không
710
1
I>
I
sử dụng tấn số 200 kHZ.
5.8 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP

Hình 5-8. Phươ
(Đến vài chục M

3

4

6

2
58

Hình 5-9. Phương thức bảo vệ máy biến áp ba cuộn dây công suất lớn
Cũng như đối với máy phát điện đã xét trước đây, phương thức bảo vệ máy biến áp phụ thuộc vào
công suất, chủng loại, số cuộn dây, vị trí và sơ đồ đấu dây của máy biến áp.
A
Hiện nay cũng không có những tiêu chuẩn thống nhất để lực chọn phương thức bảo vệ cho máy biến
áp. Sau đây chỉ nêu một số ví dụ thường gặp trong thực tế. Trên hình 5-8 trình bày sơ đồ phương thức
bảo vệ đối với các máy biến áp hai cuộn dây công suất bé (đến vài chục MVA), để chống ngắn mạch
giữa các pha và sự cố bên trong thùng dầu người ta thường dùng bảo vệ so lệch có hãm (1) và rơ le
khí (2) làm bảo vệ chính. Bảo vệ quá dòng điện có thời gian (3) được sử dụng làm bảo vệ dự phòng.
Để chống quá tải và nhiệt độ dầu tăng cao người ta sử dụng bảo vệ quá dòng (4) và bảo vệ phản ứng

theo nhiệt độ (5).

Trang
14

RK1


2

Đối với máy biến áp ba cuộn dây công suất lớn (hình 5-9), người ta dùng bảo vệ so lệch có hãm (1),
bảo vệ so lệch dòng thứ tự không (2), rơle khí (3) và (4) làm bảo vệ chính, bảo vệ khoảng cách (5),
(6) và bảo vệ quá dòng có thời gian (7) làm bảo vệ dự phòng.
Để chống quá tải dùng bảo vệ quá dòng (8), (9), (10), đặt riêng cho các phía bảo vệ phản ứng theo
nhiệt độ của dầu (11).
ΔI0
I

Z<

1
54

Trên hình 5-10
trình bày phương thức bảo vệ4 cho các máy biến áp tự ngẫu có công suất lớn. Các lại
3
bảo vệ và chức năng của từng loại cũng tương tự như trên hình 5-9 đối với máy biến áp 3 cuộn dây.
Riêng bảo vệ so lệch thường người ta sử dụng loại rơle so lệch tổng trở cao .
Athức bảo vệ máy biến áp tự ngẫu công suất lớn
Hình 5-10. Phương

4.1
CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY
PHÁT ĐIỆN
B

Máy phát điện đồng bộ là phần tử quan trọng nhất trong hệ thống điện, sự làm việc tin cậy cuả máy phát
điện có ảnh hưởng quyết định đến độ tin cậy của toàn hệ thống. Vì vậy đối với máy phát điện, đặc biệt là
máy có công suất lớn, người ta đặt nhiều loại bảo vệ RK2
khác nhau để chống tất cả các loại sự cố và chế độ làm
việc không bình thường xảy ra bên trong các cuộn dây cũng như bên ngoài máy phát.
Những sự cố bên trong cuộn dây của máy phát điện đồng bộ bao gồm:
5
RK1
a- Đối với cuộn dây Stato :

-

Cuộn dây bị chạm đất (chạm vỏ)

-

Chạm đất 1 điểm

-

Z< các pha
Ngắn 1mạch giữa

Ngắn mạch giữa các cuộn dây (các pha)

Các vòng dây chạm nhau
b - Đối với các cuộn dây rô to:
Chạm đất 2 điểm
Những hư hỏng và chế độ làm việc khôngΔI0
bình thường xảy ra bên ngoài cuộn dây máy phát điện bao
gồm:
ΔI

Tải không đối xứng
Mất kích thích
Mất đồng bộ
Quá tải cuộn dây Stato
Qua tải cuộn dây rô to
Quá điện áp
Tần số thấp
Máy phát điện làm việc ở chế độ động cơ
Trang
15

ΔI


Tuỳ theo công suất của máy phát điện, vai trò của máy phát trong hệ thống loại máy phát điện (nhiệt
điện, thuỷ điện , thuỷ điện tích năng … .) và sơ đồ đấu dây của nhà máy điện (có hệ thống thanh góp điện áp
máy phát nối phụ tải địa phương hay máy phát điện nối theo sơ đồ bộ với máy phát điện lên thanh góp
truyền tải) mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ thích hợp.
Đối với những máy phát điện công suất lớn, xu thế hiện nay là lắp đặt hai hệ thống bảo vệ độc lập nhau
với nguồn điện thao tác riêng, mỗi hệ thống bảo vệ bao gồm một bảo vệ chính và một số bảo vệ dự phòng có
thể thực hiện đầy đủ các chức năng bảo vệ cho máy phát điện.
Sau đây ta xem xét một số loại bảo vệ thường dùng cho máy phát điện

Câu 13: Trình bày bảo vệ chống chạm đất điểm thứ 2 cuộn dây rôto MFĐ ?
Tại sao bảo vệ này có vùng chết khi chạm đất điểm thứ nhất tại 1 cực cuộn kích thích ?
Bảo vệ chống chạm đất điểm thứ 2 cuộn dây rôto MFĐ:
Khi có tín hiệu báo chạm đất 1 điểm trong máy phát thì nhân viên vận hành sẽ điều chỉnh con trượt để đưa
Vonmet về vị trí 0. Sau đó đóng đổi nối( ĐN) để role làm việc. Mạch bảo vệ lúc này được sử dụng là cầu
điện trở 4 vai. Khi chưa có chạm đất điểm thứ 2 thì dòng điện qua role = 0 do cầu cân bằng. Khi xuất hiện
điểm chạm đất thứ 2 làm cầu mất cân bằng dẫn đến có dòng điện chạy qua role khác 0. Như vậy làm cho role
tác động

Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất điểm thứ 2
* Phân tích chế độ làm việc bình thg và chế độ làm việc nguy hiểm của máy biến dòng điện (BI):
Từ sơ đồ thay thế của BI khi mạch thứ cấp của BI bị hở, nếu phía sơ cấp có dòng điện thì toàn bộ dòng điện sơ
cấp ấy sẽ làm nhiệm vụ từ hoá, từ cảm Bm tăng lên đột ngột gây bão hoà cho mạch từ nên các đường cong
biến thiên theo thời gian của độ từ cảm B và từ thông F có dạng bằng đầu. Khi dòng điện sơ cấp qua trị số
không, sức điện động cảm ứng trong cuộn thứ cấp của máy biến dòng có dạng đỉnh nhọn với biên độ rất lớn
. Đặc biệt trong chế độ sự cố, khi dòng điện sơ cấp đạt bội số lớn, sức điện động cảm ứng phía thứ cấp có thể
đến hàng chục kV, rất nguy hiểm cho người và thiết bị bên thứ cấp. Vì vậy không được để hở mạch phía thứ
cấp của BI trong khi phía sơ cấp có dòng điện chạy qua. Trong trường hợp cần thực hiện đổi nối phía thứ cấp
khi có dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp thì phải nối tắt các cực thứ cấp của BI trước khi tiến hành đổi nối. Chế
độ làm việc với cuộn thứ cấp bị nối ngắn mạch là chế độ làm việc bình thường của máy biến dòng.
Câu 2. Nguyên lý làm việc của bảo vệ quá dòng có hướng?
* Nguyên tắc tác động :
- Trong các mạng hình vòng một nguồn cung cấp (Hình vẽ 3-7-a,b) hoặc trong các mạng có hai đầu cung cấp
(Hình vẽ 3-7-c) bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc từng cấp có thể không
bảo đảm cắt ngắn mạch một cách chọn lọc.
- Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là loại bảo vệ làm việc theo trị số của dòng điện qua chỗ đặt bảo
vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp trên thanh góp của trạm có đặt bảo vệ. Bảo vệ tác động
khi dòng điện vượt quá một giá trị định trước (giá trị khởi động) và pha của nó phù hợp với trường hợp ngắn
mạch trên đường dây được bảo vệ (khi công suất ngắn mạch qua bảo vệ đi từ thanh góp ra đường dây). Về
mặt bản chất: bảo vệ dòng điện có định hướng công suất là sự kết hợp giữa bảo vệ quá dòng và bộ phận định

hướng công suất ngắn mạch.
Trang
16


* Phần tử định hướng công suất :
-Là phần tử dùng để xác định chiều của dòng công suất ngắn mạch đi qua bảo vệ. Khi cóthêm bộ phận định
hướng công suất, các bảo vệ quá dòng được chia làm hai nhóm, mỗi nhómchỉ tác động theo một hướng công
suất (dòng điện) nhất định.
- Trong một số trường hợp ngắn mạch ba pha trực tiếp gần chỗ đặt bảo vệ, điện áp trênthanh góp có thể
giảm xuống rất thấp, dưới ngưỡng làm việc của thiết bị định hướng. Khi đóbảo vệ sẽ không làm việc được,
trường hợp như vậy gọi là ngắn mạch trong vùng chết (theođiện áp) của bảo vệ. Để giảm và loại trừ vùng
chết phải chế tạo bộ phận định hướng có độnhạy cao với ngưỡng làm việc của bộ phận điện áp rất bé, hoặc
nối bộ phận định hướng quathiết bị ghi nhớ điện áp trước khi sự cố. Trên thực tế để bảo đảm tính chọn lọc
trong các lưới điện khôngphải đặt bộ phận định hướng ở tất cả các bảo vệ. Để đảm bảo tính chọn lọc, bộ
phận định hướng công suất chỉ cần đặt ở bảo vệ nào có thời gian làm việc bé hơn. Với một phần tử i, j nào
đó trong lưới điện, chẳng hạn ti < tj, bộ phận định hướng công suất sẽ đặt tại bảo vệ i. Nếu ti = tj thì không cần
đặt ở cả hai đầu.
* Đánh giá: Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất có các đặc điểm sau đây:
- Tính tin cậy: đơn giản, làm việc khá tin cậy, và cần thêm bộ định hướng công suất
- Tính chọn lọc: Bảo vệ hoàn toàn phần tử được bảo vệ, Sự phối hợp làm việc khó khăn nhất là trong các
mạch phức tạp như mạch vòng, nhiều nguồn. Là loại bảo vệ có tính chọn lọc tương đối. Trong một số lưới
điện phức tạp dù có đặt thêm bộ phận định hướng công suất bảo vệ quá dòng vẫn không đảm bảo được tính
chọn lọc. Đối với mạng điện như trường hợp này phải dùng những nguyên lý khác để bảo vệ.
- Tính tác động nhanh: nhìn chung có thời gian tác động lớn, nhất là khi có hiện tượng khởi động không
đồng thời. Khi có ngắn mạch rất gần nguồn, dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ 1 sẽ rất lớn, còn dòng bảo vệ
qua bảo vệ 2 có thể nhỏ không đủ để bảo vệ 2 khởi động. Bảo vệ 2 chỉ tác động sau khi bảo vệ 1 đã tác động,
Hiện tượng này làm tăng thời gian loại trừ sự cố trong mạch.
Câu 3.Nguyên lý làm việc của bảo vệ khoảng cách:
* Nguyên tắc tác động :

- Bảo vệ quá dòng điện và bảo vệ quá dòng có hướng có thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc từng
cấp đôi khi quá lớn và trong một số mạng vòng, không thể đảm bảo được tính chọn lọc như những lưới
điện có cấu hình ở Hình vẽ 3-9, các bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh thì lại không bảo vệ hết hoàn toàn
đường dây. Do đó người ta đã sử dụng bảo vệ khoảng cách (bảo vệ tổng trở cực tiểu).
-Nguyên lý đo tổng trở được dùng để phát hiện sự cố trên hệ thống tải điện hoặc máy phát điện bị mất
đồng bộ hay thiếu (mất) kích thích. Đối với các hệ thống truyền tải, tổng trở đo được tại chỗ đặt bảo vệ trong
chế độ làm việc bình thường (bằng thương số giữa điện áp chỗ đặt bảo vệ và dòng điện phụ tải) phải cao
hơn nhiều so với tổng trở đo được trong chế độ sự cố. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp tổng trở của
mạch vòng sự cố thường tỷ lệ với khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch.
* Các đặc tính khởi động của bảo vệ khoảng cách
- Để bảo vệ khoảng cách làm việc được thì cần phải có biện pháp đo lường tổng trở đặt vào rơle, hay cần
phải nghiên cứu các đặc tính tổng trở. Đặc tính khởi động là đường biên xác định điều kiện tác động của mỗi
bảo vệ được biểu diễn trong mặt phẳng phức Z.
-Nguyên lý đo tổng trở có thể được sử dụng để bảo vệ lưới điện phức tạp có nhiều nguồn cung cấp với cấu
hình bất kỳ. Ngày nay với sự phát triển của hệ thống thông tin, và truyền tín hiệu, các rơle khoảng cách ngày
càng được dùng rộng rãi nhất là các cấu hình cho phép cắt liên động, và cho phép khóa liên động làm tăng
tốc độ loại trừ sự cố.
-Việc lựa chọn thời gian cho bảo vệ khoảng cách cũng được chọn theo nguyên tắc từng ấp như bảo vệ quá
dòng điện cực đại. Tức là độ lệch về thời gian làm việc giữa các vùng bảo vệ liền kề nhau Δt chọn bằng: Δt =
0,3 ÷ 0,5 s,
Vùng I: bảo vệ khoảng 80-90% chiều dài đường dây được bảo vệ.
Thời gian khởi động chọn
= 0 (s) ,
Vùng II: Cần phải phối hợp với bảo vệ cấp I của đường dây tiếp theo (đầu B), thông thường vùng II sẽ
bảo vệ toàn bộ đường dây AB và khoảng 20% chiều dài đường dây tiếp theo, cụ thể chọn các thông số như
sau:
Thời gian khởi động chọn :
Trang
17

Vùng III: cũng chọn tương tự như vùng II với vùng khởi động thứ III thường bao lấy toàn bộ chiều dài
đường dây dài nhất tiếp theo để làm bảo vệ dự phòng cho đường dây này
Thời gian khởi động chọn :
* Những yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của rơle khoảng cách :
- Ảnh hưởng của điện trở quá độ :Điện trở quá độ tại chỗ sự cố làm cho tổng trở đường dây nhỏ hơn tổng trở
sự cố.
- Ảnh hưởng của dòng điện trong các nhánh :Vì tổng trở đo được bởi rơle là tỉ số giữa điện áp và dòng điện

đưa vào rơle:
tuy nhiên dòng điện đi vào rơ le khoảng cách lại phụ thuộc vào các nhánh nhất là trong các hệ thống có đường
dây kép
- Ảnh hưởng sai số các thiết bị đo lường : Các thiết bị đo lường BU, BI có ảnh hưởng khá lớn đến sự làm
việc của rơ le khoảng cách. Vì tổng trở rơ le đo được phụ thuộc vào giá trị điện áp và dòng điện đo được. Do
đó các BU, BI cần phải đảm bảo nhỏ hơn sai số cho phép.
- Các ảnh hưởng khác :Tổng trở đo được bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố khác như: dao động công suất , khi
ngắn mạch gần nguồn có thể làm cho điện áp giảm quá thấp và các rơ le có thể không khởi động được, tổng
trở của đường dây thay đổi khi có thiết bị bù (tụ bù dọc, kháng bù dọc, thiết bị bù ngang)và ảnh hưởng của hỗ
cảm giữa các đường dây.
* Đánh giá về bảo vệ khoảng cách :
Bảo vệ khoảng cách có các đặc điểm sau đây:
-Tính tin cậy: làm việc khá tin cậy, tuy nhiên bộ phận tính toán khoảng cách phức tạp hơn so với các bảo vệ
trước, nhất là khi cần có thêm thêm bộ định hướng công suất. Sự làm việc chính xác phụ thuộc rất nhiều vào
hệ thống đo lường, tính toán tổng trở, đặc biệt là khi phát sinh hồ quang tại chỗ ngắn mạch, các đường dây có
thiết bị bù, sự dao động công suất trong mạch, sự hỗ cảm giữa các đường dây.
-Tính chọn lọc: Đảm bảo tính chọn lọc trong các mạng khác nhau, là loại bảo vệ có tính chọn lọc tương đối.
-Tính tác động nhanh: Có khả năng cắt ngắn mạch khá nhanh, đặc biệt là khi dùng các hệ thống thông tin và
truyền tin tốc độ cao với các tín hiệu cho phép cắt, và cho phép khóa liên động.
-Độ nhạy: Độ nhạy khá cao
Do đó thông thường bảo vệ khoảng cách được làm bảo vệ chính cho các đường dây cao áp, làm dự

phòng cho bảo vệ MBA hoặc MPĐ.
Câu16.Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách. Đối với các đường dây tải điện có đặt tụ bù dọc
thì tụ bù dọc có ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách như thế nào?
*/ Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ khoảng cách
1. Ảnh hưởng của góc pha đường dây gay vượt tầm
2.Ảnh hưởng của điện trở quá độ tải điểm NM gay dưới tầm
3. Ảnh hưởng của phân dòng gay quá tầm hoặc dưới tầm
4. Ảnh hưởng của điện áp đặt vào rơle
5. Sai số đo lường
6. Ảnh hưởng của cách nối dây MBA động lực đặt giữa chỗ đặt bảo vệ và chỗ NM
7. Ảnh hưởng của dao động điện
8. Ảnh hưởng tụ bù dọc
* Khi thực hiện bảo vệ so lệch MBA cần chú ý:
- 2 bộ BI ở 2 đầu MBA
- 2 cuộn dây MBA thường có tổ đấu dây khác nhau
- 2 cuộn dây MBA có điện áp và dòng điện khác nhau cả về pha và biên độ
- trong MBA luôn có dòng điện từ hóa mạch từ khá lớn, đặc biệt khi đóng máy ko tải hoặc khi lần đầu đưa
MBA vào sd
Do đó việc thực hiện bảo vệ so lệch dọc cho MBA cũng khác so với BVSL dọc đường dây hay MBA
- bù góc pha ( cuộn dây MBA nối Y thì BI phải nối kiểu Δ, và ngược lại)
Trang
18


- bù biên độ dòng điện ( phía cuộn Δ thì dòng điện sơ cấp của BI phải nhân thêm căn 3 lần)
- triệt tiêu Ikcb ở chế độ lv bthường và ngắn mạch ngoài ( đặc biệt là ảnh hưởng của dòng từ hóa)
Vì sao nói : Bảo vệ so lệch là bảo vệ của Hệ thống điện ?
có thời gian tác động nhanh (không thời gian hoạc 0,3-0,5s)
có tính chọn lọc tuyệt đối
bảo vệ được hoàn toàn phần tử

không phải phối hợp thời gian làm việc với các bảo vệ khác

Trang
19