KHẢO SÁT HỆ THỐNG ROLE BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110.15k THỦ ĐỨC BẮC.DOC

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, điện năng là một phần thiết yếu trong sản xuất công nghiệp cũng như
trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Để đảm bảo sản lượng và chất lượng
điện năng cần thiết, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an
toàn cho thiết bò và sự làm việc ổn đònh trong toàn hệ thống; cần phải sử dụng một cách rộng
rãi và có hiệu quả những phương tiện bảo vệ,thông tin ,đo lường ,điều khiển và điều chỉnh tự
động trong hệ thống điện.
Trong số các phương tiện này, rơle và thiết bò bảo vệ bằng rơle đóng một vai trò hết
sức quan trọng. Trong quá trình vận hành hệ thống điện, không phải lúc nào hệ thống cũng
hoạt động ổn đònh, thực tế chúng ta luôn gặp tình trạng làm việc không bình thường hoặc sự
cố như ngắn mạch, quá tải v.v. . mà nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan. Hệ
thống Rơle sẽ phát hiện và tự động bảo vệ các sự cố ,tình trạng làm việc bất thường của hệ
thống ,để từ đó con người có biện pháp xử lý kòp thời.
Hiện nay dưới sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thiết bò bảo vệ rơle ngày càng
hiện đại, nhiều chức năng và tác động chính xác hơn. Ở nước ta ngày nay, xu hướng sử dụng
rơle không tiếp điểm để dần thay thế cho các rơle điện cơ dùng tiếp điểm đã quá cũ kỷ, hoạt
động không an toàn và thiếu chính xác .
Đề tài “ Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 110/15KV Thủ Đức Bắc “ nhằm
mục đích tìm hiểu và giới thiệu một số thiết bò về rơle bảo vệ kỹ thuật số mà hiện nay đang
sử dụng rộng rãi trong hệ thống cung cấp điện.
Đề tài gồm có 2 phần :
- Phần 1 : Tổng quan về rơle .
Trong phần này gồm có 2 chương giới thiệu nguyên lý bảo vệ của một số loại rơle
cơ bản và các chỉ danh vận hành của thiết bò bảo vệ rơle thông dụng hiện đang được sử
dụng trong hệ thống điện ở Việt Nam.
- Phần 2 : Khảo sát thực tế hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 110/15KV
Thủ Đức Bắc.
Phần này gồm 2 chương :
+ Chương I : Giới thiệu các thiết bò nhất thứ của trạm 110/15KV Thủ Đức Bắc.
+ Chương II : Hệ thống rơle bảo vệ của trạm biến áp 110/15KV Thủ Đức Bắc.

Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã được sự hướng dẫn tận tình
của cô Vũ Thò Ngọc, nghiên cứu các tài liệu liên quan cũng như đi tìm hiểu thực tế tại
trạm biến áp 110/15KV Thủ Đức Bắc. Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đề tài có hạn cũng
như kiến thức kinh nghiệm về lónh vực bảo vệ rơle trong hệ thống điện chưa nhiều, nên tập
đồ án tốt nghiệp này sẽ có những sai sót là điều không thể tránh được. Nhóm nghiên cứu rất
mong được sự nhận xét và đóng góp của q Thầy Cô.
TP.Hồ Chí Minh , tháng 02 năm 2001
Nhóm sinh viên thực hiện
Nguyễn Thành Thọ
Đỗ Tấn Kính

LỜI CẢM ƠN
Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn :
- Ban Giám Hiệu trường Đại học SPKT Tp.HCM .
- Ban Chủ Nhiệm Khoa Điện - Điện tử.
- Q Thầy Cô đang giảng dạy tại Khoa Điện .
- Cô Vũ Thò Ngọc - Người đã tận tình hướng dẫn chúng em trong
quá trình thực hiện đđà án tốt nghiệp này .
- Cha mẹ và những người thân đã nuôi dạy cho chúng con có được
ngày hôm nay .
- Ban Giám Đốc Công Ty Truyền Tải Đòên 4 .
- Tập thể CBCNV Trạm biến điện Thủ Đức Bắc .
- Các bạn sinh viên cùng khóa , cùng lớp 97N-ĐKC .
**
MỤC LỤC
Lời nói đầu Trang
Phần giới thiệu 1
Phần nội dung :
Phần 1 : TỔNG QUAN VỀ RƠLE BẢO VỆ
Chương 1 : Khái niệm về rơle bảo vệ 5

Chương 2 : Nguyên lý hoạt động của các loại rơle bảo vệ
trong trạm biến áp 8
Phần 2 : KHẢO SÁT THỰC TẾ HỆ THỐNG RƠLE
BẢO VỆ TRONG TRẠM 110/15KV THỦ ĐỨC BẮC
Chương 1 : Giới thiệu trạm Thủ Đức Bắc 27
Chương 2 : Giới thiệu thiết bò nhất thứ
I. Máy biến áp lực 28
II. Máy cắt 29
III. Cầu dao cách ly 31
IV. Máy biến dòng điện 32
V. Máy biến điện áp 32
Chương 3 : Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến điện
110/15KV Thủ Đức Bắc
I. Sơ đồ nhất thứ 33
II. Sơ đồ hệ thống rơle bảo vệ nhất thứ
A. Sơ đồ và kết lưới hệ thống 33
B. Phân tích sơ đồ 35
III. Khảo sát rơle bảo vệ đường dây
1. Bảo vệ đường dây phía 110KV 40
2. Bảo vệ đường dây phía 15KV 52
IV. Khảo sát rơle bảo vệ máy biến thế
1. Rơle tác động có dòng điện 55
2. Rơle tác động không có dòng điện 82
V. Các rơle bảo vệ khác
1. Rơle sa thải phụ tải 86
2. Rơle khóa trung gian 90
Phần 3 : KẾT LUẬN 92
Tài liệu tham khảo 93
Phụ lục 94
**

TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN : ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
- Họ và tên : Nguyễn Thành Thọ Mã số sinh viên : 97202399
Đỗ Tấn Kính Mã số sinh viên : 97202315
- Lớp : 97N-ĐKC
- Khóa : 1997 - 2000
- Ngành : Điện khí hóa và cung cấp điện
1. Đề tài :
KHẢO SÁT HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ
TRẠM BIẾN ÁP 110/15KV THỦ ĐỨC BẮC
2. Số liệu ban đầu :
Số liệu thực tế tại trạm Thủ Đức Bắc .
3. Nội dung phần thuyết minh :
+ Tổng quan về rơle.
+ Giới thiệu thiết bò nhất thứ của trạm.
+ Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm.
4. Phần bản vẽ :
5. Giáo viên hướng dẫn : (Ký và ghi rõ họ tên )

Vũ Thò Ngọc
6. Ngày giao nhiệm vụ : 08/ 01/ 2001
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 28/ 02/ 2001
Cán bộ duyệt kí tên Thông qua bộ môn
(Kí và ghi rõ họ tên ) Ngày tháng năm 2001
Chủ nhiệm bộ môn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN :

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT :

DẪN NHẬP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ :
Ngày nay, hầu như hoạt động của con người trong mọi lónh vực đều không
thể tách khỏi nguồn năng lượng điện . Ở nước ta, điện năng hầu hết được sản
xuất ở những nhà máy nhiệt điện , thủy điện có công suất lớn như : Thủy điện
Hòa Bình , thủy điện Đa Nhim , thủy điện Trò An , nhiệt điện Phú Mỹ , nhiệt điện
Phả Lại ...
Các nhà máy thủy điện thì được xây dựng ở những vùng có vò trí đòa lý
thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy thủy điện , còn các nhà máy nhiệt điện thì
được xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu, nhưng hộ tiêu thụ thì không chỉ
là những hộ ở xung quanh nhà máy.Vấn đề đặt ra là làm sao truyền tải được
điện năng từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ một cách liên tục, an toàn
và kinh tế nhất.
Để đảm bảo sản lượng và chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ
tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bò và sự làm
việc ổn đònh trong toàn hệ thống cần phải sử dụng một cách rộng rãi và có
hiệu lực những phương tiện bảo vệ , thông tin , đo lường, điều khiển và điều chỉnh
tự động trong hệ thống. Trong số các phương tiện này rơle và thiết bò bảo vệ bằng
rơle đóng một vai trò hết sức quan trọng.
Cùng với sự phát triển kỹ thuật điện nói chung và các hệ thống điện lực
nói riêng, kỹ thuật bảo vệ rơle trong mấy mươi năm gần đây đã có những biến
đổi và tiến bộ rất to lớn. Những thành tựu của kỹ thuật bảo vệ rơle hiện đại cho
phép chế tạo những loại bảo vệ phức tạp với những đặc tính kỹ thuật khá hoàn
hảo nhằm nâng cao độ nhạy của các bảo vệ và tránh không cho các bảo vệ
làm việc nhầm lẫn khi có những đột biến của phụ tải, khi có hư hỏng trong mạch
điện áp hoặc khi có dao động điện , nhằm hoàn thiện các phương pháp dự phòng
trong các hệ thống khi có hư hỏng trong các sơ đồ bảo vệ và sơ đồ điều khiển

máy cắt điện cũng như khi bản thân máy cắt điện bò trục trặc . . . Hiện nay,người
ta đã chế tạo được các thiết bò bảo vệ rơle ngày càng gọn nhẹ ,hoạt động chính
xác , tác động nhanh , độ an toàn cao.
Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã chọn đề tài “ Khảo sát hệ thống rơle bảo
vệ của trạm biến áp 110/15KV Thủ Đức Bắc “.
II. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI :
Trong trạm biến áp , có hai hệ thống mạch điện cơ bản là mạch điện nhất thứ và
mạch điện nhò thứ.
Mạch điện nhất thứ là mạch điện tiếp nhận các nguồn điện cao áp đến trạm, biến đổi
điện áp của nguồn điện nhận được, sau đó phân phối đi nguồn điện có điện áp đã biến đổi.
Mạch điện nhất thứ gồm có các thiết bò như : máy cắt, dao cách ly, máy biến thế lực, thanh
cái máy biến dòng điện, máy biến điện áp, máy biến thế tự dùng v.v…
Mạch điện nhò thứ gồm các mạch điện có các chức năng kiểm soát sự vận hành của
mạch điện nhất thứ như : điều khiển, chỉ thò trạng thái, đo đếm thông số điện và bảo vệ
mạch điện nhất thứ. Mạch điện nhò thứ có các cáp điện kiểm soát, các dây dẫn điện, các
thiết bò điện nhò thứ (như thiết bò đo đếm điện, thiết bò điều khiển, rơle bảo vệ v.v…).
Trong phạm vi đề tài, nhóm thực hiện chủ yếu chỉ khảo sát và tìm hiểu hệ thống rơle
bảo vệ của một trạm biến áp 110/15KV tiêu biểu. Với các vấn đề chính sau đây :
- Chỉ danh vận hành và nguyên lý hoạt động của một số loại rơle cơ bản trong trạm
biến áp.
- Phân tích yêu cầu, chức năng bảo vệ của từng loại rơle trên sơ đồ hệ thống mạch
điện nhất thứ cụ thể của trạm.
- Tìm hiểu các thông số kỹ thuật của rơle đang cài đặt vận hành thực tế tại trạm.
III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :
Vận dụng những kiến thức đã được học ở trường
để áp dụng nghiên cứu trên thực tế.
Qua đó, bằng thực tiễn để học
hỏi và tích lũy những kiến thức
nhằm phục vụ cho công tác
chuyên môn sau này.

IV. THỂ THỨC NGHIÊN CỨU :
Các bước tiến hành nghiên cứu:
- Chọn đề tài .
- Chính xác hoá đề tài.
- Soạn đề cương .
- Thu thập tài liệu.
- Xử lý tài liệu.
- Viết công trình nghiên cứu.
* Đối tượng nghiên cứu :
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống rơle bảo vệ của trạm THỦ ĐỨC
BẮC .
* Phương pháp nghiên cứu :
Sử dụng phương pháp quan sát và tham khảo tài liệu là chính.
* Kế hoạch nghiên cứu:
Đề tài được thực hiện trong thời gian 6 tuần .
Kế hoạch nghiên cứu của nhóm như sau :
- Tuần 1 và 2 : Soạn đề cương , thu thập tài liệu và đi thực tế tại trạm
.
- Tuần 3 đến 5: Viết công trình nghiên cứu .
- Tuần 6 : Hoàn chỉnh và nộp đề tài.
**
PHẦN 1
TỔNG QUÁT VỀ
RƠLE BẢO VỆ
CHƯƠNG 1

KHÁI NIỆM VỀ RƠLE
1. Khái niệm về rơle bảo vệ:
Đối với các trạm biến điện áp cao thế, cũng như trong quá trình vận hành
hệ thống điện nói chung; có thể xuất hiện tình trạng sự cố thiết bò,đường dây

hoặc do chế độ làm việc bất thường của các phần tử trong hệ thống. Các sự cố
này thường kèm theo hiện tượng dòng điện tăng lên khá cao và điện áp giảm
thấp, gây hư hỏng thiết bò và có thể làm mất ổn đònh hệ thống. Các chế độ
làm việc không bình thường làm cho điện áp, dòng điện và tần số lệch khỏi
giới hạn cho phép. Nếu để tình trạng này kéo dài, thì có thể sẽ xuất hiện sự cố
lan rộng.
Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và các hộ tiêu thụ khi
xuất hiện sự cố, cần phải phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly
nó ra khỏi phần tử bò hư hỏng. Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy trì được hoạt
động bình thường, đồng thời cũng giảm được mức độ hư hại của phần tử bò sự
cố. Làm được điều này chỉ có các thiết bò tự động mới thực hiện được. Các
thiết bò này gọi chung là rơle bảo vệ.
Trong hệ thống điện, rơle bảo vệ sẽ theo dõi một cách liên tục tình trạng
và chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong hệ thống điện. Khi xuất hiện
sự cố, rơle bảo vệ sẽ phát hiện và cô lập phần tử bò sự cố nhờ máy cắt điện
thông qua mạch điện kiểm soát. Khi xuất hiện chế độ làm việc không bình
thường, rơle bảo vệ sẽ phát tín hiệu và tuỳ theo yêu cầu cài đặt, có thể tác
động khôi phục chế độ làm việc bình thường hoặc báo động cho nhân viên vận
hành.
Tuỳ theo cách thiết kế và lắp đặt mà phân biệt rơle bảo vệ chính, rơle bảo
vệ dự phòng :
+ Bảo vệ chính trang thiết bò là bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi có sự
cố xảy ra trong phạm vi giới hạn đối với trang thiết bò được bảo vệ.
+ Bảo vệ dự phòng đối với cùng trang thiết bò này là bảo vệ thay thế cho
bảo vệ chính trong trường hợp bảo vệ chính không tác động hoặc trong tình trạng
sửa chữa nhỏ. Bảo vệ dự phòng cần phải tác động với thời gian lớn hơn thời
gian tác động của bảo vệ chính, nhằm để cho bảo vệ chính loại phần tử bò sự cố
ra khỏi hệ thống trước tiên (khi bảo vệ này tác động đúng).
2. Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ :
Rơle bảo vệ phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau đây :

* Tính chọn lọc :
Là khả năng phân biệt các phần tử hư hỏng và bảo vệ bằng cách chỉ
cắt (cô lập) các phần tử đó.
Tính chọn lọc là yêu cầu cơ bản nhất của bảo vệ rơle để đảm bảo cung
cấp điện an toàn liên tục. Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc, sự cố có thể lan
rộng.
Cần phân biệt hai khái niệm cắt chọn lọc :
+ Chọn lọc tương đối : Theo nguyên tắc tác động của mình,bảo vệ có thể làm
việc
như là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phần tử lân cận .
+ Chọn lọc tuyệt đối : Bảo vệ chỉ làm việc trong trường hợp ngắn mạch ở chính
phần tử được bảo vệ .
* Tác động nhanh :
Yêu cầu này chỉ cần đáp ứng đối với sự cố ngắn mạch.
Bảo vệ phải tác động nhanh để kòp thời cô lập các phần tử hư hỏng
thuộc phạm vi bảo vệ nhằm :
- Đảm bảo tính ổn đònh của hệ thống.
- Giảm tác hại của dòng điện ngắn mạch đối với thiết bò.
- Giảm ảnh hưởng của điện áp thấp (khi ngắn mạch) lên các phụ tải.
Bảo vệ tác động nhanh phải có thời gian tác động nhỏ hơn 0,1giây.
* Độ nhạy :

Bảo vệ cần tác động không chỉ với các trường hợp ngắn mạch trực tiếp mà cả khi
ngắn mạch qua điện trở trung gian. Ngoài ra bảo vệ phải tác động khi ngắn mạch xảy ra
trong lúc hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu, tức là một số nguồn được cắt ra nên dòng
ngắn mạch nhỏ.
Độ nhạy được đánh giá bằng hệ số nhạy :
I
Nmin
: dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất.

I
kđbv
: giá trò dòng điện nhỏ nhất mà bảo vệ có thể tác động.
Đối với các bảo vệ tác động theo giá trò cực tiểu (ví dụ như bảo vệ thiếu
điện áp), hệ số nhạy được xác đònh ngược lại : trò số khởi động chia cho trò số cực
tiểu.
* Độ tin cậy :


kdbv
minN
N
I
I
K =