Bài giảng Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương V: Bảo vệ quá dòng điện

ường đặc tính 
18 
Độ dốc chuẩn: Đặc tính thời gian cực dốc: 
 Đặc tính thời 
 gian rất dốc: 
 Loại này có độ 
dốc dốc hơn độ 
dốc chuẩn. 
Được dùng thay 
thế đặc tính có 
độ dốc chuẩn 
khi độ dốc 
chuẩn không 
đảm bảo tính 
chọn lọc 
Loại này có độ 
dốc lớn nhất, 
thích hợp dùng để 
bảo vệ máy phát, 
máy biến áp động 
lực, máy biến áp 
nối đất nhằm 
chống quá nhiệt. 
là đặc tính thời 
gian phụ thuộc khi 
dòng điện NM nhỏ 
(10-20 lần dòng 
định mức) và đặc 
tính thời gian độc 
lập khi dòng điện 
NM lớn (phụ 
thuộc giới hạn). 
Áp dụng lưới 
phân phối 
Đường đặc tính 
19 
o Nguyên tắc: bảo vệ phía trước có thời gian tác động bằng thời 
gian tác động của bảo vệ kề sau nó cộng với khoảng thời gian 
1 2t t t= ∆ +
o Khoảng Δt bao gồm (theo tiêu chuẩn IEC 255-4 khoảng 0.3 – 
0.5s) 
o Thời gian tác động và trở về của rơ le 
o Thời gian tác động cắt của máy cắt 
o Sai số thời gian của rơ le định thời gian 
o Thời gian dự trữ 
Thời gian tác động 
20 
Thời gian tác động 
Ñoái vôùi rôle coù ñaëc tính thôøi gian ñoäc laäp, baäc choïn loïc t thöôøng ñöôïc choïn töø 
0,35 → 0,6s. 
Thôøi gian taùc ñoäng cuûa BV vôùi ñaëc tuyeán ñoäc laäp ñöôïc choïn theo nguyeân taéc 
baäc thang: 
 t1 = t2 + ∆t 
Thời gian tác động 
Thời gian làm việc t2’ của bảo vệ 2’ tại trạm B được chọn lớn hơn thời gian làm 
việc lớn nhất của các bảo vệ tại trạm C một bậc Δt. Nếu t1’ > t1” thì t2’ = t1’+ Δt. 
Thời gian làm việc t3 của bảo vệ 3 ở trạm A cũng tính toán tương tự, ví dụ nếu có 
t2” > t2’ thì t3 = t2” + Δt. 
Trường hợp tổng quát, đối với bảo vệ của đoạn thứ n thì: 
tn = t(n-1)max + Δt 
trong đó: t(n-1)max - thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ ở đoạn thứ n-1 (xa 
nguồn hơn đoạn thứ n). 
23 
M 
0 
~ 
1 2 
Load 2 
Load 3 Source 
t (s) 
N1 3 N2 
N3 
N4 
N5 
Load 1 
4 
5 
∆t 
∆t t1 t2 t3 
t1 = t2 + ∆t t2 = t3 + ∆t 
l 
A B C 
t4 
t5 
t2 > t4 > t5 
Ưu điểm 
• Đơn giản 
• Có thể giảm 
hệ số mở máy 
• Chọn lọc với 
mạng hình tia 
• Thời gian cắt 
NM lớn khi INM 
gần bằng Ikd 
• Độ nhạy bị hạn 
chế 
• Phối hợp thời 
gian phức tạp 
Bảo vệ dòng cực 
đại được áp dụng 
trong các mạng 
phân phối hình tia 
điện áp từ 35KV 
trở xuống có một 
nguồn cung cấp 
nếu thời gian làm 
việc của nó nằm 
trong giới hạn cho 
phép. 
Khuyết điểm Ứng dụng 
5.6. Đánh giá 
24 
5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp 
25 
5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp 
o Để phân biệt giữa NM và quá tải đồng thời nâng cao độ nhạy của 
BVDĐ CĐ, người ta dùng sơ đồ BV dòng điện cực đại có kiểm tra 
áp. 
o Khi NM thì dòng điện tăng và điện áp giảm xuống nên cả rơle dòng 
điện và rơle điện áp đều khởi động (BV chỉ tác động khi cả rơle 
dòng điện và rơle điện áp thỏa mãn) 
o Dòng khởi động của BV được tính: 
at
kd lv
tv
KI I
K
= at sdkd R lv
tv BI
K KI I
K n
=
o Trong biểu thức không có Kmm vì sau khi cắt NM, ngoài các động cơ 
tự khởi động nhưng không làm điện áp giảm nhiều nên các rơle 
không tác động được 
o Rõ ràng khi không có Kmm thì độ nhạy sẽ tăng. Vì dòng khởi động nhỏ 
Giá trị khởi động 
27 
o Yêu cầu của rơle giảm áp: 
 Rơ le giảm áp không được tác động đối với điện áp làm việc tối thiểu 
(khi quá tải nặng nề nhất) 
 Rơ le giảm áp phải trở vể trạng thái bình thường sau khi loại bỏ NM 
o Điện áp khởi động được chọn sao cho rơ le không khởi động khi điện 
áp min và rơ le trở về ngay sau khi cắt NM 
minsd lv
kdR
tv at BU
K U
U
K K n
=
minlv
kd
tv at
U
U
K K
=
Kat = 1.2 
Ktv = 1.25 
Ksd = 1 nếu BU đấu sao nđ / sao nđ 
Ksd = nếu BU đấu sao nđ / tam giác 
Ulvmin = 0.9Udm 
Giá trị khởi động 
28 
3
 max
1.5 1.8kdnhU
N
UK
U
= ≥ −
UN max là điện áp NM cực đại khi có NM (ở chế độ min)tại cuối vùng bảo vệ 
o Knh > 1.1 - 1.3 khi làm bảo vệ dự trữ 
o Knh > 1.5 - 1.8 khi làm bảo vệ chính 
o INMmin : là dòng NM nhỏ nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi nm ở cuối vùng 
bảo vệ 
minNM
nhI
kd
IK
I
=
Độ nhạy 
29 
o Thời gian tác động 
o Vùng bảo vệ 
o Sơ đồ nối dây BI 
5.2.2 Bảo vệ dòng cực đại có kiểm tra áp 
Giống như rơle quá dòng điện cực đại 
30 
Thời gian tác động 
Dòng khởi động 
Add Your Text 
Vùng bảo vệ 
5.3.1. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 
31 
Bảo vệ dòng cắt nhanh (BVCN) là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách 
chọn dòng khởi động lớn hơn dòng ngắn mạch lớn nhất qua chổ đặt bảo vệ 
khi hư hỏng ở ngoài phần tử được bảo vệ, BVCN thường làm việc không thời 
gian hoặc có thời gian rất bé để nâng cao nhạy và mở rộng vùng BV. 
o Khi có 1 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh 
bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn mạch lớn nhất cuối 
vùng bảo vệ 
o Ví dụ: 
l
NI
kdI
maxN BI
max
I
kd A at NBI K I=
max
I
kd B at NCI K I=
Vùng bảo vệ 
Dòng khởi động 
max
I
kd at NMI K I=
32 
M
o Khi có 2 nguồn cung cấp: Dòng điện khởi động BV cắt nhanh 2 
phía phải giống nhau và bằng hệ số an toàn nhân với dòng điện ngắn 
mạch lớn nhất cuối vùng bảo vệ nào lớn nhất 
o Ví dụ: 
max
I
kd at NBI K I=
l
I
maxNBImaxNAI
kdI
BA
A BAB
Dòng khởi động 
33 
o Khi có 2 nguồn cung cấp: trường hợp tồn tại vùng không bảo vệ 
được (vùng chết) 
o Ví dụ: max
I
kd at NBI K I=
BA Vùng chết 
Dòng khởi động 
34 
 o Tác động tức thời, gần bằng không 
Thời gian tác động và vùng bảo vệ 
o Muốn tìm vùng bảo vệ ta giải đồ thị hoặc giải phương trình: 
maxkd NMI I=
35 
Thôøi gian taùc ñoäng cuûa BVCN laø töùc thôøi goàm thôøi gian laøm vieäc cuûa 
phaàn ño löôøng vaø phaàn loâgic. Thôøi gian taùc ñoäng BV khoaûng 0,02 -0,06s. 
Ñoái vôùi caùc ñöôøng daây treân khoâng coù ñaët choáng seùt oáng ñeå choáng quaù 
ñieän aùp, khi caùc choáng seùt naøy laøm vieäc chuùng taïo neân ngaén maïch taïm 
thôøi treân caùc ñöôøng daây trong khoaûng 0,5 − 1,5 chu kyø doøng ñieän (0,01 − 
0,03s). Muoán cho BVCN khoâng 
taùc ñoäng trong tröôøng hôïp naøy coù theå theâm phaàn töû trì hoaõn thôøi gian 
t=0,06÷0,08s. 
 5.4 Bảo vệ cắt nhanh không chọn lọc 
o Do bảo vệ cắt nhanh chỉ bảo vệ được một phần thiết bị, nên có 
trường hợp ta muốn bảo vệ hoàn toàn thiết bị thì cần có thêm 
tự đóng lại 79, ví dụ: 
36 
A B C 
VBV cấp I của B 
VBV cấp I của A 
~ 
o Dòng khởi động của BV A: 
o Dòng khởi động của BV B: max.IkdB at NM CI k I=
maxB.
I
kdA at NMI k I=
Ưu điểm 
 Đơn giản 
 Độ tin cậy cao 
 Chọn lọc với 
mạng hình tia 
 Thời gian chịu 
NM lớn 
 Độ nhạy kém khi 
mạng có nhiều 
nhánh và phụ tải 
lớn 
 Dùng nhiều cho 
mạng hình tia của 
các cấp điện áp 
 Mạng trung thế 
15kV, 22kV là bảo 
vệ chính, cấp 
điện áp cao hơn 
nó là bảo vệ dự 
trữ 
Khuyết điểm Ứng dụng 
5.6. Đánh giá 
37 
38 
Để phối hợp giữa bảo vệ dòng điện cực đại và bảo vệ dòng điện cắt nhanh cũng 
như giảm thời gian loại trừ sự cố người ta dùng sơ đồ bảo vệ dòng điện ba cấp 
Để phối hợp giữa bảo vệ dòng điện cực đại và bảo vệ dòng điện cắt nhanh cũng 
như giảm thời gian loại trừ sự cố người ta dùng sơ đồ bảo vệ dòng điện ba cấp 
39 
40 
Để phối hợp giữa bảo vệ dòng điện cực đại và bảo vệ dòng điện cắt nhanh cũng 
như giảm thời gian loại trừ sự cố người ta dùng sơ đồ bảo vệ dòng điện ba cấp 
Cấp thứ nhất: Gồm các rơle 3 RI, 4RGT, 5Th, là cấp cắt nhanh không thời 
gian (tI ≤0,1s), chỉ bảo vệ được một phần đường dây. Dòng điện khởi động 
của 3RI chọn tương tự như bảo vệ cắt nhanh, tức là : II kđ = kat.INng.max với kat 
=1,3÷1,5 
Cấp thứ hai: gồm các rơle 6RI, 7RT, 8Th là cấp cắt nhanh có thời gian, và 
có thời gian làm việc là tII = tI + ∆t=0,5s÷0,6s. Dòng điện khởi động của 
cấp hai được chọn như sau: III kđ = kat.II kđB, với kat = 1,1 ÷ 1,15. 
Cấp thứ ba: gồm các rơle 9RI, 10RT, 11Th là cấp bảo vệ dòng điện cực 
đại, có thời gian tIII chọn theo nguyên tắc từng cấp tIII = tII + ∆t, dòng điện 
IIIIkđ=kat.Ilvmax 
41 
Cho sô ñoà vaø soá lieäu: 
Yeâu caàu: 
 Tính toaùn baûo veä 3 caáp ñaët taïi vò trí MC 1(bieát ñaëc 
tuyeán thôøi gian-doøng ñieän MC 2 laø ñöôøng U2 vôùi caùc trò 
ñaët laø Ikñ=300A;TD=1.96) 
250/5A 200/5A 
240A 160A 
3342A 1564A 742A 
1 2 3 
C B A 
42 
Baûo veä caét nhanh caáp I ñaët taïi vò trí 1: 
Doøng khôûi ñoäng: 
 IkñI = Kat*INBmax (Kat=1,1-1,3) 
 = 1.3*1564 
 = 2033 (A) 
Thôøi gian taùc ñoäng: 
 t1I = 0 (s) 
250/5 200/5 
1564 
1 2 3 
C B A 
Thôøi gian taùc ñoäng cuûa caáp I laø thôøi gian laøm vieäc cuûa BV vaø thôøi gian 
caét cuûa maùy caét. 
Ñoái vôùi ñöôøng daây cao aùp t I ≤ 0,01s hay coù khi 0,01 ÷ 0,02s. 
43 
Baûo veä caét nhanh caáp II ñaët taïi vò trí 1: 
Doøng khôûi ñoäng phối hợp với bảo vệ cấp I của MC 2: 
 IkñII = kat*IkñI2 
 = kat*kat*INCmax 
 = 1.32*742 
 = 1245 (A) 
Thôøi gian taùc ñoäng: 
 )(5.011 sttt
III =∆+=
250/5 200/5 
742 
1 2 3 
C B A 
)(5.03.011 sttt
III −=∆+=
44 
Baûo veä doøng cöïc ñaïi caáp III ñaët taïi vò trí 1: 
 Doøng khôûi ñoäng: 
 Thôøi gian taùc ñoäng caáp III phaûi phoái hôïp vôùi BV doøng cöïc ñaïi cuûa MC 2 
)(480240*2max1 AIKI lvat
III
kd ===
250/5 200/5 
240 1 2 3 
C B A 
)(8.0)
1)
300
1564(
95.518.0(96.1)
1
95.518.0(
2
22 sm
TDt III =
−
+=
−
+=
Ikd=300 A 
1564 
45 
 Do MC 1 phoái hôïp vôùi MC 2.Do ñoù 
 
 Ñeå ñaûm baûo tính choïn loïc choïn ñaëc tuyeán thôøi gian-doøng ñieän taïi BV 1 laø U2,giaù trò ñaët 
thôøi gian ñöôïc tính 
)(63.1
)
1)
480
1564(
95.518.0(
3.1
)
1
95.518.0(
2
2
1 s
m
tTD
III
=
−
+
=
−
+
=
250/5 200/5 
1 2 3 
C B A 
st 5.0=∆
)(3.15.08.021 sttt
IIIIII =+=∆+=
21.5
300
1564
==m
96.1=TD
sttd 8.0=
26.3
480
1564
==m
63.1=TD
sttd 3.1=
46 
Khi ngaén maïch taïi thanh caùi A,thôøi gian taùc ñoäng cuûa MC1 laø: 
Khi ngaén maïch taïi thanh caùi C,thôøi gian taùc ñoäng cuûa MC2 laø 
)(64.2)
1)
300
742(
95.518.0(96.1)
1
95.518.0(
2
22 sm
TDt III =
−
+=
−
+=
250/5 200/5 
3342 742 
1 2 3 
C B A 
96.6
480
3342
==m
63.1=TD
sttd 5.0=
)(5.0)
1)
480
3342(
95.518.0(63.1)
1
95.518.0(
2
21 sm
TDt III =
−
+=
−
+=
47.2
300
742
==m
96.1=TD
sttd 64.2=