BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

A. GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃƯ BO VÃÛ ÂỈÅÌNG DÁY
Phỉång phạp v chng loải thiãút bë bo vãû cạc âỉåìng dáy (ÂZ) ti âiãûn phủ
thüc vo ráút nhiãưu úu täú nhỉ: ÂZ trãn khäng hay ÂZ cạp, chiãưu di ÂZ, phỉång
thỉïc näúi âáút ca hãû thäúng, cäng sút truưn ti v vë trê ca ÂZ trong cáúu hçnh ca hãû
thäúng, cáúp âiãûn ạp ca ÂZ...
I. PHÁN LOẢI CẠC ÂỈÅÌNG DÁY.

Hiãûn nay cọ nhiãưu cạch âãø phán loải cạc ÂZ, theo cáúp âiãûn ạp ngỉåìi ta cọ thãø
phán biãût:
− ÂZ hả ạp (low voltage: LV) tỉång ỉïng våïi cáúp âiãûn ạp U < 1 kV.
− ÂZ trung ạp (medium voltage: MV): 1 kV ≤ U ≤ 35 kV.
− ÂZ cao ạp (high voltage: HV): 60 kV ≤ U ≤ 220 kV.
− ÂZ siãu cao ạp (extra high voltage: EHV): 330 kV ≤ U ≤ 1000 kV.
− ÂZ cỉûc cao ạp (ultra high voltage: UHV): U > 1000 kV.
Thäng thỉåìng cạc ÂZ cọ cáúp âiãûn ạp danh âënh tỉì 110 kV tråí lãn âỉåüc gi l
ÂZ truưn ti v dỉåïi 110 kV tråí xúng gi l ÂZ phán phäúi.
Theo cạch bäú trê ÂZ cọ: ÂZ trãn khäng (overhead line), ÂZ cạp (cable line),
ÂZ âån (single line), ÂZ kẹp (double line)...
II. CẠC DẢNG SỈÛ CÄÚ V BO VÃÛ ÂÃØ BO VÃÛ ÂỈÅÌNG DÁY TI ÂIÃÛN.

Nhỉỵng sỉû cäú thỉåìng gàûp âäúi våïi ÂZ ti âiãûn l ngàõn mảch (mäüt pha hồûc
nhiãưu pha), chảm âáút mäüt pha (trong lỉåïi âiãûn cọ trung tênh cạch âáút hồûc näúi âáút qua
cün dáûp häư quang), quạ âiãûn ạp (khê quøn hồûc näüi bäü), âỉït dáy v quạ ti.
Âãø chäúng cạc dảng ngàõn mảch trong lỉåïi hả ạp thỉåìng ngỉåìi ta dng cáưu chy
(fuse) hồûc aptomat .
Âãø bo vãû cạc ÂZ trung ạp chäúng ngàõn mảch, ngỉåìi ta dng cạc loải bo vãû:
− Quạ dng càõt nhanh hồûc cọ thåìi gian våïi âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp hồûc
phủ thüc.
− Quạ dng cọ hỉåïng.
− Bo vãû khong cạch.
− Bo vãû so lãûch sỉí dủng cạp chun dng.

Âäúi våïi ÂZ cao ạp v siãu cao ạp, ngỉåìi ta thỉåìng dng cạc bo vãû:
− So lãûch dng âiãûn.
− Bo vãû khong cạch.
− So sạnh biãn âäü, so sạnh pha.
− So sạnh hỉåïng cäng sút hồûc dng âiãûn.
Sau âáy chụng ta s âi xẹt củ thãø cạc bo vãû thỉåìng âỉåüc dng âãø bo vãû ÂZ
trong hãû thäúng âiãûn.

B. CẠC LOẢI BO VÃÛ THỈÅÌNG DNG ÂÃØ BO VÃÛ ÂỈÅÌNG DÁY
I. BO VÃÛ QUẠ DNG

I.1. Bo vãû quạ dng cọ thåìi gian (51):
Bo vãû quạ dng cọ thãø lm viãûc theo âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp (âỉåìng 1)
hồûc phủ thüc (âỉåìng 2) hồûc häùn håüp (âỉåìng 3;4). Thåìi gian lm viãûc ca bo vãû
cọ âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp khäng phủ thüc vo trë säú dng ngàõn mảch hay vë trê
ngàõn mảch,û cn âäúi våïi bo vãû cọ âàûc tênh thåìi gian phủ thüc thç thåìi gian tạc âäüng
tè lãû nghëch våïi dng âiãûn chảy qua bo vãû, dng ngàõn mảch cng låïn thç thåìi gian tạc
âäüng cng bẹ.

114


t
I.1.1. Baớo vóỷ quaù doỡng vồùi õỷc
(4)
tuyóỳn thồỡi gian õọỹc lỏỷp:
ặu õióứm cuớa daỷng baớo vóỷ naỡy laỡ
caùch tờnh toaùn vaỡ caỡi õỷt cuớa baớo vóỷ
khaù õồn giaớn vaỡ dóự aùp duỷng. Thồỡi gian
õỷt cuớa caùc baớo vóỷ phaới õổồỹc phọỳi hồỹp

vồùi nhau sao cho coù thóứ cừt ngừn maỷch
(3)
mọỹt caùch nhanh nhỏỳt maỡ vỏựn õaớm baớo
õổồỹc tờnh choỹn loỹc cuớa caùc baớo vóỷ.
(1)
Hióỷn nay thổồỡng duỡng 3 phổồng
(2)
phaùp phọỳi hồỹp giổợa caùc baớo vóỷ quaù
doỡng lióửn kóử laỡ phổồng phaùp theo thồỡi
I
0
IK
gian, theo doỡng õióỷn vaỡ phổồng phaùp
Hỗnh 4.1: ỷc tờnh thồỡi gian cuớa baớo vóỷ quaù doỡng
họựn hồỹp giổợa thồỡi gian vaỡ doỡng õióỷn.
õọỹc lỏỷp (1), phuỷ thuọỹc (2) vaỡ họựn hồỹp (3, 4)
I.1.1.1. Phọỳi hồỹp caùc baớo vóỷ
theo thồỡi gian:
ỏy laỡ phổồng phaùp phọứ bióỳn nhỏỳt thổồỡng õổồỹc õóử cỏỷp trong caùc taỡi lióỷu baớo
vóỷ rồle hióỷn haỡnh. Nguyón từc phọỳi hồỹp naỡy laỡ nguyón từc bỏỷc thang, nghộa laỡ choỹn
thồỡi gian cuớa baớo vóỷ sao cho lồùn hồn mọỹt khoaớng thồỡi gian an toaỡn t so vồùi thồỡi gian
taùc õọỹng lồùn nhỏỳt cuớa cỏỳp baớo vóỷ lióửn kóử trổồùc noù (tờnh tổỡ phờa phuỷ taới vóử nguọửn).

tn = t(n-1)max + t

(4-1)

Trong õoù:
tn: thồỡi gian õỷt cuớa cỏỳp baớo vóỷ thổù n õang xeùt.
t(n-1)max: thồỡi gian taùc õọỹng cổỷc õaỷi cuớa caùc baớo vóỷ cuớa cỏỳp baớo vóỷ õổùng trổồùc

noù (thổù n).
t: bỏỷc choỹn loỹc vóử thồỡi gian õổồỹc xaùc õởnh bồới cọng thổùc:
t = ER.10-2.[t(n-1)max + tn] + tMC(n-1) + tdp
2.10-2.ER.t(n-1)max + tMC (n-1) + tqt + tdp
Vồùi:

(4-2)

ER: sai sọỳ thồỡi gian tổồng õọỳi cuớa chổùc nng quaù doỡng cỏỳp õang xeùt (coù thóứ
gỏy taùc õọỹng sồùm hồn) vaỡ cỏỳp baớo vóỷ trổồùc (keùo daỡi thồỡi gian taùc õọỹng cuớa baớo vóỷ),
õọỳi vồùi rồle sọỳ thổồỡng ER = ( 3 ữ 5)% tuyỡ tổỡng rồle.
tMC (n-1): thồỡi gian cừt cuớa maùy cừt cỏỳp baớo vóỷ trổồùc, thổồỡng coù giaù trở lỏỳy
bũng (0,1 ữ 0,2) sec õọỳi vồùi MC khọng khờ, (0,06 ữ 0,08) sec vồùi MC chỏn khọng vaỡ
(0,04 ữ 0,05) sec vồùi MC khờ SF6.
tqt: thồỡi gian sai sọỳ do quaùn tờnh khióỳn cho rồle vỏựn ồớ traỷng thaùi taùc õọỹng
mỷc duỡ ngừn maỷch õaợ bở cừt, vồùi rồle sọỳ tqt thổồỡng nhoớ hồn 0,05 sec.
tdp: thồỡi gian dổỷ phoỡng.
ọỳi vồùi rồle õióỷn cồ bỏỷc choỹn loỹc vóử thồỡi gian t thổồỡng õổồỹc choỹn bũng 0,5
sec, rồle tộnh khoaớng 0,4 sec coỡn õọỳi vồùi rồle sọỳ t = (0,2 ữ 0,3) sec tuỡy theo loaỷi maùy
cừt õổồỹc sổớ duỷng.
Giaù trở doỡng õióỷn khồới õọỹng cuớa baớo vóỷ IKB trong trổồỡng hồỹp naỡy õổồỹc xaùc
õởnh bồới:

115


I KB =

K at .K mm .I lv max
K tv

(4-3)

Trong õoù:
Kat: hóỷ sọỳ an toaỡn õóứ õaớm baớo cho baớo vóỷ khọng cừt nhỏửm khi coù ngừn
maỷch ngoaỡi do sai sọỳ khi tờnh doỡng ngừn maỷch (kóứ õóỳn õổồỡng cong sai sọỳ 10% cuớa BI
vaỡ 20% do tọứng trồớ nguọửn bở bióỳn õọỹng).
Kmm: hóỷ sọỳ mồớ maùy, coù thóứ lỏỳy Kmm= (1.5 ữ 2,5).
Ktv: hóỷ sọỳ trồớ vóử cuớa chổùc nng baớo vóỷ quaù doỡng, coù thóứ lỏỳy trong khoaớng
(0,85 ữ 0,95). Sồớ dộ phaới sổớ duỷng hóỷ sọỳ Ktv ồớ õỏy xuỏỳt phaùt tổỡ yóu cỏửu õaớm baớo sổỷ laỡm
vióỷc ọứn õởnh cuớa baớo vóỷ khi coù caùc nhióựu loaỷn ngừn (hióỷn tổồỹng tổỷ mồớ maùy cuớa caùc
õọỹng cồ sau khi TL õoùng thaỡnh cọng) trong hóỷ thọỳng maỡ baớo vóỷ khọng õổồỹc taùc
õọỹng.
Giaù trở doỡng khồới õọỹng cuớa baớo vóỷ cỏửn phaới thoaớ maợn õióửu kióỷn:
Ilvmax < IKB < IN min

(4-4)

Vồùi:

Ilv max: doỡng õióỷn cổỷc õaỷi qua õọỳi tổồỹng õổồỹc baớo vóỷ, thổồỡng xaùc õởnh trong
chóỳ õọỹ cổỷc õaỷi cuớa hóỷ thọỳng, thọng thổồỡng:
(4-5)
Ilv max = (1,05 ữ 1,2).Iõm
Trong trổồỡng hồỹp khọng thoaớ maợn õióửu kióỷn (4-4) thỗ phaới sổớ duỷng baớo vóỷ quaù
doỡng coù kióứm tra aùp.
IN min: doỡng ngừn maỷch nhoớ nhỏỳt khi ngừn maỷch trong vuỡng baớo vóỷ.
Khi yóu cỏửu phaới caỡi õỷt giaù trở doỡng khồới õọỹng cho rồle, giaù trở naỡy seợ õổồỹc
tờnh theo cọng thổùc:
I KR =

( 3)
K sõ
.I KB

(4-6)

nI

Trong õoù:
nI: tyớ sọỳ bióỳn õọứi cuớa BI.
K

(3)
sõ

: hóỷ sọỳ sồ õọử, phuỷ thuọỹc vaỡo caùch mừc sồ õọử BI

( 3)
sồ õọử sao hoaỡn toaỡn hoỷc sao khuyóỳt thỗ K sõ

( 3)
K sõ

=

I (R3)

. ọỳi vồùi
I (T3)

(3)
= 1 , coỡn sồ õọử sọỳ 8 thỗ K sõ
= 3.

I.1.1.2. Phọỳi hồỹp caùc baớo vóỷ theo doỡng õióỷn:
Thọng thổồỡng ngừn maỷch caỡng gỏửn nguọửn thỗ doỡng ngừn maỷch caỡng lồùn vaỡ
doỡng ngừn maỷch naỡy seợ giaớm dỏửn khi vở trờ õióứm ngừn maỷch caỡng xa nguọửn. Yóu cỏửu
õỷt ra ồớ õỏy laỡ phaới phọỳi hồỹp caùc baớo vóỷ taùc õọỹng theo doỡng ngừn maỷch sao cho rồle ồớ
gỏửn õióứm ngừn maỷch nhỏỳt seợ taùc õọỹng cừt maùy cừt maỡ thồỡi gian taùc õọỹng giổợa caùc baớo
vóỷ vỏựn choỹn theo õỷc tờnh thồỡi gian õọỹc lỏỷp. Nhổồỹc õióứm cuớa phổồng phaùp naỡy laỡ cỏửn
phaới bióỳt cọng suỏỳt ngừn maỷch cuớa nguọửn vaỡ tọứng trồớ Z giổợa hai õỏửu Z õỷt rồle maỡ
ta cỏửn phaới phọỳi hồỹp õóứ õaớm baớo tờnh choỹn loỹc. ọỹ chờnh xaùc cuớa baớo vóỷ coù thóứ seợ
khọng õaớm baớo õọỳi vồùi caùc Z gỏửn nguọửn coù cọng suỏỳt ngừn maỷch bióỳn õọỹng maỷnh
hoỷc ngừn maỷch qua tọứng trồớ coù giaù trở lồùn. Do nhổợng nhổồỹc õióứm trón maỡ phổồng
phaùp phọỳi hồỹp theo doỡng õióỷn thổồỡng sổớ duỷng õóứ baớo vóỷ caùc Z coù cọng suỏỳt nguọửn
ờt bióỳn õọỹng vaỡ cho mọỹt daỷng ngừn maỷch.

116


Phỉång phạp ny tênh theo dng ngàõn mảch pha v lỉûa chn giạ trë âàût ca bo
vãû sao cho råle åí gáưn âiãøm sỉû cäú nháút s tạc âäüng. Gi sỉí xẹt ngàõn mảch 3 pha N(3)
tải âiãøm N2 trãn hçnh 4.3, giạ trë dng ngàõn mảch tải N2 âỉåüc xạc âënh theo cäng
thỉïc:
c.U ngưn
(4-7)
I N2 =
3(Z ngưn + Z AB )
Trong âọ:
− Ungưn: âiãûn ạp dáy ca ngưn.

− c: hãû säú thay âäøi âiãûn ạp ngưn, cọ thãø láúy c = 1,1.
− Zngưn: täøng tråí ngưn, âỉåüc xạc âënh bàòng:
U 2ngưn
Z ngưn =
S NM

(4-8)

våïi SNM l cäng sút ngàõn mảch ca ngưn.
HT

A 51
Zngưn

ZAB

1
t

B 51
N2

C 51

ZBC

2

N1

5

7

ZCD

D 51

3

4

8

9

PT

t3
t1

∆t

∆t

t2

Vng chãút

l

Hçnh 4.3: Âàûc tuún thåìi gian ca bo vãû quạ dng trong lỉåïi âiãûn hçnh
tia cho trỉåìng håüp phäúi håüp theo dng âiãûn

Chụng ta nháûn tháúy cạc dng ngàõn mảch phêa sau âiãøm N2 (tênh vãư phêa ti) s
cọ giạ trë nh hån IN2(b qua trỉåìng håüp ngàõn mảch qua mäüt täøng tråí låïn) do âọ giạ
trë âàût ca dng âiãûn cho bo vãû âàût tải A cọ thãø chn låïn hån dng IN2. Trong trỉåìng
håüp täøng quạt, giạ trë ca dng âiãûn åí cáúp thỉï n (tênh vãư phêa phủ ti) chn theo
phỉång phạp phäúi håüp dng âiãûn s âỉåüc tênh theo cäng thỉïc:
K at .c.U ngưn
(4-9)
I KÂn =
m
3(Z ngưn max + ∑ Z ( n −1)
n =1

Trong âọ:
−

m

∑ Z ( n −1) : täøng tråí ÂZ tênh tỉì ngưn âãún cáúp bo vãû thỉï (n -1).
n =1

− m: säú cáúp bo vãû ca ton ÂZ.

117


− Kat = (1,1 ÷ 1,3): hãû säú an ton âãø âm bo khäng càõt nháưm khi cọ ngàõn

mảch ngoi do sai säú tênh dng ngàõn mảch (kãø âãún âỉåìng cong sai säú 10% ca BI v
20% do täøng tråí ngưn bë biãún âäüng).
Chụng ta tháúy do cọ hãû säú an ton Kat > 1 nãn bo vãû s täưn tải vng chãút khi
xy ra ngàõn mảch tải cạc thanh gọp. Ỉu âiãøm ca phỉång phạp ny l ngàõn mảch
cng gáưn ngưn thç thåìi gian càõt ngàõn mảch cng nh.
I.1.2. Bo vãû quạ dng cỉûc âải våïi âàûc tuún thåìi gian phủ thüc:
Bo vãû quạ dng cọ âàûc tuún thåìi gian âäüc láûp trong nhiãưu trỉåìng håüp khọ
thỉûc hiãûn âỉåüc kh nàng phäúi håüp våïi cạc bo vãû liãưn kãư m váùn âm bo âỉåüc tênh
tạc âäüng nhanh ca bo vãû. Mäüt trong nhỉỵng phỉång phạp khàõc phủc l ngỉåìi ta sỉí
dủng bo vãû quạ dng våïi âàûc tuún thåìi gian phủ thüc. Hiãûn nay cạc phỉång thỉïc
tênh toạn chènh âënh råle quạ dng säú våïi âàûc tênh thåìi gian phủ thüc do âa dảng vãư
chng loải v tiãu chøn nãn trãn thỉûc tãú váùn chỉa âỉåüc thäúng nháút vãư màût l thuút
âiãưu ny gáy khọ khàn cho viãûc tháøm kãú v kiãøm âënh cạc giạ trë âàût.
HT

A 51
Zngưn

B 51

ZAB

1

N1

5

C

ZBC

51

D 51

ZCD

2

N2

3

4

6

7

8

9

t

PT

BV2
BV1

∆t

t6

BV3

∆t

t5

t7

∆t BV4

t8

t9
l

Hçnh 4.4: Phäúi håüp âàûc tuún thåìi gian ca bo vãû quạ dng trong
lỉåïi âiãûn hçnh tia cho trỉåìng håüp âàûc tuún phủ thüc

Råle quạ dng våïi âàûc tuún thåìi gian phủ thüc âỉåüc sỉí dủng cho cạc ÂZ cọ
dng sỉû cäú biãún thiãn mảnh khi thay âäøi vë trê ngàõn mảch. Trong trỉåìng håüp ny nãúu
sỉí dủng âàûc tuún âäüc láûp thç nhiãưu khi khäng âàm bo cạc âiãưu kiãûn k thût: thåìi
gian càõt sỉû cäú, äøn âënh ca hãû thäúng... Hiãûn nay ngỉåìi ta cọ xu hỉåïng ạp dủng chỉïc
nàng bo vãû quạ dng våïi âàûc tuún thåìi gian phủ thüc nhỉ mäüt bo vãû thäng
thỉåìng thay thãú cho cạc råle cọ âàûc tuún âäüc láûp.
Âäúi våïi cạc råle quạ dng cọ âàûc tuún thåìi gian phủ thüc cọ giåïi hản loải

âiãûn cå ca Liãn Xä (c) khäng cọ cạc âỉåìng âàûc tuún tiãu chøn thäúng nháút, nọ
thay âäøi theo cạc råle. Trong táút c cạc råle quạ dng säú hiãûn nay ca SIEMENS,
ALSTOM, SEL, ABB..., âãưu têch håüp c hai âàûc tuún âäüc láûp v phủ thüc. Giạ trë
âàût dng phủ thüc thåìi gian cọ thãø âỉåüc xạc âënh bàòng mäüt trong ba cạch sau:
− Dỉåïi dảng cạc bng giạ trë säú “dng - thåìi gian”.
− Dỉåïi dảng cạc âäư thë logarit cå säú 10 (lg).
− Dỉåïi dảng cạc cäng thỉïc âải säú.
Hiãûn nay trãn thỉûc tãú täưn tải nhiãưu tiãu chøn âỉåìng cong âàûc tuún thåìi gian
phủ thüc ca bo vãû quạ dng säú nhỉ: tiãu chøn ca U ban k thût âiãûn qúc tãú
(IEC), ca Viãûn k thût âiãûn-âiãûn tỉí M (IEEC), Viãûn tiãu chøn qúc gia Hoa K
(ANSI)..., trong âọ tiãu chøn IEC (IEC255-3) thỉåìng âỉåüc sỉí dủng nháút. Tiãu chøn
IEC255-3 bao gäưm cạc h âàûc tuún cọ âäü däúc khạc nhau: âäü däúc chøn (IEC255-

118


3A), rỏỳt dọỳc (IEC255-3B), cổỷc dọỳc (IEC255-3C). Trong trổồỡng hồỹp chung, cọng thổùc
xaùc õởnh thồỡi gian taùc õọỹng vaỡ trồớ vóử cuớa caùc hoỹ õổồỡng cong nhổ sau:
K
K
; t tv = TD 2 1
(4-10)
t tõ = TD n
m 1
m 1
Trong õoù:
ttõ, ttv: tổồng ổùng laỡ thồỡi gian taùc õọỹng vaỡ thồỡi gian trồớ vóử cuớa baớo vóỷ ổùng
vồùi bọỹi sọỳ doỡng m.
I
Giaù trở m õổồỹc xaùc õởnh bũng cọng thổùc: m = N

I KB
vồùi IN: giaù trở doỡng ngừn maỷch chaỷy qua baớo vóỷ.
IKB: doỡng õióỷn khồới õọỹng cuớa baớo vóỷ õổồỹc xaùc õởnh theo giaù trở doỡng õióỷn taới, coù
thóứ tờnh theo bióứu thổùc:
Pdd
(4-11)
I KB = (1,1 ữ 1,5)
3.U. cos
Trong õoù:
Pdd: laỡ cọng suỏỳt taùc duỷng danh õởnh cuớa taới chaỷy qua õọỳi tổồỹng õổồỹc baớo
vóỷ.
U: õióỷn aùp dỏy danh õởnh cuớa lổồùi õióỷn.
TD: hóỷ sọỳ thồỡi gian (Time Dial) cuớa mọựi õổồỡng cong trong bọỹ õổồỡng cong
tióu chuỏứn vaỡ laỡ giaù trở õỷt khi ta choỹn õổồỡng cong õoù trong bọỹ nhồù cuớa rồle.
K, K1, n: caùc giaù trở phuỷ thuọỹc vaỡo loaỷi õổồỡng cong õỷc tuyóỳn coù õọỹ dọỳc
khaùc nhau. Vờ duỷ tổồng ổùng vồùi caùc tióu chuỏứn ta coù caùc giaù trở sau: IEC255-3A: K =
0,14, K1 = - 1,08, n = 0,02; IEC255-3B: K = 13,5, K1 = - 13,5, n = 1; IEC255-3B: K
= 80, K1 = - 80, n = 2.
Dổồùi õỏy seợ giồùi thióỷu mọỹt sọỳ õổồỡng cong õỷc tuyóỳn theo tióu chuỏứn IEC255:
ổồỡng cong dọỳc chuỏứn SIT (standard inverse time): hỗnh 4.5.
1,08
0,14
; t tv = TD 2
(4-12)
t tõ = TD 0,02
m 1
m
1
ổồỡng cong rỏỳt dọỳc VIT (very inverse time) IEC255-3B: hỗnh 4.6
13,5

13,5
t tõ = TD
; t tv = TD 2
(4-13)
m 1
m 1
ổồỡng cong cổỷc dọỳc EIT
ttõ
(extremely inverse time): hỗnh 4.7
(sec)
80
100
t tõ = TD 2
;
m 1
80
t tõ = TD 2
(4-14)
m 1
10
Cỏửn chuù yù laỡ caùc hóỷ sọỳ thồỡi gian
õỷt TD thổồỡng chố dao õọỹng trong
khoaớng (0,05 ữ 3), trón õọử thở caùc õỷc
TD
1
tuyóỳn õổồỹc cho vồùi giaù trở TD bũng
0,9
(0,1 ữ 1). Ngoaỡi ra tióu chuỏứn IEC255
0,8
1

0,7
coỡn coù caùc hoỹ õỷc tuyóỳn khaùc nhổ hoỹ
0,6
0,5
õổồỡng cong sióu dọỳc UIT, õổồỡng cong
0,4
0,03

119

1

5

0,3
0,2
10 (m) 0,1

Hỗnh 4.5: ổồỡng cong dọỳc chuỏứn
(SIT) theo tióu chuỏứn IEC255-3A


taùc õọỹng nhanh ST (short time)...
nhổng ờt õổồỹc sổớ duỷng.
ttõ
(sec)

ttõ
(sec)

100

100
10
10
1

1

0,1
1

TD
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
10 (m)0,1

0,1

1

Hỗnh 4.6: ổồỡng cong rỏỳt dọỳc (VIT)
theo tióu chuỏứn IEC255-3B

5

TD
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
10 (m)

Hỗnh 4.7: ổồỡng cong cổỷc dọỳc
(EIT) theo tióu chuỏứn IEC255-3C

I.2. Baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh (50):
Chuùng ta nhỏỷn thỏỳy rũng õọỳi vồùi baớo vóỷ quaù doỡng thọng thổồỡng caỡng gỏửn
nguọửn thồỡi gian cừt ngừn maỷch caỡng lồùn, thổỷc tóỳ cho thỏỳy ngừn maỷch gỏửn nguọửn
thổồỡng thỗ mổùc õọỹ nguy hióứm cao hồn vaỡ cỏửn loaỷi trổỡ caỡng nhanh caỡng tọỳt. óứ baớo vóỷ
caùc Z trong trổồỡng hồỹp naỡy ngổồỡi ta duỡng baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh (50), baớo vóỷ
cừt nhanh coù khaớ nng laỡm vióỷc choỹn loỹc trong lổồùi coù cỏỳu hỗnh bỏỳt kỗ vồùi mọỹt nguọửn
(hỗnh 4.8) hay nhióửu nguọửn (hỗnh 4.9) cung cỏỳp. ặu õióứm cuớa noù laỡ coù thóứ caùch ly
nhanh sổỷ cọỳ vồùi cọng suỏỳt ngừn maỷch lồùn ồớ gỏửn nguọửn. Tuy nhión vuỡng baớo vóỷ khọng
bao truỡm õổồỹc hoaỡn toaỡn Z cỏửn baớo vóỷ, õỏy chờnh laỡ nhổồỹc õióứm lồùn nhỏỳt cuớa loaỷi
baớo vóỷ naỡy.
óứ õaớm baớo tờnh choỹn loỹc, giaù trở õỷt cuớa baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh phaới õổồỹc
choỹn sao cho lồùn hồn doỡng ngừn maỷch cổỷc õaỷi (ồớ õỏy laỡ doỡng ngừn maỷch 3 pha trổỷc

tióỳp) õi qua chọự õỷt rồle khi coù ngừn maỷch ồớ ngoaỡi vuỡng baớo vóỷ. Sau õỏy chuùng ta seợ
õi tờnh toaùn giaù trở õỷt cuớa baớo vóỷ cho mọỹt sọỳ maỷng õióỷn thổồỡng gỷp.
I.2.1. Maỷng õióỷn hỗnh tia mọỹt nguọửn cung cỏỳp:
ọỳi vồùi maỷng õióỷn hỗnh tia mọỹt nguọửn cung cỏỳp (hỗnh 4.8), giaù trở doỡng õióỷn
khồới õọỹng cuớa baớo vóỷ õỷt taỷi thanh goùp A õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc:
A
I K
(4-15)
50 = Kat.INngoaỡi max

120


Trong õoù:
Kat: hóỷ sọỳ an toaỡn, tờnh õóỳn aớnh hổồớng cuớa caùc sai sọỳ do tờnh toaùn ngừn
maỷch, do cỏỳu taỷo cuớa rồle, thaỡnh phỏửn khọng chu kỗ trong doỡng ngừn maỷch vaỡ cuớa caùc
bióỳn doỡng. Vồùi rồle õióỷn cồ Kat = (1,2 ữ 1,3), coỡn vồùi rồle sọỳ Kat = 1,15.
INngoaỡi max: doỡng ngừn maỷch 3 pha trổỷc tióỳp lồùn nhỏỳt qua baớo vóỷ khi ngừn
ngoaỡi vuỡng baớo vóỷ. õỏy laỡ doỡng ngừn maỷch 3 pha trổỷc tióỳp taỷi thanh goùp B.
A

HT

B

50
1

N

2
I
I(3)N = f(l)
Iõỷt 50

lCN

Hỗnh 4.8: Baớo vóỷ doỡng õióỷn cừt nhanh Z
mọỹt nguọửn cung cỏỳp

121


I.2.2. ÂZ cọ hai ngưn cung cáúp:
Xẹt ÂZ cọ hai ngưn cung cáúp nhỉ hçnh 4.9, âãø âm bo cho bo vãû 1 (âàût tải
thanh gọp A) v bo vãû 2 (âàût tải thanh gọp B) tạc âäüng âụng thç giạ trë dng âiãûn
A
B
khåíi âäüng ca hai bo vãû ny ( I KÂ
50 , I KÂ 50 ) phi âỉåüc chn theo âiãưu kiãûn:
B
A
A
B
I KÂ
50 = I KÂ 50 = K at .Max{I Nngoi max ; I Nngoi max }

(4-16)

Trong âọ:

− I ANngoi max : giạ trë dng ngàõn mảch låïn nháút khi ngàõn mảch 3 pha trỉûc tiãúp
tải thanh gọp B do ngưn HT1 cung cáúp.
− I BNngoi max : giạ trë dng ngàõn mảch låïn nháút khi ngàõn mảch 3 pha trỉûc tiãúp
tải thanh gọp A do ngưn HT2 cung cáúp.
HT1

A

B
50

50

HT2
N2

N1

I(3)NA = f(l)
IAKÂ

I

B
Nngoi max

I(3)NB = f(l)

I ANngoi max

lCNA

lCNB

Hçnh 4.9: Bo vãû dng âiãûn càõt nhanh ÂZ cọ hai ngưn cung cáúp

Nhỉåüc âiãøm ca cạch chn dng âiãûn âàût trong trỉåìng håüp ny l khi cọ sỉû
chãnh lãûch cäng sút khạ låïn giỉỵa hai ngưn A v B thç vng tạc âäüng ca bo vãû âàût
åí ngưn cọ cäng sút bẹ hån s bë thu hẻp lải ráút bẹ tháûm chê cọ thãø tiãún tåïi 0. Âãø
khàõc phủc ngỉåìi ta cọ thãø sỉí dủng råle dng càõt nhanh cọ hỉåïng âàût åí phêa ngưn cọ
cäng sút bẹ hån (hçnh 4.10). Khi âọ chụng ta cọ thãø chn giạ trë dng âiãûn âàût ca
bo vãû quạ dng càõt nhanh nhỉ sau:
A
A
I KÂ
50 = K at .I Nngoi max

(4-17)

I BKÂ50 = K at .I BNngoi max

(4-18)

Tỉì hçnh 4.10 chụng ta tháúy chiãưu di vng càõt nhanh ca bo vãû âàût tải thanh
gọp B â âỉåüc måí räüng ra ráút nhiãưu. Bo vãû càõt nhanh l bo vãû cọ tênh chn lc
tuût âäúi nghéa l nọ chè tạc âäüng khi xy ra ngàõn mảch trong vng m nọ bo vãû nãn
khi tênh toạn giạ trë dng âiãûn khåíi âäüng, trong biãøu thỉïc khäng cọ màût ca hãû säú tråí
vãư Ktv.
Vãư l thuút, thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû quạ dng càõt nhanh cọ thãø bàòng 0
sec. Tuy nhiãn trãn thỉûc tãú âãø ngàn chàûn bo vãû cọ thãø lm viãûc sai khi cọ sẹt âạnh

vo ÂZ gáy ngàõn mảch tảm thåìi do van chäúng sẹt hoảt âäüng hồûc khi âng MBA
khäng ti (dng tỉì hoạ khäng ti ca MBA cọ thãø vỉåüt quạ trë säú âàût ca bo vãû càõt
nhanh) hồûc trong cạc chãú âäü nhiãùu loản thnh pháưn sọng hi khạc våïi sọng hi cọ
122


tỏửn sọỳ 50Hz lồùn, thọng thổồỡng ngổồỡi ta cho baớo vóỷ laỡm vióỷc vồùi thồỡi gian tróự khoaớng
(0,05 ữ 0,08) sec õọỳi vồùi rồle cồ vaỡ (0,03 ữ 0,05) sec vồùi rồle sọỳ.
B

A
HT1

50

50

N1

HT2
N2

A
I õỷ
t 50
B
(3)
I õỷ
t 50 I NB = f(l)

I

I ANngoaỡi max

B
Nngoaỡi max

lCNA

l
lCNB

Hỗnh 4.10: Baớo vóỷ doỡng õióỷn cừt nhanh coù hổồùng Z coù hai
nguọửn cung cỏỳp

Do vuỡng taùc õọỹng cuớa baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh khọng bao truỡm õổồỹc hoaỡn
toaỡn Z cỏửn baớo vóỷ nón noù khọng thóứ laỡm baớo vóỷ chờnh hoỷc baớo vóỷ duy nhỏỳt. Trong
mọỹt sọỳ trổồỡng hồỹp, vờ duỷ trong maỷng hỗnh tia cung cỏỳp cho mọỹt MBA (hỗnh 4.11a)
laỡm vióỷc hồỹp bọỹ (Z-MBA), coù thóứ duỡng baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh õóứ baớo vóỷ toaỡn
bọỹ chióửu daỡi Z nóỳu ta cho noù taùc õọỹng khi coù sổỷ cọỳ bón trong MBA. Doỡng õióỷn õỷt
cuớa baớo vóỷ õổồỹc choỹn theo doỡng ngừn maỷch ba pha cổỷc õaỷi khi ngừn maỷch sau MBA
(hỗnh 4.11a). ọỳi vồùi rồle quaù doỡng cừt nhanh sọỳ coù tờch hồỹp caớ chổùc nng cuớa baớo vóỷ
quaù doỡng thọng thổồỡng (khi õoù ngổồỡi ta goỹi chổùc nng cừt nhanh laỡ ngổồợng cao coỡn
chổùc nng quaù doỡng thọng thổồỡng laỡ ngổồợng thỏỳp) nón coù thóứ phọỳi hồỹp hai chổùc nng
naỡy õóứ baớo vóỷ cho Z nhổ hỗnh 4.11b.

HT

MBA

HT

N

N
INM

INM
t
Iõỷt
tCN

Iõỷt
INngoaỡi max
l

l

Hỗnh 4.11: Baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh cho sồ õọử hồỹp bọỹ Z-MBA (a)
vaỡ kóỳt hồỹp vồùi chổùc nng baớo vóỷ quaù doỡng thọng thổồỡng theo thồỡi gian
phuỷ thuọỹc (b) trong rồle sọỳ

123


Trón thổỷc tóỳ baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh coù thóứ kóỳt hồỹp vồùi caùc thióỳt bở tổỷ õọỹng
õoùng lỷp laỷi TL õóứ vổỡa coù thóứ cừt nhanh sổỷ cọỳ vổỡa tng khaớ nng tổỷ õọỹng hoaù trong
hóỷ thọỳng õióỷn, õaớm baớo yóu cỏửu cung cỏỳp õióỷn.
Mọỹt nhổồỹc õióứm cồ baớn khaùc cuớa baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh laỡ noù khọng aùp
duỷng õổồỹc nóỳu doỡng sổỷ cọỳ qua baớo vóỷ khi coù ngừn maỷch ồớ õỏửu Z phờa nguọửn (vờ duỷ

nguọửn HT1 trón hỗnh 4.9 trong chóỳ õọỹ cổỷc tióứu nhoớ hồn doỡng sổỷ cọỳ khi ngừn maỷch ồớ
cuọỳi Z trong chóỳ õọỹ cổỷc õaỷi, nghộa laỡ: I N min < I N max . Khi õoù ta coù:
1

I N 1 max
I N 2 max



I N 1 min
I N 2 min

<

2

I N 2 max
I N 2 min

(4-19)

ióửu naỡy coù nghộa laỡ baớo vóỷ khọng aùp duỷng õổồỹc nóỳu tyớ sọỳ doỡng ngừn maỷch
khi coù sổỷ cọỳ ồớ hai õỏửu Z trong chóỳ õọỹ cổỷc õaỷi nhoớ hồn tyớ sọỳ doỡng ồớ õỏửu xa nguọửn
trong chóỳ õọỹ cổỷc õaỷi (ổùng vồùi Znguọửn max) vaỡ chóỳ õọỹ cổỷc tióứu, tổùc laỡ:
Nhổ vỏỷy, khi nguọửn õióỷn hóỷ thọỳng bióỳn õọỹng maỷnh hay coù dao õọỹng õióỷn lồùn
trong hóỷ thọỳng do ngừn maỷch ngoaỡi, baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh hoỷc seợ khọng thóứ taùc
õọỹng hoỷc seợ taùc õọỹng khọng choỹn loỹc tuyỡ theo giaù trở caỡi õỷt cuớa noù trong chóỳ õọỹ laỡm
vióỷc naỡo. Trong trổồỡng hồỹp Z quaù ngừn, nóỳu giaù trở doỡng õióỷn khồới õọỹng IK 50 theo
cọng thổùc (4-15) lồùn hồn doỡng ngừn maỷch cổỷc õaỷi trong Z, tổùc laỡ:
I N1 max I K = K at .I Nngoaỡi max

(4-20)

vồùi I N1 max laỡ doỡng ngừn maỷch cổỷc õaỷi taỷi N1 do nguọửn HT1 cung cỏỳp khi coù ngừn
maỷch ba pha trón thanh goùp A.
Khi õoù chổùc nng quaù doỡng cừt nhanh seợ khọng baớo vóỷ õổồỹc Z. Nhổ vỏỷy khi
sổớ duỷng cỏỳp cừt nhanh cỏửn kióứm tra õióửu kióỷn (4-19), nóỳu khọng thoaớ maợn õióửu kióỷn
trón thỗ chố nón õỷt cỏỳp quaù doỡng ngổồợng thỏỳp (quaù doỡng thọng thổồỡng) vồùi õỷc tờnh
thồỡi gian phuỷ thuọỹc. Vióỷc aùp duỷng caùc cọng thổùc trón coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo Z õổồỹc
cung cỏỳp tổỡ mọỹt hay hai nguọửn vaỡ baớo vóỷ thuọỹc loaỷi coù hổồùng hay vọ hổồùng. Nóỳu
giổợa hai nguọửn cung cỏỳp (hỗnh 4.9) ngoaỡi Z lión laỷc chờnh coỡn coù Z lión laỷc phuỷ
khaùc (maỷch voỡng) thỗ sau khi baớo vóỷ mọỹt õỏửu õaợ taùc õọỹng cừt maùy cừt, doỡng ngừn
maỷch qua baớo vóỷ ồớ õỏửu coỡn laỷi coù thóứ tng lón vaỡ baớo vóỷ seợ taùc õọỹng, nghộa laỡ vuỡng
taùc õọỹng cuớa baớo vóỷ cừt nhanh ồớ õỏửu naỡy coù thóứ õổồỹc mồớ rọỹng ra (hióỷn tổồỹng khồới
õọỹng khọng õọửng thồỡi).
I.3. Baớo vóỷ quaù doỡng coù kióứm tra aùp:
Trong nhióửu trổồỡng hồỹp baớo vóỷ quaù HT
BI
52
doỡng coù thồỡi gian coù thóứ khọng õuớ õọỹ nhaỷy
vỗ doỡng laỡm vióỷc cổỷc õaỷi chaỷy qua phỏửn tổớ
51
õổồỹc baớo vóỷ coù trở sọỳ quaù lồùn, chúng haỷn
TG
2
khi taùch maỷch voỡng cuớa lổồùi õióỷn, cừt mọỹt
&
BU
sọỳ Z hoỷc MBA laỡm vióỷc song song, khi
27

xaớy ra quaù taới... Trong mọỹt sọỳ lổồùi õióỷn coù
nguọửn cọng suỏỳt ngừn maỷch yóỳu, nóỳu xaùc
Hỗnh 4.12: Baớo vóỷ quaù doỡng coù kióứm tra aùp
õởnh giaù trở doỡng õióỷn khồới õọỹng cho baớo
vóỷ theo cọng thổùc:
K .K .I
I KB = at mm lv max
(4-21)
K tv

124


nhiãưu khi khäng thãø âm bo âiãưu kiãûn vãư âäü nhảy. Khi âọ âãø náng cao âäü nhảy ca
bo vãû quạ dng cọ thåìi gian âäưng thåìi âm bo cho bo vãû cọ thãø phán biãût âỉåüc
ngàõn mảch v quạ ti ngỉåìi ta thãm vo bo vãû bäü pháûn khoạ âiãûn ạp tháúp (hçnh
4.12).
Bäü pháûn khoạ âiãûn ạp sỉí dủng råle âiãûn ạp gim 27 s phäúi håüp våïi bäü pháûn
quạ dng 51 theo lägic “V”. Khi cọ ngàõn mảch, dng âiãûn chảy qua chäù âàût bo vãû
tàng cao âäưng thåìi âiãûn ạp tải thanh gọp bë gim tháúp lm cho âáưu ra ca bäü täøng håüp
“V” cọ tên hiãûu, bo vãû s tạc âäüng. Cn khi quạ ti, dng âiãûn chảy qua âäúi tỉåüng
âỉåüc bo vãû cọ thãø giạ trë tạc âäüng ca råle tuy nhiãn giạ trë âiãûn ạp tải thanh gọp âàût
bo vãû gim khäng låïn do âọ råle âiãûn ạp gim 27 khäng tạc âäüng, bo vãû s khäng
tạc âäüng. Nhỉ váûy khi dng bo vãû quạ dng cọ kiãøm tra ạp, dng âiãûn khåíi âäüng
cho bo vãû âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc:
K .I
I KÂB = at lv max
(4-22)
K tv
r rng khi âọ âäü nhảy ca bo vãû â tàng lãn do trong biãøu thỉïc IKÂB khäng cn hãû

säú Kmm
Âiãûn ạp khåíi âäüng ca bäü khoạ âiãûn ạp tháúp UKÂR< chn theo âiãưu kiãûn:
U N max
U
< U KÂRU < < lv min
(4-23)
nU
nU
Trong âọ:
− Ulvmin: âiãûn ạp lm viãûc täúi thiãøu cho phẹp tải chäù âàût bo vãû.
− UNmax: âiãûn ạp dỉ låïn nháút tải chäù âàût bo vãû khi cọ ngàõn mảch åí cúi vng
bo vãû ca bo vãû quạ dng.
− nU: t säú biãún âäøi ca mạy biãún âiãûn ạp BU.
Thåìi gian lm viãûc ca bo vãû quạ dng cọ kiãøm tra ạp chn nhỉ âäúi våïi bo
vãû quạ dng thäng thỉåìng.
I.4. Bo vãû quạ dng cọ hỉåïng 67:
Âäúi våïi mäüt säú cáúu hçnh lỉåïi âiãûn nhỉ mảng vng, mảnh hçnh tia cọ nhiãưu
ngưn cung cáúp..., bo vãû quạ dng âiãûn våïi thåìi gian lm viãûc chn theo ngun tàõc
báûc thang khäng âm bo âỉåüc tênh chn lc hồûc thåìi gian tạc âäüng ca cạc bo vãû
gáưn ngưn quạ låïn khäng cho phẹp. Âãø khàõc phủc ngỉåìi ta dng bo vãû quạ dng cọ
hỉåïng. Thỉûc cháút âáy cng l mäüt bo vãû quạ dng thäng thỉåìng nhỉng cọ thãm bäü
pháûn âënh hỉåïng cäng sút âãø phạt hiãûn chiãưu cäng sút qua âäúi tỉåüng âỉåüc bo vãû.
Bo vãû s tạc âäüng khi dng âiãûn qua bo vãû låïn hån dng âiãûn khåíi âäüng IKÂ v
hỉåïng cäng sút ngàõn mảch âi tỉì thanh gọp vo âỉåìng dáy. Så âäư ngun l ca bo
vãû quạ dng cọ hỉåïng âỉåüc trçnh by trãn hçnh 4.13a.
Ngy nay háưu hãút cạc råle quạ dng cọ hỉåïng säú âỉåüc têch håüp thãm nhiãưu
chỉïc nàng nhỉ: chỉïc nàng càõt nhanh, quạ dng våïi âàûc tuún thåìi gian âäüc láûp v phủ
thüc, nhåì âọ mäüt säú råle quạ dng cọ hỉåïng cọ c tênh chn lc tuût âäúi v tỉång
âäúi, nghéa l cọ thãø vỉìa âm bo chỉïc nàng càõt nhanh vỉìa âọng vai tr nhỉ mäüt bo
vãû dỉû trỉỵ. Mäüt trong nhỉỵng råle vỉìa nãu trãn l råle quạ dng cọ hỉåïng ba cáúp tạc

âäüng. Âãø hiãøu r hån vãư loải råle ny chụng ta s âi phán têch chn thåìi gian lm viãûc
v dng âiãûn khåíi âäüng ca bo vãû quạ dng cọ hỉåïng ba cáúp tạc âäüng cho mäüt säú
mảng âiãûn âiãøn hçnh trong hãû thäúng âiãûn.
I.4.1. Mảng âiãûn hçnh tia cọ hai ngưn cung cáúp:
Chụng ta s xẹt tỉìng cáúp tạc âäüng cho så âäư mảng âiãûn hçnh 4.13.
125


I.4.1.1. Bo vãû quạ dng cọ hỉåïng cáúp I:
Bo vãû dng âiãûn cọ hỉåïng cáúp I lm viãûc nhỉ mäüt bo vãû quạ dng càõt nhanh
cọ hỉåïng, do âọ dng âiãûn khåíi âäüng IKÂ 67 ca bo vãû råle cho cáúp ny âỉåüc xạc
âënh theo cäng thỉïc:
(4- 24)
IKÂ 67 = Kat.INngoi max
Vç bo vãû cáúp I cọ tênh chn lc tuût âäúi nãn thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû
(tIâàût) cọ thãø chn 0 sec. Tuy nhiãn âãø trạnh trỉåìng håüp bo vãû cọ thãø tạc âäüng nháưm
khi cọ sẹt âạnh vo ÂZ gáy ngàõn mảch tảm thåìi hồûc ngàõn mảch ngoi vng bo vãû
cọ xung dng låïn ngỉåìi ta cho bo vãû tạc âäüng cọ thåìi gian trãù khong (0,01 ÷ 0,05)
sec.
I.4.1.2. Bo vãû quạ dng cọ hỉåïng cáúp II:
Vng bo vãû cáúp II âọng vai tr dỉû trỉỵ cho bo vãû cáúp I. Dng âiãûn âàût ca
råle IIIâàût âỉåüc chn theo sỉû phäúi håüp våïi dng khåíi âäüng cáúp I ca bo vãû kãú tiãúp
(liãưn kãư) thäng qua hãû säú phán dng Kpd.
HT1 A 1

B
2 3
8

7

C
4 5
9

6
10

D HT2
11

t1
∆t

t3
∆t

t10

t5

t8
t7
∆t

∆t t
11

t9
t8

t7
t2

t9

t11
t10

∆t

t4
∆t

t6

Hçnh 4.13: Phäúi håüp thåìi gian cạc bo vãû quạ dng cọ hỉåïng theo âàûc
tuún thåìi gian âäüc láûp cho trỉåìng håüp ÂZ cọ hai ngưn cung cáúp.

Xẹt bo vãû 1 âàût tải thanh gọp A. Dng âiãûn khåíi âäüng cáúp II ca bo vãû tải
thanh gọp A âỉåüc chn phủ thüc vo sỉû phán bäú dng âiãûn tải thanh gọp B.
Trỉåìng håüp tải thanh gọp B cọ r nhạnh, dng âiãûn khåíi âäüng cáúp II ca bo
vãû 1 xạc âënh theo cäng thỉïc:
I IIKÂ 67 = K at .K pd .I NT

(4-25)

Trong âọ:
− Kpd: hãû säú phán dng.
− INT: dng ngàõn mảch khi ngàõn mảch sau MBA tải nhạnh r thanh gọp B.

Trỉåìng håüp tải thanh gọp B cọ ngưn cäng sút näúi vo, dng âiãûn khåíi âäüng
lục âọ âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc:
I
I IIKÂ 67 = K at .K pdF .I KÂ
( 3)

126

(4-26)


I
våïi I âàû
t ( 3) : dng âiãûn âàût cáúp I ca bo vãû 3 tải thanh gọp B; KpdF: hãû säú phán dng do
ngưn mạy phạt näúi vo thanh gọp B cung cáúp.

Thåìi gian tạc âäüng cáúp II âỉåüc chn theo âiãưu kiãûn:
II
I
t âàû
tBVi = t âàûtBVi + ∆t

(4-27)

Thäng thỉåìng thåìi gian âàût cáúp II bo vãû âỉåüc chn trong khong (0,3 ÷ 0,5)
sec.
I.4.1.3. Bo vãû quạ dng cọ hỉåïng cáúp III:
Thỉûc cháút åí vng ny bo vãû lm viãûc nhỉ mäüt bo vãû quạ dng cỉûc âải cọ
hỉåïng dỉû trỉỵ cho cáúp I v cáúp II. Dng âiãûn khåíi âäüng cáúp bo vãû ny âỉåüc chn
theo cäng thỉïc:

K at .K mm .I lv max
I III
(4-28)
KÂ 67 =
K tv
Våïi mảng âiãûn hçnh 4.13. Âãø chn thåìi gian lm viãûc ca vng bo vãû cáúp III,
theo hỉåïng tạc âäüng chụng ta chia ra lm hai nhọm:
− Nhọm 1: gäưm cạc bo vãû cọ hỉåïng tạc âäüng tỉì trại sang phi: 1, 3, 5.
− Nhọm 2: gäưm cạc bo vãû cọ hỉåïng tạc âäüng tỉì phi sang trại: 2, 4, 6.Thåìi
gian lm viãûc ca mäùi nhọm âỉåüc chn theo ngun tàõc báûc thang giäúng nhỉ våïi mäüt
bo vãû quạ dng thäng thỉåìng, nghéa l thåìi gian lm viãûc ca bo vãû thỉï n âỉåüc xạc
âënh theo cäng thỉïc (4-1).
t âàûIIIt = t ( n −1) max + ∆t

(4-29)

Trong âọ:
III
− t âàû
tn : thåìi gian âàût ca bo vãû thỉï n âang xẹt.
− t(n-1) max: thåìi gian lm viãûc låïn nháút ca cạc bo vãû liãưn kãư trỉåïcbo vãû âang
xẹt.
− ∆t: báûc chn lc vãư thåìi gian, våïi råle säú ∆t = (0,2 ÷ 0,3) sec.
Âäúi våïi råle säú thỉåìng têch håüp c hai chỉïc nàng ca quạ dng cọ thåìi gian
âäüc láûp v phủ thüc nãn tu vo tỉìng trỉåìng håüp v tỉìng chãú âäü váûn hnh m chụng
ta sỉí dủng mäüt trong hai hồûc kãút håüp c hai âàûc tuún trãn cho håüp l. Trãn hçnh
4.13 trçnh by phỉång ạn phäúi håüp thåìi gian tạc âäüng cáúp III cho cạc bo vãû theo âàûc
tuún thåìi gian âäüc láûp.
I.4.2. Mảng âiãûn vng cọ mäüt ngưn cung cáúp:
Âäúi våïi mảng âiãûn vng mäüt ngưn cung cáúp (hçnh 4.14) chụng ta chn thåìi

gian cho bo vãû nhỉ våïi mảng hçnh tia hai ngưn cung cáúp, nhỉng åí âáy thåìi gian tạc
âäüng ca bo vãû 2 v 5 (t2, t5) khäng cáưn phi phäúi håüp thåìi gian våïi báút kç bo vãû
khạc vç khi ngàõn mảch åí nhạnh ngưn (nhạnh 7) thç khäng cọ dng ngàõn mảch chảy
trong mảch vng.
Dng âiãûn khåíi âäüng ca bo vãû trong trỉåìng håüp ny phi phäúi håüp våïi nhau
giỉỵa cạc bo vãû cng hỉåïng âãø trạnh trỉåìng håüp bo vãû cọ thãø tạc âäüng nháưm. Vê dủ
våïi mảng âiãûn hçnh 4.14, dng âiãûn khåíi âäüng ca cạc bo vãû phi tho mn âiãưu
kiãûn:
Iâàût 1 > Iâàût 3 > Iâàût 5
(4-30)
Iâàût 6 > Iâàût 4 > Iâàût 2

127


Khi ngàõn mảch xy ra gáưn
thanh gọp ngưn thç cọ thãø xy ra
8
9
hiãûn tỉåüng khåíi âäüng khäng âäưng
2
3
thåìi, hiãûn tỉåüng ny s lm cho thåìi
gian càõt sỉû cäú tàng lãn. Vç bo vãû sỉí
dủng bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút
1
N1
HT
nãn täưn tải “vng chãút” m khi ngàõn
7

N2
mảch tải âọ giạ trë âiãûn ạp âỉa vo
bo vãû tháúp hån ngỉåỵng âiãûn khåíi
6
âäüng täúi thiãøu v khi âọ bo vãû s
khäng thãø tạc âäüng. Khi tênh toạn
dng âiãûn khåíi âäüng cho bo vãû
5
4
trong mảng vng phi chụ âãún cạc
11
10
trỉåìng håüp khi cọ báút kç mäüt mạy
càõt no måí, mảng s tråí thnh så âäư
Hçnh 4.14: Bo vãû quạ dng cọ hỉåïng cho
hçnh tia mäüt ngưn cung cáúp, lục âọ
mảng âiãûn vng mäüt ngưn cung cáúp
sỉû phán bäú cäng sút trong mảng s
khạc v bo vãû cọ thãø tạc âäüng
nháưm.
I.4.3. Âỉåìng dáy song song:
51
67
Khi cạc bo vãû âỉåüc trang bë
B
A
bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút våïi
1
2
HT

N1
chiãưu tạc âäüng ỉïng våïi lưng cäng
5
sút âi tỉì thanh gọp vo ÂZ thç
PT
khäng cáưn phäúi håüp thåìi gian tạc
4
3
âäüng giỉỵa bo vãû 2 v 4 våïi bo vãû 5
N2
(hçnh 4.15), vç khi ngàõn mảch trãn
51
67
ÂZ D3 (âiãøm N3) cạc bo vãû 2 v 4
t1 = t3
khäng lm viãûc. Trong trỉåìng håüp
∆t t5
ny bo vãû 1 v 3 s phäúi håüp thåìi
t2 = t4
gian trỉûc tiãúp våïi bo vãû 5:
l
(4-31)
t1 = t3 = t5 + ∆t
Hçnh
4.15:
o vãû2 quạ
ng icọgian
hỉåïtạ
ngccho
kẹap

Chè cáưn âàût bäü âënh hỉåïng cäng sú
t cho
bB
o vãû
v 4,dthåì
âäünÂZ
g c
v
phäú
i
håü
p
thåì
i
gian
cho
cạ
c
b
o
vãû
bo vãû 2 v 4 cọ thãø chn nh tu (nhỉng u cáưu t2, t4 phi nh hån t1 v t3).
Dng âiãûn khåíi âäüng ca cạc bo vãû âỉåüc chn phi âàm bo sao cho khi càõt
mäüt ÂZ thç dng âiãûn lm viãûc låïn nháút qua cạc bo vãû ca ÂZ cn lải khäng lm
bo vãû tạc âäüng, nghéa l:
IKÂ > Ilv max
hay

IKÂ = Kat.Ilv max

(4-32)

Trong âọ:
− Ilvmax: dng âiãûn lm viãûc låïn nháút qua bo vãû khi chè váûn hnh mäüt nhạnh
ÂZ song song.
− Kat: hãû säú an ton, Kat = 1,2 ÷ 1,3.
I.5. Bo vãû quạ dng chảm âáút (50/51N):
Âäü låïn ca dng chảm âáút phủ thüc vo chãú âäü lm viãûc ca âiãøm trung tênh
hãû thäúng âiãûn. Trong lỉåïi âiãûn cọ trung tênh cạch âiãûn våïi âáút, dng chản âáút thỉåìng
khäng vỉåüt quạ vi chủc ampe (thỉåìng ≤ 30 A). Cn trong lỉåïi cọ âiãøm trung tênh
128


näúi âáút qua cün dáûp häư quang (cün Peterson), dng chảm âáút âỉåüc gim âi ráút
nhiãưu. Sỉû nguy hiãøm ca tçnh trảng chảm âáút ca lỉåïi cọ trung tênh cạch âáút hồûc näúi
âáút qua cün dáûp häư quang l âiãûn ạp åí hai pha cn lải khäng chảm âáút tàng lãn bàòng
âiãûn ạp dáy v cọ thãø chuøn thnh sỉû cäú ngàõn mảch nhiãưu pha tải nhỉỵng chäù cọ váún
âãư vãư cạch âiãûn trãn ÂZ. Tuy nhiãn åí lỉåïi ny khi xy ra chảm âáút ngỉåìi ta váùn cho
phẹp váûn hnh nhỉng bo vãû phi bạo tên hiãûu âãø nhán viãn váûn hnh tçm biãûn phạp
khàõc phủc. Vç dng chảm âáút ca mảng cọ trung tênh cạch âáút hồûc näúi âáút qua cün
dáûp häư quang cọ giạ trë khạ nh nãn âi hi bo vãû dng thỉï tỉû khäng phi cọ âäü
nhảy khạ cao.
Trong hãû thäúng cọ trung tênh trỉûc tiãúp näúi âáút, khi xy ra chảm âáút mäüt pha
cng chênh l ngàõn mảch mäüt pha, dng thỉï tỉû khäng (TTK) pháưn låïn âãún tỉì âiãøm
trung tênh ca hai trảm åí hai âáưu ÂZ, cn tỉì cạc trảm khạc thç khạ bẹ. Âiãưu ny cho
phẹp âm bo sỉû phäúi håüp täút theo dng ca bo vãû TTK. Cạc bo vãû trong trỉåìng
håüp ny thỉåìng âỉåüc phäúi håüp theo ngun tàõc phán cáúp nhỉ âäúi våïi bo vãû quạ dng
pha.
Trong råle säú täưn tải ba dảng så âäư sỉí dủng biãún dng âäúi våïi bo vãû quạ dng
chäúng sỉû cäú chảm âáút. Âọ l cạc biãún dng pha màõc theo så âäư täøng ba pha, biãún

dng TTK cho bo vãû chäúng dng chảm âáút låïn v biãún dng TTK cọ âäü nhảy cao.
Så âäư thỉï nháút thỉåìng dng cho lỉåïi cọ trung tênh näúi âáút trỉûc tiãúp hay qua
täøng tråí tháúp, khi dng chảm âáút qua cạc pha cọ giạ trë låïn nãn gi l bo vãû dng
TTK cho lỉåïi cọ dng cháûm âáút låïn. Khi âọ råle thỉåìng âỉåüc näúi våïi täøng cạc dng
pha tỉì ba biãún dng riãng biãût nãn cọ âäü chênh xạc tháúp.
Bo vãû dng biãún dng TTK thỉåìng âỉåüc sỉí dủng cho mi trỉåìng håüp cọ sỉû
cäú chảm âáút, âàûc biãût sỉí dủng trong cạc lỉåïi cọ dng chảm âáút bẹ (lỉåïi cọ trung tênh
cạch âáút hồûc näúi âáút qua cün dáûp häư quang).
Biãún dng TTK âäü nhảy cao phạt hiãûn dng chảm âáút thỉåìng cọ giạ trë danh
âënh nh hån nhiãưu so våïi biãún dng TTK cho bo vãû cọ dng chảm âáút låïn v âỉåüc
näúi våïi råle säú theo cạc âáưu vo riãng biãût.
Trong råle säú ngoi cạc biãún dng ngỉåìi ta cọ thãø sỉí dủng thãm cạc biãún âiãûn
ạp våïi cạc så âäư khạc nhau. Så âäư biãún âiãûn ạp kiãøu Y0-Y0 thỉåìng âãø xạc âënh chiãưu
cäng sút ca dng ngàõn mảch dng trong bo vãû cọ hỉåïng. Cn så âäư tam giạc håí l
âãø xạc âënh âiãûn ạp TTK, nọ thỉåìng lm viãûc kãút håüp våïi chỉïc nàng quạ dng chảm
âáút âäü nhảy cao trong lỉåïi cọ trung tênh cạch âáút hồûc näúi âáút qua mäüt täøng tråí.
Dng TTK (I0) chè cọ thãø chảy tỉì âiãøm trung tênh näúi âáút ca MBA phêa
ngưn tåïi âiãøm cọ sỉû cäú chảm âáút. Giạ trë ca dng chảm âáút cọ thãø xạc âënh theo
biãøu thỉïc:
E
I0 =
(4-33)
Z 0 + Z1 + Z 2
våïi: Z0, Z1, Z2: tỉång ỉïng l täøng tråí TTK, thỉï tỉû thûn (TTT) v thỉï tỉû nghëch (TTN)
nhçn tỉì âiãøm sỉû cäú.
Vç dng TTK khäng thãø âi qua cün tam giạc ca MBA nãn viãûc phäúi håüp
giỉỵa cạc bo vãû theo dng TTK s âån gin hån ráút nhiãưu so våïi quạ dng pha. Nãúu
chn dng âiãûn khåíi âäüng khäng chênh xạc thç bo vãû quạ dng TTK cọ thãø tạc âäüng
nháưm nãúu sỉí dủng så âäư màõc song song cạc biãún dng pha do sỉû khäng âäưng nháút
ca chụng, nọ cng cọ thãø càõt nháưm nãúu mảch biãún dng bë âỉït.

ÅÍ Viãût Nam, trỉåïc âáy lỉåïi cọ trung tênh cạch âáút thỉåìng l lỉåïi phán phäúi
trung ạp nh hån 35 kV nhỉng våïi viãûc âỉa lỉåïi 22 kV cọ trung tênh näúi âáút trỉûc tiãúp

129


vo váûn hnh s lm cho cạc loải bo vãû chäúng chảm âáút åí lỉåïi ny s âa dảng hån.
Tuy nhiãn trong cạc råle säú hiãûn nay cạc chỉïc nàng bo vãû ny â âỉåüc têch håüp sàơn
nãn khäng gáy khọ khàn cho viãûc sỉí dủng.
Trong cạc så âäư bo vãû ÂZ cao ạp tỉì 110 kV tråí lãn dng råle âiãûn cå v råle
ténh ca Liãn Xä c, ngỉåìi ta hay sỉí dủng bo vãû quạ dng TTK bäún cáúp våïi âàûc
tuún thåìi gian âäüc láûp nhỉ mäüt bo vãû chênh.
Trong âọ:
− Cáúp I l cáúp ngỉåỵng cao càõt nhanh, âỉåüc xạc âënh theo âiãưu kiãûn chảm âáút
åí cúi ÂZ hay chãú âäü khäng ton pha ca mạy càõt ÂZ âang bo vãû.
− Cáúp II v III l cáúp ngỉåỵng cao cọ thåìi gian, xạc âënh theo âiãưu kiãûn phäúi
håüp våïi cáúp mäüt ca ÂZ lán cáûn, theo dng chảm âáút sau MBA hồûc theo chãú âäü
khäng ton pha ca mạy càõt ÂZ lán cáûn cng nhỉ cạc âiãưu kiãûn báút thỉåìng khạc nhỉ
dao âäüng âiãûn, sỉû khäng âäưng bäü...
− Cáúp IV l cáúp ngỉåỵng tháúp cọ thåìi gian xạc âënh theo âiãưu kiãûn dng khäng
cán bàòng trong dáy trung tênh BI khi cọ ngàõn mảch ba pha sau MBA hay åí cáúp âiãûn
ạp tháúp MBA tỉû ngáùu.
Viãûc sỉí dủng nhiãưu cáúp bo vãû TTK theo trỉåìng phại Liãn Xä c nhỉ trãn xút
phạt tỉì mäüt thỉûc tãú l trong så âäư bo vãû khäng cọ kiãøu âàûc tuún phủ thüc våïi thåìi
gian tạc âäüng khạc nhau cho cạc dng chảm âáút khạc nhau. Do váûy, kiãøu bäún cáúp s
cho âàûc tuún dảng báûc thang cọ cháút lỉåüng bo vãû täút hån so våïi loải hai cáúp âàûc
tuún âäüc láûp, nhỉng váùn khäng âảt âỉåüc cháút lỉåüng nhỉ ca loải bo vãû quạ dng
TTK våïi âàûc tuún phủ thüc. Màût khạc, do trong cạc bo vãû ÂZ åí råle säú thỉåìng cọ
km theo chỉïc nàng phạt hiãûn cạc sỉû cäú chảm âáút nãn bo vãû quạ dng TTK bäún cáúp
chè âọng vai tr nhỉ bo vãû dỉû phng hồûc cọ thãø thay nọ bàòng mäüt bo vãû quạ dng

TTK hai ngỉåỵng.
Chỉïc nàng quạ dng chảm âáút trong råle säú thỉåìng cọ hai ngỉåỵng l ngỉåỵng
cao v ngỉåỵng tháúp. Ngỉåỵng cao càõt nhanh thỉåìng âỉåüc xạc âënh tỉång tỉû nhỉ cạc
råle cäø âiãøn. Âãø gim thiãøu xạc xút càõt nháưm do cạc cỉûc mạy càõt khäng âäưng thåìi,
ngỉåìi ta thỉåìng giåïi hản thåìi gian tạc âäüng ca cáúp càõt nhanh khong dỉåïi hai chu k
táưn säú cäng nghiãûp âäúi våïi cạc mạy càõt mäüt pha. Cn cáúp ngỉåỵng tháúp cng cọ thãø cọ
dảng âàûc tuún âäüc láûp hay phủ thüc, trong âọ nãn sỉí dủng loải âàûc tuún thỉï hai âãø
tàng kh nàng bo vãû. Khi sỉí dủng chỉïc nàng quạ dng chäúng chảm âáút trong råle
säú, ta cáưn phi phán biãût hai loải bo vãû våïi cạc giạ trë âàût âỉåüc xạc âënh xút phạt tỉì
nhỉỵng cå såí láûp lûn khạc nhau. Bo vãû quạ dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút
låïn thỉåìng âỉåüc hiãûu chènh theo dng khäng cán bàòng cỉûc âải v dng thỉï tỉû khäng
âi qua chäù âàût bo vãû. Cn bo vãû dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút bẹ thỉåìng
xạc âënh theo dng âiãûn dung. Sau âáy chụng ta s láưn lỉåüt xẹt cạc loải bo vãû ny.
I.5.1. Bo vãû quạ dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút låïn:
I.5.1.1. Âàûc tuún âäüc láûp hai cáúp:
Cạc råle quạ dng säú do cọ ỉïng dủng âa nàng nãn thỉåìng âỉåüc têch håüp c hai
cáúp bo vãû l ngỉåỵng cao v ngỉåỵng tháúp. Âiãưu ny cọ thãø tháúy r trong cạc loải råle
do Cháu Áu sn xút.
Trong chãú âäü ti bçnh thỉåìng v khi cọ ngàõn mảch ngoi, trong dng täøng ba
.

.

.

.

pha thỉï cáúp ( I ΣT = I a + I b + I c ) chảy qua råle thỉåìng chỉïa thnh pháưn TTK v dng
khäng cán bàòng âàûc trỉng båíi sỉû khäng âäưng nháút ca cạc biãún dng pha v do ti báút
âäúi xỉïng:

130


.

.

I ΣT

.

.

.

.

.

.

( I A + I B + I C ) − (I µA + I µB + I µC ) 3. I 0 .
=
=
− I KCBT
nI
nI

(4-34)

Trong âọ:
.

.

.

− I A , I B , I C : dng âiãûn ba pha så cáúp chảy qua âäúi tỉåüng âỉåüc bo vãû.
− nI: tè säú biãún âäøi ca biãún dng BI.
.

− I KCBT : dng âiãûn khäng cán bàòng thỉï cáúp, phủ thüc vo thnh pháưn sọng
hi cọ trong dng ngàõn mảch, sỉû khäng âäưng nháút v sai säú ca BI. Dng khäng cán
bàòng thỉï cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc sau:
.
.
1
I KCBT = .K ân .K KCK .f i . I Nngoi max
(4-35)
nI
− KKCK gi l hãû säú khäng chu k.
− fi: hãû säú sai säú (mỉïc âäü tỉì hoạ) ca cạc biãún dng (fi = 0,05 ÷ 0,1).
− Kân: hãû säú âäưng nháút giỉỵa cạc biãún dng Kân (Kân = 0,5 ÷ 1).
.

− I Nngoi max : thnh pháưn chu k ca dng ngàõn mảch ngoi låïn nháút.
1. Giạ trë âàût ca bo vãû ngỉåỵng tháúp (I0>) âỉåüc chn theo 3 âiãưu kiãûn sau:
I0> = Khc.(3.I0 - k.fi.I1)

(4-36)

Trong âọ:
− Khc: hãû säú hiãûu chènh, Khc = (1,5 ÷ 2).
− k: hãû säú âỉåüc ci âàût trong råle säú âãø tênh âãún thnh pháưn sai säú cỉûc âải do
dng thỉï tỉû thûn I1 qua råle trong chãú âäü ti báút âäúi xỉïng.
Dng âiãûn âàût thỉï cáúp ca bo vãû cáưn phi chn låïn hån dng IKCBT nọi trãn.
2. Khäng âỉåüc tạc âäüng âäúi våïi dng lm viãûc låïn nháút chảy trãn ÂZ do ti báút
âäúi xỉïng, nghéa l:
3. Phi tạc âäüng khi cọ chảm âáút åí cúi ÂZ liãưn kãư våïi âäü nhảy vỉìa â (bàòng
1,12 âäúi våïi råle säú) âãø âm bo viãûc dỉû phng xa. Vê dủ råle âàût tải thanh gọp (TG)
A phi tạc âäüng khi cọ chảm âáút mäüt pha tải TG C (hçnh 4.16), tỉïc l giạ trë dng
âiãûn khåíi âäüng ca nọ phi tho mn âiãưu kiãûn:
HT A
B
C
MBA D
3.I 0 C
≥ 1,15
I 0> A
t
3.I
⇒ I 0> A ≤ 0 C
(4-37)
pha
1,15
Giạ trë dng âiãûn âàût cáúp
TTK
ngỉåỵng tháúp âỉåüc chn theo giạ trë
låïn nháút tho mn 3 âiãưu kiãûn trãn

l
v thỉåìng âỉåüc láúy trong khong
Hçnh 4.16: Phán cáúp thåìi gian tạc âäüng ca bo
(0,2 ÷ 0,8) dng danh âënh ca biãún
vãû quạ dng pha v quạ dng TTK.
dng.
Thåìi gian tạc âäüng tâàût åí cáúp bo vãû ny âỉåüc phäúi håüp nhỉ âäúi våïi bo vãû quạ
dng pha. Tuy nhiãn nhỉ â nọi åí pháưn âáưu, bo vãû TTK thỉåìng xẹt bàõt âáưu tỉì MBA
cọ cün tam giạc hồûc cün sao khäng näúi âáút, nãn bo vãû quạ dng TTK cáúp
ngỉåỵng tháúp trỉåïc MBA (åí âáy l trảm C hçnh 4.16) cọ thãø âàût loải càõt nhanh. Do
váûy bo vãû TTK våïi âàûc tuún âäüc láûp thỉåìng cọ thåìi gian tạc âäüng nh hån so våïi

131


bo vãû quạ dng pha âàût trãn cng mäüt trảm, tuy váûy âiãưu ny cọ thãø s khäng âụng
âäúi våïi MBA tỉû ngáùu.
Giạ trë âàût dng ngỉåỵng cao (I0>>) âỉåüc chn theo cạc âiãưu kiãûn sau:
1. Theo âiãưu kiãûn dng TTK cỉûc âải khi cọ chảm âáút ngoi vng bo vãû:
(4-38)
I0>> = Khc.3.I0ngoi max
Hãû säú hiãûu chènh Khc âỉåüc cho bàòng (1,15 ÷ 1,2) âäúi våïi råle säú.
2. Theo âiãưu kiãûn khäng ton pha (KTP) tảm thåìi do mạy càõt âọng mảch
khäng âäưng nhëp hay do trçnh tỉû TÂL mäüt pha ca bo vãû trãn ÂZ âang xẹt:
(4-39)
I0>> = Khc.3.I0KTP
Våïi I0KTP l dng TTK cỉûc âải qua bo vãû trong chãú âäü khäng ton pha.
Giạ trë dng ngỉåỵng cao âỉåüc chn theo giạ trë låïn nháút tỉì hai âiãưu kiãûn trãn.
Thåìi gian càõt nhanh ca bo vãû ngỉåỵng cao thỉåìng chn bàòng 0,05 sec.
I.5.1.2. Bo vãû quạ dng chảm âáút ba hay bäún cáúp:

Trong mäüt säú loải råle theo trỉåìng phại M, âàûc biãût l cạc loải råle bo vãû
täøng håüp ÂZ nhỉ SEL-321 (SEL) hay ALPS (GE Multilin), cạc chỉïc nàng bo vãû
quạ dng TTK våïi âàûc tuún âäüc láûp nhỉ mäüt bo vãû dỉû phng cọ thãø cọ tåïi ba hay
bäún cáúp cọ hỉåïng. Tuy nhiãn khạc våïi råle ca Liãn Xä, chụng cn âỉåüc têch håüp
thãm âàûc tênh phủ thüc. Âiãưu ny cho phẹp råle bo vãû ÂZ våïi cạc thåìi gian tạc
âäüng khạc nhau tu theo cáúu hçnh ca lỉåïi v vë trê sỉû cäú m loải bo vãû hai cáúp våïi
thåìi gian âäüc láûp khäng thỉûc hiãûn âỉåüc.
Cạc cáúp I v IV thỉåìng âỉåüc chn giäúng nhỉ cáúp ngỉåỵng cao v tháúp â âãư
cáûp åí trãn. Sau âáy chụng ta s xẹt k hån cạc cáúp II v III l loải bo vãû quạ dng
ngỉåỵng cao tạc âäüng cọ thåìi gian v chè giåïi hản våïi dảng âàûc tuún âäüc láûp.
Cáúp II: dng khåíi âäüng cáúp II ca trảm B (hçnh 4.17) âỉåüc chn theo cạc âiãưu
kiãûn sau:
1. Suy ra tỉì dng täøng ba pha qua bo vãû khi cọ chảm âáút sau MBA tỉû ngáùu
ca bo vãû liãưn kãư vãư phêa ti (åí cáúp âiãûn ạp tháúp hån), tỉïc l tải âiãøm N1:
(4-40)
III0> B = Khc.3.I0N1
ÅÍ âáy hãû säú Khc cọ thãø láúy bàòng 1,15 âäúi våïi råle säú.

132


2. Tỉì âiãưu kiãûn phäúi håüp våïi cáúp mäüt ca bo vãû liãưn kãư:
III0> B = Khc.3.I0Btt

(4-41)

Trong âọ:
− Khc cọ thãø láúy bàòng 1,1.
− I0Btt: dng TTK tênh toạn, âỉåüc xạc âënh theo dng TTK qua råle B khi cọ
chảm âáút tải âiãøm tênh toạn N2 trãn ÂZ liãưn kãư CD, N2 l âiãøm m dng täøng ba pha

qua råle C bàòng giạ trë dng âiãûn âàût ca nọ (hçnh 4.17).
3. Theo âiãưu kiãûn hiãûu chènh tỉì dng täøng ba pha ca chãú âäü khäng ton pha
trong ÂZ liãưn kãư, hay dng KCB khi cọ dao âäüng hay sỉû máút âäưng bäü cạc mạy phạt
(trong trỉåìng håüp thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû låïn hån 1 sec).
Cáúp III: Âỉåüc sỉí dủng khi cáúp II t ra khäng â âäü nhảy (u cáưu Kn ≈ 1,2) khi
cọ chảm âáút mäüt âiãøm hay chảm âáút kẹp tải cạc vë trê nhảy cm cáúp III, âỉåüc chn
giäúng nhỉ cáúp II, ngoi ra cn cọ âiãưu kiãûn tênh toạn theo dng KCB trong dáy trung
tênh cạc biãún dng khi cọ ngàõn mảch ba pha sau MBA thỉåìng hồûc MBA tỉû ngáùu näúi
vo TG ca cạc trảm hai âáưu ÂZ âỉåüc bo vãû.
HT A

B

C

3.IB

D

N2

N1
3.I0C

3.I0B

3.II 0>C

3.II 0>B

3.I0B

l

Hçnh 4.17: Cạc cạch tênh vng II ca bo vãû quạ
dng TTK 4 cáúp

Thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû âỉåüc phäúi håüp giäúng nhỉ âäúi våïi bo vãû quạ
dng pha thäng thỉåìng.
I.5.1.3. Âàûc tuún phủ thüc:
Phỉång phạp phäúi håüp cạc bo vãû quạ dng TTK theo âàûc tuún thåìi gian phủ
thüc tỉång tỉû nhỉ âäúi våïi bo vãû quạ dng pha. Tuy nhiãn cáưn chụ l âäúi våïi bo
vãû quạ dng TTK cn cọ mäüt säú loải âàûc tuún phủ thüc chè cọ cho bo vãû chảm âáút
nhỉ âàûc tuún thåìi gian tạc âäüng láu, âàûc tuún kiãøu RI...
I.5.2. Bo vãû quạ dng thỉï tỉû khäng cho lỉåïi cọ dng chảm âáút bẹ:
Cạc dng âàût ca bo vãû quạ dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút bẹ thỉåìng
cọ giạ trë nh vç chụng khäng chëu nh hỉåíng ca cạc dng âiãûn ti m chëu tạc âäüng
ca cạc dng âiãûn dung. Âãø hiãøu r hån vãư bn cháút ca dng chảm âáút liãn quan âãún
dng âiãûn dung, sau âáy chụng ta s xem xẹt chãú âäü sỉû cäú ca hãû thäúng âiãûn cọ trung
tênh cạch âáút khi chảm âáút tải mäüt âiãøm.

133


UA

A

IA

EA

IB
90

EB

B

EC

IA
UC

CB

900

900

C
CA

0

UB
IC

CC

Hçnh 4.18: Cạc dng dung khạng trong lỉåïi trung tênh cạch
âáút (a) v vẹctå dng v ạp (b) trong âiãưu kiãûn bçnh thỉåìng

Trong lỉåïi âiãûn xoay chiãưu våïi chãú âäü lm viãûc bçnh thỉåìng, trãn cạc pha
ngoi cạc dng ti cn cọ cạc dng âiãûn dung xạc âënh båíi âiãûn dung âäúi våïi âáút
phán bäú theo dc chiãưu di ÂZ. Nãúu khäng cọ dng ti, âiãûn ạp ca táút c cạc âiãøm
trãn lỉåïi cọ thãø coi l bàòng nhau vç dng dung khạng ny ráút nh do váûy sỉû sủt ạp do
chụng gáy ra cọ thãø b qua. Khi âọ âiãûn ạp cạc pha so våïi âáút tỉång ỉïng s bàòng âiãûn
ạp pha UA, UB, UC v cạc âiãûn dung phán tạn ca cạc pha cọ thãø thay bàòng cạc âiãûn
dung táûp trung CA= CB= CC = C (hçnh 4.18a). Cạc vẹctå dng IA, IB, IC v ạp s cọ
dảng âäúi xỉïng nhỉ trãn hçnh 4.18b. Nhỉ váûy, täøng cạc vẹctå dng v ạp s bàòng
khäng v khäng cọ dng chảy qua âáút.
Khi cọ mäüt pha no âọ chảm âáút, âiãûn ạp cạc pha so våïi âáút s thay âäøi. Vê dủ
khi pha A chảm âáút trỉûc tiãúp, âiãûn ạp UA ca nọ s gim xúng 0, cn âiãûn ạp hai pha
kia s tàng lãn tåïi âiãûn ạp dáy UBA v UCA. Vç âiãûn ạp dáy khäng thay âäøi nãn âiãûn ạp
cạc pha B, C so våïi âáút s tàng lãn 3 láưn, cn âiãûn ạp âiãøm trung tênh N ca hãû
thäúng so våïi âáút s bàòng - UA.
Dng chảm âáút tải âiãøm sỉû cäú khi âọ s bàòng: (hçnh 4.19)
. (1 )

. (1 )

. (1 )

.

I D = −( I B + I C ) = 3.ω.C. U pha

(4-42)

Khi tênh toạn dng ny ngỉåìi ta thỉåìng xẹt âãún âiãûn dung (C) ca lỉåïi theo
âiãûn dung âån vë c (µF/km) âäúi våïi tỉìng loải dáy dáùn, do âọ cäng thỉïc (4-42) cọ thãø
viãút thnh:
. (1)

.

I D = 3.ω.c.l. U pha .10 −6 = a.l

(4-43)

Trong âọ:
− l: täøng chiãưu di ca lỉåïi âiãûn näúi våïi nhau trỉûc tiãúp khäng qua MBA (lỉåïi
cọ cng cáúp âiãûn ạp).
− a=3ωCUpha10-6 v âiãûn dung âån vë c phủ thüc vo loải dáy dáùn trãn
khäng hay cạp ngáưm... thỉåìng dao âäüng trong khong räüng. Tuy nhiãn, khi tênh toạn
så bäü chụng ta cọ thãø láúy giạ trë trung bçnh no âọ. Nãúu thay ω = 2.Π.50 rad/sec vo
(4-43) thç cọ thãø tênh gáưn âụng:
. (1)
U.l
(A)
(4-44)
ID =
Âäúi våïi ÂZ trãn khäng:
350
. (1)
U.l
(A)
(4-45)
ID =

Âäúi våïi ÂZ cạp:
10
Våïi U l âiãûn ạp dáy ca lỉåïi âang xẹt.

134


IB(1)

Id(1)

IA(1)

A

IC(1)

EA
U(1) C

UN(1) UB(1)

B

EC

UC

C
CA

CB

UB

U(1) C+ U(1) B

EB

UA

CC

a)

b)

Hçnh 4.19: Cạc dng dung khạng trong lỉåïi trung tênh cạch
âáút (a) v vẹctå dng v ạp (b) khi cọ sỉû cäú chảm âáút

Khi tênh dng dung khạng âãø chènh âënh giạ trë âàût cho råle cáưn phi chụ l
dng dung khạng ca ÂZ âỉåüc bo vãû s chảy qøn bãn trong phảm vi ÂZ ny m
khäng qua chäù âàût råle (hçnh 4.20). Do âọ åí cạc cäng thỉïc (4-43), (4-44), (4-45),
trong giạ trë täøng âäü di âỉåìng dáy l khäng âỉåüc tênh âãún chiãưu di ÂZ âỉåüc bo vãû.
Âiãưu ny cng cọ nghéa l, nãúu xút tuún ca MBA hay mạy phạt chè cọ mäüt ÂZ thç
åí âáy khäng âỉåüc phẹp âàût bo vãû quạ dng TTK cọ âäü nhảy cao.
Âãø tênh toạn giạ trë chènh âënh cho bo vãû TTK vê dủ âỉåìng dáy AB (hçnh
4.17), ta cọ thãø xút phạt tỉì dng dung khạng täøng cỉûc tiãøu IC min ca cạc ÂZ bãn
ngoi cng näúi vo trảm âàût råle khi cọ chảm âáút tải âiãøm N1 theo cäng thỉïc:
a.(l ∑ − l AB )

I
(4-46)
I 0> = C min =
K hc
K hc
Trong âọ:
− khc = (1,2 ÷ 1,5).
− lΣ: âäü di täøng ca lỉåïi näúi våïi nhau trỉûc tiãúp khäng qua MBA cung cáúp
cho TG trảm trong cáúu hçnh ngàõn nháút ca lỉåïi.
Ngoi ra, nãúu råle l loải vä hỉåïng thç nọ khäng âỉåüc phẹp tạc âäüng khi cọ
chảm âáút ngoi ÂZ âỉåüc bo vãû (âiãøm N2), tỉïc l khi cọ dng dung khạng tỉì hỉåïng
ÂZ âỉåüc bo vãû chảy qua råle theo chiãưu ngỉåüc lải. Vç váûy giạ trë âàût ca råle phi
tho mn âiãưu kiãûn:
I0> = Kat.a.lAB
våïi Kat = (2 ÷ 2,5).

(4-47)
3
C03

2
1

N2

I03(1)

C02
C01

I02(1)

I01(1)

N1

Hçnh 4.20: Âỉåìng âi ca cạc dng dung khạng khi
cọ ngàõn mảch bãn trong ÂZ
135


Nãúu âáy l mäüt xút tuún, thç âäü di lAB phi âỉåüc coi l täøng cạc âoản ÂZ
cng cáúp âiãûn ạp vãư phêa ti so våïi âiãøm âàût råle, khi âọ Kat cọ thãø chn nh hån tỉì
(1,5 ÷ 2). Tuy nhiãn, nãúu råle l loải cọ hỉåïng thç khäng phi kiãøm tra âiãưu kiãûn (447).
II. BO VÃÛ SO LÃÛCH DNG ÂIÃÛN (87)

II.1. Giåïi thiãûu chung:
Ngy nay åí Viãût Nam bo
I2S
I1S
HT1
HT2
vãû so lãûch dng âiãûn khäng chè sỉí
dủng âãø bo vãû mạy phạt, mạy
biãún ạp m nọ â âỉåüc sỉí dủng
khạ phäø biãún âãø bo vãû lỉåïi truưn
I2T
ti. Âãø náng cao âäü nhảy ca bo
I1T
ILV

vãû so lãûch dng âiãûn cạc hng chãú
tảo råle säú â phạt minh ra loải
råle so lãûch dng âiãûn cọ hm,
IH
cäüng våïi sỉû phạt triãøn mảnh m
87L
ca hãû thäúng truưn tên hiãûu m
loải råle ny â dáưn khàõc phủc
Hçnh 4.21: Så âäư ngun l ca bo vãû so
âỉåüc cạc nhỉåüc âiãøm cå bn ca
lãûch cọ hm
mçnh bàòng phỉång phạp so sạnh
tên hiãûu dng âiãûn åí hai âáưu ÂZ
thäng qua cạc thiãút bë truưn tin thay cho viãûc dng dáy dáùn phủ. Âiãưu ny khäng
nhỉỵng náng cao âäü tin cáûy m cn náng cao âäü nhảy ca bo vãû. Trãn thỉûc tãú cọ
nhiãưu mä hçnh så âäư ngun l ca råle so lãûch cọ hm, mäùi hng cọ thãø âỉa ra mäüt
mä hçnh khạc nhau sao cho tỉì âọ h cọ thãø chãú tảo ra pháưn cỉïng v chỉång trçnh hoạ
âỉåüc cạc thût toạn logic âãø ci âàût vo bäü nhåï ca råle. Trãn hçnh 4.21 trçnh by mäüt
trong cạc dảng så âäư ngun l ca bo vãû so lãûch dng âiãûn cọ hm.
ÅÍ âáy chụng ta khäng âi sáu vo cáúu tảo ca råle so lãûch dng âiãûn m chè tỉì
ngun l lm viãûc ca nọ chụng ta s ỉïng dủng âãø bo vãû ÂZ trong hãû thäúng âiãûn.
Tỉì så âäư ngun l trãn hçnh 4.21 ta cọ:
Trong chãú âäü lm viãûc bçnh thỉåìng hồûc khi ngàõn mảch ngoi: Dng âiãûn so
lãûch ISL (chênh l dng lm viãûc) ca bo vãû âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc:
.

.

.

.

.

ISL = ∆ I = I1T − I 2 T = I LV
=

.
.
.
1 .
.[(I1S − I 2S ) − (I1µ − I 2µ )]
nI

.
.
.
1 .
=
.(I1S − I 2S ) − I KCBT ≈ − I KCBT
nI

(4-48)

Dng âiãûn hm:
.

.

.

I H = I1T + I 2 T =

.
.
.
1 .
.[(I1S + I 2S ) − ( I1µ + I 2µ )]
nI

(4-49)

Trong âọ:
− IKCBT: dng khäng cán bàòng thỉï cáúp BI, giạ trë ca dng ny phủ thüc vo
âäü sai lãûch giỉỵa cạc BI v thnh pháưn khäng chu kç trong dng âiãûn chảy qua âäúi

136


tỉåüng âỉåüc bo vãû. Dng khäng cán bàòng thỉï cáúp cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo biãøu thỉïc
sau:
.

.

I KCBT = K ân .K KCK .f i . I Nngoi max

(4-50)

− I1S, I2S, I1T, I2T, I1µ, I2µ: láưn lỉåüt l dng âiãûn så cáúp, thỉï cáúp v dng tỉì hoạ

ca BI.
− nI: hãû säú biãún âäøi ca cạc BI.
Trong chãú âäü ny dng âiãûn vo cün hm IH låïn hån dng vo cün lm viãûc
ILV nãn bo vãû khäng tạc âäüng (hçnh 4.22a).
Khi cọ ngàõn mảch trong vng bo vãû:
Trỉåìng håüp ÂZ cọ mäüt ngưn cung cáúp: gi sỉí HT2 trãn hçnh 4.21 âỉåüc càõt ra.
Khi âọ:
.

.

I LV = I1S =

.
1 .
.(I1S − I1µ )
nI

(4- 51)

Âãø bo vãû cọ thãø lm viãûc âụng trong trỉåìng håüp ny thç giạ trë dng âiãûn khåíi
âäüng ca bo vãû ILV phi chn låïn hån giạ trë dng âiãûn hm IH, nghéa l:
ILV = IH/KH

(4- 52)

Våïi KH l hãû säú hm, thỉåìng chn KH = (0,2 ÷ 0,5).
Giåïi hản dỉåïi ca hãû säú hm âỉåüc chn cho miãưn cọ dng ngàõn mảch bẹ âãø
náng cao âäü nhảy ca bo vãû, cn åí miãưn cọ dng ngàõn mảch låïn thỉåìng chn hãû säú
KH cao âãø ngàn chàûn bo vãû cọ thãø tạc âäüng nháưm.

Trỉåìng håüp ÂZ cọ hai ngưn cung cáúp: (hçnh 4.21)
.

.

.

.

Dng âiãûn I1S ngỉåüc hỉåïng våïi I 2S nãn I1T cng s ngỉåüc hỉåïng våïi I 2 T . Khi
âọ:
.

ISL =
.

IH =

.
.
.
1 .
.[(I1S + I 2S ) − (I1µ + I 2µ )]
nI
.
.
.
1 .
.[(I1S − I 2S ) − (I1µ − I 2µ )]
nI

(4-53)
(4-54)

Nhỉ váûy, trong trỉåìng håüp ny dng ISL >> IH (hçnh 4.22b) do âọ bo vãû s
tạc âäüng.
Âäü nhảy ca bo vãû âỉåüc xạc
IH
I1T ILV
âënh theo cäng thỉïc:
I
IH
K n = N min
(4-55)
I1T
I âàût 87
ILV
Bo vãû so lãûch dng âiãûn cọ
I2T
tênh chn lc tuût âäúi do âọ u cáưu
âäü nhảy ca bo vãû Kn ≥ 2. Âäúi våïi
råle âiãûn cå âãø âm bo âỉåüc u cáưu
a)
b)
vãư âäü nhảy ngỉåìi ta phi sỉí dủng cạc
biãûn phạp nhàòm hản chãú thnh pháưn
Hçnh 4.22: Âäư thë vẹctå dng âiãûn khi cọ ngàõn
dng khäng cán bàòng nhỉ màõc näúi
mảch ngoi (a) v trong (b) vng bo vãû
tiãúp våïi cün dáy råle mäüt âiãûn tråí

137


phủ, sỉí dủng mạy biãún dng bo ho trung gian... Cn våïi råle säú do âỉåüc trang bë bäü
lc säú cọ thãø lc nhanh âỉåüc thnh pháưn sọng hi khạc táưn säú cå bn 50 Hz trong
dng sỉû cäú kãút håüp våïi chỉïc nàng khoạ khi cọ sọng hi nãn råle so lãûch säú cọ âäü nhảy
khạ cao.
Nhỉ â nọi åí trãn, bo vãû so lãûch cọ tênh chn lc tuût âäúi nãn thåìi gian tạc
âäüng ca bo vãû khäng cáưn phi phäúi håüp våïi cạc bo vãû khạc, tỉïc l vãư ngun tàõc
bo vãû cọ thãø tạc âäüng khäng thåìi gian.
Sau âáy chụng ta s xẹt mäüt säú phỉång ạn ỉïng dủng ngun l so lãûch âãø bo
vãû cho mäüt säú ÂZ trong hãû thäúng âiãûn.
II.2. Bo vãû so lãûch dc cho ÂZ âån:
Âãø bo vãû ÂZ âån mäüt hồûc hai ngưn cung cáúp ngỉåìi ta thỉåìng sỉí dủng bo
vãû so lãûch dc cọ hm. Tỉì ngun l so lãûch chụng ta nháûn tháúy: âãø cọ thãø so sạnh
dng âiãûn åí hai âáưu ÂZ thç ngoi ÂZ truưn ti chênh ra phi bäú trê thãm ÂZ dáùn phủ
âãø truưn tên hiãûu dng âiãûn giỉỵa hai âáưu ÂZ cho bo vãû so lãûch dc. Ngy nay, âäúi
våïi råle säú ngỉåìi ta thỉåìng thay thãú dáy dáùn phủ bàòng viãûc truưn tên hiãûu thäng qua
âỉåìng dáy thäng tin, âiãưu ny khäng nhỉỵng náng cao âäü tin cáûy, âäü nhảy ca bo vãû
m cn tàng kh nàng tỉû âäüng hoạ trong hãû thäúng âiãûn âàûc biãût l khi hãû thäúng
SCADA âỉåüc âỉa vo sỉí dủng. Trãn hçnh 4.23 trçnh by ngun l bo vãû ÂZ dng
råle so lãûch cọ hm truưn tên hiãûu dng thiãút bë truưn tin.
HT1 A

I1S
ILV

I1T

B HT2

I2S
ILV
Bäü
Bäü
thu
thu
phạt Kãnh phạt
tin
tên
tên
hiãûu
hiãûu
(A)
(B)

IH

IH

I2T

Hçnh 4.23: Bo vãû so lãûch dng cọ hm truưn tên hiãûu hai
âáưu bo vãû bàòng phỉång phạp truưn tin

Âäúi våïi cạc ÂZ cọ chiãưu di ngàõn (< 25 km) ngỉåìi ta váùn sỉí dủng dáy dáùn phủ
âãø truưn tên hiãûu dng âiãûn giỉỵa hai âáưu âỉåìng dáy (hçnh 4.21). Khi âọ âãø gim båït
säú lỉåüng dáy dáùn phủ dng trong så âäư ba pha ngỉåìi ta dng phỉång phạp cäüng dng
âiãûn pha thäng qua cạc mạy biãún dng cäüng (hçnh 4.24). Hãû säú biãún âäøi pha trong

mạy biãún dng cäüng phi âỉåüc chn sao cho dng âiãûn åí âáưu ra khäng bë triãût tiãu
âäúi våïi báút k mäüt dảng ngàõn mảch no. Chàóng hản våïi så âäư hçnh 4.24, tè säú vng
dáy giỉỵa cạc cün l: W1 : W2 : W3 = 2 : 1 : 3 v dng âiãûn âáưu ra ca mạy biãún dng
l:
.

.

.

.

I ra = 2. I a + I c + 3. I N

(4-56)

.

våïi I N l dng âiãûn chảy trong dáy trung tênh ca täø mạy biãún dng âáúu hçnh sao.

138