Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 8: Bảo vệ so lệch

y, chöa coù phöông phaùp tính toaùn moät caùch chính xaùc vaø thuaän tieän 
doøng Ikcb . 
Trong thöïc teá, ngöôøi ta duøng phöông phaùp tính toaùn doøng gaàn đung 
8 
lớn hơn dòng 
không cân bằng tính toán cực 
đại
Dòng khởi 
động 
kd maxkcbttI I≥
kd maxat kcbttI k I=
8.3. Dòng khởi động 
9 
 kat: hệ số an toàn lấy bằng 1.2 đến 1.5 
 fimax: sai số cực đại của BI lấy 0.1 = 10% 
 kdongnhatBI: hệ số đồng nhất BI, nếu các BI cùng loại thì lấy bằng 0.5, nếu không 
cùng loại thì lấy bằng 1.0 
 Inmmax: là dòng ngắn mạch qua rơle khi ngắn mạch cuối vùng bảo vệ 
 kkck: hệ số ảnh hưởng của thành phần phi chu kỳ của dòng NM, lấy bằng 
1.5 đến 2 khi không có biến dòng bão hòa, lấy bằng 1.1 đến 1.2 khi có biến 
dòng bão hòa. 
max max dongnhatBI maxkcbtt i kck nmI f k k I= Với: 
 Biến dòng bão hòa là loại có lõi thép có đặc tính từ hóa rất 
nhanh bão hòa. Được đặt trước rơle dòng điện. Nó có tác dụng dập 
tắt thành phần phi chu kỳ của dòng ngắn mạch cũng như dòng từ hóa. 
Dòng không cân bằng cực đại 
10 
Tính độ nhạy 
min 2nmnh
kd
Ik
I
= >
Inmmin:dòng ngắn mạch qua rơle khi ngắn mạch tại cuối vùng bảo vệ. 
Độ nhạy 
11 
9.4.1 Dùng biến dòng điện bão hòa 
9.4.2 Dùng rơle có cuộn hãm 
9.4.3 Bảo vệ thứ tự không có hãm 
8.4. Nâng cao độ nhạy 
12 
 Biến dòng bão hòa là loại có độ bão hòa rất nhanh. Như ta đã 
biết thì dòng ngắn mạch có thành phần phi chu kỳ (DC) và thành 
phần chu kỳ (AC). Thành phần phi chu kỳ lệch hẳn về một phía trục 
thời gian và rơi vào vùng bão hòa của đường cong từ hóa nên gay ra 
một độ từ cảm bé hay nói cách khác suất điện động thứ cấp của thành 
phần phi chu kỳ này nhỏ. 
 Trong khi đó thành phần chu kỳ nằm trong vùng tuyến tính của 
đường cong từ hóa nên có độ từ cảm lớn và gay nên suất điện động 
lớn. Nghĩa là chuyển tốt sang phía thứ cấp 
 Biến dòng bão hòa là bộ phận lọc thành phần phi chu kỳ của 
dòng ngắn mạch. 
Dùng BI bão hòa 
13 
 Sơ đồ 
Đối tượng bảo vệ 
Bộ phận so sánh 
của rơle sẽ so sánh 
trị tuyệt đối của 2 
đại lượng 
I IISL lv DIFFI I I I I
• •
= = + =
. I IIh h RESI K I I I
• • 
= + = 
 
Có cuộn hãm 
14 
Đại lượng hãm 
Đại lượng so lệch hay 
làm việc 
15 
I IISL lv DIFFI I I I I
• •
= = + =Đại lượng so lệch hay 
làm việc 
16 
. I IIh h RESI K I I I
• • 
= + = 
 
Đại lượng hãm 
Momen do cuộn hãm: 2 2 2 21 1 2 1( )h h h hM k w I I k w I= + =
Momen do cuộn làm việc: 2 2 2 2
2 1 2 2( )lv lv lv lvM k w I I k w I= − =
 Khi làm việc bình thường hay ngắn mạch ngoài thì dòng điện 
hãm lớn hơn dòng làm việc nên bảo vệ không tác động. 
 Còn khi có ngắn mạch bên trong thì dòng làm việc lớn hơn 
dòng hãm nên bảo vệ tác động 
Có cuộn hãm 
17 
 Điều kiện tác động: lv hM M≥
 Ngưỡng tác động: h lvM M=
2 2 2 2
1 2h h lv lvk w I k w I⇔ =
1
2
h
kd lv h
lv
wkI I I
k w
⇔ = =
lv h hI k I⇔ =
 Tổng quát thì ta có dòng khởi động bảo vệ có cuộn hãm: 
0lv h hI I k I= +
kh: là hệ số hãm 
I0: là dòng điện khởi động nhỏ nhất khi Ih = 0 
Có cuộn hãm 
18 
So lệch có hãm 
 Dòng hãm thông thường được xác định bằng trị tuyệt 
đối của hiệu 2 vecto dòng TI 
Hoặc tổng của trị tuyệt đối của 2 dòng TI 
 Cả hai phương pháp đều có kết quả như nhau. 
 Dòng làm việc (dòng so lệch) : 
Bảo vệ so lệch cho đối tượng có 2 đầu 
21 TTlv III  +=
21 TT II  −
21 TT II  +
Đối tượng 
 bảo vệ 
BI 
T1 
BI
T2 
Điều kiện lí tưởng NM 
ngoài 
ITI 
ITII 
MCI MCII 
ITII 
No trip 
Ilv = 0 
Protected 
component 
Điều kiện lí tưởng 
NM 
trong 
MCI MCII 
ITI ITII 
Protected 
component 
BI
1 
BI
T2 
Có dòng không cân bằng 
NM 
ngoài 
ITI 
ITII 
MCI MCII 
ITII 
Ih 
-ITII 
Không tác 
động 
Ih > Ilv 
Ilv 
Protected 
component 
Có dòng không cân bằng 
NM 
trong 
MCI MCII 
ITI ITII 
-ITII 
Ih 
Tác động 
Ilv > Ih 
24 
δ
IT1 
IT2 
IDIFF=IT1+ IT2 
IREST=1/2(IT1-IT2) 
-IT2 
IDIFF < 
IREST 
25 
δ
IT1 IT2 
-IT2 
Ih=1/2(IT1-IT2) 
ILV=IT1+ IT2 
ILV > IH 
 So lệch có hãm 
a) Trong điều kiện bình thường hoặc NM ngoài : 
 IT2 ngược chiều . 
 Do 
Không tác động (Ilv= 0); dòng hãm (Ih ) gấp đôi dòng so lệch 
21 TT II  −=
21 TT II  =
02121 =−=+= TTTTlv IIIII 
11121 2 TTTTTh IIIIII  =+=+=
 b)Khi đối tượng được cung cấp từ hai đầu,khi ngắn 
mạch trong , IT2= IT1 , Do đó 
Dòng làm việc(Ilv) Và dòng hãm (Ih) bằng nhau và bằng 
tổng các dòng sự cố 
21 TT II  =
12121 2 TTTTTlv IIIIII  =+=+=
11121 2 TTTTTh IIIIII  =+=+=
c)Khi đối tượng chỉ cung cấp từ một đầu ,Khi ngắn mạch 
trong: IT2=0 
Hiệu quả tác động(Ilv) và hãm (Ih) bằng nhau 
Bằng với dòng điện sự cố được cung cấp từ một đầu. 
Đối tượng bảo vệ 
1121 0 TTTTlv IIIII  =+=+=
1121 0 TTTTh IIIII  =+=+=
 So lệch có hãm 
Tu kết quả Ilv= Ih . 
Do đó đặc tính ngắn mạch 
trong là đường thẳng với độ 
dốc (45°) trong đặc tính bảo 
vệ . 
Đối tượng bảo vệ 
Ikñ 
Ih 
α=45o 
Ikñ 
Ikñmin 
Ikd không hãm 
Ih 
Ikd = Ikdmin + k.Ih 
 Ikđmin : dòng khởi động cực tiểu khi Ih =0 
 k: hệ số hãm. 
 Đường khởi động rơle có hãm được viết dưới dạng 
α 
 Đặc tính khởi động 
 Dòng khởi động tự thay đổi theo dòng hãm. 
Biểu diễn hệ số hãm 
6.02.0 −=== αtg
I
Ik
h
kd
h
 Dòng khởi động tự thay đổi theo dòng hãm. Trong thực tế thì do 
sự bão hòa của lõi thép nên đặc tuyến khởi động có dạng phi tuyến. 
31 
 Đặc tính khởi động có hãm 
Ilv 
Vùng tác 
động 
Vùng hãm 
Ih 
Ikđmin 
Khi k=1 thì Ilv=Ih đường đặc tính là đường có độ dốc bằng 1 
Thực tế thay đỗi hằng số k để thay đỗi đặc tính hãm như hình 
vẽ sau 
32 
Sai số 
dòng từ 
hóa BI 
Bão 
hòa 
BI 
Cách đấu BI, 
tỷ số BI, đầu 
phân áp  
 Đặc tính khởi động có hãm 
Đoạn đặc tính a: độ dốc đặc trưng cho ảnh hưởng của 
sai số BI do dòng từ hoá 
Có cuộn hãm 
33 
Độ dốc của đoạn đặc 
tính b đảm bảo cho rơle 
làm việc tin cậy trong 
trường hợp không cân 
bằng xảy ra do sai số 
của BI và sự thay đổi 
đầu phân áp của máy 
biến áp khi dòng ngắn 
mạch không lớn. 
b 
 Theo nhà sản xuất, chọn α1=14°, vậy KHb= tgα1= 0,25 
(KHb là hệ số hãm đoạn b), 
1α
Đoạn đặc tính b 
Có cuộn hãm 
34 
C 
2α
Độ dốc này được xác định theo độ lớn của góc α2, nhà 
sản xuất đã đặt sẵn trong rơle điểm cơ sở là 2,5 và 
α2=26,56°, 
Kh1=0.25 
Ihtt 
ISLtt 
ISL Kh1=0.5 
Đoạn đặc tính C 
Ikñ 
IlvA 
Ikñtt 
Ikñmin 
IhA Ih 
Sensitive factor 
Knh = 
INmin 
Ikñtt 
Xác đinh độ nhạy so lệch có hãm 
Knh = 
INmin 
Ikñ 
 Dòng khởi động tự thay đổi theo dòng hãm 
 Vì vậy khi có tác động hãm thì độ nhạy tăng. 
 Dòng khởi động khi không có hãm 
IlvA và IhA được tính toán khi dòng ngắn mạch INmin và rhq=0 
Đối với MBA hay MF có trung tính nối đất trực tiếp, bảo vệ chạm đất 
một điểm trong cuộn dây có thể dùng BVSL thứ tự không có hãm. 
BVSL TTK 
NI
03I
NlvI I
•
=
0 03 3N NhI k I I I I
• • • • 
= − − + 
 
Có cuộn hãm TTK 
36 
So sánh dòng dây trung tính Ilv=IN và tổng dong 3 pha 3I0=Ih 
Đặc tuyến làm việc phụ thuộc vào góc lệch pha giữa 3I0 và IN 
Vùng tác động 
Vùng không tác động 
/NM kdI I
( )03 , NMI Iφ
Có cuộn hãm TTK 
37 
 Nguyên tắc 
 Vùng chết 
 Dòng không cân bằng 
 Dòng khởi động 
9.5. Bảo vệ so lệch ngang 
38 
Bảo vệ so lệch 
ngang áp dụng cho 
đường dây kép. 
Khi làm việc bình 
thường hay ngắn 
mạch ngoài thì 
không tác động 
Khi ngắn mạch trên 
một trong hai đường 
dây song song thì 
bảo vệ sẽ tác động 
Nguyên tắc 
39 
Dùng cho đường dây song song 1 MC chung 
Khi ngắn mạch gần thanh cái 
đầu hay thanh cái cuối đường 
dây thì dòng điện đi qua hai 
nhánh gần bằng nhau nên dòng 
vào rơle sẽ nhỏ nên bảo vệ 
không phát hiện. Ta gọi là vùng 
chết. 
max ( )
kdBVA
AB
NM B quaBVA
Im l
I
=
m
A
B
Vùng chết 
40 
Khi vung chết >10% thì bảo 
vệ được xem là không hiệu 
quả 
Dòng không cân 
bằng của bảo vệ so 
lệch gồm hai phần: 
+ Do biến dòng 
điện gay ra 
+ Do sai lệch 
đường dây gay ra 
,maxkcb kcbBI kcbSLDDI I I= +
max dongnhatBI max. . .kcbBI i kck nmI f k k I=
max. .kcbSLDD kck nmngoaiI Z k I= ∆ 1 2
1 2( )
2
L L
L L
Z ZZ Z Z
−
∆ =
+
Dòng không cân bằng 
41 
Dòng khởi động 
chọn theo hai điều 
kiện 
Theo dòng không 
cân bằng lớn nhất 
Ngừng một trong 
hai đường dây 
maxkd at kcbI k I=
max
at mm
kd lv
tv
k kI I
k
=
Lấy max 
Dòng khởi động 
42 
Khi mạng có nhiều nguồn 
thì dùng bảo vệ có hướng 
Lúc này sẽ có vùng tác 
động không đồng thời 
Am
A B
Bm
M N
Bảo vệ có hướng 
43 
Dùng cho đường dây song song có MC riêng 
Bảo vệ có hướng 
44 
Vùng tác động 
không đồng thời 
max ( )
kdBVA
AB
nm B quaBVA
Im l
I
=
Am
A B
Bm
M N
1N
Khi ngắn mạch trong vùng chết ( điểmN1) 
BVA không tác động, BVB sẽ cắt MC sau đó 
BVA sẽ cắt 
Hiện tượng tác động nối nhau gọi là tác 
động không đồng thời 
Vùng chết 
Kiểm tra độ 
nhạy: 
chế độ không 
đồng thời 
tất cả các MC 
đều đóng 
2
NM
nh
kd
nh
Ik
I
k
=
≥
Am
A B
Bm
M N
1.5
NM
nh
kd
nh
Ik
I
k
=
≥ 2N
1N
1N
2N
max ( )
kdBVA
AB
nm B quaBVA
Im l
I
= 2
kdBVA
BN AB
kdBVA kdBVB
Il l
I I
=
+
Bảo vệ có hướng 
45 
Bảo vệ có hướng 
Cheá ñoä khôûi ñoäng khoâng ñoàng thôøi, khi 
NM phía ñoái dieän ñaõ caét 
chế độ 
không đồng 
thời 
Am
A B
Bm
M N
2N
1N
vôùi INM laø doøng qua rôle öùng vôùi ñieåm NM taïi ñieåm bieân vuøng 
khôûi ñoäng khoâng ñoàng thôøi khi MC taïi B caét 
1.5
NM
nh
kd
nh
Ik
I
k
=
≥
max ( )
kdBVA
AB
nm B quaBVA
Im l
I
=
Bảo vệ có hướng 
tất cả các 
MC đều 
đóng 
Xaùc ñònh knh khi NM taïi ñieåm maø caû hai boä coù ñoä 
nhaïy baèng nhau trong ñoù IRA, IRB laø doøng trong caùc 
rôle cuûa BV A vaø B khi NM taïi ñieåm N2. 
A B
RA RB
kd kd
I I
I I
=
2
NM
nh
kd
nh
Ik
I
k
=
≥
Am
A B
Bm
M N
2N
1N
Bảo vệ SLD 
đơn giản, tin 
cậy tác động 
tức thời khi sự 
cố trong vùng 
bảo vệ, dùng 
bảo vệ MF, ĐC, 
MBA, TC, ĐD 
Bảo vệ SLN 
đơn giản, tin 
cậy. Tuy nhiên 
có vùng chết, 
vùng tác động 
không đồng 
thời 
Đánh giá 
48