TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
42

CHƯƠNG 3
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH_ BẢO VỆ SO LỆCH_ BẢO VỆ DÒNG ĐIỆN
CHỐNG CHẠM ĐẤT .
3.1 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH.
3.1.1 Nguyên tắc hoạt động.
Bảo vệ dòng điện cực đại, có hướng và không hướng, có thời gian làm việc
chọn theo nguyên tắc từng cấp, đôi khi quá lớn và trong mạng vòng có số
nguồn lớn hơn hai, hoặc mạng vòng có một nguồn nhưng có những đường
chéo không qua nguồn, không thể đảm bảo cắt chọn lọc những phần tử hư
hỏng. Như vậy, cần phải tìm các nguyên tắc bảo vệ khác vừa đảm bảo tác
động nhanh, vừa chọn lọc và có độ nhạy tốt đối với mạng phức tạp bất kỳ.
Một trong các bảo vệ đó là bảo vệ khoảng cách.
Bảo vệ khoảng cách là loại bảo vệ có bộ phận cơ bản là bộ phận đo khoảng
cách, làm nhiệm vụ xác đònh tổng trở từ chỗ đặt bảo vệ tới điểm NM. Thời
gian làm việc của bảo vệ phụ thuộc vào quan hệ giữa điện áp U
R
, dòng điện
I
R
đưa vào phần đo lường của bảo vệ và góc lệch pha ϕ
R
giữa chúng. Thời
gian này tăng lên khi tăng khoảng cách từ chỗ hư hỏng đến chỗ đặt bảo vệ.
Bảo vệ đặt chỗ gần hư hỏng nhất có thời gian làm việc bé nhất. Vì thế bảo vệ
khoảng cách về nguyên tắc bảo đảm cắt chọn lọc đoạn hư hỏng trong các
mạng có hình dáng bất kỳ với số lượng nguồn cung cấp tuỳ ý với thời gian
tương đối bé.

khi chỉnh đònh và đo lường của RL. Đối với một vài ứng dụng, trong đó các số
kết hợp này cho phép tầm chỉnh đònh của vùng I có thể được tăng đến 90%
(khi mà dữ liệu tổng trở của đường dây được đo chính xác). Phần còn lại của
đường dây không được bao phủ bởi vùng I thì được bảo vệ bởi bảo vệ có
hướng cấp 2 có thời gian trì hoãn. Tầm chỉnh đònh vùng II của bảo vệ thông
thường bao phủ toàn bộ đường dây bảo vệ, cộng với 50% của đường dây kế
cận ngắn nhất hay dài hơn 120% đường dây bảo vệ.
Thời gian trì hoãn của vùng II phải được chỉnh đònh để phân biệt với bảo vệ
chính của phần đường dây kế tiếp, bao gồm bảo vệ khoảng cách cấp 1 cộng
với thời gian cắt của máy cắt.

Bảo vệ dự trữ từ xa cho tất cả các sự cố trên đường dây kế cận thường thường

Hình 3.1 Đặc tính thời gian / khoảng cách cho ba vùng bảo vệ khoảng cách
Hình 3.2 Phối hợp thời gian của bảo vệ khoảng
cách
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
44

được cung cấp bởi bảo vệ cấp 3 có thời gian trì hoãn lớn hơn để phận biệt với

) tác động với thời gian nhỏ nhất cấp 1 t
I
3
, t
I
4
; bảo vệ 1 và 6 có
khoảng cách l
1
, l
6
cũng khởi động, nhưng nó chỉ có thể tác động với thời gian
trì hoãn
IIIIII
tt
61
,
và được coi như là bảo vệ dự trữ trong trường hợp đoạn BC
không thể cách ly. Bảo vệ 2 và 5 cũng có cùng khoảng cách đến chỗ NM
nhưng không khởi động vì không đúng hướng. Nếu điểm NM không nằm ở
khoảng giữa đường dây mà nằm về một phía đường dây (điểm N
2
), thì bảo vệ
sẽ tác động với thời gian cấp II
II
t
3
, bảo vệ 4 vẫn làm việc với
I
t

tắc cơ bản để tính toán bảo vệ là tính chọn lọc, ví dụ NM tại N
1
thì chỉ có MC
1

và MC
2
được cắt ra để cô lập sự cố.
Cấp I bảo vệ
- Đặc tính làm việc của RL tổng trở thường được chọn dạng có hướng, có thể
đặc tuyến Mho hoặc tứ giác hoặc elip tuỳ theo đối tượng bảo vệ.
- Thời gian làm việc của bảo vệ cấp I là thời gian tác động riêng của bảo vệ
(tác động tức thời không cần bộ phận thời gian).
-Tổng trở khởi động cấp I
I
kd
Z
đựơc chọn theo điều kiện sao cho bộ phận
khoảng cách cấp I không tác động khi có NM ngoài phạm vi đường dây bảo
vệ.

Do đó
I
kd
Z
được chọn nhỏ hơn tổng trở đường dây bảo vệ với sai số lớn nhất
vẫn đảm bảo:
I
kd
Z

3
MC
1
MC
5
MC
6
MC
4
MC
2
N
1
N
2
N
4
A
B
C

Z
I
kđa
Z
II
kđa
t
III
A

ZkZkZ
L
I
kd
&&
==
(3.2)
với: k
0
= 0,75÷0,85 ; k
0
thường được chọn nhỏ hơn k
1
vì điện trở chạm đất
trung gian một pha với đất thường lớn hơn chạm giữa các pha.
Hệ số bù cho sơ đồ bảo vệ chống chạm đất:
1
10
3
L
LL
c
Z
ZZ
k
−
=
(3.3)
với:
01

trên sơ đồ H.3.3).
Thông thường thời gian làm việc của bảo vệ cấp II của các máy cắt lân cận
được chọn bằng nhau: t
II
= t
I
+ ∆t (3.4)
với: t
I
là thời gian tác động nhanh cấp I của phần tử tiếp theo; ∆t = 0.3÷0,5s
Để thoả mãn chọn lọc trong điều kiện trên thì yêu cầu độ dài của vùng II
không được vượt quá phạm vi bảo vệ cắt nhanh hoặc cấp I của phần tử nối vào
thanh cái cuối đường dây có tổng trở nhỏ nhất.
Từ các điều kiện trên tổng trở khởi động cấp II được tính:

I
BAB
II
A
ZkZkZ
)1111
1( +=
(3.5)
với: k
1
= 0,85 ÷ 0,9 là hệ số phối hợp với bảo vệ cấp I tiếp sau khi kể đến sai
số của bảo vệ.
k
11
= 0,8 ÷ 1 là hệ số tính đến sai số bảo vệ cấp II; 1

1
111
I
B
pd
AB
II
A
Z
k
k
ZkZ
&&
+=
(3.6)
Với:
2
NBN
NAD
pd
I
I
k
=
: hệ số phân dòng là tỉ số dòng NM qua điểm đặt RL I
NAB
so
với dòng NM tại điểm NM I
NBN2
là điểm cuối vùng II của bảo vệ A(N

= I
NAB
/ I
NIT1
: hệ số phân dòng là tỷ số dòng NM qua vò trí đặt bảo vệ
I
NAB
và dòng NM qua MBA T
1
khi NM ngay sau MBA.
Giá trò tổng trở cấp II của máy cắt trạm A được chọn là giá trò nhỏ nhất của
(3.5), (3.6), (3.7).
Giá trò được chọn này phải được kiểm tra về độ nhạy khi có NM tại thanh cái
trạm B.
Với các đường dây ngắn, tổng trở đường dây nhỏ (5 ÷ 10Ω) yêu cầu về độ
nhạy cao hơn
≥
II
nh
k
1,5 vì bảo vệ đường dây NM xảy ra hồ quang.
Trong trường hợp độ nhạy vùng II không đảm bảo (
II
nh
k
< 1,2 ) do đường dây
tiếp theo sau quá ngắn hoặc tổng trở phần tử tiếp sau quá nhỏ thì tổng trở khởi
động cấp II có thể phối hợp chỉnh đònh theo bảo vệ cấp II của phần tử từ thanh
góp cuối của đường dây. Theo điều kiện này thì thời gian cấp II của phần tử
tiếp sau:

chỉnh hệ số bù.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
48Cấp III của bảo vệ
Mục đích của vùng bảo vệ cấp II là dự trữ cho đường dây bảo vệ và các phần
tử nối vào thanh cái cuối đường dây bảo vệ.
Tổng trở khởi động cấp III có thể được chọn một trong hai điều kiện:
- Vùng bảo vệ cấp III bao phủ toàn bộ đường dây bảo vệ nối từ thanh cái cuối
đường dây bảo vệ. Ví dụ, theo sơ đồ H.3.3:
III
A
Z
>
BCAB
ZZ
&&
+
;
III
A
Z
>
1
TAB
ZZ
&&Khoảng cách
Z
I
A
Z
II
A
Z
I
B
t
I
A
t
II
A
t
II
B
∆t

D

C

B

U
Z
=

trong đó: U
min
là điện áp nhỏ nhất khi phụ tải cực đại (0,9÷0,95 U
đm
)
I
ptmax
là dòng điện làm việc lớn nhất qua bảo vệ.
Vùng bảo vệ cấp III chọn theo điều kiện này thường rất rộng nên thời gian
cấp III phải được phối với thời gian cấp III của phần tử tiếp sau:
ttt
III
B
III
A
∆+='

Đường đứt nét H.3.5 biểu diễn vùng bảo vệ và thời gian làm việc cấp III chọn
theo điều kiện tải cực đại.
Đối với bảo vệ khoảng cách cấp III chống chạm đất một pha của đường dây
đơn điều kiện tính toán cũng tương tự như chống NM nhiều pha và với hệ số
bù dòng theo biểu thức (3.3).
Trong trường hợp bảo vệ đường dây có hỗ cảm cần lưu ý hiện tượng quá tầm
để chọn thời gian tác động cấp III hợp lý.
Bảo vệ khoảng cách cấp III ngoài chức năng dự trữ cho đường dây cũng có
thể dự trữ cho NM trên thanh cái và gần vò trí đặt bảo vệ. Để thực hiện chức

∆t

D

C

B

A

Z
III
A
Z
II
B
Z
III
B
t
III
B
∆t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang
50AB

Vùng I của bảo vệ chiếm gần 80 ÷ 90% độ dài phần tử được bảo vệ và có thời
gian làm việc rất bé. Điều này rất quan trọng đối với điều kiện ổn đònh hệ
jx
R
C
B
A
III
II
II
a) b)
R
A
B
C
III
II
I
jx
IV
I
II
III
jx
R
A
B
C
c)
Hình 3.6 Các dạng đặc tuyến của bảo vệ

I
, Z
kđ1
II
,
t
1
II
)của bảo vệ khoảng cách hai cấp chống ngắn mạch nhiều pha đặt tại vò trí
máy cắt 1 và máy cắt 2.
Cho ∆t= 0,5s , hệ số dự trữ cấp 1 là 0,85 , cấp 2 là 0,8. Tại vò trí 2 đặt bảo vệ
khoảng cách 3 cấp, máy biến áp có bảo vệ so lệch tác động tức thời.
T
1
T
2
T
3
T
4
T
5
1
2
l
1
l
2
l
3