TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN

GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 69
CHƯƠNG 4
BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Hiện nay quá trình cung cấp điện trong công nghiệp và các nhà máy đã trở nên
mở rộng và phức tạp hơn, yêu cầu độ tin cậy ngày càng cao hơn, điều này làm
cho việc bảo vệ và điều khiển trong hệ thống điện công nghiệp khó khăn hơn ,
Chúng ta có thể sử dụng các kỹ thuật bảo vệ dùng cho các hệ thống điện cao áp
hoặc cấp điện áp thấp hơn để áp dụng bảo vệ cho hệ thống này, tuy nhiên trong
hệ thống điện công nghiệp có nhiều vấn đề đặc biệt cần sự quan tâm riêng.
4.1. PHÂN LOẠI CÁC BẢO VỆ.
Trong việc cung cấp điện trong hệ thống điêïn công nghiệp tiêu biểu sẽ
được bảo vệ bằng các máy cắt (CB) kết hợp với các rơle chống chạm đất hoặc
quá dòng và cầu chì, có khả năng chọn lọc và cách ly phần sự cố của hệ thống.
4.1.1. Cầu chì.
Để bảo vệ mạch điện và các thiết bò điện trong mạng phân phối và công
nghiệp thì đơn giản nhất là dùng cầu chì (CC). CC có các đònh mức dòng điện
khác nhau tương ứng với dòng điện làm việc liên tục cho phép, các CC này được
mắc nối tiếp với tải tiêu thụ và mang dòng điện tải. Nếu dòng điện tải qua CC
vượt quá đònh mức cầu chì thì CC sẽ nóng chảy đứt và cách li phần tửû bò sự cố
khỏi mạch điện.
Cầu chì là phần bảo vệ quá dòng và cầu chì bò nóng chảy do nhiệt khi có
quá dòng điện qua nó. Đối với cầu chì làm việc ở mạng lưới lớn hơn 600V cầu
chì được gọi là cầu chì công suất. Theo tiêu chuẩn người ta phân biệt cho cầu chì
ở mạng điện thế cao từ 2KV đến 20KV làm 2 loại : cầu chì tự rơi (FCO) và cầu
chì công suất.
a) Cầu chì tự rơi mạng phân phối (FCO).
Cầu chì tự rơi được thiết kế cho mạng phân


của cầu chì và bảo đảm an toàn cho người vận hành và sửa chữa.
Dây chì thây thế được đặt trong ống giữ dây chì. Một dạng ống giữ dây chì tiêu
biểu được vẽ ở (H.4.2). Dây chì chảy được thoá ra ở đầu ống giư,õ dây chì mới
được đưa vào ống giữ thông qua ống phụ, lò xo, dây mềm dễ đảm bảo chắc phần
cơ và tiếp xúc tốt phần điện .
b) Các loại dây chì.
Cầu chì được thiết kế cho nhiều áp dụng khác nhau với các đặc tính làm việc
khác nhau đáp ứng cho yêu cầu bình thường cũng như đặc biệt.
a)
b)
cách điện
giá
gắn
đầu nối dây
điện
ống giữ dây
chì
đầu nối dây
điện
đế sắt
đầu nối dây điện
ống giữ dây chì
cách điện
đầu nối dây điện
Hình 4.1 FCO cho trạm (a) và đầu trụ (b)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN

GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 71
các cầu chì kể trên còn có cầu chì dầu và cầu chì chân không.
* Cầu chì hạn chế dòng: cầu chì loại này bò nóng chảy khi dòng điện nằm trong
những giới hạn dòng điện nhất đònh cho trước, đột ngột tạo điện thế hồ quang cao
để giảm biên độ dòng điện. Cầu chì này về cơ bản khác với cầu chì cắt dòng
zero. Nguyên tắc của nó là hạn chế dòng hay hạn chế năng lượng được thực hiện
bằng việc tạo ra điện trở cao trong mạch điện. (H.4.3) cho biết dạng sóng dòng
Dây nối
Lò xo
Dây chì
ống che
ống giữ dây chì
Hình 4.2 ống giữ dây chì
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN

GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 72
điện ngắt mạch đối xứng qua trục thời gian, giá trò dòng qua không bò dời và
dòng ngắt của cầu chì. Khi cầu chì tác động dòng điện sẽ xuống không lúc điện
thế tiến tới không, do đó nó hạn chế dòng điện cực đại tại trò số gọi là dòng điện
đứt. H 4.3: Cầu chì hạn chế dòng
điện ngắn mạch


dàng phối hợp với cầu chì khác trong bộ phận bảo vệ khác.
2,0
0
5 1
0
15
2
0
2
5
3
0
t1
t
2
Thời gian ngắt NM
Dòng đứt
Điện thế
Dòng ngắn
mạch
-0,5
-0,1
0,0
0,5
1,0
1,5
T(s)
I
(đvtđ)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN

23,0 25,8
34,5 38
46,0 48,3
69,0
115,0 121
38,0 145
161,0 169

Ghi chú: * chỉ dùng cho trong nhà.
Cầu chì được dùng nơi mà phí tổn của máy cắt và các phụ kiện không kinh tế có
vài yếu tố liên quan đến việc chọn lực cầu chì hơn các thiết bò khác chẳng hạn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN

GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 74
như chống dao động tần số, thu hồi vốn đầu tư nhanh, cầu chì loại E được dùng
nhiều trong các trường hợp:
Bảo vệmáy biến áp đo lường.
Bảo vệ MBA động lực.
Bảo vệ tụ điện.
Bảo vệ tuyến điện thế cao.
Cầu chì công suất có thể đặt trong nhà hoặc ngoài trời và loại thổi hay loại hạn
chế dòng. Việc lựa chọn phụ thuộc vào vi trí và giá trò đònh mức. Tuỳ từng loại
thổi được đặt ngoài trời nơi có phòng rộng. Đặt trong nhà thường đặt loại hạn chế
dòng.
Loại E là loại cầu chì dòng điện, nghóa là trò số đònh mức phải bằng hoặc lớn hơn
dòng tải liên tục cực đại. Quá tải xảy ra trong thời gian chảy cầu chì thay đổi
đặc tính. Như thế khi lựa chọn cầu chì cần quan tâm đến thời gian quá tải, chẳng
hạn như dòg điện khởi động cơ lớn. Dòng điện trì hoãn nhảy vọt của MBA có thể
chòu ít nhâùt 12 lần dòng sơ cấp MBA trong khoảng 1/10 giây (xem dòng nóng
chảy của cầu chì).

10
15
25
40
65
100
140
200
12,0
19,5
31,0
50.0
80,0
128,0
200,0
310,0
480,0
14,4
23,4
37,2
60,0
96,0
153,0
240,0
372,0
576,0
13,5
22,5
37,0
60,

2970,0
4650,0
6,0
6,6
6,9
7,0
7,1
7,2
7,6
8,0
8,1
Đònh mức trung gian
08
12
20
30
50
80
15,0
25,0
39,0
63,0
101,0
160,0
18,0
30,0
47,0
76,0
121,0
192,0

Đònh mức dưới 6A
1
2
3
2,0
4,0
6,0
2,4
4,8
7,2
+
+
+
10,0
10,0
10,0
+
+
+
58,0
58,0
58,0
-
-
-

Bảng 6.4. dòng điện nóng chảy dây chì loại T(chậm).

Dòng nóng chảy
300 và 600s

14,4
23,4
37,2
60,0
96,0
153,0
240,0
372,0
576,0
15,3
26,5
44,5
73,5
120,0
195,0
319,0
520,0
850,0
23,0
40,0
67,0
190,0
178,0
291,0
475,0
775,0
1275,0
120,0
224,0
388,0

160,0
18,0
30,0
47,0
76,0
121,0
192,0
20,0
34,5
57,0
93,5
152,0
248,0
31,0
52,0
85,0
138,0
226,0
370,0
166,0
196,0
496,0
8120,0
1310,0
20800,0
199,0
355,0
595,0
975,0
1570,0

-
-

Nhận thấy rằng sơ đồ tốc độ nóng chảy của loại K nằm trong khoảng 0,6 đến 8,1
trong khi đó loại T từ 10 đến 13.
Đường cong T_C của dây chì có 2 dạng : thời gian nóng chảy lớn nhất và thời
gian đứt tổng (lớn nhất). Đường cong tiêu biểu được vẽ ở(H.4.4), (H.4.5) và
(H.4.6). Thời gian nóng chảy nhỏ nhất là là thời gian đứt chì trung bình được đo
khi thử nghiệm điện thế thấp và không có hồ quang xảy ra. Như thế đối với dòng
điện đã cho, thời gian để cầu chì ngắt tượng trưng thời gian nóng chảy là phải
nằm trong khoảng sai số cho bởi tiêu chuẩn bảng(4.3) và (4.4). Thử nghiệm thứ
hai cho cầu chì làm việc ở điện thế cao(khoảng 7200V) và đo thời gian ngắn tổng
bao gồm thời gian chảy dây chì và thời gian hồ quang. Hai thời gian này thể hiện
tầm thời gian cắt sự cố đối với dòng điên ngắn mạch đã biết. Đường cong ngắt
tổng được dùng để phối hợp với đặc tính nóng chảy nhỏ nhất của cầu chì lớn hơn
đặt tại phía đầu nguồn. Tương tự đường cong nóng chảy nhỏ sẽ được dùng phối
hợp với thời gian ngắt tổng của cầu chì nhỏ đặt ở phía tải.