Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
7
Mở đầu
1/ Đặt vấn đề
Ngày nay, hầu nh hoạt động của con ngời trong mọi lĩnh vực đều không
thể tách khỏi nguồn năng lợng điện, ở nớc ta điện năng hầu hết đợc sản xuất
ở những nhà máy nhiệt điện, thủy điện có công suất lớn nh: Thủy điện Hòa
Bình, thủy điện Đa Nhim, thủy điện Trị An, nhiệt điện Phú Mỹ, nhiệt điện Phả
Lại vv
Các nhà máy thủy điện thì đợc xây dựng ở những vùng có vị trí địa lý
thuận lợi cho viêc xây dựng nhà máy thủy điện, còn các nhà máy nhiệt điện thì
đợc xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu, nhng hộ tiêu thụ thì không
chỉ những hộ ở xung quanh nhà máy. Vấn đề đặt ra là làm sao truyền tải đợc
điện năng từ các nhà máy đến các hộ tiêu thụ một cách liên tục, an toàn và kinh
tế nhất.
Để đảm bảo sản lợng và chất lợng điện năng cần thiết, tăng cờng độ tin
cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm
việc ổn định trong toàn hệ thống cần phải sử dụng một cách rộng rãi có hiệu quả
các phơng tiện bảo vệ, thông tin đo lờng, điều chỉnh và điều khiển tự động
trong hệ thống điện. Trong số các phơng tiện này rơle và các thiết bị bảo vệ
bằng rơle đóng vai trò hết sức quan trọng.
Cùng với sự phát triển của kỹ thuật điện nói chung và hệ thống điện lực
nói riêng, kỹ thuật bảo vệ rơle trong mấy mơi 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
pháp 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 những h hỏng trong
mạch điện hoặc khi có dao động điện, nhằm hoàn thiện các phơng pháp dự
phòng trong các hệ thống khi có h hỏng trong các sơ đồ bảo vệ và sơ đồ điều
khiển máy cắt điện cũng nh khi bản thân máy cắt điện bị trục trặc vvhiện nay

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r


V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-

o
m
.
Giỏo trỡnh phõn tớch v hng dn ngun nng
lng in hin nay ca nc ta
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
9
Chơng 1
Tổng quan về rơle thuật số

1/ Khái niệm về rơle bảo vệ.
1.1/ Khái niệm
Đối với các trạm biến áp cao thế, cũng nh trong quá trình vận hành hệ
thống điện nói chung, có thể xuất hiện tình trạng sự cố thiết bị đờng dây hoặc
do chế độ làm việc bất thờng của các phần tử trong hệ thống. Các sự cố này
thờng kèm theo các hiện tợng dòng điện tăng lên khá cao và điện áp giảm
thấp, gây h hỏng thiết bị và có thể làm mất ổn định hệ thống. Các chế độ làm
việc không bình thờng làm cho điện áp và tần số lệch khỏi giới hạn cho phép.
Nếu tình trạng làm việc kéo dài thì có thể sẽ xuất hiện sự cố lan rộng.
Muốn duy trì hoạt động bình thờng của hệ thống và các hộ tiêu thụ điện
khi xuất hiện sự cố, cần phải phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly
nó ra khỏi phần bị h hỏng. Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy trì đợc hoạt động
bình thờng, đồng thời cũng giảm mức độ h hại của phần tử bị sự cố. Làm đợc
điều này chỉ có các thiết bị tự động mới thực hiện đợc. Các thiết bị 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 bị sự cố nhờ máy cắt điện thông qua
mạch điện kiểm soát. Khi xuất hiện chế độ làm việc không bình thờng rơle bảo

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
10
1.2/ Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ.
Rơle bảo vệ phải bảo đảm các yêu cầu cơ bản sau đây:
Tính chọn lọc.
Là khả năng phân biệt các phần tử h 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 bảo vệ để cung
cấp điện an toàn liên tục. Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc, sự cố có thể lan
rộng.
Cần phân biệt 2 khái niệm cắt chọn lọc:
Chọn lọc tơng đối: Theo nguyên tắc tác động của mình, bảo vệ có thể
làm việc nh là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phần tử lân cận.
Chọn lọc tuyệt đối: Bảo vệ chỉ làm việc trong trờng hợp ngắn mạch ở
chính phần tử đợc bảo vệ.
Tác động nhanh:
Yêu cầu này chỉ cần đáp ứng đối với sự cố ngắn mạch. Bảo vệ phải tác

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r


V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
11
Độ tin cậy:

- 50REF: Rơle quá dòng tức thì chống chạm đất trong thiết bị (MBA).
- 67N: Rơle quá dòng chạm đất có hớng
- 87B: Rơle so lệch dọc bảo vệ thanh cái
- 87T: Rơle so lệch dọc bảo vệ máy bién áp
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội

khúa cỏc chc nng ca rle v a ra tớn hiu thụng bỏo lờn mn hỡnh.
2.2.1.2/ Chng trỡnh h thng vo/ra c s (BIOS)
Chng trỡnh ny cung cp mt giao din nhm tng thớch hon ton
cỏc chng trỡnh ng dng vi c s phn cng ca rle. ú l tp hp cỏc chu
trỡnh iu khin cỏc linh kin phn cng cho phộp ngi lp trỡnh ng dng
giỏm sỏt v truyn cỏc d liu qua cỏc b phn vo/ra mt cỏch d dng. Vi
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

các phn mm ng dng dùng trong rle. ó có th là chng trình g ri
(dubugging) s dng khi ngt ngun hoc ang chy chng trình ng dng 
kim tra và thay i ni dung các b nh và các cng vào/ra, các thanh ghi cng
nh các bc thc hin chng trình.
2.2.2/ Chng trình phn mm ng dng
Chng trình phn mm ng dng c s dng ph thuc vào chc nng
bo v c cài t trong rle.  rle làm vic có hiu qu, chng trình quy
nh chi tit thao tác ca các linh kin phn cng trong mi ch  làm vic
khác nhau nh: X lý s liu tng t, s liu s, tng tác vi ngi s dông,
vào ra thông tin, ra quyt nh thao tác, ng b thi gian, thông tin liên lc
tun t.
B vi x lý thc hin chng trình ng dng theo 2 cách:
• Cách 1
: Chy các chng trình ng dng ln lt theo trình t thi gian
.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Khoa Cơ Điện Trờng ĐHNNI-Hà Nội
15
Cỏch 2: Cho phộp khi ng chng trỡnh ng dng no ú khi b Vi x
lý nhn c thụng tin t bờn ngoi. Khi ú nú dng cỏc hot ng khỏc
ca rle thc hin chng trỡnh ng dng phự hp vi thụng tin bờn
ngoi ú, sau ú quay li thc hin cỏc thao tỏc cũn d dang . Phng
phỏp ny gi l phng phỏp ngt (Interrupt).
2.2.2.1/ Phn mm ng dng ca b vi x lý trong ch khi ng
Phn mm ny thc hin cỏc thao tỏc sau:
- c thụng tin trng thỏi trong EEPROM hoc NVRAM. Nu cỏc cnh
bỏo cha c loi tr trong ln lm vic trc thỡ chỳng c phc hi
v hin th mt trc rle.
- Tt c cỏc giỏ tr t ca bo v c nh trong EEPROM c r soỏt
li xem cú trong min lm vic cho phộp khụng. Nu giỏ tr t ngoi

Trong cỏc rle cú yờu cu nghiờm ngt v cht lng thụng tin nh rle
so lch thỡ ụi khi ngi ta s dng riờng mt b vi x lý cho chc nng thụng
tin liờn lc, kốm theo ú l mt phn mm phc v b vi x lý ny.
phc tp ca phn mm thụng tin liờn lc li ph thuc vo cng thụng
tin c chn (song song hay tun t), mó thụng tin hay giao thc thụng tin v
cỏc chc nng ph tr kốm theo. Nú bao gm cỏc thao tỏc lp v truyn gúi
thụng tin, nhn, khng nh v tỏch cỏc thụng tin cú ớch.
Cỏc thao tỏc ny c kim soỏt cht ch theo ta thi gian s dng
ng h riờng ca rle hay tớn hiu ng b t bờn ngoi gi ti.
2.2.2.5/ Chc nng bo v.
Chc nng bo v ca rle c xõy dng thnh cỏc chng trỡnh con vi
cỏc bin u vo l cỏc giỏ tr t ca bo v, kt qu o lng hoc trng thỏi
lụgic ca cỏc tham s trung gian l hm ca cỏc bin o lng u vo v cui
cựng l cỏc trng thỏi lụgic u ra ca cỏc chc nng bo v khỏc.
Khi chc nng bo v c kớch hot, cỏc bin u vo ca nú cng c
kớch hot theo v c np vo cỏc a ch c nh trong b nh RAM. Phn
mm chc nng bo v thc cht l thut toỏn lm vic theo quy trỡnh cho
trc.
Cỏc giỏ tr bin u vo, bin trung gian v kt qu logic u ra ca cỏc
chc nng bo v s c lu gi trong cỏc b nh v cú th hin th ra mn
hỡnh hay truyn i xa ti trung tõm iu ngỡ s dng phõn tớch ỏnh
giỏ tỡnh hỡnh lm vic ca rle.
2.2.2.6/ o lng v bn ghi s kin.
o lng l mt trong nhng nhim v ca b vi x lý thụng tin tun t.
B phn ny s cp nhp thụng tin v h thng in theo chu k ly mu f
s
=
50.N nhm mc ớch phỏt hin s c.
Kt qu o lng v tớnh toỏn nhn c s c lu tr trong b nh
RAM. Theo chu k chm hn (thng khong 1s) thỡ mt vi trong cỏc thụng

mm DIGSI. Vic giao tip vi mn hỡnh c thụng qua cng tun t t
phớa trc rle.
3/ Các tín hiệu đầu vào và đầu ra
3.1/ Đầu vào tơng tự
Tùy theo từng ứng dụng mà số lợng đầu vào tơng tự của rơle có thể thay đổi.
Đối với rơle dòng, đầu vào thờng là 3 dòng pha (3 đầu vào và 3 đầu ra)
hoặc có khi là hiệu các dòng pha có đầu vào và đầu ra cho dòng thứ tự không.
Dòng này có thể lấy từ dòng tổng của 3 dòng thứ cấp các biến dòng pha (BI)
hoặc từ cuộn thứ cấp của biến dòng thứ tự không (TTK). Đối với rơle áp, đầu vào
thờng là 3 áp pha hoặc hiếm hơn là áp dây (3 đầu vào và 3 đầu ra) hoặc đôi khi
có đầu ra cho áp thứ tự không (TTK) nối tới cuộn thứ cấp tam giác của biến điện
áp (BU) 3 pha 5 trụ.
.