Phân xưởng Điện Cao Thế
PHẦN I
BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP
MBA là phần tử quan trọng nhất liên kết hệ thống phát, truyền tải và phân phối.
Do đó bảo vệ phần tử này phải làm việc với độ tin cậy cao. Sơ đồ bảo vệ tùy thuộc vào
cỡ MBA. Công suất định mức MBA được dùng trong hệ thống truyền tải và phân phối
từ vài trăm KVA đến vài trăm MVA. Đối với MBA nhỏ có thể dùng cầu chì để bảo
vệ, đối với MBA cỡ trung bình bảo vệ dòng điện được dùng, các MBA công suất
lớn thì bảo vệ so lệch sẽ là bảo vệ chính.
I. Các sự cố và chế độ làm việc không bình thường của MBA:
Sự cố MBA có thể chia làm 2 loại:
- Sự cố bên ngoài MBA.
- Sự cố bên trong MBA.
1. Sự cố bên ngoài MBA:
Sự cố bên ngoài gồm có sự cố hay các hiện tượng nguy hiểm xảy ra bên ngoài
MBA như quá tải, quá điện áp, tần số thấp, ngắn mạch ngoài…
Trong trường hợp có sự cố bên ngoài MBA, sự cố phải được cách ly khỏi MBA,
nếu sự cố ấy không được cắt ra trong khoảng thời gian định trước có thể dẫn đến hư
hỏng MBA.
Đối với sự cố bên ngoài, bảo vệ dòng điện thường được dùng làm bảo vệ dự trữ.
MBA không cho phép chịu quá tải trong thời gian dài và Relay nhiệt được dùng để phát
hiện tình trạng quá tải và cho tín hiệu báo động.
2. Sự cố bên trong MBA:
Sự cố bên trong MBA gồm các sự cố xảy ra bên trong vùng bảo vệ của MBA (bên
trong vị trí đặt BI).
Sự cố bên trong MBA được chia làm 2 nhóm: Sự cố gián tiếp và trực tiếp.
- Sự cố gián tiếp diễn ra từ từ nhưng sẽ trở thành sự cố chính trực tiếp nếu
không phát hiện và xử lý kịp thời. Ví dụ như bên trong MBA có quá nhiệt,
quá từ, áp suất dầu thay đổi…
- Sự cố trực tiếp là ngắn mạch bên trong các cuộn dây, hư hỏng cách điện
làm thay đổi đột ngột các thông số điện.

Đối với MBA công suất lớn (> 1MVA) bảo vệ so lệch là bảo vệ chính. Các yếu tố
cần quan tâm khi thực hiện bảo vệ so lệch:
* Chọn BI: Dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp MBA 2 cuộn dây phụ thuộc
vào công suất định mức MBA và tỷ lệ nghịch với điện thế.
Đối với MBA 3 cuộn dây, dòng điện định mức phụ thuộc vào công suất cuộn dây
tương ứng. BI được chọn có định mức phía sơ cấp bằng hay lớn hơn dòng định mức của
cuộn dây MBA mà nó được đặt.
* Chọn sơ đồ nối dây BI: Sơ đồ BI được chọn để bù sự lệch pha giữa các dòng
điện dây ở các phía MBA.
* Thay đổi đầu phân áp MBA làm thay đổi tỷ số biến đổi MBA.
* Relay so lệch có hãm.
b/. Đối với MBA 3 cuộn dây:
Giống như bảo vệ MBA 2 cuộn dây, tổng dòng điện tải phía thứ cấp 2BI sẽ cân
bằng với dòng thứ cấp phía nguồn.
a/. Cầu chì: Thường dùng bảo vệ cho MBA phân phối nhỏ. Cầu chì là
Tài liệu bồi huấn: Phần Bảo vệ Relay Trang 2
Phân xưởng Điện Cao Thế
c/. Máy biến dòng phụ cho bảo vệ so lệch:
I Ngoài BI chính người ta có thể dùng BI phụ để bù lệch pha, để hiệu chỉnh dòng
không cân bằng vào Relay do các đầu phân áp do khác tỷ số biến đổi giữa MBA và BI
chính. Đối với MBA 2 cuộn dây máy biến dòng phụ được phối hợp với điều kiện dòng
phụ tải lớn nhất của MBA.
d/. Bảo vệ so lệch khi có dòng từ hóa nhảy vọt:
Khi đóng điện MBA không tải dòng điện từ hóa nhảy vọt xuất hiện phía nguồn,
tổng các dòng này không phân biệt với dòng ngắn mạch bên trong MBA.
Để tránh tác động nhầm trong trường hợp này có các phương pháp sau:
- Tác động nhầm: Dòng từ hóa là quá độ, tắt nhanh nên có thể tránh nó bằng
cách cho Relay tác động có thời gian.
- Hãm họa tần.
e/. Bảo vệ so lệch dùng Relay dòng điện:

nhiệt độ môi trường xung quanh,
nhiệt độ môi trường thấp hơn nhiệt
độ cho phép của MBA.
Theo yêu cầu quá nhiệt độ
của cuộn dây không được quá
nhiệt, nhiệt độ của cuộn dây dưới
95
0
C được xem là bình thường.
Bảo vệ quá tải được đánh
giá qua nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ
này được đo bằng phần tử cảm
ứng nhiệt.
2. Relay hơi Buchholz:
Đây là Relay
tác động từ hơi ga,
dùng để phát hiện
các sự cố nhỏ mới
bắt đầu, sự cố này có
thể trở thành sự cố
mạnh theo thời gian,
Relay ga để phụ trợ
cho Relay so lệch
dọc MBA bởi nó
không thể phát hiện
được sự cố ngắn
mạch bên trong
MBA hoặc tại đầu cực MBA.
3. Bộ phận giảm áp suất dầu:
Bộ phận này gắn ở MBA nó là một đĩa đặt ở một ống xã, khi có sự cố lớn áp suất

điện cho phần tử sự cố từ các phía. Bảo vệ của phần tử bên cạnh được gọi là bảo vệ dự
trữ đối với phần tử mà máy cắt của nó đã không tiến hành cắt được.
Bảo vệ chính là bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi sự cố xảy ra trong phạm vi
giới hạn đối với thiết bị được bảo vệ. Bảo vệ dự trữ cho thiết bị này là bảo vệ thay thế
cho tác động của bảo vệ chính trong trường hợp bảo vệ chính từ chối không tác động
hoặc khi bảo vệ chính đang ở trong tình trạng tiểu tu hay sửa chữa nhỏ. Bảo vệ dự trữ
cần phải tác động với một thời gian lớn hơn thời gian tác động của bảo vệ chính để cho
bảo vệ chính thực hiện nhiệm vụ của mình là loại phần tử bị sự cố ra khỏi mạch trước
tiên.
Có một số trường hợp, bảo vệ chính không đảm bảo bảo vệ toàn bộ chiều dài của
mạch cần thiết bảo vệ mà sẽ có một số đoạn được gọi là “vùng chết” của bảo vệ chính,
vì nếu sự cố xuất hiện tại các vùng chết này thì bảo vệ chính sẽ không nắm bắt và sẽ
không tác động. Để có thể đảm bảo bảo vệ đối với các sự cố xuất hiện ở tại các vùng
chết này, thì người ta đặt một loại bảo vệ có tên là bảo vệ phụ.
Các chế độ làm việc không bình thường:
Các chế độ làm việc mà có dòng điện, điện áp hoặc tần số lệch khỏi giá trị cho
phép tới mức có thể nguy hiểm cho thiết bị cũng như tính ổn định của hệ thống thì thuộc
loại chế độ làm việc không bình thường.
Các chế độ làm việc không bình thường chính được đề cập đến trong thiết bị bảo
vệ Relay là: Quá tải và dao động trong hệ thống.
Một sự ngắn mạch ở bê ngoài phần tử được bảo vệ hay sự xuất hiện quá tải đều là
nguyên nhân tạo nên quá dòng điện. Quá dòng điện là hiện tượng dòng điện vượt quá giá
trị cho phép lâu dài, tức là vượt quá giá trị dòng điện định mức.
Khi xuất hiện quá dòng điện, thì phần tử được bảo vệ, không cần tách ra khỏi lưới
ngay, song cũng không cho phép phần tử được bảo vệ phải chịu quá dòng điện trong
khoảng thời gian lâu dài mãi được. Vì quá dòng điện sẽ tạo nên cách điện chóng già cõi
(do nhiệt độ của phần cách điện vượt quá giá trị cho phép) hoặc làm cho các tiếp điểm
quá nhiệt…Do vậy, đa số các phần tử của hệ thống được dự kiến bảo vệ có thời gian trì
hoãn đối với quá dòng điện, đồng thời tác động Relay tín hiệu.
Tài liệu bồi huấn: Phần Bảo vệ Relay Trang 5

.
Giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ là giá trị dòng điện của mạch được bảo vệ
mà ở giá trị đó, bảo vệ làm việc (bảo vệ tác động), tương ứng với Relay dòng điện đóng
tiếp điểm của mình (trong trường hợp Relay có tiếp điểm). Giá trị dòng điện khởi động
của Relay được định nghĩa như sau:
Ở đây n
Tc
là tỷ số biến đổi của máy biến dòng cung cấp cho Relay. Như vậy bảo
vệ dòng điện sẽ tác động khi thỏa mãn điều kiện:
I > I
kđBv
Ở đây I là dòng điện của mạch được bảo vệ. Những bảo vệ này còn gọi là loại
bảo vệ cực đại. Vì bảo vệ dòng điện sẽ không tác động trong chế độ làm việc bình
thường, nên giá trị dòng điện khởi động cần phải lớn hơn giá trị dòng định mức I
đm
, đồng
thời cũng lớn hơn giá trị dòng điện cực đại của phụ tải:
2/. Bảo vệ điện áp:
Bảo vệ điện áp có hai loại: Cực tiểu và cực đại.
a/ Bảo vệ điện áp cực tiểu: là bảo vệ sẽ tác động trong trường hợp điện áp giảm
đi do xuất hiện dòng điện ngắn mạch. Relay điện áp cực tiểu sẽ tác động khi điện áp U
của mạch được bảo vệ giảm đến dưới giá trị đã được thiết lập để bảo vệ tác động. Điện
áp được thiết lập này gọi là điện áp khởi động của bảo vệ: U
kđBv
. Tức là muốn tác động
cần thỏa mãn quan hệ sau:
U < U
kđBv
Để bảo vệ không tác động trong chế độ bình thường, thì điện áp khởi động phải
nhỏ hơn định mức U

U
kđBv
> U
max vận hành
2/. Bảo vệ có hướng:
Bảo vệ có hướng tác động khi xuất hiện sự biến đổi quan trọng của lệch pha giữa
dòng điện và điện áp của mạch được bảo vệ.
Vì hệ thống làm việc ở dòng điện xoay chiều, chiều của nó thay đổi theo mỗi bán
chu kỳ, do vậy không thể xác định ở một chiều dòng điện chạy nhất định mà chỉ có thể
xác định ở sự lệch pha của dòng điện so với điện áp tại những điểm khác nhau của hệ
thống điện.
3/. Bảo vệ so lệch:
Bảo vệ so lệch tác động khi xuất hiện sự so lệch giữa những của dòng điện từ hai
đầu của vùng được bảo vệ.
Ở chế độ bình thường, dòng điện ở hai đầu của vùng được bảo vệ là bằng nhau.
Nếu xuất hiện sự cố ngoài vùng bảo vệ thì dòng điện ở hai đầu của vùng bảo vệ
sẽ vẫn bằng nhau.
Nguyên tắc so lệch cho phép ta phân biệt sự cố trong vùng được bảo vệ với sự cố
xuất hiện bên ngoài vùng này. Do vậy, bảo vệ so lệch được chọn lọc.
4/. Bảo vệ khoảng cách:
Bảo vệ khoảng cách thực hiện bằng Relay tổng trở. Relay này tác động khi tổng
trở của mạch được bảo vệ bị giảm.
Ở chế độ làm việc bình thường, Relay bảo vệ đo được một giá trị tương đối cao
đối với tổng trở của mạch được bảo vệ.
Khi ngắn mạch trong vùng được bảo vệ thì dòng điện I tăng đáng kể và đồng thời
điện áp U cũng giảm nhiều, do đó quan hệ U/I giảm một cách đáng kể, tức là tổng trở
của mạch được bảo vệ sẽ giảm nhiều. Khi đó Relay tổng trở sẽ tác động.
5/. Bảo vệ bằng Relay nhiệt:
Khi nhiệt độ tăng cao, bảo vệ bằng Relay nhiệt sẽ tác động. Trong quá trình vận
hành, nếu sự cố ngắn mạch hay có hiện tượng quá tải thì nhiệt độ sẽ tăng và Relay nhiệt