Giới thiệu chung về bảo vệ đường dây
114
A. GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃƯ BO VÃÛ ÂỈÅÌNG DÁY
Phỉång phạp v chng loải thiãút bë bo vãû cạc âỉåìng dáy (ÂZ) ti âiãûn phủ
thüc vo ráút nhiãưu úu täú nhỉ: ÂZ trãn khäng hay ÂZ cạp, chiãưu di ÂZ, phỉång
thỉïc näúi âáút ca hãû thäúng, cäng sút truưn ti v vë trê ca ÂZ trong cáúu hçnh ca hãû
thäúng, cáúp âiãûn ạp ca ÂZ
I. PHÁN LOẢI CẠC ÂỈÅÌNG DÁY.
Hiãûn nay cọ nhiãưu cạch âãø phán loải cạc ÂZ, theo cáúp âiãûn ạp ngỉåìi ta cọ thãø
phán biãût:
− ÂZ hả ạp (low voltage: LV) tỉång ỉïng våïi cáúp âiãûn ạp U < 1 kV.
− ÂZ trung ạp (medium voltage: MV): 1 kV ≤ U ≤ 35 kV.
− ÂZ cao ạp (high voltage: HV): 60 kV ≤ U ≤ 220 kV.
− ÂZ siãu cao ạp (extra high voltage: EHV): 330 kV ≤ U ≤ 1000 kV.
− ÂZ cỉûc cao ạp (ultra high voltage: UHV): U > 1000 kV.
Thäng thỉåìng cạc ÂZ cọ cáúp âiãûn ạp danh âënh tỉì 110 kV tråí lãn âỉåüc gi l
ÂZ truưn ti v dỉåïi 110 kV tråí xúng gi l ÂZ phán phäúi.
Theo cạch bäú trê ÂZ cọ: ÂZ trãn khäng (overhead line), ÂZ cạp (cable line),
ÂZ âån (single line), ÂZ kẹp (double line)

(1)
t

0 I
K
I
(2)
H
ỗnh 4.1: ỷc tờnh thồỡi gian cuớa baớo vóỷ quaù doỡng
õọỹc lỏỷp (1), phuỷ thuọỹc (2) vaỡ họựn hồỹp (3, 4)
(3)
(4)

I.1.1. Baớo vóỷ quaù doỡng vồùi õỷc
tuyóỳn thồỡi gian õọỹc lỏỷp:
ặu õióứm cuớa daỷng baớo vóỷ naỡy laỡ
caùch tờnh toaùn vaỡ caỡi õỷt cuớa baớo vóỷ
khaù õồn giaớn vaỡ dóự aùp duỷng. Thồỡi gian
õỷt cuớa caùc baớo vóỷ phaới õổồỹc phọỳi hồỹp
vồùi nhau sao cho coù thóứ cừt ngừn maỷch
mọỹt caùch nhanh nhỏỳt maỡ vỏựn õaớm baớo
õổồỹc tờnh choỹn loỹc cuớa caùc baớo vóỷ.
Hióỷn nay thổồỡng duỡng 3 phổồng
phaùp phọỳi hồỹp giổợa caùc baớo vóỷ quaù
doỡng lióửn kóử laỡ phổồng phaùp theo thồỡi
gian, theo doỡng õióỷn vaỡ phổồng phaùp
họựn hồỹp giổợa thồỡ
i gian vaỡ doỡng õióỷn.
I.1.1.1. Phọỳi hồỹp caùc baớo vóỷ
theo thồỡi gian:


2.10
-2
.E
R
.t
(n-1)max
+ t
MC (n-1)
+ t
qt
+ t
dp
(4-2)
Vồùi:
E
R
: sai sọỳ thồỡi gian tổồng õọỳi cuớa chổùc nng quaù doỡng cỏỳp õang xeùt (coù thóứ
gỏy taùc õọỹng sồùm hồn) vaỡ cỏỳp baớo vóỷ trổồùc (keùo daỡi thồỡi gian taùc õọỹng cuớa baớo vóỷ),
õọỳi vồùi rồle sọỳ thổồỡng E
R
= ( 3 ữ 5)% tuyỡ tổỡng rồle.
t
MC (n-1)
: thồỡi gian cừt cuớa maùy cừt cỏỳp baớo vóỷ trổồùc, thổồỡng coù giaù trở lỏỳy
bũng (0,1 ữ 0,2) sec õọỳi vồùi MC khọng khờ, (0,06 ữ 0,08) sec vồùi MC chỏn khọng vaỡ
(0,04 ữ 0,05) sec vồùi MC khờ SF6.
t
qt
: thồỡi gian sai sọỳ do quaùn tờnh khióỳn cho rồle vỏựn ồớ traỷng thaùi taùc õọỹng

mm
= (1.5 ữ 2,5).
K
tv
: hóỷ sọỳ trồớ vóử cuớa chổùc nng baớo vóỷ quaù doỡng, coù thóứ lỏỳy trong khoaớng
(0,85 ữ 0,95). Sồớ dộ phaới sổớ duỷng hóỷ sọỳ K
tv
ồớ õỏy xuỏỳt phaùt tổỡ yóu cỏửu õaớm baớo sổỷ laỡm
vióỷc ọứn õởnh cuớa baớo vóỷ khi coù caùc nhióựu loaỷn ngừn (hióỷn tổồỹng tổỷ mồớ maùy cuớa caùc
õọỹng cồ sau khi TL õoùng thaỡnh cọng) trong hóỷ thọỳng maỡ baớo vóỷ khọng õổồỹc taùc
õọỹng.
Giaù trở doỡng khồới õọỹng cuớa baớo vóỷ cỏửn phaới thoaớ maợn õióửu kióỷn:
I
lvmax
< I
KB
< I
N min
(4-4)
Vồùi:
I
lv max
: doỡng õióỷn cổỷc õaỷi qua õọỳi tổồỹng õổồỹc baớo vóỷ, thổồỡng xaùc õởnh trong
chóỳ õọỹ cổỷc õaỷi cuớa hóỷ thọỳng, thọng thổồỡng:
I
lv max
= (1,05 ữ 1,2).I
õm
(4-5)
Trong trổồỡng hồỹp khọng thoaớ maợn õióửu kióỷn (4-4) thỗ phaới sổớ duỷng baớo vóỷ quaù

I
K =
. ọỳi vồùi
sồ õọử sao hoaỡn toaỡn hoỷc sao khuyóỳt thỗ
1K
)3(
sõ
= , coỡn sồ õọử sọỳ 8 thỗ 3K
(3)
sõ
= .
I.1.1.2. Phọỳi hồỹp caùc baớo vóỷ theo doỡng õióỷn:
Thọng thổồỡng ngừn maỷch caỡng gỏửn nguọửn thỗ doỡng ngừn maỷch caỡng lồùn vaỡ
doỡng ngừn maỷch naỡy seợ giaớm dỏửn khi vở trờ õióứm ngừn maỷch caỡng xa nguọửn. Yóu cỏửu
õỷt ra ồớ õỏy laỡ phaới phọỳi hồỹp caùc baớo vóỷ taùc õọỹng theo doỡng ngừn maỷch sao cho rồle ồớ
gỏửn õióứm ngừn maỷch nhỏỳt seợ taùc õọỹng cừt maùy cừt maỡ thồỡi gian taùc õọỹng giổợa caùc baớo
vóỷ vỏựn choỹn theo õỷc tờnh thồỡi gian õọỹc lỏỷp. Nhổồỹc õióứm cuớa phổồng phaùp naỡy laỡ cỏửn
phaới bióỳt cọng suỏỳt ngừn maỷch cuớa nguọửn vaỡ tọứng trồớ Z giổợa hai õỏửu Z õỷt rồle maỡ

ta cỏửn phaới phọỳi hồỹp õóứ õaớm baớo tờnh choỹn loỹc. ọỹ chờnh xaùc cuớa baớo vóỷ coù thóứ seợ
khọng õaớm baớo õọỳi vồùi caùc Z gỏửn nguọửn coù cọng suỏỳt ngừn maỷch bióỳn õọỹng maỷnh
hoỷc ngừn maỷch qua tọứng trồớ coù giaù trở lồùn. Do nhổợng nhổồỹc õióứm trón maỡ phổồng
phaùp phọỳi hồỹp theo doỡng õióỷn thổồỡng sổớ duỷng õóứ baớo vóỷ caùc Z coù cọng suỏỳt nguọửn
ờt bióỳn õọỹng vaỡ cho mọỹt daỷng ngừn maỷch.
117
51
51
51 51
A


t

H
çnh 4.3: Âàûc tuún thåìi gian ca bo vãû quạ dng trong lỉåïi âiãûn hçnh
tia cho trỉåìng håüp phäúi håüp theo dng âiãûn
t
2
t
3
Phỉång phạp ny tênh theo dng ngàõn mảch pha v lỉûa chn giạ trë âàût ca bo
vãû sao cho råle åí gáưn âiãøm sỉû cäú nháút s tạc âäüng. Gi sỉí xẹt ngàõn mảch 3 pha N
(3)

tải âiãøm N
2
trãn hçnh 4.3, giạ trë dng ngàõn mảch tải N
2
âỉåüc xạc âënh theo cäng
thỉïc:
)ZZ(3
U.c
I
ABngưn
ngưn
N
2
+
=
(4-7)
Trong âọ:
Chụng ta nháûn tháúy cạc dng ngàõn mảch phêa sau âiãøm N
2
(tênh vãư phêa ti) s
cọ giạ trë nh hån I
N2
(b qua trỉåìng håüp ngàõn mảch qua mäüt täøng tråí låïn) do âọ giạ
trë âàût ca dng âiãûn cho bo vãû âàût tải A cọ thãø chn låïn hån dng I
N2
. Trong trỉåìng
håüp täøng quạt, giạ trë ca dng âiãûn åí cáúp thỉï n (tênh vãư phêa phủ ti) chn theo
phỉång phạp phäúi håüp dng âiãûn s âỉåüc tênh theo cäng thỉïc:
∑
=
−
+
=
m
1n
)1n(maxngưn
ngưnat
KÂn
ZZ(3
U.c.K
I
(4-9)

âiãưu ny gáy khọ khàn cho viãûc tháøm kãú v kiãøm âënh cạc giạ trë âàût.
Råle quạ dng våïi âàûc tuún thåìi gian phủ thüc âỉåüc sỉí dủng cho cạc ÂZ cọ
dng sỉû cäú biãún thiãn mảnh khi thay âäøi vë trê ngàõn mảch. Trong trỉåìng håüp ny nãúu
sỉí dủng âàûc tuún âäüc láûp thç nhiãưu khi khäng âàm bo cạc âiãưu kiãûn k thût: thåì
i
gian càõt sỉû cäú, äøn âënh ca hãû thäúng Hiãûn nay ngỉåìi ta cọ xu hỉåïng ạp dủng chỉïc
nàng bo vãû quạ dng våïi âàûc tuún thåìi gian phủ thüc nhỉ mäüt bo vãû thäng
thỉåìng thay thãú cho cạc råle cọ âàûc tuún âäüc láûp.
Âäúi våïi cạc råle quạ dng cọ âàûc tuún thåìi gian phủ thüc cọ giåïi hản loải
âiãûn cå ca Liãn Xä (c) khäng cọ cạc âỉåìng âàûc tuún tiãu chøn thäúng nháút, nọ
thay âäøi theo cạc råle. Trong táút c cạc råle quạ dng säú hiãûn nay ca SIEMENS,
ALSTOM, SEL, ABB , âãưu têch håüp c hai âàûc tuún âäüc láûp v phủ thüc. Giạ trë
âàût dng phủ thüc thåìi gian cọ thãø âỉåüc xạ
c âënh bàòng mäüt trong ba cạch sau:
− Dỉåïi dảng cạc bng giạ trë säú “dng - thåìi gian”.

A

BC
D
HT
Z
ngưn
Z
AB
Z
BC
Z
CD
PT

BV2
t
8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
H
çnh 4.4: Phäúi håüp âàûc tuún thåìi gian ca bo vãû quạ dng trong
lỉåïi âiãûn hçnh tia cho trỉåìng håüp âàûc tuún phủ thüc

0,1
3A), rỏỳt dọỳc (IEC255-3B), cổỷc dọỳc (IEC255-3C). Trong trổồỡng hồỹp chung, cọng thổùc
xaùc õởnh thồỡi gian taùc õọỹng vaỡ trồớ vóử cuớa caùc hoỹ õổồỡng cong nhổ sau:
1m
K
TDt
n
tõ

=
;
1m
K
TDt
2
1
tv

=
(4-10)
Trong õoù:
t
tõ
, t
tv
: tổồng ổùng laỡ thồỡi gian taùc õọỹng vaỡ thồỡi gian trồớ vóử cuớa baớo vóỷ ổùng
vồùi bọỹi sọỳ doỡng m.
Giaù trở m õổồỹc xaùc õởnh bũng cọng thổùc:
KB
N

1
= - 1,08, n = 0,02; IEC255-3B: K = 13,5, K
1
= - 13,5, n = 1; IEC255-3B: K
= 80, K
1
= - 80, n = 2.
Dổồùi õỏy seợ giồùi thióỷu mọỹt sọỳ õổồỡng cong õỷc tuyóỳn theo tióu chuỏứn IEC255:
ổồỡng cong dọỳc chuỏứn SIT (standard inverse time): hỗnh 4.5.
1m
14,0
TDt
02,0
tõ

=
;
1m
08,1
TDt
2
tv

=
(4-12)
ổồỡng cong rỏỳt dọỳc VIT (very inverse time) IEC255-3B: hỗnh 4.6

1m
5,13
TDt

Cỏửn chuù yù laỡ caùc hóỷ sọỳ thồỡi gian
õỷt TD thổồỡng chố dao õọỹng trong
khoaớng (0,05 ữ 3), trón õọử thở caùc õỷc
tuyóỳn õổồỹc cho vồùi giaù trở TD bũng
(0,1 ữ 1). Ngoaỡi ra tióu chuỏứn IEC255
coỡn coù caùc hoỹ õỷc tuyóỳn khaùc nhổ hoỹ
õổồỡng cong sióu dọỳc UIT, õổồỡng cong
120
taùc õọỹng nhanh ST (short time)
nhổng ờt õổồỹc sổớ duỷng.

(sec)
100
10
1
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
TD
1 10
(m)
H
ỗnh 4.6:

ổồỡn
g
cong rỏỳt dọỳc (VIT)
theo tióu chuỏứn IEC255-3B
0,1
t
tõ

(sec)

I
Nngoaỡi max
: doỡng ngừn maỷch 3 pha trổỷc tióỳp lồùn nhỏỳt qua baớo vóỷ khi ngừn
ngoaỡi vuỡng baớo vóỷ. õỏy laỡ doỡng ngừn maỷch 3 pha trổỷc tióỳp taỷi thanh goùp B.

50
HT
N
I
(3)
N
= f(l)
l
CN
I
õỷt 50
I
H

maxNngoi
I : giạ trë dng ngàõn mảch låïn nháút khi ngàõn mảch 3 pha trỉûc tiãúp
tải thanh gọp B do ngưn HT1 cung cáúp.
−
B
maxNngoi
I : giạ trë dng ngàõn mảch låïn nháút khi ngàõn mảch 3 pha trỉûc tiãúp
tải thanh gọp A do ngưn HT2 cung cáúp. Nhỉåüc âiãøm ca cạch chn dng âiãûn âàût trong trỉåìng håüp ny l khi cọ sỉû
chãnh lãûch cäng sút khạ låïn giỉỵa hai ngưn A v B thç vng tạc âäüng ca bo vãû âàût
åí ngưn cọ cäng sút bẹ hån s bë thu hẻp lải ráút bẹ tháûm chê cọ thãø tiãún tåïi 0. Âãø
khàõc phủc ngỉåìi ta cọ thãø sỉí dủng råle dng càõt nhanh cọ hỉåïng âàût åí phêa ngưn cọ
cäng sút bẹ hån (hçnh 4.10). Khi âọ chụng ta cọ thãø ch

H
çnh 4.9: Bo vãû dng âiãûn càõt nhanh ÂZ cọ hai ngưn cung cáúp
50
HT1
N
2
I
(3)
NA
= f(l)
l
CNA
I
A
KÂ
B
HT2
N
1
50
I
(3)
NB
= f(l)
l
CNB
A

123
tỏửn sọỳ 50Hz lồùn, thọng thổồỡng ngổồỡi ta cho baớo vóỷ laỡm vióỷc vồùi thồỡi gian tróự khoaớng
A
50õỷt
I
B
50õỷt
I
B
maxNngoaỡi
I
A
maxNngoaỡi
I
H

MBA
HT

N

I
NM
HT

I
õỷt
N

l

t
CN
t

H
ỗnh 4.11: Baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh cho sồ õọử hồỹp bọỹ Z-MBA (a)
vaỡ kóỳt hồỹp vồùi chổùc nng baớo vóỷ quaù doỡng thọng thổồỡng theo thồỡi gian
p
huỷ thuọỹc (b) trong rồle sọỳ
124
Trón thổỷc tóỳ baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh coù thóứ kóỳt hồỹp vồùi caùc thióỳt bở tổỷ õọỹng
õoùng lỷp laỷi TL õóứ vổỡa coù thóứ cừt nhanh sổỷ cọỳ vổỡa tng khaớ nng tổỷ õọỹng hoaù trong
hóỷ thọỳng õióỷn, õaớm baớo yóu cỏửu cung cỏỳp õióỷn.
Mọỹt nhổồỹc õióứm cồ baớn khaùc cuớa baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh laỡ noù khọng aùp
duỷng õổồỹc nóỳu doỡng sổỷ cọỳ qua baớo vóỷ khi coù ngừn maỷch ồớ õỏửu Z phờa nguọửn (vờ duỷ

nguọửn max
) vaỡ chóỳ õọỹ cổỷc tióứu, tổùc laỡ:
Nhổ vỏỷy, khi nguọửn õióỷn hóỷ thọỳng bióỳn õọỹng maỷnh hay coù dao õọỹng õióỷn lồùn
trong hóỷ thọỳng do ngừn maỷch ngoaỡi, baớo vóỷ quaù doỡng cừt nhanh hoỷc seợ khọng thóứ taùc
õọỹng hoỷc seợ taùc õọỹng khọng choỹn loỹc tuyỡ theo giaù trở caỡi õỷt cuớa noù trong chóỳ õọỹ laỡm
vióỷc naỡo. Trong trổồỡng hồỹp Z quaù ngừn, nóỳu giaù trở doỡng õióỷn khồới õọỹng I
K 50
theo
cọng thổùc (4-15) lồùn hồn doỡng ngừn maỷch cổỷc õaỷi trong Z, tổùc laỡ:
maxNngoaỡiatKmaxN
I.KII
1
=
(4-20)
vồùi
maxN
1
I laỡ doỡng ngừn maỷch cổỷc õaỷi taỷi N
1
do nguọửn HT1 cung cỏỳp khi coù ngừn
maỷch ba pha trón thanh goùp A.
Khi õoù chổùc nng quaù doỡng cừt nhanh seợ khọng baớo vóỷ õổồỹc Z. Nhổ vỏỷy khi
sổớ duỷng cỏỳp cừt nhanh cỏửn kióứm tra õióửu kióỷn (4-19), nóỳu khọng thoaớ maợn õióửu kióỷn
trón thỗ chố nón õỷt cỏỳp quaù doỡng ngổồợng thỏỳp (quaù doỡng thọng thổồỡng) vồùi õỷc tờnh
thồỡi gian phuỷ thuọỹc. Vióỷc aùp duỷng caùc cọng thổùc trón coỡn phuỷ thuọỹc vaỡo Z õổồỹc
cung cỏỳp tổỡ mọỹt hay hai nguọửn vaỡ baớo vóỷ thuọỹc loaỷi coù hổồùng hay vọ hổồùng. Nóỳu
giổợa hai nguọửn cung cỏỳp (hỗnh 4.9) ngoaỡi Z lión laỷc chờnh coỡn coù Z lión laỷc phuỷ
khaùc (maỷch voỡng) thỗ sau khi baớo vóỷ mọỹt õỏửu õaợ taùc õọỹng cừt maùy cừt, doỡng ngừn
maỷ
ch qua baớo vóỷ ồớ õỏửu coỡn laỷi coù thóứ tng lón vaỡ baớo vóỷ seợ taùc õọỹng, nghộa laỡ vuỡng

H
ỗnh 4.12: Baớo vóỷ quaù doỡng coù kióứm tra aùp
125
nhiãưu khi khäng thãø âm bo âiãưu kiãûn vãư âäü nhảy. Khi âọ âãø náng cao âäü nhảy ca
bo vãû quạ dng cọ thåìi gian âäưng thåìi âm bo cho bo vãû cọ thãø phán biãût âỉåüc
ngàõn mảch v quạ ti ngỉåìi ta thãm vo bo vãû bäü pháûn khoạ âiãûn ạp tháúp (hçnh
4.12).
Bäü pháûn khoạ âiãûn ạp sỉí dủng råle âiãûn ạp gim 27 s phäúi håüp våïi bäü pháûn
quạ dng 51 theo lägic “V”. Khi cọ ngàõn mảch, dng âiãûn chảy qua chäù âàût bo vãû
tàng cao âäưng thåìi âiãûn ạp tải thanh gọp bë gim tháúp lm cho âáưu ra ca bäü täøng håüp
“V” cọ tên hiãûu, bo vãû
s tạc âäüng. Cn khi quạ ti, dng âiãûn chảy qua âäúi tỉåüng
âỉåüc bo vãû cọ thãø giạ trë tạc âäüng ca råle tuy nhiãn giạ trë âiãûn ạp tải thanh gọp âàût
bo vãû gim khäng låïn do âọ råle âiãûn ạp gim 27 khäng tạc âäüng, bo vãû s khäng
tạc âäüng. Nhỉ váûy khi dng bo vãû quạ dng cọ kiãøm tra ạp, dng âiãûn khåíi âäüng
cho bo vãû âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc:
tv
maxlvat
KÂB
K
I.K
I =
(4-22)
r rng khi âọ âäü nhảy ca bo vãû â tàng lãn do trong biãøu thỉïc I
KÂB
khäng cn hãû
säú K
mm

Âiãûn ạp khåíi âäüng ca bäü khoạ âiãûn ạp tháúp U

ngưn cung cáúp , bo vãû quạ dng âiãûn våïi thåìi gian lm viãûc chn theo ngun tàõc
báûc thang khäng âm bo âỉåüc tênh chn lc hồûc thåìi gian tạc âäüng ca cạc bo vãû
gáưn ngưn quạ låïn khäng cho phẹp. Âãø khàõc phủc ngỉåìi ta dng bo vãû quạ dng cọ
hỉåïng. Thỉûc cháút âáy c
ng l mäüt bo vãû quạ dng thäng thỉåìng nhỉng cọ thãm bäü
pháûn âënh hỉåïng cäng sút âãø phạt hiãûn chiãưu cäng sút qua âäúi tỉåüng âỉåüc bo vãû.
Bo vãû s tạc âäüng khi dng âiãûn qua bo vãû låïn hån dng âiãûn khåíi âäüng I
KÂ
v
hỉåïng cäng sút ngàõn mảch âi tỉì thanh gọp vo âỉåìng dáy. Så âäư ngun l ca bo
vãû quạ dng cọ hỉåïng âỉåüc trçnh by trãn hçnh 4.13a.
Ngy nay háưu hãút cạc råle quạ dng cọ hỉåïng säú âỉåüc têch håüp thãm nhiãưu
chỉïc nàng nhỉ: chỉïc nàng càõt nhanh, quạ dng våïi âàûc tuún thåìi gian âäüc láûp v phủ
thüc, nhåì âọ mäüt säú råle quạ dng cọ hỉåïng cọ c tênh chn lc tuût âäúi v tỉång
âäúi, nghéa l cọ thãø vỉìa âm bo chỉïc nàng càõt nhanh vỉìa âọng vai tr nhỉ mäüt bo
vãû dỉû trỉỵ. Mäüt trong nhỉỵng råle vỉìa nãu trãn l råle quạ dng cọ hỉåïng ba cáúp tạc
âäüng. Âãø hiãøu r
hån vãư loải råle ny chụng ta s âi phán têch chn thåìi gian lm viãûc
v dng âiãûn khåíi âäüng ca bo vãû quạ dng cọ hỉåïng ba cáúp tạc âäüng cho mäüt säú
mảng âiãûn âiãøn hçnh trong hãû thäúng âiãûn.
I.4.1. Mảng âiãûn hçnh tia cọ hai ngưn cung cáúp:
Chụng ta s xẹt tỉìng cáúp tạc âäüng cho så âäư mảng âiãûn hçnh 4.13.
126
I.4.1.1. Bo vãû quạ dng cọ hỉåïng cáúp I:
Bo vãû dng âiãûn cọ hỉåïng cáúp I lm viãûc nhỉ mäüt bo vãû quạ dng càõt nhanh
cọ hỉåïng, do âọ dng âiãûn khåíi âäüng I
KÂ 67
ca bo vãû råle cho cáúp ny âỉåüc xạc
âënh theo cäng thỉïc:
I

Xẹt bo vãû 1 âàût tải thanh gọp A. Dng âiãûn khåíi âäüng cáúp II ca bo vãû tải
thanh gọp A âỉåüc chn phủ thüc vo sỉû phán bäú dng âiãûn tải thanh gọp B.
Trỉåìng håüp tải thanh gọp B cọ r nhạnh, dng âiãûn khåíi âäüng cáúp II ca bo
vãû 1 xạc âënh theo cäng thỉïc:
NTpdat
II
67KÂ
I.K.KI = (4-25)
Trong âọ:
− K
pd
: hãû säú phán dng.
− I
NT
: dng ngàõn mảch khi ngàõn mảch sau MBA tải nhạnh r thanh gọp B.

Trỉåìng håüp tải thanh gọp B cọ ngưn cäng sút näúi vo, dng âiãûn khåíi âäüng
lục âọ âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc:

∆
t

∆
t

∆
t

t
4
t
6
t
7
t
8
t
9
t
10
t
11
HT1 HT2
A
BCD
1
2
3
45 6

theo cäng thỉïc:
tv
maxlvmmat
III
67KÂ
K
I.K.K
I =
(4-28)
Våïi mảng âiãûn hçnh 4.13. Âãø chn thåìi gian lm viãûc ca vng bo vãû cáúp III,
theo hỉåïng tạc âäüng chụng ta chia ra lm hai nhọm:
− Nhọm 1: gäưm cạc bo vãû cọ hỉåïng tạc âäüng tỉì trại sang phi: 1, 3, 5.
− Nhọm 2: gäưm cạc bo vãû cọ hỉåïng tạc âäüng tỉì phi sang trại: 2, 4, 6.Thåìi
gian lm viãûc ca mäùi nhọm âỉåüc chn theo ngun tàõc báûc thang giäúng nhỉ våïi mäüt
bo vãû quạ dng thäng thỉåìng, nghéa l thåìi gian lm viãûc ca bo vãû thỉï n âỉåüc xạc
âënh theo cäng thỉïc (4-1).
t
tt
max)1n(
III
âàût
∆+=
−
(4-29)
Trong âọ:
−
III
âàûtn
t : thåìi gian âàût ca bo vãû thỉï n âang xẹt.
− t


I
âàût 6
> I
âàût 4
> I
âàût 2
(4-30)
128
Khi ngàõn mảch xy ra gáưn
thanh gọp ngưn thç cọ thãø xy ra
hiãûn tỉåüng khåíi âäüng khäng âäưng
thåìi, hiãûn tỉåüng ny s lm cho thåìi
gian càõt sỉû cäú tàng lãn. Vç bo vãû sỉí
dủng bäü pháûn âënh hỉåïng cäng sút
nãn täưn tải “vng chãút” m khi ngàõn
mảch tải âọ giạ trë âiãûn ạp âỉa vo
bo vãû tháúp hån ngỉåỵng âiãûn khåíi
âäüng täúi thiãøu v khi âọ bo vãû s
khäng thãø tạc âäüng. Khi tênh toạn
dng âiãûn khåíi âäüng cho bo vãû
trong mảng vng phi chụ âãún cạc
trỉåìng håüp khi cọ báút kç mäüt mạy
càõt no måí, mả
ng s tråí thnh så âäư
hçnh tia mäüt ngưn cung cáúp, lục âọ
sỉû phán bäú cäng sút trong mảng s
khạc v bo vãû cọ thãø tạc âäüng
nháưm.
I.4.3. Âỉåìng dáy song song:

Dng âiãûn khåíi âäüng ca cạc bo vãû âỉåüc chn phi âàm bo sao cho khi càõt
mäüt ÂZ thç dng âiãûn lm viãûc låïn nháút qua cạc bo vãû ca ÂZ cn lải khäng lm
bo vãû tạc âäüng, nghéa l:
I
KÂ
> I
lv max
hay I
KÂ
= K
at
.I
lv max
(4-32)
Trong âọ:
− I
lvmax
: dng âiãûn lm viãûc låïn nháút qua bo vãû khi chè váûn hnh mäüt nhạnh
ÂZ song song.
− K
at
: hãû säú an ton, K
at
= 1,2 ÷ 1,3.
I.5. Bo vãû quạ dng chảm âáút (50/51N):
Âäü låïn ca dng chảm âáút phủ thüc vo chãú âäü lm viãûc ca âiãøm trung tênh
hãû thäúng âiãûn. Trong lỉåïi âiãûn cọ trung tênh cạch âiãûn våïi âáút, dng chản âáút thỉåìng
khäng vỉåüt quạ vi chủc ampe (thỉåìng ≤ 30 A). Cn trong lỉåïi cọ âiãøm trung tênh
HT
1

∆
t

l

t
5
t
2
=
t
4
51
67
1
3
2
4
N
1
N
2
H
çnh 4.15: Bo vãû quạ dng cọ hỉåïng cho ÂZ kẹp
v phäúi håüp thåìi gian cho cạc bo vãû
129
näúi âáút qua cün dáûp häư quang (cün Peterson), dng chảm âáút âỉåüc gim âi ráút
nhiãưu. Sỉû nguy hiãøm ca tçnh trảng chảm âáút ca lỉåïi cọ trung tênh cạch âáút hồûc näúi
âáút qua cün dáûp häư quang l âiãûn ạp åí hai pha cn lải khäng chảm âáút tàng lãn bàòng
âiãûn ạp dáy v cọ thãø chuøn thnh sỉû cäú ngàõn mảch nhiãưu pha tải nhỉỵng chäù cọ váún

-Y
0
thỉåìng âãø xạc âënh chiãưu
cäng sút ca dng ngàõn mảch dng trong bo vãû cọ hỉåïng. Cn så âäư tam giạc håí l
âãø xạc âënh âiãûn ạp TTK, nọ thỉåìng lm viãûc kãút håüp våïi chỉïc nàng quạ dng chảm
âáút âäü nhảy cao trong lỉåïi cọ trung tênh cạch âáút hồûc näúi âáút qua mäüt täøng tråí.
Dng TTK (I
0
) chè cọ thãø chảy tỉì âiãøm trung tênh näúi âáút ca MBA phêa
ngưn tåïi âiãøm cọ sỉû cäú chảm âáút. Giạ trë ca dng chảm âáút cọ thãø xạc âënh theo
biãøu thỉïc:
210
0
ZZZ
E
I
++
=
(4-33)
våïi: Z
0
, Z
1
, Z
2
: tỉång ỉïng l täøng tråí TTK, thỉï tỉû thûn (TTT) v thỉï tỉû nghëch (TTN)
nhçn tỉì âiãøm sỉû cäú.
Vç dng TTK khäng thãø âi qua cün tam giạc ca MBA nãn viãûc phäúi håüp
giỉỵa cạc bo vãû theo dng TTK s âån gin hån ráút nhiãưu so våïi quạ dng pha. Nãúu
chn dng âiãûn khåíi âäüng khäng chênh xạc thç bo vãû quạ dng TTK cọ thãø tạc âäüng

km theo chỉïc nàng phạt hiãûn cạc sỉû cäú chảm âáút nãn bo vãû quạ dng TTK bäún cáúp
chè âọng vai tr nhỉ bo vãû dỉû phng hồûc cọ thãø thay nọ bàòng mäüt bo vãû quạ dng
TTK hai ngỉåỵng.
Chỉïc nàng quạ dng chảm âáút trong råle säú thỉåìng cọ hai ngỉåỵng l
ngỉåỵng
cao v ngỉåỵng tháúp. Ngỉåỵng cao càõt nhanh thỉåìng âỉåüc xạc âënh tỉång tỉû nhỉ cạc
råle cäø âiãøn. Âãø gim thiãøu xạc xút càõt nháưm do cạc cỉûc mạy càõt khäng âäưng thåìi,
ngỉåìi ta thỉåìng giåïi hản thåìi gian tạc âäüng ca cáúp càõt nhanh khong dỉåïi hai chu k
táưn säú cäng nghiãûp âäúi våïi cạc mạy càõt mäüt pha. Cn cáúp ngỉåỵng tháúp cng cọ thãø cọ
dảng âàûc tuún âäüc láûp hay phủ thüc, trong âọ nãn sỉí dủng loải âàûc tuún thỉï hai âãø
tàng kh nàng bo vãû. Khi sỉí dủng chỉïc nàng quạ dng chäúng chảm âáút trong råle
säú, ta cáưn phi phán biãût hai loải bo vãû våïi cạc giạ trë âàû
t âỉåüc xạc âënh xút phạt tỉì
nhỉỵng cå såí láûp lûn khạc nhau. Bo vãû quạ dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút
låïn thỉåìng âỉåüc hiãûu chènh theo dng khäng cán bàòng cỉûc âải v dng thỉï tỉû khäng
âi qua chäù âàût bo vãû. Cn bo vãû dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút bẹ thỉåìng
xạc âënh theo dng âiãûn dung. Sau âáy chụng ta s láưn lỉåüt xẹt cạc loải bo vãû ny.
I.5.1. Bo vãû quạ dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút låïn:
I.5.1.1. Âàûc tuún âäüc láûp hai cáúp:
Cạc råle quạ dng säú do cọ ỉïng dủng âa nàng nãn thỉåìng âỉåüc têch håüp c hai
cáúp bo vãû l ngỉåỵ
ng cao v ngỉåỵng tháúp. Âiãưu ny cọ thãø tháúy r trong cạc loải råle
do Cháu Áu sn xút.
Trong chãú âäü ti bçnh thỉåìng v khi cọ ngàõn mảch ngoi, trong dng täøng ba
pha thỉï cáúp (
)IIII
c
.
b
.

I
n
I.3
n
)III()III(
I −=
++−++
=
µµµ
Σ
(4-34)
Trong âọ:
−
C
.
B
.
A
.
I,I,I : dng âiãûn ba pha så cáúp chảy qua âäúi tỉåüng âỉåüc bo vãû.
− n
I
: tè säú biãún âäøi ca biãún dng BI.
−
KCBT
.
I : dng âiãûn khäng cán bàòng thỉï cáúp, phủ thüc vo thnh pháưn sọng
hi cọ trong dng ngàõn mảch, sỉû khäng âäưng nháút v sai säú ca BI. Dng khäng cán
bàòng thỉï cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc sau:
maxNngoi

) âỉåüc chn theo 3 âiãưu kiãûn sau:
I
0>
= K
hc
.(3.I
0
- k.f
i
.I
1
) (4-36)
Trong âọ:
− K
hc
: hãû säú hiãûu chènh, K
hc
= (1,5 ÷ 2).
− k: hãû säú âỉåüc ci âàût trong råle säú âãø tênh âãún thnh pháưn sai säú cỉûc âải do
dng thỉï tỉû thûn I
1
qua råle trong chãú âäü ti báút âäúi xỉïng.
Dng âiãûn âàût thỉï cáúp ca bo vãû cáưn phi chn låïn hån dng I
KCBT
nọi trãn.
2. Khäng âỉåüc tạc âäüng âäúi våïi dng lm viãûc låïn nháút chảy trãn ÂZ do ti báút
âäúi xỉïng, nghéa l:
3. Phi tạc âäüng khi cọ chảm âáút åí cúi ÂZ liãưn kãư våïi âäü nhảy vỉìa â (bàòng
1,12 âäúi våïi råle säú) âãø âm bo viãûc dỉû phng xa. Vê dủ råle âàût tải thanh gọp (TG)
A phi tạc âäüng khi cọ chảm âáút mäüt pha tải TG C (hçnh 4.16), tỉïc l giạ trë dng

váûy bo vãû TTK våïi âàûc tuún âäüc láûp thỉåìng cọ thåìi gian tạc âäüng nh hån so våïi
HT
p
h
a

l
TTK
A
BC MBA
D
t
H
çnh 4.16: Phán cáúp thåìi gian tạc âäüng ca bo
vãû quạ dng pha v quạ dng TTK.
132
bo vãû quạ dng pha âàût trãn cng mäüt trảm, tuy váûy âiãưu ny cọ thãø s khäng âụng
âäúi våïi MBA tỉû ngáùu.
Giạ trë âàût dng ngỉåỵng cao (I
0>>
) âỉåüc chn theo cạc âiãưu kiãûn sau:
1. Theo âiãưu kiãûn dng TTK cỉûc âải khi cọ chảm âáút ngoi vng bo vãû:
I
0>>
= K
hc
.3.I
0ngoi max
(4-38)
Hãû säú hiãûu chènh Khc âỉåüc cho bàòng (1,15 ÷ 1,2) âäúi våïi råle säú.

:
I
II
0> B
= K
hc
.3.I
0N1
(4-40)
ÅÍ âáy hãû säú K
hc
cọ thãø láúy bàòng 1,15 âäúi våïi råle säú.
133
2. Tỉì âiãưu kiãûn phäúi håüp våïi cáúp mäüt ca bo vãû liãưn kãư:
I
II
0> B
= K
hc
.3.I
0Btt
(4-41)
Trong âọ:
− K
hc
cọ thãø láúy bàòng 1,1.
− I
0Btt
: dng TTK tênh toạn, âỉåüc xạc âënh theo dng TTK qua råle B khi cọ
chảm âáút tải âiãøm tênh toạn N
Thåìi gian tạc âäüng ca bo vãû âỉåüc phäúi håüp giäúng nhỉ âäúi våïi bo vãû quạ
dng pha thäng thỉåìng.
I.5.1.3. Âàûc tuún phủ thüc:
Phỉång phạp phäúi håüp cạc bo vãû quạ dng TTK theo âàûc tuún thåìi gian phủ

thüc tỉång tỉû nhỉ âäúi våïi bo vãû quạ dng pha. Tuy nhiãn cáưn chụ l âäúi våïi bo
vãû quạ dng TTK cn cọ mäüt säú loải âàûc tuún phủ thüc chè cọ cho bo vãû chảm âáút
nhỉ âàûc tuún thåìi gian tạc âäüng láu, âàûc tuún kiãøu RI
I.5.2. Bo vãû quạ dng thỉï tỉû khäng cho lỉåïi cọ dng chảm âáút bẹ:
Cạc dng âàût ca bo vãû quạ dng TTK cho lỉåïi cọ dng chảm âáút bẹ thỉåìng
cọ giạ trë nh vç chụng khäng chëu nh hỉåíng ca cạc dng âiãûn ti m chëu tạc âäüng
ca cạc dng âiãûn dung. Âãø hiãøu r hån vãư bn cháút ca d
ng chảm âáút liãn quan âãún
dng âiãûn dung, sau âáy chụng ta s xem xẹt chãú âäü sỉû cäú ca hãû thäúng âiãûn cọ trung
tênh cạch âáút khi chảm âáút tải mäüt âiãøm. HT
A
BC
D
H
çnh 4.17: Cạc cạch tênh vng II ca bo vãû quạ
dng TTK 4 cáúp
N
2
N
1

trãn lỉåïi cọ thãø coi l bàòng nhau vç dng dung khạng ny ráút nh do váûy sỉû sủt ạp do
chụng gáy ra cọ thãø b qua. Khi âọ âiãûn ạp cạc pha so våïi âáút tỉång ỉïng s bàòng âiãûn
ạp pha U
A
, U
B
, U
C
v cạc âiãûn dung phán tạn ca cạc pha cọ thãø thay bàòng cạc âiãûn
dung táûp trung C
A
= C
B
= C
C
= C (hçnh 4.18a). Cạc vẹctå dng I
A
, I
B
, I
C
v ạp s cọ
dảng âäúi xỉïng nhỉ trãn hçnh 4.18b. Nhỉ váûy, täøng cạc vẹctå dng v ạp s bàòng
khäng v khäng cọ dng chảy qua âáút.
Khi cọ mäüt pha no âọ chảm âáút, âiãûn ạp cạc pha so våïi âáút s thay âäøi. Vê dủ
khi pha A chảm âáút trỉûc tiãúp, âiãûn ạp U
A
ca nọ s gim xúng 0, cn âiãûn ạp hai pha
kia s tàng lãn tåïi âiãûn ạp dáy U
BA

.
=ω=
−
(4-43)
Trong âọ:
− l: täøng chiãưu di ca lỉåïi âiãûn näúi våïi nhau trỉûc tiãúp khäng qua MBA (lỉåïi
cọ cng cáúp âiãûn ạp).
− a=3ωCU
pha
10
-6
v âiãûn dung âån vë c phủ thüc vo loải dáy dáùn trãn
khäng hay cạp ngáưm thỉåìng dao âäüng trong khong räüng. Tuy nhiãn, khi tênh toạn
så bäü chụng ta cọ thãø láúy giạ trë trung bçnh no âọ. Nãúu thay ω = 2.Π.50 rad/sec vo
(4-43) thç cọ thãø tênh gáưn âụng:
 Âäúi våïi ÂZ trãn khäng:
350
l.U
I
)1(
D
.
= (A) (4-44)
 Âäúi våïi ÂZ cạp:
10
l.U
I
)1(
D
.

I
A
I
B
I
C
90
0

90
0

90
0H
çnh 4.18: Cạc dng dung khạng trong lỉåïi trung tênh cạch
âáút (a) v vẹctå dng v ạp (b) trong âiãưu kiãûn bçnh thỉåìng

135

I
−
==
∑
>
(4-46)
Trong âọ:
− k
hc
= (1,2 ÷ 1,5).
− l
Σ
: âäü di täøng ca lỉåïi näúi våïi nhau trỉûc tiãúp khäng qua MBA cung cáúp
cho TG trảm trong cáúu hçnh ngàõn nháút ca lỉåïi.
Ngoi ra, nãúu råle l loải vä hỉåïng thç nọ khäng âỉåüc phẹp tạc âäüng khi cọ
chảm âáút ngoi ÂZ âỉåüc bo vãû (âiãøm N
2
), tỉïc l khi cọ dng dung khạng tỉì hỉåïng
ÂZ âỉåüc bo vãû chảy qua råle theo chiãưu ngỉåüc lải. Vç váûy giạ trë âàût ca råle phi
tho mn âiãưu kiãûn:
I
0>
= K
at
.a.l
AB
(4-47)
våïi K
at
= (2 ÷ 2,5).

02
N
1
H
çnh 4.20: Âỉåìng âi ca cạc dng dung khạng khi
cọ ngàõn mảch bãn trong ÂZ

E
A
E
B
E
C
C
A
C
B
C
C
C

A

B

U
(1)

C
+ U

(1)
H
çnh 4.19: Cạc dng dung khạng trong lỉåïi trung tênh cạch
âáút (a) v vẹctå dng v ạp (b) khi cọ sỉû cäú chảm âáút
a) b)
136
Nãúu âáy l mäüt xút tuún, thç âäü di l
AB
phi âỉåüc coi l täøng cạc âoản ÂZ
cng cáúp âiãûn ạp vãư phêa ti so våïi âiãøm âàût råle, khi âọ K
at
cọ thãø chn nh hån tỉì
(1,5 ÷ 2). Tuy nhiãn, nãúu råle l loải cọ hỉåïng thç khäng phi kiãøm tra âiãưu kiãûn (4-
47).
II. BO VÃÛ SO LÃÛCH DNG ÂIÃÛN (87)
II.1. Giåïi thiãûu chung:
Ngy nay åí Viãût Nam bo
vãû so lãûch dng âiãûn khäng chè sỉí
dủng âãø bo vãû mạy phạt, mạy
biãún ạp m nọ â âỉåüc sỉí dủng
khạ phäø biãún âãø bo vãû lỉåïi truưn
ti. Âãø náng cao âäü nhảy ca bo
vãû so lãûch dng âiãûn cạc hng chãú
tảo råle säú â phạt minh ra loải
råle so lãûch dng âiãûn cọ hm,
cäüng våïi sỉû phạt triãøn mảnh m
ca hãû thäúng truưn tên hiãûu m
loải råle ny â dáưn khàõc phủc
âỉåüc cạc nhỉåüc âiãøm cå bn ca
mçnh bàòng phỉång phạp so sạnh

.
S1
.
I
2
.
1
.
S2
.
S1
.
I
II)II.(
n
1
)]II()II.[(
n
1
−≈−−=
−−−=
µµ
(4-48)
Dng âiãûn hm:
)]II()II.[(
n
1
III
2
.

2T
H
çnh 4.21: Så âäư ngun l ca bo vãû so
lãûch cọ hm
I
1S
I
2S
137
tỉåüng âỉåüc bo vãû. Dng khäng cán bàòng thỉï cáúp cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo biãøu thỉïc
sau:
maxNngoi
.
iKCKân
KCBT
.
I.f.K.KI = (4-50)
− I
1S
, I
2S
, I
1T
, I
2T
, I
1
µ
, I
2

Âãø bo vãû cọ thãø lm viãûc âụng trong trỉåìng håüp ny thç giạ trë dng âiãûn khåíi
âäüng ca bo vãû I
LV
phi chn låïn hån giạ trë dng âiãûn hm I
H
, nghéa l:
I
LV
= I
H
/K
H
(4- 52)
Våïi K
H
l hãû säú hm, thỉåìng chn K
H
= (0,2 ÷ 0,5).
Giåïi hản dỉåïi ca hãû säú hm âỉåüc chn cho miãưn cọ dng ngàõn mảch bẹ âãø
náng cao âäü nhảy ca bo vãû, cn åí miãưn cọ dng ngàõn mảch låïn thỉåìng chn hãû säú
K
H
cao âãø ngàn chàûn bo vãû cọ thãø tạc âäüng nháưm.
Trỉåìng håüp ÂZ cọ hai ngưn cung cáúp: (hçnh 4.21)
Dng âiãûn
S1
.
I ngỉåüc hỉåïng våïi
S2
.

.
1
.
S2
.
S1
.
I
H
.
µµ
−−−= (4-54)
Nhỉ váûy, trong trỉåìng håüp ny dng I
SL
>> I
H
(hçnh 4.22b) do âọ bo vãû s
tạc âäüng.
Âäü nhảy ca bo vãû âỉåüc xạc
âënh theo cäng thỉïc:
87âàût
minN
n
I
I
K =
(4-55)
Bo vãû so lãûch dng âiãûn cọ
tênh chn lc tuût âäúi do âọ u cáưu
âäü nhảy ca bo vãû K