BẢO VỆ RƠ LE
VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

TS. Vũ Thị Anh Thơ
09 83 16 81 83
[email protected]


Phần I
Bảo vệ rơ le
trong hệ thống điện

TS. Vũ Thị Anh Thơ
2


Tài liệu tham khảo

1.

Bảo vệ các Hệ thống Điện, Trần Đình Long, NXB KHKT

2.

Giáo trình Bảo vệ Rơ le trong Hệ thống điện, Đại học Điện lực

3.

Ebook: Power System Protection (P.M. Anderson)


4


I.1. Nhiệm vụ của bảo vệ rơ le



Đặc điểm của HTĐ

Rộng lớn về qui mô
Trải dài trong không gian
Đa dạng về thiết bị điện
 Dễ phát sinh các hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường



Yêu cầu vận hành HTĐ

An toàn
Tin cậy
Kinh tế

TS. Vũ Thị Anh Thơ
5


I.1. Nhiệm vụ của bảo vệ rơ le




Do các hiện tượng thiên nhiên: giông bão, động đất, lũ lụt, núi lửa…
Do con người: sai sót trong tính toán thiết kế, sai lầm trong công tác vận hành, thiếu sót trong bảo dưỡng
thiết bị điện…

Do các yếu tố ngẫu nhiên khác: già cỗi cách điện, thiết bị quá cũ, những hư hỏng ngẫu nhiên, tình trạng làm
việc bất thường của HTĐ…



Ngắn mạch: sự cố phổ biến và nguy hiểm nhất trong HTĐ

Dòng điện tăng cao từ nguồn đến điểm ngắn mạch  tác động nhiệt và cơ nguy hiểm cho các phần tử nó
chạy qua

Hồ quang tại chỗ ngắn mạch : đốt cháy thiết bị, gây hỏa hoạn
Điện áp tại chỗ sự cố và lưới điện lân cận giảm thấp
Mất ổn định và tan rã hoàn toàn HTĐ.

TS. Vũ Thị Anh Thơ
7


I.2. Các yêu cầu đối với bảo vệ rơ le

1.

Độ tin cậy

Là tính năng đảm bảo cho thiết bị làm việc đúng, chắc chắn


BV1
BV3

~

BV2

N
Bảo vệ nào tác động?

A

-

B

Bảo vệ nào không tác động?

Chọn lọc tuyệt đối: bảo vệ chỉ làm nhiệm vụ khi sự cố xảy ra trong một phạm vi hoàn toàn xác định, không
làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phần tử lân cận.

-

Chọn lọc tương đối: ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượng được bảo vệ có thể thực hiện chức năng
bảo vệ dự phòng cho phần tử lân cận.

TS. Vũ Thị Anh Thơ
9



TS. Vũ Thị Anh Thơ
10


I.2. Các yêu cầu đối với bảo vệ rơ le


4. Độ nhạy
Đặc trưng cho khả năng “cảm nhận” sự cố của rơle/ hệ thống bảo vệ.
Hệ số độ nhạy Kn : tỉ số của đại lượng vật lý đặt vào rơle khi có sự cố/ ngưỡng tác động
Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Chế độ làm việc của HTĐ, cấu hình của lưới điện, dạng ngắn mạch, vị trí của điểm ngắn
mạch. . .
Bảo vệ chính: Kn từ
Bảo vệ dự phòng: Kn từ
5. Tính kinh tế
BVRL không để làm việc thường xuyên mà ở chế độ luôn luôn sẵn sàng chờ đón những bất thường và sự cố trong HTĐ
 phải cân nhắc tính kinh tế và các yêu cầu kỹ thuật tùy thuộc vào tính chất/ vai trò của lưới điện được bảo vệ

TS. Vũ Thị Anh Thơ
11


I.3 Các bộ phận của hệ thống Bảo vệ rơ le

Cấu trúc tổng quát của hệ thống bảo vệ

Các phần từ trong hệ thống điện
~

Đ


TS. Vũ Thị Anh Thơ
12


I.3 Các bộ phận của hệ thống Bảo vệ rơ le

Một cấu trúc đơn giản của hệ thống bảo vệ

Thanh góp
Máy cắt điện

BI

Mạch điện được bảo vệ

MC
F

CC
Nguồn

KĐK

_
+
RL

BU




I.4 Máy biến dòng điện

4. Sơ đồ thay thế

•

Sai số của BI xuất hiện do tồn tại của dòng từ hóa

•

Điện áp xuất hiện phía thứ cấp

Vthứ cấp=Ithứ cấp*(Zcuộn thứ cấp+Zdây dẫn phụ + Zthiết bị nối vào)

 Khi tải tăng  Vthứ cấp tăng  tăng dòng từ hoá Ie tăng sai số củaBI

TS. Vũ Thị Anh Thơ
15


I.4 Máy biến dòng điện

5. Đặc tính từ hóa của BI

•
•

Quan hệ giữa dòng điện từ hóa cần thiết (Ie) để sinh ra một điện áp hở mạch V


Z
pt

•
•
•

Đầu sơ cấp S1, S2. Dòng sơ cấp IS đi từ đầu S1 đến S2
Đầu thứ cấp T1, T2. Dòng thứ cấp IT đi từ T2 đến T1
Các đầu dây được đánh dấu “*” như quy ước

T2

BI làm việc ở chế độ ngắn mạch phía thứ cấp

TS. Vũ Thị Anh Thơ
17


I.4 Máy biến dòng điện

7. Hiện tượng hở mạch thứ cấp BI

 Điện áp cảm ứng có giá trị lớn, gây quá điện áp, nguy hiểm
 Toàn bộ dòng sơ cấp làm nhiệm vụ từ hóa lõi từ
• Lõi từ bị bão hòa
• Từ thông tản ra ngoài lõi thép

TS. Vũ Thị Anh Thơ

19


I.4 Máy biến dòng điện

9. So sánh BI dùng cho đo lường và bảo vệ

TS. Vũ Thị Anh Thơ
20


I.4 Máy biến dòng điện

9. So sánh BI dùng cho đo lường và bảo vệ

TS. Vũ Thị Anh Thơ
21


I.4 Máy biến dòng điện

10. Các sơ đồ nối máy biến dòng điện
a. Sơ đồ nối các BI theo hình sao đầy đủ

- 

Biến dòng điện đặt trên cả ba pha

Dòng vào rơ le
I

b

I

Sơ đồ hình sao hoàn toàn có thể làm việc cả khi ngắn
mạch một pha.

c

-

Hệ số sơ đồ

TS. Vũ Thị Anh Thơ
22


I.4 Máy biến dòng điện

10. Các sơ đồ nối máy biến dòng điện
b. Sơ đồ nối các BI theo hình sao khuyết

- 

Biến dòng điện đặt 2 pha

Dòng vào rơ le
I

I

-

Hệ số sơ đồ

TS. Vũ Thị Anh Thơ
23


I.4 Máy biến dòng điện

10. Các sơ đồ nối máy biến dòng điện
c. Sơ đồ nối một rơ le vào hiệu dòng điện hai pha

I
B

I
A

(3)
I

I
C

R
I

RL




I.4 Máy biến dòng điện

10. Các sơ đồ nối máy biến dòng điện
d. Sơ đồ nối các hình sao và tam giác

MBA
Các BI nối hình sao

Các BI nối hình tam giác

RL
RL
RL

Bảo vệ cho máy biến áp có các tổ nối dây sao/tam giác  dùng sơ đồ nối BI hình sao ở phía cuộn dây
nối tam giác và sơ đồ nối BI hình tam giác ở phía cuộn dây nối hình sao

TS. Vũ Thị Anh Thơ
25