TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
90

CHƯƠNG 5 : TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

5.1 TỰ ĐỘNG ĐÓNG LẠI ĐƯỜNG DÂY.
5.1.1 Tổng quát.
Các thống kê về các sự cố trên hệ thống điện cho thấy rằng bất kỳ đường dây
trên không vận hành với điện áp cao (từ 6KV trở lên) đều có sự cố thoáng qua
(chiếm tới 80- 90%), trong đó đường dây có điện áp càng cao thì phần trăm
xảy ra sự cố thoáng qua càng lớn. Một sự cố thoáng qua, chẳng hạn như một
phóng điện xuyên thủng là loại sự cố mà có thể được loại trừ bằng tác động
cắt tức thời MC để cô lập sự cố và sự cố sẽ không xuất hiện trở lại khi đường
dây được đóng trở lại sau đó. Sét là nguyên nhân thường gây ra sự cố thoáng
qua nhất, còn những nguyên nhân khác thường là do sự lắc lư của đường dây
dẫn gây ra sự phóng điện và do sự va chạm của các vật bên ngoài đường dây.
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới; các điều kiện khí hậu như bão, độ ẩm
sấm sét, cây cối,… đều tạo điều kiện tốt cho sự cố thoáng qua xảy ra. Do vậy
việc áp dụng thiết bò tự động đóng lại MC (TĐL) trên hệ thống điện Việt
Nam càng nên được xem xét cẩn thận nhằm áp dụng một cách thích hợp và
hiệu quả những lợi điểm của thiết bò này, góp phần cải thiện độ tin cậy cho hệ
thống. Như trên đã đề cập, 10- 20% sự cố còn lại là sự cố kéo dài hay “bán
kéo dài”. Một sự cố bán kéo dài có thể xảy ra ví dụ như do một nhánh cây rơi
xuống đường dây. Ở đây sự cố không loại trừ bằng cách cắt điện tức thời mà
nhánh cây chỉ có thể bò cháy rụi trong một khoảng thời gian nào đó. Loại sự
cố này thường xảy ra trên đường dây trung thế (6-66KV) chạy qua vùng rừng
núi. Như vậy , trong phần lớn các sự cố, nếu đường dây sự cố được cắt ra tức
thời và thời gian mất điện đủ lớn để khử ion do hồ quang sinh ra thì việc đóng
lại sẽ cho phép phục hồi thành công việc cung cấp điện cho đường dây. Các
MC có trang bò hệ thống TĐL sẽ cho phép thực hiện nhiệm vụ này một cách

thường, còn có thể bao gồm các chức năng của RL tự đóng lại với độ tin cậy
rất cao.Với các lý do trên, ngày nay trên hệ thống điện người ta thường sử
dụng ACR cho mạng trung thế vì khả năng cơ động (gọn, nhẹ vó thể gắn trực
tiếp trên trụ đỡ đường dây)và chi phí thất của nó. Còn hệ thống tự đóng lại sử
dụng trên lưới truyền tải cao áp và siêu cao áp.
TĐL có thể chế tạo để đóng lại một hay nhiều lần.Theo thống kê, hiệu quả
của việc TĐL trên đường dây trên không theo số lần TĐL là:
_TĐL lần 1 thành công 65 ÷ 90% (hiệu quả càng lớn khi điện áp càng cao).
_TĐL lần 2 thành công 10 ÷ 15%
_TĐL lần 3 thành công 3 ÷ 5%
Chu kỳ TĐL một lần khi có NM thoáng qua và Nm lâu dài và Chu kỳ tự đóng
lại nhiều lần.Trong chu kỳ đầu tiên, thời gian TĐL thường được chọn lớn hơn
thời gian khử ion của môi trường. Chu kỳ thời gian thường được chọn khoảng
15 ÷ 20 s. Thời gian đóng và cắt MC phụ thuộc vào thiết bò lắp đặt, còn thời
gian khử ion phụ thuộc vào điện áp đường dây, đòa điểm, trò số và thời gian
NM, dạng NM… và được chọn theo từng trường hợp cụ thể.
5.1.2 Những yêu cầu chính đối với tự đóng lại:
Khi đặt thiết bò tự đóng lại cần chú ý các yêu cầu sau:
a) Tác động nhanh
Theo quan điểm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải và đảm bảo
ổn đònh cho hệ thống thì đóng lại các nguồn điện càng nhanh càng tốt. Tuy
nhiên tốc độ tự đóng lại bò hạn chế bởi điều kiện khử ion tại chỗ bò ngắn mạch
để khi đóng trở lại nguồn điện ngắn mạch không thể tái phát. Ta biết thời
gian đóng của máy cắt dầu lớn hơn thời gian cần thiếtđể khử ion tại chỗ ngắn
mạch, do đó máy cắt dầu không cần chú ý đến điều kiện này. Nhưng đối với
máy cắt không khí thì cần chú ý kỹ vì thời gian đóng máy cắt rất nhỏ. Bảng
5.1 cho biết thời gian khử ion tại chỗ ngắn mạch theo các cấp điện áp khác
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
92

khoá liên động cần có để ngăn chặn sự khởi động sai trừ trường hợp thoả mãn
điều kiện TĐL bằng các tiếp điểm ghép nối tiếp với cuộn kích cùa RL khởi
động.
a) Thiết bò tự đóng lại không được làm việc khi điều hành viên mở MC
bằng tay hoặc điều khiển từ xa.
Mở MC bằng tay hoặc điều khiển từ xa là không muốn cho đường dây
hoặc thiết bò điện tiếp tục làm việc trong khoảng thời gian nào đó, nó cũng
tương tự như trường hợp Nm còn tồn tại lâu dài. Với những trường hợp
trên, dù thiết bò tự đóng lại cũng chắc chắn không có kết quả;do đó không
cần cho nó làm việc hoặc tốt nhất là khoá TĐL lại.
b) Sơ đồ TĐL có thể khoá hay cấm tác động trong trường hợp đặc biệt.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
93

Thí dụ trong trường hợp BV so lệch hoặc BV của MBA làm việc khi có
NM bên trong máy biến áp.
c) TĐL không được lăäp đi lặp lại.
Không nên lẫn lộn vấn đề này với vấn đề TĐL một lần hoặc nhiều lần đã
nêu ở trên. Đề ra yêu cầu này là để tránh hiện tượng MC đóng lặp đi lặp
lại khi NM kéo dài dẫn đến hậu quả là hỏng MC. (NM xuất hiện bộ phận
rơle tác động mở MC, sau đó nhờ TĐL nên MC được đóng trở lại khiến
cho bộ phận BV rơle lại mở MC lần thứ 2, TĐL lại đóng MC lại … quá
trình này cứ lặp đi lặp lại cho đến khi thiết bò hỏng hoặc người đến cắt
nguồn điện.)
d) TĐL phải tự động trở về vò trí ban đầu.
Sau khi đã tác động một thời gian, thiết bò TĐL phải trở về trạng thái ban
đầu để chuẩn bò cho các lần làm việc sau. Thời gian phục hồi t
ph
của thiết

94

+ TĐL chờ đồng bộ.
+ TĐL theo tần số : trong hệ thống khi tần số bò giảm có thể một số MC
của phụ tải bò cắt, sau đó thiết bò TĐL đóng MC khi tần số đã khôi phục.
Thiết bò này được gọi là tự đóng lại theo tần số.
5.1.4 Tự đóng lại tốc độ cao. Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ tự đóng
lại.
Yêu cầu đầu tiên cho việc áp dụng TĐL tốc độ cao là thời gian nhiễu loạn
hệ thống có thể chấp nhận được mà không gây mất ổn đònh . đường cong
P-δ cùng với giá trò công suất truyền tải cho phép phỏng đoán được độ
thay đổi của góc truyền tải, sau đó cần phải biết quan hệ δ-t dự đoán thời
gian giới hạn cực đại để không gây ra nhiễu loạn cho hệ thống . Cuối là
phải biết các đặc tính của MC của mạch bảo vệ cũng như thời gian khử ion
hoá của môi trường để có thể thực hiện TĐL tốc độ caotrong bất cứ trường
hợp nào. Sau đây ta sẽ lần lượt thảo luận đến các yếu tố này.
a) Các đặc tính bảo vệ.
Dùng BV tác động nhanh như BV khoảng cách, so lệch có thời gian làm
việc 50ms, kết hợp với máy cắt tác động nhanh sẽ làm giảm nhiễu loạn .
Các đặc tính BV phải được tính toán và chọn lựa sao cho cả hai máy cắt ở
2 đầu đường dây phải được cắt đồng thời khi có sự cố. Bất cứ một máy
cắt nào mở trước máy cắt kia củng sẽ làm tăng thời gian gián đoạn và tự
đóng lại khó thành công hơn. Khi sử dụng BV khoảng cách , sự cố xảy ra
ngay gần một đầu của đường dây (rơi vào vùng tác động không đồng thời )
thì BV phải được trang bò các dụng cụ đặc biệt giúp cho hai máy cắt ở hai
đầu đường dây tác động đồng thời.
b) Khử ion tại nơi xảy ra sự cố.
Khi sử dụng TĐL với tốc độ cao, ta phải xác đònh được thời gian để đóng
lại thành công, ion tại nơi xảy ra sự cố phải được khử hết mà không cho hồ
quang cháy trở lại. Thời gian khử ion của một tia hồ quang trong khí phụ

đóng lại không thành công còn gây thiệt hại nhiều hơn so với khi không sử
dụng TĐL.
d)Lựa chọn thời gian hồi phục.
Đối với bất cứ một loại máy cắt nào, việc lựa chọn thời gian hồi phục cho hệ
thống bảo ve phải đảm bảo cho máy cắt có đủ thời gian trở về (không khí
được nạp đầy, cơ cấu đóng tiếp trở về vò trí sẳn sàng…) để sẳn sàng cho tác
động kế tiếp. MC tác động cơ lưu chất cần thời gian phục hồilà 10 sec. MC cơ
cấu đóng lò xo cần thời gian trở về là 30 sec, thời gian phục hồi của MC khí
nén cần thiết để áp suất khí trở lại bình thường.
e)Số lần đóng lại.
Việc TĐL với tốc độ cao trên đường dây siêu cao áp thường chỉ thực hiện một
lần vì việc TĐL nhiều lần với dòng sự cố lớn có thể gây mất ổn đònh hệ
thống. Hơn nữa đối với đừơng dây siêu cao áp, sự cố bán kéo dài (nếu có)
0, 01s
MC mở hoàn
toàn. Mạch đóng
được kích hoạt
Hồ quang
bò dập tắt
hoàn
toàn
Tiếp
điểm
bắt đầu
mở
Kích
khởi
Tiếp
điểm bắt
đầu đóng

toàn
0,035s
0,045s
0,3s 0,065s
Thời gian
t(s)
b)
0,02s
Hình 5.1Hoạt động đóng cắt của các loại MC
a) Máy cắt dầu cấp điện áp 132KV;
b) Máy cắt khí nén 400KV.