LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, hầu như hoạt động của con người trong mọi lĩnh 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 Trị An, nhiệt điện Phú Mỹ, nhiệt điện Phả Lại …vv. Các nhà máy
thủy điện được xây dựng ở những vùng có vị trí địa lý thuận lợi cho việc xây dựng nhà
máy thủy điện, còn các nhà máy nhiệt điện được xây dựng ở những nơi gần nguồn
nhiên liệu, nhưng hộ tiêu thụ thỡ khụng chỉ những hộ ở xung quanh nhà mỏy. Vấn đề
đặt ra là làm sao truyền tải được 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 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 bị và sự làm việc ổn định trong toàn hệ thống cần phải sử dụng một cỏch
rộng rói cú hiệu quả cỏc thiết bị bảo vệ, thông tin đo lường, điều chỉnh và điều khiển
tự động trong hệ thống điện.
Trong số cỏc thiết bị này, rơle và các thiết bị bảo vệ bằng rơle đúng vai trũ hết
sức quan trọng trong việc duy trỡ sự làm việc ổn định của bất kỳ Hệ thống điện nào.
Cùng với sự phát triển của kỹ thuật điện nói chung vàhệ thống điện lực nói riêng, kỹ
thuật bảo vệ rơle trong mấy mươi năm gần đây đó cú 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 hư hỏng trong mạch điện hoặc khi có dao động điện.
Mặt khác, nhằm hoàn thiện các phương pháp dự phũng trong cỏc 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 bị trục trặc… vv hiện nay người ta đó chế tạo được các thiết bị bảo
vệ rơle ngày càng gọn nhẹ, hoạt động chính xác, tác động nhanh, độ an toàn và tin cậy
rất cao.
Tại Việt Nam hiện nay cũng đó cú một số cụng trỡnh nghiờn cứu khoa học về chủ
đề bảo vệ rơle kỹ thuật số cho máy biến áp [1, 2, 3]. Tuy nhiên, phạm vi nghiên cứu chỉ
hạn chế ở lý thuyết, chưa áp dụng thực tiễn trên đối tượng bảo vệ cụ thể.
Mặt khác, thiết bị rơle kỹ thuật số để bảo vệ cho máy biến áp có nhiều loại khác

MÁY BIẾN ÁP
1.1. KHÁI NIỆM VỀ RƠLE BẢO VỆ:
1.1.1. Khái niệm
Đối với các trạm biến áp cao thế, cũng như trong quá trình vận hành hệ thống điện
nói chung, có thể xuất hiện tình trạng sự cố thiết bị đường dây hoặc do chế độ làm việc
bất thường của các phần tử trong hệ thống. Các sự cố này thường kèm theo các hiện
tượng dòng điện tăng lên khá cao và điện áp giảm thấp, gây hư hỏng thiết bị và có thể
làm mất ổn định hệ thống. Các chế độ làm việc không bình thường 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 thường 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 hư hỏng. Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy trì được hoạt động
bình thường, đồng thời cũng giảm mức độ hư hại của phần tử bị sự cố. Làm được điều
này chỉ có các thiết bị tự động mới thực hiện được. 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 thường rơle bảo vệ sẽ phát tín hiệu và tùy
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.
1.1.2. 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 hư hỏng và bảo vệ bằng cách chỉ cắt (cô lập) các
phần tử đó.
- 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.

cuộn dây và các điểm rẽ nhánh với 2 nguồn cấp. Rơle có 2 rơle cắt, 4 rơle tín hiệu, 2
đầu vào nhị phân và 6 chỉ thị LED có thể lập trình được.
Hình 2-1: Hình ảnh về
rơle kỹ thuật số 7UT512.
Rơle 7UT512 dùng cho máy biến áp 2 cuộn dây, máy phát, động cơ và điểm nút
với 2 nhánh rẽ.
2.2. KÍCH THƯỚC LẮP ĐẶT:
7UT512 trong vỏ 7XP2030-1 cho lắp bề mặt.
Hình 2-2: Hình kích thước vỏ lắp 7UT512.
2.3. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
2.3.1. Các thông số đầu vào, ra:
Các mạch đo:
Điện áp nguồn nuôi.
Công suất tiêu thụ:
Các tiếp điểm làm việc:
Các tiếp điểm tín hiệu:
Số đầu vào nhị phân:
Các giao tiếp nối tiếp:
2.3.2. Các thông số thí nghiệm điện.
Thử cách điện.
2.3.3. Các thông số thí nghiệm ứng suất cơ học.
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 5
Dung động và Chấn động trong quá trình vận hành.
Dung động và trấn động trong quá trình vận chuyển.
2.3.4. Thí nghiệm điều kiện thời tiết.
2.4. HOẠT ĐỘNG CÁC KHỐI CỦA RƠLE 7UT512:
Rơ le bảo vệ so lệch số 7UT512 được trang bị bộ vi xử lý mạnh 16 bit. Nó giúp cho
quá trình xử lý số hoàn toàn cho tất cả các chức năng từ các dữ liệu thu nhận được
của các giá trị đo được đến đầu tín hiệu cắt của máy cắt.
Hình 2-3: Hình cấu trúc phần cứng của rơle 7UT512.

2.5.1.6 Tác động/ cắt:
2.5.1.7. Sơ đồ đấu chuẩn của 7UT512 cho bảo vệ máy biến áp.
2.5.2. Bảo vệ so lệch cho các điểm rẽ nhánh.
2.5.2.1. Quy ước chiều dòng điện.
2.5.2.2. Hãm bổ sung khi biến dòng bị bão hòa.
2.5.2.3. Tác động/Cắt.
2.5.3. Bảo vệ chạm đất có giới hạn.
Hình 2-11: Sơ đồ bảo vệ chạm đất có giới hạn sử dụng một biến dòng trung tính và
các biến dòng 3 pha.
Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) có chức năng bảo vệ sự cố trong MBA
lực có điểm trung tính nối đất. Vùng bảo vệ là vùng giữa máy biến dòng đặt ở dây
trung tính và tổ máy biến dòng nối theo sơ đồ bộ lọc dòng điện thứ tự không đặt ở phía
đầu ra của cuộn dây nối hình sao của MBA.
Nguyên lý làm việc của REF trong rơle 7UT512 là so sánh dạng sóng cơ bản
của dòng điện trong dây trung tính (ISP) và dạng sóng cơ bản của dòng điện thứ tự
không tổng 3 pha.
2.5.4. Bảo vệ quá dòng có thời gian.
Bảo vệ so lệch 7UT512 cung cấp một bảo vệ quá dòng có thời gian tích hợp. Nó có
thể làm việc cho bất cứ phía nào của đối tượng bảo vệ. 7UT512 được sử dụng cho máy
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 7
7UT512
biến 2 cuộn dây, máy phát hoặc động cơ, điểm rẽ nhánh hai phía, bảo vệ quá dòng có
thời gian làm việc cho bất cứ đối tượng nào khác "Đối tượng ảo".
2.5.5. Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ.
Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ giúp đối tượng bảo vệ tránh khỏi bị phá huỷ do quá tải
gây ra. Trong 7UT512 có hai chức năng bảo vệ quá tải, mỗi chức năng có thể được bật
cho bất cứ phía nào của đối tượng bảo vệ.
2.5.6. Bảo vệ chạm vỏ.
Bảo vệ chạm vỏ có nhiệm vụ phát hiện ra dòng rò với đất, cả khi có điện trở lớn,
giữa pha và khung của máy biến áp . Vỏ máy biến áp phải được cách ly với đất.

7UT512
Dây kết nối giữa
rơle 7UT512 với
máy tính
Nội dung các phần trong hộp thoại:
- RETURN (Quay trở lại).
- SETTINGS (Thiết lập các tham số).
- ANNUNCIATIONS /MEASUREMENTS (Tín hiệu/ Đo lường).
- FAULT RECORDING (Ghi sự cố).
- MARSHALLING/CONFIGURATION FOR LOCAL CONTROL (Sắp đặt/
Cấu trúc cho bộ phận điều khiển).
- TRANSFER OF ALL PROTECTION SETTINGS (Truyền tất cả các sự thiết
đặt của thiết bị bảo vệ).
3.2.1. Nội dung hộp thoại SETTINGS (Chỉnh định các thông số)
GENERAL - DATA (Thiết lập số liệu chung).
TRANSFORMER DATA (Thiết lập thông số máy biến áp).
WINDING CHARACTERISTICS (Đặc điểm cuộn dây MBA).
TRANSFORMER-DIFF.PROTECTION SETTINGS (Thiết lập bảo vệ so lệch cho
máy biến áp).
THERMAL OVERLOAD PROTECTION (Thiết lập bảo vệ qúa tải theo nhiệt độ).
FAULT RECORDING (Ghi sự cố).
EXTERNAL TRIP (Thiết lập lệnh cắt từ bên ngoài).
TRANSFER OF SETTINGS (Truyền số liệu thiết lập).
3.2.1.1. Thiết lập số liệu chung trong địa chỉ GENERAL – DATA:
Object under protection - Đối tượng bảo vệ có thể chọn là: TRANSFORMER (Máy
biến áp), GENERATOR (Máy phát) hoặc MOTOR (Động cơ).
Frequency - Tần số lưới điện có thể chọn ở hai mức (50Hz và 60Hz).
3.2.1.2. Thiết lập thông số máy biến áp trong địa chỉ TRANSFORMER DATA:
Number of windings - Số cuộn dây của máy biến áp (2 cuộn).
3.2.1.3. Thiết lập thông số máy biến áp trong địa chỉ WINDING

Diff. trip delay time. t
DIFF>
: Đặt thời gian cắt có trễ cho dòng so lệch ngưỡng
thấp. Dải đặt từ (0.00 ÷ 60.00)s
Diff. trip delay time. t
DIFF>>
: Đặt thời gian cắt có trễ cho dòng so lệch ngưỡng
cao. Có thể đặt trong dải (0.00 ÷ 60.00)s
Reset time : Thời gian trả về từ (0.00 ÷ 60.00) Bước 0.1s
Crossblocking (I diff >) : Khoá chéo giữa các pha (có thể đặt hoặc
không).
3.2.1.5. Thiết lập thông số máy biến áp trong địa chỉ THERMAL OVERLOAD
PROTECTION:
Overload prot. function : Chức năng bảo vệ quá tải.
Winding : có ba lựa chọn bảo vệ cho cuộn dây máy biến áp:
k-Factor : Hệ số quá tải có thể đặt từ 0.5 đến 1.5.
Time constant Ta: Hằng số thời gian quá tải có thể đặt từ (0.5 ÷ 99.9) phút.
Warning temperature : Cảnh báo khi nhiệt độ đạt từ (70 ÷ 90)% nhiệt độ đặt.
3.2.1.6. Thiết lập thông số máy biến áp trong địa chỉ EXTERNAL TRIP
External trip 1 : Lệnh bên ngoài.
Delay time external trip 1 : Thời gian trễ của lệnh cắt từ bên ngoài 1 có
thể đặt từ (0.00 ÷ 60.00)s
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 11
Reset time external trip 1 : Thời gian trả về của lệnh cắt từ bên
ngoài 1 có thể đặt từ (0.00 ÷ 60.00)s.
Exteral trip 2 : Lệnh cắt 2 từ bên ngoài có thể đặt:
Delay time external trip 2 : Thời gian trễ của lệnh cắt từ bên ngoài
2 có thể đặt từ (0.00 ÷ 60.00)s.
Reset time external trip 2 : Thời gian trả về của lệnh cắt từ bên
ngoài 2 có thể đặt từ (0.00 ÷ 60.00)s.

Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 12
LED 5 : Group annunciation 1 Unstored
Đèn chỉ thị LED 5 : Nhóm tín hiệu 1 - Không lưu dữ.
LED 6 : Setting in progress Unstored
Đèn chỉ thị LED 6 : Thiết lập thông số cho Rơle - Không lưu dữ.
c. COMMANDING CONTACTS 1,2 - Sắp đặt điều khiển tiếp điểm.
Contact K1 : Trip on diff.prot. -
Tiếp điểm K1 : Lệnh cắt của bảo vệ so lệch.
Contact K1 : Trip on high-set diff.
Tiếp điểm K1 : Lệnh cắt của bảo vệ so lệch ở ngưỡng cao.
Contact K1 : not allocated .
Tiếp điểm K1 Không gán chức năng.
Contact K1 : not allocated .
Tiếp điểm K1 Không gán chức năng.
Contact K2 : Trip on diff.prot.
Tiếp điểm K2 : Lệnh cắt của bảo vệ so lệch.
Contact K2 : Trip on high-set diff.
Tiếp điểm K1 : Lệnh cắt của bảo vệ so lệch ở ngưỡng cao.
Contact K2 : not allocated.
Tiếp điểm K2 Không gán chức năng.
Contact K2 : not allocated.
Tiếp điểm K2 Không gán chức năng.
3.2.2.2. Thiết lập thông số máy biến áp trong địa chỉ CONFIGURATION FOR
LOCAL CONTROL - Sắp đặt cấu hình cho bộ phận điều khiển.
Local control - Bộ phận điều khiển có dùng (EXISTS) hoặc không dùng (NON
EXISTS).
Baudrate : Tốc độ truyền có nhiều mức khác nhau có thể chọn:
4800, 9600, 38400, nhưng tốt nhất chọn ở chế độ mặc định là 9600 Baud
Prot.relay's address : Địa chỉ của Rơle bảo vệ, có thể chọn từ 0 đến
255.

+
TR
G
-
B
+
3
B
-
3
4B
1
4B
2
B
+
1
5B
1
5B
2
1A
1
2A
1
3A
1
1A
2
2A


2

2

12

11
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 16
Hình 3-22: Một số hình ảnh về phòng thí nghiệm.
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 17
Để kiểm tra việc khả năng tác động của rơle theo các giá trị đặt, trong phòng thí
nghiệm thực hiện việc cấp dòng điện cho rơle bằng bộ tạo nguồn dòng, việc kết nối
giữa máy tính và rơle số thực hiện bằng cáp tín hiệu nối giữa cổng chữ D 25 chân ở
mặt trước của rơle với cổng ra của CPU .
3.3.2. Giới thiệu tổng quan về mô hình sử dụng rơle 7UT512 để bảo vệ cho máy
biến áp điện lực:
3.3.2.1. Thông số của máy biến áp:
3.3.2.2. Cài đặt thông số cho rơle 7UT512:
* Cài đặt trực tiếp trên rơle số 7UT512:
- Cấp nguồn cho rơle.
- Ấn nút CW, sau đó ấn 000000 để mở mã chương trình.
- Ấn nút E để chấp nhận.
- Cài đặt các thông số thí nghiệm cho rowle:
+ Địa chỉ 1101: protec-object transformer
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 18
U
A
I
a

4B1
4B2
B
+
1
5B1
5B2
1A1
2A1
3A1
1B2
2B2
3B2
1A2
2A2
3A2
1B1
2B1
3B1
Tín hi u c tệ ắ
Hình 3-24: Sơ đồ đấu nối máy tính với các thiết bị bảo vệ so lệch cho máy
biến áp dùng rơle 7UT512.
A10 A11 A12
Keyboard
Monitor
CPU
Mouse
7ut512
+ Địa chỉ 1102: jrequency 50Hz
+ Địa chỉ 1201: Windings 2

+ Địa chỉ 1601: Winding 1 Y – conection
+ Địa chỉ 1602: Winding 2 D – conection
+ Địa chỉ 1603: Vector GR 0.20
+ Địa chỉ 2100: Transfer former Diff – protect.Data
+ Địa chi 2101: Diff Function
+ Địa chỉ 2102: I Diff > 0,45 I/I
N
+ Địa chỉ 2013: I Diff >> I/I
N
+ Địa chỉ 2014: 2nd Harmon 15%
+ Địa chỉ 2015: 5th Harmon 40%
+ Địa chỉ 2106: T-Diff > 0,5 s
+ Địa chỉ 2107: T-Diff >> 0,02 s
+ Địa chỉ 2018: T-Reset 1 s
+ Địa chỉ 2109: Gross block
+ Địa chỉ 2600: Themal over load
+ Địa chỉ 6200: Marshalling Signal Relays
+ Địa chỉ 6201: Relay 1 Trip-I
diff
>
+ Địa chỉ 6202: Relay 2 Trip-I
diff
>>
+ Địa chỉ 6203: Relay 3 not allocated
+ Địa chỉ 6204: Relay 4 not allocated
+ Địa chỉ 6300: Mar shalling Led Indications
+ Địa chỉ 6301: Led 1 Trip I
diff
>
+ Địa chỉ 6302: Led 2 Trip I

00
AIkI
dđđBkđ
===

(3-17)
Dòng tác động cắt của rơle:
)(5,1
5/300
90
2
0
A
n
I
I
BI
kđ
REF
===

(3-18)
Góc giới hạn: φ
REF
= 110
0
Thời gian trễ: t
REF
= 0 (s).
Độ dốc đặt tính tác động: SLOPE = 0.

chạy qua:
1910 2nd HARMON OFF
ON
Hãm hài bậc 2: Tắt hoặc
bật.
1911 2nd HARMON 10% - 80% Thành phần bậc 2 trong
dòng so lệch
1912 IREFmax 2 0.0 - 20.0 I/In Hãm hài bậc 2 phù hợp với
giới hạn so lệch, quy đổi
theo dòng định mức của đối
tượng bảo vệ
1925 T-DELAY 0.00 – 60.00 (s) Thời gian trễ bổ xung
1927 T-RESET 0.00 – 60.00 (s) Thời gian trở về sau khi tín
hiệu cắt đã hết
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 22
Hình 3-32: Hình ảnh về máy tạo dòng trongmô hình thí nghiệm
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 23
Hình 3-33: Hình đấu lắp nguồn điện (nguồn 1 chiều) cấp cho rơle 7UT512.
Hình 3-34: Hình đấu nối đầu ra các tiếp điểm của rơle 7UT512.
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 24
Hình 3-35: Hình ảnh về rơle
trong gian trong mô hình
thí nghiệm.
Nguyễn Thị Thanh Nga – K14 trường Đại học KTCN 25