Bài thuyết trình Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 1: Tổng quan về hệ thống bảo vệ - Trần Ngọc Hải

hệ thống sẽ luôn vận hành 
dưới tất cả những điều kiện yêu cầu
• Phải nắm vững các kiểu sự cố, tần suất, khoảng thời gian 
của sự cố để lựa chọn thiết bị phù hợp nhất
Relay protection – 09/2015
page 18/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Thiết lập (Setting)
• Việc chọn thông số rơle và hệ thống bảo vệ để đưa vào 
hệ thống chính là rất quan trọng
• Các đặc điểm của hệ thống sẽ thay đổi theo thời gian, 
mức tải, vị trí, các loại và số lượng máy phát
Relay protection – 09/2015
page 19/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Lắp đặt (Installing)
• Cần phải lắp đặt một cách chính xác 
• Sự lắp đặt phức tạp dẫn tới khó khăn trong việc kiểm tra 
cũng như bảo trì
• Vị trí thử nghiệm cũng rất cần thiết, bởi có thể sai lệch kết 
quả trong điều kiện khi sự cố xảy ra.
• Cần dùng các sơ đồ đơn giản, giảm số lượng rơle và các 
tiếp xúc
Relay protection – 09/2015
page 20/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Thử nghiệm (Testing)
• Gồm các khía cạnh của sơ đồ bảo vệ 
• Tạo ra các điều kiện vận hành và điều kiện môi 
trường gần giống với thực tế nhất có thể
Relay protection – 09/2015
page 21/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Sự hư hỏng trong khi sử dụng
(Deterioration in Service)
• Sự hư hỏng của các thiết bị thì ảnh hưởng rất lớn đến hệ 
thống bảo vệ
• Cần thay thế và lắp đặt để đảm bảo hệ thống làm việc 
trong điều kiện tốt nhất
• Đánh giá độ tin cậy phải dựa trên chất lượng của các thử 
nghiệm ngày càng được cải tiến.
• Đòi hỏi công nghệ ngày càng hiện đại để dự báo phát 
hiện sự cố
Relay protection – 09/2015
page 22/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Hiệu suất bảo vệ (Protection Performance)
• Hiệu suất của hệ thống thường được đánh giá theo thống 
kê. Với mỗi sự cố chỉ những lần cắt chính xác của máy 
cắt mới được xem là đúng. Tỉ lệ chính xác đó gọi là hiệu 
suất 
Relay protection – 09/2015
Hiệu suất bảo vệ của hệ thống điện toàn nước Anh trong 5 năm
Tài liệu tham khảo : Power system protection_học viện kĩ sư Điện, Lon don, Anh 
page 23/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tính chọn lọc
• Khả năng bảo vệ chỉ cắt những phần tử ngắn mạch gọi 
là tính chọn lọc
• Khi sự cố xảy ra cần phải ngắt các phần tử đó ra khỏi hệ 
thống dựa trên 2 phương pháp chung:
Cấp thời gian (Time Grading)
Khối hệ thống (Unit System)
Back
Relay protection – 09/2015
page 24/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Cấp thời gian
Relay protection – 09/2015
Khi xảy ra ngắn mạch tại N1 thì chỉ có máy cắt 4 hoạt động nhờ vào 
việc chọn cấp thời gian tác động cho bảo vệ, càng gần nguồn thời 
gian tác động càng lớn 
page 25/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Khối hệ thống 
Gồm nhiều khối nhỏ, mỗi khối hệ thống nhỏ có khả năng 
phát hiện và tác động khi sự cố xảy ra ở trong vùng bảo vệ 
của khối đó
Relay protection – 09/2015
page 26/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tính ổn định
Tính ổn định thường được kết hợp với khối sơ đồ bảo vệ và 
dựa vào khả năng bảo vệ của hệ thống mà không bị ảnh 
hưởng từ những điều kiện bên ngoài tác động đến vùng bảo 
vệ.
Back
Relay protection – 09/2015
page 27/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tác động nhanh (Speed)
• Chức năng của hệ thống bảo vệ là cô lập dòng ngắn
mạch ra khỏi hệ thống nhanh nhất có thể
• Tải trên hệ thống thay đổi pha giữa 2 điểm điện thế khác
nhau làm tăng khả năng mất đồng bộ nhưng nhờ tác
động nhanh của rơle
có thể cho phép giữ lại hệ thống
Relay protection – 09/2015
page 28/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tác động nhanh (Speed)
• Thông báo chạm pha hiệu quả hơn trong ổn định hệ 
thống hay chỉ đơn giản là chạm đất nên cần yêu cầu 
nhanh hơn rõ ràng
• Rơle không đủ để duy tri hệ thống ổn định nên cần tránh 
nhưng hậu quả phá hủy không cần thiết.
Relay protection – 09/2015
page 29/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tác động nhanh (Speed)
• Sự phá hủy nguồn khi ngắn mạch mang theo dòng rất 
lớn, nó có thể đốt cháy dây dẫn cũng như các cuộn dây 
của máy biến áp hay động cơ trong thời gian rất ngắn
Relay protection – 09/2015
page 30/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
• Thời gian cắt hư hỏng t gồm thời gian tác động bảo vệ tbv
và thời gian cắt của máy cắt tmc :
Tác động nhanh (Speed)
t = tbv+ tmc
Cấp điện áp Thời gian cắt cho phép
300 ÷ 500 kV 0.1÷ 0.12 (s)
110 ÷ 220 kV 0.15÷0.3 (s)
6, 10 ,15 kV 1.5÷3 (s)
Back
Relay protection – 09/2015
page 31/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Độ nhạy (Sensitivity)
• Là một giới hạn thường sử dụng để tối thiếu dòng vận 
hành của một bảo vệ thành công. Rơle được gọi là nhạy 
khi dòng thiết lập vận hành ban đầu thấp
• Khi giới hạn ứng dụng của rơle riêng biệt,rơle không 
được thiết lập trước nhưng điện thế-dòng điện sẽ hoạt 
động tại giá trị nhỏ nhất
Relay protection – 09/2015
page 32/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Độ nhạy (Sensitivity)
• Với những rơle cũ, người ta phải xem xét giới hạn của độ
nhạy và phạm vi hoạt động để quyết định có nên sử dụng
hay không.
• Độ nhạy được đánh giá thông qua hệ số nhạy:
Event
Knhay=Inmin / Ikđ bv
Back
page 33/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Bảo vệ chính và bảo vệ dự phòng
• Bảo vệ dự phòng sẽ tác động khi bảo vệ chính không làm
việc khi có sự cố xảy ra
• Có nhiều nhân tố làm cho việc bảo vệ thất bại nên luôn
có một số khả năng cắt mạch thất bại nên cần bổ sung 
vào bảo vệ chính một bảo vệ dự phòng để hệ thống được
đảm bảo hơn
• Bảo vệ dự phòng có thể có được tính tự động như bảo vệ
chính hoặc riêng biệt bởi thêm một số thiết bị
Relay protection – 09/2015
page 34/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Bảo vệ chính và bảo vệ dự phòng
• Ý tưởng bảo vệ dự phòng hoàn toàn độc lập với bảo vệ 
chính. Đây là ý tưởng hiếm khi thực hiện trên thực tế
 Dòng máy biến áp riêng biệt (chỉ quấn lõi và cuộn thứ 
cấp)
 Điện thế máy biến áp thông thường
 Mạch cắt cung cấp 2 bảo vệ nên sử dụng cầu chì riêng
 Bảo vệ chính và dự phòng hoạt động khác nhau
Relay protection – 09/2015
Back
page 35/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Thiết bị ngõ ra (Output devices)
• Để thực hiện chức năng mong muốn.Rơle phải phù hợp 
với nhiều loại tín hiệu ngõ ra yêu cầu.Các tiếp điểm của 
nhiều loại thường phù hợp với chức năng này.
• Hệ thống tiếp điểm: Rơle phù hợp với nhiều loại hệ 
thống tiếp điểm để cung cấp điện ngõ ra cho mạch cắt và 
điều khiển tín hiệu mục đích
Relay protection – 09/2015
page 36/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Thiết bị ngõ ra (Output devices)
Hệ thống tiếp xúc
• Tự reset
• Reset thủ công hay bằng điện
Relay protection – 09/2015
page 37/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Thiết bị ngõ ra (Output devices)
• Phần lớn yếu tố bảo vệ rơle có hệ thống tiếp xúc tự reset, 
nếu muốn có thể cho tiếp xúc ngõ ra reset thủ công bởi 
sử dụng các yếu tố phụ
• Reset thủ công hay điện sử dụng khi cần để duy trì một 
tín hiệu hoặc khóa điều kiện ngõ ra.
Relay protection – 09/2015
page 38/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Thiết bị ngõ ra (Output devices)
• Chỉ báo trạng thái vận hành (Operation Indicators) có lẽ 
đơn giản là đưa ra yếu tố phản ứng như đèn diode phát 
sáng. Một số loại mạch nhớ có thể đảm bảo còn lại tín 
hiệu đèn sau khi sự kiện ban đầu đã xảy ra.
• Ngày nay rơle kĩ thuật số trở nên thông dụng có thể cung 
cấp 1 hoặc 2 tín hiệu khi hệ thống vận hành.
Relay protection – 09/2015
Back
page 39/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Mạch cắt rơle
• Tiếp điểm phụ được sử dụng để bổ sung cho bảo vệ rơle 
với một trong những cách sau:
• Dãy nối tiếp kín (series sealing)
• Chuyển sang nhánh tăng cường (shunt reinforcing)
• Chuyển sang nhanh tăng cường khép kín (shunt 
reinforcement with sealing)
Relay protection – 09/2015
page 40/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Mạch cắt rơle
• Dãy nối tiếp kín
Cuộn dây của thiết bị tiếp xúc mang dòng điện ban đầu của
rơle bảo vệ và làm việc song song với rơle bảo vệ
• PR: Rơle bảo vệ
• 52a: Thiết bị chuyển mạch phụ thường hở của mạch cắt
Relay protection – 09/2015
page 41/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Mạch cắt rơle
• Chuyển hướng tăng cường: Đây là sự nhạy tiếp điểm 
được lắp đặt để cắt máy cắt đồng thời kích thích cuộn cắt 
phụ
Relay protection – 09/2015
page 42/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Mạch cắt rơle
• Chuyển hướng tăng cường kín: Đây là sự phát triển của 
mạch cắt chuyển hướng tăng cường để đáp yêu cầu rơle 
với momen thấp hoặc tiếp điểm nhảy vì bất kì lý do gì 
khác
Relay protection – 09/2015
Back
page 43/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Giám sát mạch cắt
• Là phần quan trọng của sơ đồ bảo vệ. Nếu rơle cắt thất 
bại có thể dẫn đến cắt ngược lại các phần trước làm hư 
hỏng thiết bị nên giám sát giúp đảm bảo cuộn cắt luôn 
hoạt động trong điều kiện tốt.
• Liên tục đo lường điện trở và điện thế của cuộn cắt trong 
máy cắt để thông báo khi điều khiển thất bại ở mức thấp
Relay protection – 09/2015
Back
page 44/xx
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Event
THANKS FOR 
YOUR ATTENDTION
Back