Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương IX: Bảo vệ so lệch - Đặng Tuấn Khanh

SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 1
Company
LOGO
BẢO VỆ SO LỆCH
GV : ĐẶNG TUẤN KHANH
Đại học quốc gia Tp.HCM
Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM
1
9.1 bảo vệ so lệch dọc
9.2 Dòng không cân bằng
9.3 Dòng khởi động
9.4 Nâng cao độ nhạy hay hạn chế dòng không cân bằng
9.5 Bảo vệ so lệch ngang
Chương 9
2
Nguyên tắc: là loại bảo vệ dùng nguyên tắc so sánh sự khác
nhau giữa dòng điện đi vào và dòng điện ra khỏi đối tượng được
bảo vệ. Vùng bảo vệ là khu giới hạn của các BI 2 đầu đối tượng.
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
3
0
VẬN HÀNH BÌNH THƯỜNG
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
4
0
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 2
SỰ CỐ BÊN NGOÀI (NGOÀI 02 CT)
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
5
0
SỰ CỐ BÊN NGOÀI (NGOÀI 02 CT)
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
6
0
SỰ CỐ BÊN NGOÀI (NGOÀI 02 CT)
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
7
KHÁC 0
02 NGUỒN
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
8
0
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 3
02 NGUỒN
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
9
0
0
02 NGUỒN
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
10
Khác 0
9.2. Dòng điện không cân bằng
Theo lý thuyết thì dòng vào rơle là không nhưng
thực tế nó sẽ bằng dòng không cân bằng.
Dòng không cân bằng do:
Do dòng từ hóa
Do dây nối không đều
Do cấu tạo và sai số biến dòng
Do thành phần phi chu kỳ của dòng NM
11
lớn hơn dòng
không cân bằng tính toán cực
đại
Dòng khởi 
động
kd maxkcbttI I
kd maxat kcbttI k I
9.3. Dòng khởi động
12
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 4
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
13
Tính độ nhạy
min 2nmnh
kd
Ik
I
 
Inmmin:dòng ngắn mạch qua rơle khi ngắn mạch tại cuối vùng bảo vệ.
Độ nhạy
14
9.4.1 Bảo vệ so lệch có thời gian trì 
hoãn
9.4.2 Dùng điện trở phụ 
9.4.3 Dùng biến dòng điện bão hòa
9.4.4 Dùng rơle có cuộn hãm
9.4.5 Bảo vệ thứ tự không có hãm
9.4. Nâng cao độ nhạy
15
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
16
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 5
02 NGUỒN
Đối tượng bảo vệ
9.1. Bảo vệ so lệch dọc
17
Khác 0
Sơ đồ Đối tượng bảo vệ
I IISL lv DIFFI I I I I
 
   . I IIh h RESI K I I I
  
   
 
Có cuộn hãm
18
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
19
Điều kiện tác động: lv h CM M M 
Ngưỡng tác động: h lvM M 2 2 2 21 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
20
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 6
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.
Khi có tác động hãm thì độ nhạy tăng. Vì nó thay đổi theo dòng
hãm.
Có cuộn hãm
21
Sai số 
dòng từ 
hóa BI
Bão hòa 
BI
Cách đấu BI, 
tỷ số BI, đầu 
phân áp 
hI
SLI
Có cuộn hãm
22
IKCB= (Kđn.KKCK.fi + U).IdđB
= (0.5x1.1x0.1+0.1602).IdđB = 0.2152 IdđB
IDIFF > = Kat.IKCB =0.28IdđB
a
IDIFF/IdđB
IRES/IdđB
MBA:
tDIFF>=0.02 s
Có cuộn hãm
23
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 1=14, vậy KHb= tg1= 0,25
(KHb là hệ số hãm đoạn b), SLOPE 1 = 0,25
1
Có cuộn hãm
24
C
2
Độ dốc này được xác định theo độ lớn của góc 2, nhà
sản xuất đã đặt sẵn trong rơle điểm cơ sở là 2,5 và
2=26,56, SLOPE 2= 0,5
Kh1=0.25
Ihtt
ISLtt
ISL Kh1=0.5
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 7
Có cuộn hãm
25
d1
%NU
IDIFF >> =
87N
BVSL TTK
NI 0
3I
Có cuộn hãm TTK
26
87N
CHẠM ĐẤT
 DÒNG TT 
KHÔNG
Sự cố bên ngoài
 No-trip
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 I
Có cuộn hãm TTK
27
Nguyên tắc
Vùng chết
Dòng không cân bằng
Dòng khởi động
9.5. Bảo vệ so lệch ngang
28
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 8
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
29
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
30
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
31
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
32
SINH VIÊN:............................................ 5/9/2014
BV rơle và tự động hóa 
GV: ĐẶNG TUẤN KHANH 9
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
33
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
34
35