TIỂU LUẬN MÔN HỌC: BẢO VỆ ROLE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.

Họ và tên: ĐÀO QUANG HUY.
SHSV: B2ML13-3012

A. PHẦN CƠ BẢN:
1. So sánh giữa BU và BI dùng cho mục đích bảo vệ và dùng cho mục đích đo
đếm:
BU và BI dùng cho mục đích đo đếm có độ chính xác cao hơn (sai số nhỏ hơn) so
với BU, BI dùng cho mục đích bảo vệ.
Lĩnh vực áp dụng
Theo tiêu chuẩn
IEC
(Châu Âu)
VDC
(Đức)
ANSI
(Mỹ)
Lấy chuẩn dụng cụ đo và đồng hồ mẫu
0,1
0,1
0,3
Đo chính xác
0,2
0,2
0,3
Đo đếm điện năng
0,5
0,5
0,6
Đo lường công nghiệp các đại lượng U,I,P,Q

Trong đó:
I
lvmax
– dòng điện làm việc lớn nhất cho phép đối với phần tử được bảo vệ.
k
mm
– hệ số mở máy (khởi động) của các phụ tải động cơ có dòng điện chay
qua chỗ đặt bảo vệ. Tùy theo tỷ lệ của phụ tải động cơ trong dòng điện tổng
đi qua chỗ đặt bảo vệ và loại động cơ được sử dụng mà hệ số k
mm
có thể lấy
khoảng 25.
k
at
– hệ số an toàn, thường lấy trong khoảng 1,1 (với role tĩnh và role số)
đến 1,2 (với role điện cơ).
k
tv
– hệ số trở về, khoảng 0,850,9 (với role điện cơ) và  1 (với role số).
I
Nmin
– dòng ngắn mạch cực tiểu đi qua bảo vệ đảm bảo cho role còn khởi
động được. Khi xác định I
Nmin
cần lưu ý đến chế độ làm việc của hệ thống,
cấu hình của lưới điện, vị trí của điểm ngắn mạch và dạng ngắn mạch.
Sự nhạy cảm của role quá dòng đối với mức tăng dòng điện được đặc trưng bằng
hệ số độ nhạy:
kđ
N

> I
lvmax

Trong đó: I
lvmax
: dòng làm việc cực đại (xảy ra trong chế độ quá tải)
Thường chọn: I
kđ
= k.I
dđ
Trong đó: I
dđ
: dòng danh định của phần tử được bảo vệ
k: hệ số chỉnh định (thường chọn k=1,5÷1,6)

 Bảo vệ phải đảm bảo được độ nhạy khi có ngắn mạch:








I
Nmin
: dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ khi có sự cố trong miền bảo vệ.
I
lvmax
< I

tT
I
I






T
d
: đại lượng đặt (T
d
= const )
I, I
kd
: dòng điện qua rơle, dòng khởi động rơle
A, m: các hệ số
Có 3 mức phụ thuộc:
Dốc bình thường
Rất dốc
Cực dốc
Nguyên tắc phối hợp thời gian của các bảo vệ là các bảo vệ phải cùng khởi động
nhưng bảo vệ gần sự cố phải khởi động trước. Khoảng thời gian giữa bảo vệ trước và sau
là Δt =0,3 ÷ 0,6 giây.

2.3. Nguyên lý bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50):
Bảo vệ quá dòng điện pha cắt nhanh thường làm bảo vệ dự phòng chống ngắn
mạch. Nguyên tắc là đảm bảo tính chọn lọc bằng việc phân cấp dòng điện


Có 2 cách:
 Đo dòng tổng của 3 pha sau đó cộng lại.
 Đo ở trung tính của máy biến áp (nếu trung tính máy biến áp nối đất).
3.2. Nguyên lý bảo vệ quá dòng thứ tự không (51N):
Bảo vệ này dùng để chống lại các dạng ngắn mạch chạm đất ở các phía. Có thể
dùng loại có đặc tính thời gian phụ thuộc (tỷ lệ nghịch). Bảo vệ này sẽ tác động khi dòng
điện chạm đất chạy qua chỗ đặt bảo vệ vượt giá trị chỉnh định.
Tính toán dòng khởi động:
 Ở chế độ bình thường: về lý thuyết thì dòng qua rơle bằng 0. Nhưng do
sai số của các BI nên dòng qua các BI này sẽ khác 0. Do vậy, ta cần đặt
giá trị dòng cho rơle như sau:
51
(0,1 0,3).
kd N dm BI
II

 Ở chế độ sự cố: dòng điện qua các BI sẽ tăng gấp nhiều lần và khi đo
các rơle phải tác động.
Do có giá trị khởi động thấp nên bảo vệ có độ nhạy cao với các sự cố chạm đất.
Bảo vệ hoạt động với dòng thứ tự không do đó ta sẽ đặt cho các phía có dòng trạm
đất lớn ( phía có trung tính nối đất trực tiếp).
Các bảo vệ cũng cần phối hợp với nhau với khoảng thời gian:
Δt =0,3 ÷ 0,6 giây

4. Trình bày nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện và so lệch dòng điện có hãm:
4.1. Nguyên lý bảo vệ so lệch quá dòng điện:
Nguyên lý của bảo vệ so lệch là so sánh tổng dòng điện đi vào và đi ra của đối
tượng được bảo vệ. Khi tổng dòng điện này khác 0 thì bảo vệ tác động.

Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch


 Cuộn dây cao áp của máy biến áp nối với nguồn cấp, cuộn trung áp và cuộn hạ
áp nối với phụ tải. Bỏ qua dòng điện kích từ của máy biến áp, trong chế độ làm
việc bình thường ta có:
1 2 3SSS
III
.
 Dòng điện đi vào cuộn dây làm việc bằng:
1 2 3
()
LV T T T
I I I I  

Có dòng điện hãm :
1 1 2H T T
I I I

13HT
II

 Các dòng điện hãm được cộng với nhau theo trị số tuyệt đối để tạo nên hiệu
ứng hãm theo quan hệ:
1 2 3
()
H T T T H
I I I I K  

Trong đó: K
H
<0,5 là hệ số hãm của bảo vệ so lệch.

phản ứng theo Z, R, X người ta phân biệt khoảng cách loại tổng trở, điện trở hoặc kháng
trở. Bảo vệ khoảng cách được dùng thông dụng nhất là loại tổng trở.
Để đảm bảo tác dụng chọn lọc trong mạng điện phức tạp, người ta dùng bảo vệ
khoảng cách có hướng, chỉ tác động khi hướng công suất ngắn mạch đi từ thanh góp đến
đường dây. Thời gian tác động của các bảo vệ theo cùng một hướng, được phối hợp với
nhau sao cho khi ngắn mạch ngoài phạm vi đường dây được bảo vệ, thời gian tác động
của bảo vệ lớn hơn một số cấp so với bảo vệ của đoạn bị ngắn mạch.
Sự phối hợp chính xác giữa các role khoảng cách trên hệ thống điện đạt được bởi
việc chỉnh định các vùng và thời gian tác động của các vùng khác nhau. Thông thường
bảo vệ khoảng cách sẽ gồm bảo vệ vùng I có hướng tức thời và một hoặc nhiều vùng có
thời gian trì hoãn. Các tầm chỉnh định và thời gian tác động cho 3 vùng bảo vệ khoảng
cách đặt tại máy cắt ở 2 đầu đường dây B, C được cho như hình 5.1:

Hình 5.1: Đặc tính thời gian/ khoảng cách cho ba vùng bảo vệ khoảng cách.

Thông thường vùng bảo vệ thứ nhất có thời gian tác động tức thời chiếm khoảng
80% chiều dài đường dây bảo vệ. Kết quả là còn 20% để đam bảo sai số role tránh tác
động mất chọn lọc đối với phần đường dây tiếp theo do những sai số của các BU, BI, dữ
liệu về tổng trở đường dây cung cấp không chính xác khi chỉnh định và đo lường của
role.
Phần còn lại của đường dây không được bao phủ với vùng I thì được bảo vệ bởi
bảo vệ có hướng cấp II có thời gian trì hoãn. Tầm chỉnh định vùng II của bảo vệ thông
thường bao phủ toàn bộ đường dây bảo vệ, cộng với 50% đường dây kế cận ngắn nhất
hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ.
Thời gian trì hoãn của vùng II phải được chỉnh định để phân biệt với bảo vệ chính
của phần đường dây kế tiếp, bao gồm bảo vệ khoảng cách cấp I cộng với thời gian cắt
của máy cắt.
Bảo vệ dự trữ từ xa cho tất cả các sự cố trên đường dây kế cận thường được cung
cấp bởi bảo vệ cấp III có thời gian trì hoãn lớn hơn để phân biệt với bảo vệ vùng II cộng
với thời gian cắt của máy cắt. Vùng III có tầm chỉnh định phải ít nhất bằng 1,2 lần tổng
Chức
năng Tên gọi
Dạng sự cố có thể phát hiện được
N
(3)
N
(2)

N
(1)

N
(1,1)

Chạm đất
1 pha
(lưới
trung
tính cách
điện)
1
50
Bảo vệ quá dòng cắt nhanh
x


Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt
nhanh đặt cho phía nguồn 110kV x
x

6
51N
Bảo vệ quá dòng thứ tự không có
thời gian đặt cho phía có trung tính
nối đất x
x

7
87N
Bảo vệ so lệch thứ tự không - áp
dụng với cuộn nối đất x
x

8
87
Bảo vệ so lệch (bảo vệ chính)
x


12
51
Bảo vệ quá dòng có thời gian
x
x
x
x

13
50BF
Bảo vệ chống hiện tượng máy cắt
hỏng
x
x
x
x

14
59N
Bảo vệ quá điện áp thứ tự không

x
15
ϴ˚
Bảo vệ theo nhiệt độ máy biến áp
x

không tác động. Chức năng bảo vệ quá dòng có thời gian 51 (số 2) cũng sẽ nhìn ra dòng
ngắn mạch và khởi động, tuy nhiên thời gian tác động của bảo vệ quá dòng có thời gian
51 đặt trễ (thường là >1s) nên sẽ làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ so lệch 87 (số 8) tác
động với thời gian xấp xỉ 0s.

4. Trong trường hợp các chức năng bảo vệ đó không tác động (bị hư hỏng) thì
chức năng bảo vệ dự phòng nào tác động?
Nếu bảo vệ so lệch 87 (số 8) mà bị hỏng thì bảo vệ quá dòng có thời gian 51 (số 2)
là bảo vệ quá dòng phía 110kV sẽ tác động.