TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
20

CHƯƠNG 2
BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN

2.1 BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN KHÔNG HƯỚNG.
2.1.1 Nguyên tắc tác động.
BV quá dòng điện là loại BV tác động khi dòng điện qua chỗ đặt thiết bò bảo
vệ tăng quá giá trò đònh trước. Có thể chọn BV quá dòng điện thành BV dòng
điện cực đại hay BV dòng điện cắt nhanh. Chúng khác nhau ở chỗ cách đảm
bảo yêu cầu tác động chọn lọc và vùng bảo vệ tác động. Để BV dòng cực đại
tác động chọn lọc, người ta tạo cho nó thời gian trì hoãn thích hợp. Để đảm
bảo chính xác chọn lọc BV cắt nhanh cần chọn dòng khởi động thích hợp.
Vùng BV của BV dòng cực đại gồm cả phần tử được BV và các phần tử lân
cận. Vùng BV cắt nhanh chỉ một phần của phần tử được BV.

2.1.2 Bảo vệ dòng điện cực đại.
Khảo sát một đường dây hình tia, có một nguồn cung cấp, có đặt BV dòng cực
đại (DCĐ) ở đầu phía nguồn mỗi đoạn đường dây (Hình 2.1a). Như vậy mỗi
đoạn đường dây có BV riêng biệt.
Khi NM xảy ra tại N
1
, dòng sự cố chạy trên cả bốn đoạn, vì vậy các BV 1, 2,
3, 4 đều khởi động. Tuy nhiên theo yêu cầu chọn lọc, chỉ có BV 4 được tác
động cắt phần tử hư hỏng. Muống vậy, bảo vệ DCĐ cần có đặc tính thời gian
trì hoãn tác động, thời gian này tăng dần tính từ hộ tiêu thụ đến nguồn (Hình
2.1b). Nhờ cách chọn này, khi NM tại N
1
, bảo vệ 4 tác động sớm nhất cắt

) và khi NM trên đoạn
AB (N
4
) nếu có đặt thiết bò tự đóng lại tại MC1.
Khi NM tại N
3
(H.2.1a) các rơle dòng của bảo vệ 1, 2 đều khởi động. Sau khi
bảo vệ 2 cắt đoạn sự cố thì BV 1 không còn dòng NM nhưng còn dòng phụ tải
của các đoạn dây còn lại. Yêu cầu BV 1 phải trở vế vò trí ban đầu trong điều
kiện có dòng phụ tải chạy qua nếu không trở về BV cắt sai đường dây không
hư hỏng, mặc dù sự cố đã được loại trừ.
Khi NM do điện áp tụt xuống, tốc độ các động cơ bò hãm lại. Sau khi NM các
động cơ này tự khởi động lại cùng một lúc với dòng khá lớn I
TK
(H.2.2a).
Dòng này giảm tới giá trò I
lv
(I
lv
< I
lv max
) có thể viết: I
TK
= K
mm
.I
lvmax

Với K
mm

tv
tv
I
I
K =

Từ đó dòng điện khởi động của bảo vệ bằng:
Hình 2.2 Dòng điện qua bảo vệ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
22max
.
lv
tv
mmat
kd
I
K
KK
I =
(2.1)
Trong một số sơ đồ nối dây, dòng điện I
T
ở cuộn thứ cấp của BI khác với dòng

điện I
R

(2.2)
Trong trường hợp có đặt thiết bò tự động đóng trở lại tại vò trí MC1 dòng khởi
động phải lớn hơn dòng tự mở máy sau khi tự đóng lại đường dây nếu có NM
tại N
4
. Sau khi cắt đoạn AB, dòng qua bảo vệ không có và bảo vệ trở về trạng
thái ban đầu (H.2.2b). Sau khi tự đóng lại đoạn AB bằng MC1 dòng vào bảo
vệ 1 là dòng tự khởi động của các động cơ I
kđ
. Dòng này được xác đònh:
I’
TK
= K’
mm
. I
lvmax
(2.3)
Trong đó dòng khởi động được tính: I
kđ
= K
at
. K’
mm
. I
lvmax

Dòng khởi động của BV1 được chọn bằng giá trò lớn hơn của (2.1) và (2.3).
Hệ số K’
mm
> K

lân cận được bảo vệ thuộc vùng bảo vệ dự trữ. Độ nhạy được đánh giá bằng
hệ số nhạy:

kd
N
nh
I
I
K
min
=

với: I
Nmin
– dòng NM cực tiểu khi NM ở cuối vùng bảo vệ.
- Khi NM ở cuối phần tử được bảo vệ ( vùng chính) yêu cầu K
nh
> 1,5
- Khi NM tại cuối vùng dự trữ yêu cầu K
nh
> 1,2.
2.1.2.3 Thời gian tác động của bảo vệ.
a. Bậc thời gian.
Để đảm bảo tính chọn lọc, thời gian tác động của bảo vệ dòng cực đại được
chọn theo nguyên tắc bậc thang (H.2.1b). Độ chênh lệch giữa thời gian tác
động của bảo vệ kề nhau được gọi là bậc thời gian hay bậc chọn lọc: ∆t = t
1
-t
2


BV
+ t
MC
, ∆
t
= t
BV
+ t
SS
+ t
MC

Khi chọn ∆t phải phân biệt loại rơle có đặc tính thời gian độc lập hay phụ
thuộc .
b. Rơle dòngđiện có đặc tính thời gian độc lập.

Thời gian trì hoãn tác động của bảo vệ được tạo nên nhờ rơle thời gian và
không phụ thuộc vào dòng ngắn mạch, vì vậy bảo vệ này được gọi có đặc tính

t
kđ
I
kđ
1
2
3
I
N
t


tính độ dốc chuẩn và loại cực dốc như đường cong 3 ở hình 2.5. Đặc tính phụ
thuộc nhiều có đặc tính chon lọc tốt hơn loại dốc chuẩn. Vì thế đặc tính này
được dùng khi đặc tính dốc chuẩn không đảm bảo tính chọn lọc.
Đặc tính thời gian cực dốc. Loại này cho đặc tính dốc nhiều hơn loại rất dốc
và dốc chuẩn như H.2.5. Đặc tính này thích hợp dùng để máy phát, máy biến
áp động lực, máy biến áp nối đất,cáp,… để chống quá nhiệt.
Đối với rơle có đặc tính thời gian độc lập bậc chọn lọc t thường được chọn từ
0,35 ÷ 0,6 s. Thời gian tác động bảo vệ với đặc tuyến độc lập được chọn theo
nguyên tắc bậc thang:
t
1
= t
2
+ ∆t (2.4)
Đối với rơle đặc tính phụ thuộc thường chọn ∆t = (0,3 ÷ 0,6)s; nếu dùng rơle
cảm ứng cần phải thêm thời gian quán tính của bảo vệ mà rơle tiếp tục làm
việc khi dòng NM đã được cắt ra nên người ta thường chọn:
∆t = (0,6 ÷ 1)s
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
25

Thời gian tác động của bảo vệ với đặc tính phụ thuộc hoặc phụ thuộc có giới
hạn cũng cần phải thoã mãn (2.4), nhưng vì thời gian tác động của rơle này
phụ thuộc vào dòng nên cần phải xác đònh giới hạn thay đổi dòng mà điều
kiện này cần được thoã mạn. Giả thiết trên đường dây (H.2.6a) được trang bò
bảo vệ với đặc tuyến phụ thuộc có giới hạn, cần chọn đặc tuyến phụ thuộc A
và phối hợp với đặc tuyến của bảo vệ B. Giả thuyết đặc tuyến của bảo vệ B
đã được chọn trước. Trong suốt vùng mà cả hai bảo vệ A và B cùng làm việc
(đường dây E H.2.6a), bảo vệ A cần có tác động lớn hơn bảo vệ B ít nhất là


- Theo đặc tuyến cho trước của bảo vệ B ứng với giá trò I
N2max
tìm thời gian tác
động của bảo vệ B: t
B1
. Như vậy t
B1
là thời gian tác động của bảo vệ B khi
NM tại N
2

- Để đảm bảo yêu cầu chọn lọc, thời gian tác động của bảo vệ A khi NM tại
điểm N
2
phải thoả mãn điều kiện:
11 ΒΑ
≥ tt
+ ∆t (2.5)
Như vậy ta đã xác đònh được điểm A
1
trên H.2.6c đặc tuyến của boả vệ A.
Dựa vào đặc tuyến chuẩn cho trong tài liệu hướng dẫn của rơle, chọn một
đường cong trong họ đặc tuyến của rơle sao cho điều kiện (2.5) được thoả
mãn đối với mọi dòng I
N
≤ I
N2max
. Nếu bảo vệ cần phối hợp ở các của máy
biến áp thì cần phải xây dựng các đặc tuyến ứng với dòng đã qui đối về cùng


Xét ví dụ H.2.7. Dòng NM chạy trên đường dây:

NH
H
NH
H
N
xlx
E
xx
E
I
+
=
+
=
(2.6)
trong đó: E
H
là sức điện động tương đương của hệ thống; x là điện trở trên 1
km đường dây. x
H
, x
N
lần lượt là điện trở của hệ thống và đường dây tới chỗ
NM. l
N
là chiều dài đường dây tính từ đầu đến chỗ NM.
Đường cong biểu diễn quan hệ I

NBmax
cần phải chọn chế độ vận hành của hệ thống cũng như dạng NM
thích hợp (ngắn mạch 3 pha (N
3
)). Vì thời gian tác động của bản thân bảo vệ
Hình 2.7 Chọn I
kđ
của bảo vệ cắt nhanh
A
A
N

B
HT
a)
Vùng bảo vệ

I
N
I
NB
I
kđ
b)