BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO SỰ CỐ CHẠM PHA SỰ CỐ CHẠM ĐẤT

© Department of Power Systems

CHƯƠNG 8
BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHO
SỰ CỐ CHẠM PHA & SỰ CỐ CHẠM ĐẤT
_____________________________________

Overcurrent Protection
for Phase and Earth Faults

Công Hoàng

page 1/108


© Department of Power Systems

Giới Thiệu
Thành Viên

Phần

Trương Công Hoàng

1 đến 5

Nguyễn Minh Tựu

6 đến 12

Trương Sĩ Toàn

13,14 và 15

Đỗ Minh Toàn

16 và 17

Lý Văn Tịnh

18 và 19

Công Hoàng

page 2/108


Tổng Quan

© Department of Power Systems

1. Giới thiệu
2. Quy trình phối hợp
3. Nguyên tắc thời gian/phân loại dòng
4. Chuẩn I.D.M.T quá dòng rơle
5. Kết hợp I.D.M.T và những relay cắt nhanh

Công Hoàng

page 3/108

© Department of Power Systems

Tổng Quan
6. Đặc tuyến VI, quá dòng rơle
7. Đặc tuyến cực dốc (EI), rơle quá dòng
8. Đặc điểm khác của rơle
9. Thời gian quá dòng độc lập của rơle
10. Relay Current Setting
11. Relay Time Grading Margin
12. Giới thiệu các loại phân cấp

Công Hoàng

page 4/108


Tổng Quan
13. Tính toán sự cố pha thiết lập rơle quá dòng

© Department of Power Systems

14. Bảo vệ dòng có hướng
15. Mạch vòng chính
16. Bảo vệ sự cố chạm đất

17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng
18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách ly
19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối đất
qua cuộn Petersen

Công Hoàng

page 5/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

1. Giới thiệu
-

Bảo vệ chống dòng quá độ hiện nay là hệ thống bảo
vệ phát triển sớm nhất. Từ nguyên tắc cơ bản này, các
hệ thống phân loại quá dòng, phân biệt sự cố bảo vệ,
đã được phát triển

-

Không nên nhầm lẫn với bảo vệ quá tải, mà thường
sử dụng các rơle hoạt động trong một thời gian liên
quan tới mức độ về khả năng chịu nhiệt của thiết bị
cần bảo vệ

Công Hoàng

page 6/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

2. Quy trình phối hợp
•Ứng dụng rơle quá dòng yêu cầu kiến thức về sự cố thể
phát sinh trong từng phần của mạng điện. Yêu cầu các dữ
liệu cần thiết là:
i) Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện.
ii) Các trở kháng trong ohms, phần trăm hoặc mỗi đơn
vị, của tất cả các máy biến áp, máy điện quay và mạch
xuất tuyến
iii) Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của dòng ngắn
mạch

Công Hoàng

page 7/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

2. Quy trình phối hợp
iv) Dòng tải lớn nhất chạy qua thiết bị bảo vệ
v) Yêu cầu về dòng khởi động của động cơ
vi) Khả năng chịu nhiệt và đặc tính tổn hao của máy
biến áp
vii) Đường cong giảm cho thấy tỷ lệ suy giảm các sự cố
được cung cấp bởi các máy phát điện

viii) Đường cong hiệu suất của máy biến áp

Công Hoàng

page 8/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

2. Quy trình phối hợp
•Các nguyên tắc cơ bản dành cho rơle phối hợp:
a) Các rơle có đặc tính tương tự nhau có thể thay thế cho
nhau ở trong hệ thống
b) Rơle càng gần nguồn có dòng thiết lập bằng hoặc lớn
hơn so với các rơle đằng trước nó

Công Hoàng

page 9/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng
• Trong số các phương pháp khác nhau có thể sử dụng,
người ta sử dụng thời gian, quá dòng hoặc là kết hợp cả

hai phương pháp trên
•Mỗi phương pháp cần phải đảm bảo cách ly được phần
bị sự cố của mạng lưới, để phần còn lại của hệ thống
không bị ảnh hưởng

Công Hoàng

page 10/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng
3.1. Phân loại theo thời gian
Ở phương pháp này, một thiết lập thời gian thích hợp lên
từng rơle kiểm soát các bộ phận ngắt mạch trong hệ
thống điện để đảm bảo cho máy cắt gần sự cố mở ra đầu
tiên

VD: Nếu có 1 sự cố tại F, các rơle tại B sẽ hoạt động
trong t giây và các hoạt động tiếp theo của bộ ngắt
mạch tại B sẽ khắc phục sự cố trước khi các rơle tại C,
D và E có thời gian để hoạt động
Công Hoàng

page 11/108

Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng
3.2. Phân loại theo dòng
•Dựa trên thực tế các sự cố dòng thay đổi theo vị trí của
sự cố vì có sự khác biệt trong giá trị trở kháng giữa các
nguồn và các sự cố
• Do đó, các rơle kiểm soát các bộ phận ngắt mạch khác
nhau được thiết lập để hoạt động ở các giá trị phù hợp
giảm dần

Công Hoàng

page 12/108


© Department of Power Systems

Bảo vệ rơle trong HTĐ

Công Hoàng

page 13/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3. Nguyên tắc thời gian/phân loại dòng

© Department of Power Systems

3.2. Phân loại theo dòng

•Tuy nhiên, có 2 điểm quan trọng ảnh hưởng tới phương
pháp này:
a)Nó không có cần thiết để phân biệt một sự cố ở giữa
F1 và F2
b)Trong thực tế có thể có thay đổi mức độ sự cố nguồn
từ 250MVA đến 130MVA. Ở cấp độ thấp hơn sự cố này,
sự cố dòng sẽ không vượt quá 6800A, do đó nếu rơle A
tiếp tục đặt tại 8800A thì sẽ không bảo vệ được bất kỳ
một bộ phận nào có liên quan.
Công Hoàng

page 14/108


© Department of Power Systems

Bảo vệ rơle trong HTĐ

Công Hoàng

page 15/108


© Department of Power Systems

Bảo vệ rơle trong HTĐ

Công Hoàng

page 16/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ
3. Nguyên tắc phân cấp thời gian/dòng

© Department of Power Systems

3.3. Phân loại theo thời gian và dòng

•Cả 2 phương pháp trên đều có một số điểm bất lợi, nên
cần kết hợp chúng lại với nhau
•Đối với phương pháp phân loại theo thời gian, những sự
cố nghiêm trọng hơn thường được khắc phục trong thời
gian hoạt động lâu nhất
•Phương pháp phân lại theo dòng chỉ có thể được áp
dụng khi có trở kháng đáng kể giữa 2 bộ phận ngắt
mạch

Công Hoàng

page 17/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

3.3. Phân loại theo thời gian và
dòng

Đó là do các hạn chế áp đặt bởi
việc sử dụng độc lập thời gian
hoặc quá dòng dẫn đến rơle
nghịch đảo thời gian quá dòng
đã được phát triển. Với đặc
điểm này, thời gian hoạt động
là tỷ lệ nghịch với mức độ sự
cố
Công Hoàng

page 18/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle
•Các đặc điểm tức thời / số lần ngắt của IDMT rơle có
thể cần phải được thay đổi theo thời gian ngắt yêu cầu và
đặc điểm của các thiết bị bảo vệ khác được sử dụng trong
mạng
• Vì mục đích này, IEC 60.255 xác định một số tiêu
chuẩn như sau:
- Standard Inverse (SI)
- Very Inverse (VI)

- Extremely Inverse (EI)
- Definite Time (D)
Công Hoàng

page 19/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle

Công Hoàng

page 20/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle
Các rơle cho các hệ thống điện được thiết kế ở Bắc Mỹ
sử dụng đường cong ANSI / IEEE. Bảng 8.1 (b) cung cấp
các mô tả toán học và hình 8.4 (b) cho thấy đường cong
chuẩn thời gian 1.0

Công Hoàng

page 21/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

4. Chuẩn IDMT quá dòng rơle

Công Hoàng

page 22/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

5. Kết hợp IDMT và rơle cắt nhanh
Phần tử cắt nhanh
có thể được sử
dụng
khi
trở
kháng nguồn là
nhỏ so với trở
kháng mạch bảo
vệ. Điều này làm
giảm thời gian
ngắt ở các cấp độ

sự cố cao nhất có
thể
Công Hoàng

page 23/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ
6. Đặc tuyến VI, quá
dòng relay
© Department of Power Systems

Quá tầm bảo vệ

Phạm vi ảnh hưởng của rơle
là một phần của hệ thống
được bảo vệ bởi rơle nếu
một xự cố xảy ra. Một rơle
mà hoạt động cho một sự cố
nằm ngoài khu vực có thể
bảo vệ được cho là quá tầm

Nguyễn Minh Tựu

page 24/108


Bảo vệ rơle trong HTĐ

© Department of Power Systems

7.Đặc tuyến cực dốc (EI), quá dòng Rơle
- Với đặc điểm này, thời
gian hoạt động tỉ lệ nghịch
với bình phương của dòng
điện
- Thời gian dài hoạt động
đặc trưng của EI rơle tại giá
trị phụ tải đỉnh bình thường
của dòng cũng làm cho rơle
này đặc biệt thích hợp để
phân biệt với cầu chì
Nguyễn Minh Tựu

page 25/108