tài liệu trang web lớp đ5h13b đại học điện lực

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>CHƯƠNG 4: </b>

<b>CÁC LOẠI BẢO VỆ </b>

4.1 <b>Bảo vệ quá dòng</b>

Nguyên tắc hoạt động

4.2 <b>Bảo vệ dòng điện cực đại (51)</b>

4.2.1 Nguyên tắc hoạt động

4.1.2 Thời gian làm việc của bảo vệ
4.1.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.3 <b>Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50)</b>

4.3.1 Nguyên tắc hoạt động

4.3.2 Thời gian làm việc của bảo vệ
4.3.3 Đấu nối biến dòng (BI)

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>CHƯƠNG 4: </b>

<b>CÁC LOẠI BẢO VỆ </b>

<b>4.4 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ kém áp (27)</b>

4.4.1 Nguyên tắc hoạt động

4.4.2 Thời gian làm việc của bảo vệ

4.4.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.4.4 Vùng bảo vệ

<b>4.5 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ quá áp (59)</b>

4.5.1 Nguyên tắc hoạt động

4.5.2 Thời gian làm việc của bảo vệ
4.5.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.5.4 Vùng bảo vệ

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>CHƯƠNG 4: </b>

<b>CÁC LOẠI BẢO VỆ </b>

<b>4.6 Bảo vệ theo hướng công suất: Bảo vệ có hướng (32)</b>

4.6.1 Yêu cầu

4.6.2 Nguyên tắc hoạt động

4.6.3 Thời gian làm việc của bảo vệ

4.6.4 Đấu nối biến dòng, biến điện áp (BI,BU)

<b>4.7 Bảo vệ theo tổng trở: Bảo vệ khoảng cách (21)</b>

4.7.1 Ý nghĩa

4.7.2 Nguyên tắc hoạt động

4.7.3 Đấu nối biến dòng, biến điện áp (BI,BU)
4.7.4 Vùng bảo vệ

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>CHƯƠNG 4: </b>

<b>CÁC LOẠI BẢO VỆ </b>

<b>4.8 Bảo vệ so lệch (87)</b>

4.8.1 Nguyên tắc hoạt động
4.8.2 Khu vực bảo vệ

4.8.3 Áp dụng

<b>4.9 Phối hợp bảo vệ </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5></div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

o Nguyên tắc hoạt động: BVDĐ

là loại bảo vệ tác động khi
dòng điện đi qua chỗ đặt thiết
bị bảo vệ lớn hơn giá trị dòng
điện định trước.

o Tham số dòng điện chọn

trước này gọi là tham số dòng
điện khởi động Ikđ.

o BVDĐ được phân thành:

Bảo vệ dòng điện cực đại

 Bảo vệ dòng điện cắt

nhanh

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

4.2. Bảo vệ dòng điện cực đại
4.2.1 Nguyên tắc hoạt động

4.1.2 Thời gian làm việc của bảo vệ
4.1.3 Đấu nối biến dòng (BI)

4.3 Bảo vệ dịng điện cực đại có kiểm tra điện áp

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>



Bảo vệ quá dòng điện cực đại [51] khởi động

khi thơng số dịng điện đầu vào lớn hơn tham

số dòng điện khởi động, và tác động sau thời

gian t.

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>



Doøng điện tải I

_tải

qua BI

cho dịng thứ cấp là I.

 Thông số dòng điện I đưa

đến đầu vào [51], nếu I>Ikđ51

thì sau t giây [51] truyền
đến rơ le trung gian [51X]
cắt [52].

 Khi chưa đến t giây, I I≤ _kđ51

thì [51] trở về, và [51X]
khơng cắt [52].

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

o K_at: hệ số an toàn 1,2
o K_tv: hệ số trở về 0.85

o K_mm: hệ số mở máy 1,3 đến 1.8

o I_lvmax : dòng làm việc cực đại qua thiết bị được bảo vệ
o n_BI : tỷ số biến dòng

o K_sd : hệ số sơ đồ

<b>10</b>
max
<i>at</i> <i>mm</i>
<i>kd</i> <i>lv</i>
<i>tv</i>

<i>K K</i>

<i>I</i>

<i>I</i>

<i>K</i>



max

<i>at</i> <i>mm</i> <i>sd</i>

<i>lv</i>
<i>tv</i>

<i>kdR</i>

<i>BI</i>

<i>K K K</i>

<i>I</i>

<i>K</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

o K_nh > 1.1 - 1.3 khi làm bảo vệ dự trữ
o K_nh > 1.5 - 1.8 khi làm bảo vệ chính

o I_NMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối

vùng bảo vệ

<b>11</b>
min
<i>NM</i>
<i>nh</i>
<i>kd</i>

<i>I</i>

<i>K</i>

<i>I</i>



</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

Có 2 loại thời gian làm việc: t
khơng đổi (t=const) và t thay
đổi tùy theo I <i>(</i>t=f(I)<i>)</i>.

Neáu t=const:

 Khi I I≤ _kđ: bảo vệ không tác

động.

 Khi I>I_kđ: bảo vệ tác động sau

thời gian t=t1 với t1=hằng số.

Nếu t=f(I):

 Khi I I≤ _kđ: bảo vệ không taùc

động.

 Khi I>I_kđ: bảo vệ tác động sau

thời gian t=t<i>x</i>, với t<i>x</i>=f(I<i>x</i>).

Đặc tuyến của bảo vệ như trên
hình 3.

</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

o Rơ le làm việc với thời gian xác định nào đó khi dịng điện vượt

q giá trị khởi động thì gọi là đặc tính thời gian phụ thuộc, gồm

có:

 Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn
 Đặc tình thời gian rất dốc

 Đặc tình thời gian rất dốc
.

</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14></div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15></div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

o Đặc tính thời gian có độ dốc chuẩn: Loại này làm việc theo đặc

tính thời gian phụ thuộc khi dòng điện NM nhỏ và đặc tính thời
gian độc lập khi dịng điện NM lớn. <i>(Nói cách khác, khi dòng </i>
<i>điện NM nhỏ hơn khoảng 10 đến 20 lần dòng điện định mức thì </i>
<i>đặc tính là đặc tính thời gian phụ thuộc. Khi dòng điện NM lớn </i>
<i>hớn khoảng trên thì đặc tính là đặc tính là đường thẳng). </i>

Thường dùng bảo vệ rộng rãi lưới phân phối

</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

o Đặc tính thời gian rất dốc: Loại này có độ dốc dốc hơn độ dốc

chuẩn. Được dùng thay thế đặc tính có độ dốc chuẩn khi độ dốc
chuẩn khơng đảm bảo tính chọn lọc

</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

o Đặc tính thời gian cực dốc: Loại này có độ dốc lớn nhất, thích

hợp dùng để bảo vệ máy phát, máy biến áp động lực, máy biến
áp nối đất… nhằm chống quá nhiệt.

</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời

gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian

<b>19</b>

1 2

<i>t</i>

 

<i>t t</i>

o Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 –

0.5s)

o Thời gian tác động và trở về của rơ le
o Thời gian tác động cắt của máy cắt

</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

o Cách chọn đặc tính phụ thuộc:

 Chọn đặc tính của BV B. Vẽ đặc tính ra

 Xác định dòng NM lớn nhất ngay sát BV B (N2) I_N2max

 Ứng với đặc tính BV B suy ra thời gian tác động của BV B (t_B1). Vậy

tB1 là thời gian tác động của BV B khi NM tại N2.

 Để đảm bảo tính chọn lọc thì thời gian BV A khi có NM tại N2 phải

lớn hơn tB1: t A1 ≥ Δt + t B1

 Xác định được điểm A 1 trên đặc tuyến của BV A .

<b>20</b>
<i>l</i>
<i>t</i>
<i>t</i>

1
<i>A</i>
1
<i>B</i>
2

<i>N</i> Chọn đặc tính trong
cataloge sao cho thảo mãn
t _A1 ≥ Δ t + t _B1 với mọi
dòng NM bé hơn I_N2max

</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21></div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22>

 Các BI đặt sau máy ngắt, đấu nối theo sơ đồ hình sao, thơng số

dịng điện Itải qua BI được đưa vào rơ le.

</div>
<span class='text_page_counter'>(23)</span><div class='page_container' data-page=23>

4.3.1 Nguyên tắc hoạt động

4.3.2 Thời gian làm việc của bảo vệ
4.3.3 Đấu nối biến dòng (BI)

</div>
<span class='text_page_counter'>(24)</span><div class='page_container' data-page=24>

o Bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh [50] khởi động khi
thơng số dịng điện đầu vào lớn hơn tham số dòng
điện khởi động, và tác động tức thời hoặc sau thời
gian rất bé (t=0,3~0,6s).

<b>24</b>
o Dòng điện tải I_tải qua

BI cho dịng thứ cấp là
I.

o Thông số dòng điện I

</div>
<span class='text_page_counter'>(25)</span><div class='page_container' data-page=25>

Đặc tuyến của bảo vệ như
trên hình 6.

Khi I I≤ _kđ: bảo vệ không tác

động.

Khi I>I_kđ: bảo vệ tác động

với t=0 hoặc t0.

</div>
<span class='text_page_counter'>(26)</span><div class='page_container' data-page=26>

o Giống như bảo vệ [51]

</div>
<span class='text_page_counter'>(27)</span><div class='page_container' data-page=27></div>
<span class='text_page_counter'>(28)</span><div class='page_container' data-page=28>

<b>28</b>

<b>4.4 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ kém áp (27)</b>

4.4.1 Nguyên tắc hoạt động

4.4.2 Thời gian làm việc của bảo vệ
4.4.3 Đấu nối biến điện áp (BU)

</div>
<span class='text_page_counter'>(29)</span><div class='page_container' data-page=29>

<b>29</b>

 Bình thường, thơng số điện áp làm việc bằng trị số

điện áp định mức.

o Khi có sự cố, thơng số điện áp làm việc nhỏ hơn trị số

điện áp định mức, cần cắt máy ngắt.

o Tham số điện áp chọn trước này gọi là tham số điện

</div>
<span class='text_page_counter'>(30)</span><div class='page_container' data-page=30>

o

U

_lv

<U

_kđ

_

cắt

</div>
<span class='text_page_counter'>(31)</span><div class='page_container' data-page=31>

 Thời gian làm việc của bảo

vệ được chọn tùy theo yêu
cầu của tải tiêu thụ, và là
một hằng số: t=const.

Thường chọn t=(1~5)s.

</div>
<span class='text_page_counter'>(32)</span><div class='page_container' data-page=32>

<b>32</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(33)</span><div class='page_container' data-page=33>

<b>33</b>



Bảo vệ [27] tác động cắt [52] của một tải

tiêu thụ hoặc của một nhánh.



Bảo vệ [27] cũng có thể tác động cắt [52]

</div>
<span class='text_page_counter'>(34)</span><div class='page_container' data-page=34>

<b>34</b>

Vùng bảo
vệ

<b>4.5 Bảo vệ theo điện áp: Bảo vệ quá áp (59)</b>

4.5.1 Nguyên tắc hoạt động

4.5.2 Thời gian làm việc của bảo vệ

4.5.3 Đấu nối biến điện áp (BU)

</div>
<span class='text_page_counter'>(35)</span><div class='page_container' data-page=35>

 U_lv>U_kđ_cắt.

</div>
<span class='text_page_counter'>(36)</span><div class='page_container' data-page=36>

o <b>Tương tự bảo vệ kém áp [27]</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(37)</span><div class='page_container' data-page=37>

<b>37</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(38)</span><div class='page_container' data-page=38></div>
<span class='text_page_counter'>(39)</span><div class='page_container' data-page=39>

<b>39</b>
<b>4.6 Bảo vệ theo hướng cơng suất: Bảo vệ có hướng </b>
<b>(32)</b>

4.6.1 Yêu cầu

4.6.2 Nguyên tắc hoạt động

4.6.3 Thời gian làm việc của bảo vệ

</div>
<span class='text_page_counter'>(40)</span><div class='page_container' data-page=40>

<b>40</b>
o Ở lưới có nguồn cung cấp từ 2 phía hay lưới hình

</div>
<span class='text_page_counter'>(41)</span><div class='page_container' data-page=41>

<b>41</b>

Xem sơ đồ lưới hình vịng:

 Khi ngắn mạch ở N1 dòng qua bảo vệ 2 là I_N2, I_N2 chậm sau điện áp ở thanh góp

một góc N2.

 Khi ngắn mạch ở N₂ dòng qua bảo vệ 2 là I_N1, I_N1 ngược I_N2: __N1=__N2+180o

o Rơ le công suất [32] được chỉnh định để tác động khi góc lệch là __N2, nếu

</div>
<span class='text_page_counter'>(42)</span><div class='page_container' data-page=42>

<b>42</b>
o Baûo vệ dòng điện có

</div>
<span class='text_page_counter'>(43)</span><div class='page_container' data-page=43>

• Rơ le dịng điện [51] để khởi động khi ngắn mạch, rơ

le công suất [32] để định hướng, yếu tố thời gian để
đảm bảo cắt chọn lọc.

<b>43</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(44)</span><div class='page_container' data-page=44>

 Mạch dòng điện:

• Dùng 3 BI đấu Y, dòng tải I_A, I_B, I_C sẽ biến đổi thành

dịng thứ cấp Ia, Ib, Ic.

• Cung cấp dịng điện I_a, I_b, I_c cho đầu vào của các rơ

</div>
<span class='text_page_counter'>(45)</span><div class='page_container' data-page=45>

 Mạch điện áp:

• Dùng 3 BU đấu Y/y, điện áp lưới U_A, U_B, U_C sẽ biến

đổi thành điện áp thứ cấp Ua, Ub, Uc.

• Cung cấp điện áp U_a, U_b, U_c cho đầu vào của rơ le

</div>
<span class='text_page_counter'>(46)</span><div class='page_container' data-page=46>

 Đầu ra của các rơ le [51] và [32] được dẫn đến đầu

vào của mạch VÀ (AND).

 Đầu ra của mạch VÀ (AND) được dẫn đến đầu vào

của rơ le trung gian [51X].

 Đầu ra của rơ le trung gian [51X] được dẫn đến mạch

cắt của [52].

</div>
<span class='text_page_counter'>(47)</span><div class='page_container' data-page=47>

<b>47</b>
<b>4.7 Bảo vệ theo tổng trở: Bảo vệ khoảng cách (21)</b>

4.7.1 Ý nghĩa

4.7.2 Nguyên tắc hoạt động

</div>
<span class='text_page_counter'>(48)</span><div class='page_container' data-page=48>

 Áp dụng trong lưới phức tạp có nhiều nguồn cung

cấp.

</div>
<span class='text_page_counter'>(49)</span><div class='page_container' data-page=49>

 Từ hình vẽ mạch điện, ta có Z_mạch=U/I.
 Khi bình thường: Z_mạch=U/I=16Z_d+Z_tải.
 Khi ngắn mạch N₁: Z_mạch1=U/I=14Z_d.
 Khi ngắn mạch N₂: Z_mạch2=U/I=10Z_d.

</div>
<span class='text_page_counter'>(50)</span><div class='page_container' data-page=50>

Dùng rơ le tổng trở [21] là phần tử chính của bảo vệ

khoảng cách

 Thông số dòng điện I sau BI và thông số điện áp U

sau BU được đưa vào [21]. Tỷ số U/I được so sánh
với tham số Zkđ, nếu U/I Z≥ kđ (khi bình thường hay sự

cố ở xa) thì [21] khơng tác động, nếu U/I<Zkđ (khi sự

cố ở gần) thì [21] tác động. Nói cách khác rơ le [21]
có thể “xác định” khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến
chỗ ngắn mạch.

</div>
<span class='text_page_counter'>(51)</span><div class='page_container' data-page=51>

Mạch dòng điện:

 Dùng 3 BI đấu Y, dòng tải I_A, I_B, I_C sẽ biến đổi thành

dòng thứ cấp Ia, Ib, Ic.

 Cung cấp dòng điện I_a, I_b, I_c cho đầu vào của rơ le [21].
Mạch điện áp:

 Dùng 3 BU đấu Y/y, điện áp lưới U_A, U_B, U_C sẽ biến

đổi thành điện áp thứ cấp Ua, Ub, Uc.

 Cung cấp điện áp U_a, U_b, U_c cho đầu vào của rơ le

[21].

</div>
<span class='text_page_counter'>(52)</span><div class='page_container' data-page=52></div>
<span class='text_page_counter'>(53)</span><div class='page_container' data-page=53>

Sau khi đã chọn tham số Z_kđ, nghĩa là đã xác định 2

vùng: “vùng gần” có trị số Z bé nên khi có sự cố thì
[21] tác động, “vùng xa” có trị số Z lớn nên khi có sự
cố thì [21] khơng tác động.

</div>
<span class='text_page_counter'>(54)</span><div class='page_container' data-page=54>

<b>54</b>
<b>4.8 Bảo vệ so lệch (87)</b>

4.8.1 Nguyên tắc hoạt động
4.8.2 Khu vực bảo vệ

</div>
<span class='text_page_counter'>(55)</span><div class='page_container' data-page=55>

 Xét mạch điện có 4 nhánh

như hình 21, áp dụng định
luật Kirchoff 1: I=0 

II+III+IIII+IIV=0.

 Trên mỗi nhánh đều có đặt

biến dòng, các biến dòng có
cùng tỷ số KI.

</div>
<span class='text_page_counter'>(56)</span><div class='page_container' data-page=56>

 thông số dòng điện vào rơ le là:

=I1+I2+I3+I4=0, rơ le không tác

động.

<b>56</b>

 Nếu thêm 1 nhánh mới

nhưng không có đặt

biến dòng như hình 23,
I=I₁+I₂+I₃+I₄0 (vì

I₁+I₂+I₃+I₄+I_g=0). Thơng
số dịng điện vào rơ le
I0, nên rơ le tác động.

I_I

I_II

I_III

I_IV

I₁+I₂+I₃+I₄0

I_G

<i>I₁+I₂+I₃+I₄+I_g=0</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(57)</span><div class='page_container' data-page=57>

 thông số dòng điện vào rơ le là:

=I1+I2+I3+I4=0, rơ le không tác

động.

<b>57</b>

 Nếu thêm 1 nhánh mới nhưng khơng có đặt biến dịng

</div>
<span class='text_page_counter'>(58)</span><div class='page_container' data-page=58>

 Khi ngắn mạch ở N₁ (hình 24),

tương đương với thêm 1 nhánh
mới: I0, nên rơ le tác động.

<b>58</b>

 Khi ngắn mạch ở N₂ (hình 24),

các dịng điện I_I… I_IV có thể thay
đổi trị số nhưng vẫn có I=0, rơ

le khơng tác động.

 <b>Vậy phạm vi tác động của bảo vệ là vùng được </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(59)</span><div class='page_container' data-page=59>

Sơ đồ như hình vẽ 25 gọi là sơ đồ so lệch. Tùy

trường hợp:

<b>59</b>

 Áp dụng bảo vệ đường dây,

máy phát, máy biến áp thì chỉ
có 2 nhánh (hình a,b).

 Áp dụng bảo vệ máy biến áp 3

dây quấn thì có 3 nhánh.

 Áp dụng bảo vệ thanh góp thì

có nhiều nhánh (hình c).

87 87

87

<i>Hình a</i>

<i>Hình b</i>

<i>Hình c</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(60)</span><div class='page_container' data-page=60>

<b>60</b>
<b>4.9 Phối hợp các bảo vệ</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(61)</span><div class='page_container' data-page=61>

 Mỗi loại bảo vệ đều có các đặc tính riêng, ta thường

phối hợp các bảo vệ chung với nhau để phát huy ưu
điểm riêng của chúng.

 Phối hợp [50] và [51]. Khi phối hợp [50] và [51],

đặc tính thời gian tác động sẽ ưu việt hơn.

<b>61</b>

 Phối hợp [51] và [27]. Khi phối hợp [51] và [27] độ

nhậy sẽ được nâng cao.

 Phối hợp [51] và [32] = [67]. Trong lưới có nguồn cung

</div>
<span class='text_page_counter'>(62)</span><div class='page_container' data-page=62>

 Phối hợp [51] và [21]. Trong lưới có nhiều nguồn

cung cấp phức tạp, thường phối hợp [51] và [21].

 Phối hợp [67] và [27]. Khi phối hợp [67] và [27] độ

nhậy sẽ được nâng cao.

</div>

<!--links-->