Bài thuyết trình môn Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 8: Bảo vệ quá dòng cho sự cố chạm pha & sự cố chạm đất

m
s
17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng
17.1 Kết nối rơle
17.1.1 Điện áp dư
- Các phương pháp của hệ thống nối đất cũng ảnh hưởng đến
Relay góc đặc trưng (RCA), và các thiết lập sau đây là thông
thường:
- i. Hệ thống trở kháng nối đất : 0 ° RCA
- ii. Hệ thống phân phối, nối đất cố định : -45 ° RCA
- iii. Hệ thống truyền tải, nối đất cố định : -60 ° RCA
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Minh Toàn
Slide 102
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
17. Bảo vệ quá dòng sự cố chạm đất có hướng
17.1 Kết nối rơle
17.1.2 Dòng điện thứ tự nghịch
- Các điện áp dư tại bất kỳ điểm nào trong hệ thống có thể không 
đủ để phân cực một rơle định hướng, hoặc các máy biến áp 
không đáp ứng các điều kiện cho việc cung cấp điện áp dư
- Trong những trường hợp này, dòng thứ tự nghịch có thể được 
sử dụng như để phân cực. Hướng sự cố được xác định bằng 
cách so sánh điện áp độ lệch pha giữa dòng và áp thứ tự nghịch. 
Kết nối RCA phải được thiết lập dựa trên nguồn điện áp pha thứ 
tự nghịch
Minh Toàn
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 103
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
20.3 Protection of Parallbel Feeders
- Trở kháng và các phần tử được cho như trong sơ đồ
- Ví dụ rơle 2 và 3 là rơle bảo vệ có hướng
Minh Toàn
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 104
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
20.3 Protection of Parallbel Feeders
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Figure 8.31 
Minh Toàn
Slide 105
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
20.3 Protection of Parallbel Feeders
- Nếu rơle 2 và 3 không định hướng, sử dụng đặc tính rơle SI 
cho tất cả rơle, phân cấp của rơle đều giống nhau
a) sự cố tại F1, 2 xuất tuyến đều hoạt động
b) sự cố tại F4, 1 xuất tuyến hoạt động
- Khi sự cố ở F3 với cả 2 xuất tuyến làm việc, rơle 3 hoạt động 
cùng thời điểm với rơle 2 và kết quả là tất cả bị ngắt kết nối 
của bus Q và tất cả khách hàng được cuối đường dây đều bị 
mất điện. Đây là điều không mong muốn
Minh Toàn
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 106
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
20.3 Protection of Parallbel Feeders
Minh Toàn
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Figure 8.32
Slide 107
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
20.3 Protection of Parallbel Feeders
- Việc tạo ra rơle 2, 3 có hướng,việc thiết lập sẽ thấp hơn
- Thiết lập chỉ còn 50%, hệ số TMS = 0,1
Minh Toàn
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Figure 8.33(b) Relay settings – direction relays
Slide 108
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Minh Toàn
(b) Relay settings – direction relays
20.3 Protection of Parallbel Feeders
So sánh rơle có hướng và rơle không có hướng
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 109
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tịnh
• Thỉnh thoảng, một hệ thống điện được chạy hoàn toàn cách ly 
khỏi đất
• Ưu điểm của việc này là sự cố 1 pha chạm đất không gây ra 
dòng điện chạy xuống đất, và như vậy toàn bộ hệ thống vẫn hoạt 
động
• Điều quan trọng là phát hiện của một sự cố 1 pha chạm đất là 
điều cần đạt được, để mà các sự cố có thể được truy tìm và sửa 
chữa trước khi xuất hiện của một sự cố chạm đất thứ hai cho 
phép dòng điện đáng kể chảy qua
• Sự vắng mặt của dòng sự cố chạm đất cho một sự cố 1 pha 
chạm đất trình bày rõ một số khó khăn trong việc phát hiện sự 
cố
18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới 
cách ly
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 110
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách ly
Tịnh
18.1. Điện áp dư 
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 111
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách ly
Tịnh
Phương pháp này được áp dụng chủ yếu cho các hệ thống MV, vì nó 
dựa trên sự phát hiện sự mất cân đối trong các dòng mỗi pha nạp xảy 
ra.
- Hình 8.19 minh họa các 
tình huống xảy ra khi có 
sự cố một pha chạm đất 
thể hiện
- Các rơle trên các dây 
bình thường thấy sự mất 
cân đối trong dòng điện 
nạp cho đường dây của 
chúng. 
18.2. Sự cố chạm đất nhạy cảm
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 112
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách ly
Tịnh
• Hình 8.20 cho thấy sơ đồ phasor
18.2. Sự cố chạm đất nhạy cảm
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 113
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
18. Bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng lưới cách ly
Tịnh
• Sử dụng Core Balance CT là cần thiết. Có sự tham khảo Hình 
8.20, dòng mất cân bằng trên đường dây bình thường tụt lại sau 
điện áp dư là 90 °. Các dòng nạp trên những đường dây này sẽ 
bằng √3 lần giá trị bình thường, vì vậy các điện áp pha-đất đã 
tăng bằng lượng này
• Điều này có thể được tính toán ở giai đoạn thiết kế, nhưng có thể 
xác nhận bằng các phương tiện của kiểm tra tại chỗ là bình 
thường. Sự cố một pha chạm đất đang cố tình áp dụng và các 
dòng kết quả đã ghi nhận, quá trình được thực hiện dễ dàng hơn 
trong một rơle kỹ thuật số hoặc số hiện đại bằng phương tiện đo 
đạc đã cung cấp 
18.2. Sự cố chạm đất nhạy cảm
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 114
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tịnh
• Nối đất qua cuộn Petersen là trường hợp đặc biệt của nối đất qua 
trở kháng. Lưới điện được nối đất thông qua một reactor, điện 
kháng của chúng trên lý thuyết được tính bằng tổng điện dung hệ 
thống với đất 
• Dưới điều kiện này, sự cố 1 pha chạm đất không tạo ra bất kỳ 
dòng sự cố tới đất trong điều kiện xác lập. Hệ quả này thì giống 
như có một hệ thống cách ly
• Chủ yếu nhìn thấy các đường dây trên không của nông thôn, và 
đặc biệt có lợi ở nơi có một tỷ lệ cao của những sự cố ngắn hạn
19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối 
đất qua cuộn Petersen
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 115
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tịnh
Petersen coils stepless Petersen coil regulated by steps
Stepless regulated 
Petersen coil 20kv 
200A
Bảo vệ rơle trong HTĐ
 coils.html
Slide 116
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối 
đất qua cuộn Petersen
Tịnh
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 117
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối 
đất qua cuộn Petersen
Tịnh
Hình 8.23 cho thấy sơ 
đồ kết quả sơ đồ 
phasor, giả định rằng 
không có điện kháng là 
tồn tại. Hình 8.23 (a), 
nó có thể được nhìn 
thấy rằng các nguyên 
nhân những sự cố các 
điện áp pha lành mạnh 
để tăng bởi hệ số ÷ 3 
và dòng nạp sớm pha 
điện áp là 90 °
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Hình 8.23
Slide 118
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối 
đất qua cuộn Petersen
Tịnh
• Sử dụng một CBCT, dòng mất cân 
bằng được thấy trên các đường dây 
lành mạnh có thể được xem là một 
sự bổ sung vector đơn giản ia1 và 
ib1, và điều này nằm ở chính xác 
trể 90 ° với điện áp dư (Hình 8.23 
(b)). Độ lớn của dòng điện dư iR1
bằng ba lần so với dòng điện nạp ở 
trạng thái ổn định cho mỗi pha. 
Trên đường dây bị sự cố, dòng 
điện dư là bằng IL – IH1 – IH2 , như 
thể hiện trong hình 8.23 (c) và rõ 
ràng hơn bởi sơ đồ thứ tự 0 hình 
8.24
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Hình 8.24
Biểu thức đúng
Slide 119
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tịnh
a. Thiết lập đo dòng có khả năng được đặt tại các giá trị rất thấp
b. Một RCA 0 °, và có khả năng điều chỉnh tốt xung quanh giá trị này
• Các phần tử dòng điện nhạy cảm là cần thiết bởi vì dòng điện rất 
thấp có thể chảy qua - vì vậy những cài đặt ít hơn 0,5% giá trị 
định mức dòng điện có thể được yêu cầu. Tuy nhiên, như sự bù 
bằng các Petersen Coil có thể không được hoàn hảo, mức độ thấp 
của dòng chạm đất ở trạng thái ổn định sẽ chảy và tăng dòng điện 
dư được nhìn thấy bằng relay. Một giá trị thường cài đặt được sử 
dụng là dòng nạp mỗi pha của mạch được bảo vệ
• Tinh chỉnh của RCA cũng được yêu cầu cài đặt về 0 °, để bù đắp 
cho cuộn dây và trở kháng đường dây và hiệu suất của các CT 
được sử dụng
19.1. Bảo vệ chạm đất nhạy cảm
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 120
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tịnh
• Nó có thể được nhìn thấy trong hình 8,25 rằng một chênh lệch góc
nhỏ tồn tại giữa dòng điện rơi trên đường dây lành mạnh và bị sự
cố. Hình 8.26 minh họa cách nào chênh lệch góc này gia tăng
thành phần tích cực của dòng điện những cái mà ngược pha với
mỗi cái còn lại
19.2 Sensitive Wattmetric Protection
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Hình 8.26
Slide 121
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
Tịnh
- Do đó, các thành phần tích cực của công suất thứ tự 0 cũng sẽ 
nằm trong các mặt phẳng tương tự và một rơle có khả năng phát 
hiện công suất tích cực có thể đưa ra một quyết định riêng biệt 
- Nếu thành phần wattmetric của công suất thứ tự không được 
phát hiện hướng về phía trước, nó chỉ ra một sự cố trên đường 
dây đó, trong khi một công suất theo hướng ngược lại chỉ ra một 
sự cố ở những nơi khác trên hệ thống
- Đây là phương pháp bảo vệ là phổ biến hơn so với phương pháp 
chạm đất nhạy cảm khác, và có thể cung cấp bảo mật cao hơn 
chống lại hoạt động sai do ngỏ ra CBCT giả dưới các điều kiện 
không sự cố chạm đất
19.2 Sensitive Wattmetric Protection
Bảo vệ rơle trong HTĐ
Slide 122
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
19. Bảo vệ sự cố chạm đất trên mạng lưới nối 
đất qua cuộn Petersen
Tịnh
• Công suất Wattmetric được tính toán trong thực tế sử dụng với đại 
lượng dư thay vì bằng những thành phần thứ tự không. 
19.2 Sensitive Wattmetric Protection
Bảo vệ rơle trong HTĐ