Giáo trình Bảo vệ rơle và tự động hóa trong hệ thống điện - Chương 4: Bảo vệ hệ thống điện công nghiệp

 tất cả rơle , nhưng phải chú ý đến hệ thốùng điện 3 pha 4 dây, yêu cầu các 
phần tử quá dòng trên tất cả 3 pha bảo đảm hoạt động tối thiểu một phần tử 
trong khi pha bị các sự cố trung tính. Nếu hệ thống này yêu cầu bảo vệ sự cố 
chạm đất độ nhạy cao thì cần có 4 bộ biến dòng để bảo đảm cho các tải không 
đối xứng hoạt động. Có thể sử dụng 1 rơle chống chạm đất rienâg được cấp điện 
từ 1 biến dòng. 
4.2. PHỐI HỢP BẢO VỆ. 
 Để vận hành 1 hệ thống điện công nhiệp hiệu quả các thiết bị bảo vệ cần 
phân biệt đúng ngắn mạch từ điểm sủ dụng điện đến nguồn điện. Các giá trị đặt 
đúng phải dược tính toán cho mỗi rơle và các đường đặc tính của tất cả các thiết 
bị bảo vệ trên cùng mạch nhánh được so sánh để đảm bảo sự phân biệt. Quá trên 
gọi là sự phối hợp rơle. Để dể dàng hiểu việc các đặc tính phụ thuộc của rơle 
dòng điện đảm bảo phối hợp chọn lọc, trong phần này sẽ nhắc lại nguyên tắc 
chọn lọc và dùng các ví dụ với các rơle của hãng GEC. 
 Như ở phần 1 ta đả biết đặc tính thời gian – dòng điện của rơle dòng có đặc tính 
phụ thuộc có dạng cực dốc, rất dốc và chuẩn, ở mỗi dạng có những thuận lợi khi 
ứng dụng cho từng sơ đồ cụ thể. 
Thí dụ 6.3: Phần mạch đóng ngắt hạ thế trong một mạch điện lớn công nghiệp 
và cácc mạng điện phân phối từ thanh góp 415V được bảo vệ bằng 1 trong các 
cầu chì 400A hay MCCB 400A, 1 máy biến áp: 1MVA/3300/415V cấp điện cho 
mạch thông qua 1 thiết bị đóng ngắt được trang bị 1 rơle quá dòn có giá trị đặt từ 
50 đến 200% giá trị dòng điện định mức được cung cấp từ máy biến dòng 
2000/1A để có thể phối hợp: rơle , cầu chì, và MCCB theo mức độ dòng ngắn 
mạch của mạch là 30kA, các giá trị phân biệt có thể được tính như sau: 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 85 
i. Xác định dòng điện qua rơle : Dòng điện đặt rơle được chọn sao cho không 
nhỏ hơn dòng điện khi đầy tải và phải đủ dư để cho phép rơle hoạt động với 
dòng đầy tải. Dòng điện đầy tải được xác định từ gí trị của máy biến áp: 
A
U
SI 1393
73,1.415,0
1000
3
=== 
Giả thiết ban đầu chọn trị số dặt rơle là 100%dòng định mức. 
ii. Đặc tính cầu chì và MCCB. Các đặc tính dòng điện và thời gian của cầu chì 
400A và MCCB được vẽ trự tiếp trên giấy log-log. 
iii. Lựa chọn đặc tính rơle . khi tính các giá trị đặt rơle bảo vệ để phân biệt chọn 
lọc giữa cầu chì và các thiết bị khác cần dựa vào các đặc tính phụ thuộc và độ 
dốc. Thường thì trước tiên chọn 1 đường đặc tính rơle thuộc loại cự dốc. Đối với 
loại rơle MCGG đường đặc tính này có được bằng cánh chọn đường cong chuyển 
MCC
S 
Cầu chì 
Rơle MCGG 32 
1.00
0 
10.000 30.000 100.000 
0,01 
0,
1 
0,42 
1,0 
10,0 
t 
Dòng làm việc(A) 
500KVA 
cầu 
chì 
MCCB 
400A
11/0,4KV 
5% Rơle 
MCGG32 50-200%
Dòng NM
30KA 
2000/1
A 
1 2 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 86 
sang vị trí ‘EI’. Từ hình vẽ này ta có thể thấy các mức độ dòng chạm 30kA cầu 
ch2 sẽ hoạt động chưa đến 0,01s và MCCB hoạt động 0,016s. nếu áp dụng bậc 
thời gian 
t 0,4s thì thời gian hoạt động của rơle ở dòng ngắn mạch 30000A sẽ 
là: 0,4+0,016=0,416s. nếu tỷ số biến dòng là 2000/1A và có 1 giá trị đặt là 100% 
thì bội số dòng PSM của rơle là: 30000/2000=15. Từ đường đặc tính rất dốc tại trị 
sồ PMS =15 và đường TMS=1 tìm được thời gian tác động rơle là 0,3575. (thời 
gian này củng có thể được tính từ phương trình VIT với TMS=1 và PMS=m=15). 
Thời gian 0,357<0,416 quá nhanh không thể đảm bảo sai số chọn lọc và như 
thếđưòng cong cực dốc của rơle này là không dùngđược cho trường hợp này. 
chuyển sang đặc tính rất dốc của rơle cùng loại có sẵn rơle MCGG có PMS=15 
và TMS=1, thời gian hoạt động rơle là=0,9644s. Để đạt được thời gian hoạt động 
của rơle yêu cầu là 0,416s, thì cần tính giá trị đặt 
TMS=0,416/0,964=0,431(chọn=0,5). Với đặc tính này khi PMS=2,tương ứng với 
dòng 4000A rơle sẽ hoạt động trong 13,5.0,5=6,75s. trường hợp này cũng không 
chọn lọc. Vì vậy đường đặc tính rơle càn được di chuyển ra xa, đường đặc tính 
MCCB ta có được 1 sự thay đổi bằng cách chọn giá trị dòng đặtcủa rơle lớn hơn. 
Nếu giá trị dòng đặt rơle lớn hơn khoảng 140% và tỷ số biến dòng là 2000/1A, 
giá trị PMS của rơle ở 30000/2800=10,7 với giá trị PMS này và TMS=1 đường 
cong rất dốc của rơle cho 1 thời gian làm việc 1,35s để có được giá trị thời gian 
hoạt động theo yêu cầu là 0,42s thì giá trị đặt TMS=0,42/1,35=0,311(lấy 0,3). 
Khi rơle đặt ở 140% định mức và TMS=0,3 các điểm tiếp sau đây có thể tính và 
được dùng dể chọn đường đặc tính rơle yêu cầu (bảng 12.8). 
PSM rơle I(A) Thời gian hoạt động 
1,6 
1,8 
2,2 
3,0 
5,0 
10,0 
15,0 
4480 
5040 
6160 
8400 
14000 
28000 
42000 
22,5.0,3 = 6,75 
16,87.0,3 = 5,06 
11,25. 0,3 = 3,37 
6,75. 0,3 = 2,02 
3,375. 0,3 = 1,01 
1,5. 0,3 = 0,45 
0,964. 0,3 = 0,29 
700 1225 6000 400 100 
T(s) 
AR4
AR3 AR2 AR1
4R
6R 2R 1R
1 
Dòng 
MN 
( )AI NM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 87 
Các điểm trên khi được vẽ theo các đường đặc tính cầu chì vàMCCB xác 
định được đường đặc tính rất dốc của rơle MCGG với 1 giá trị dòng đặt của rơle 
bằng 140% dòng định mức và TMS=0,3 cho ta 1 sự phân biệt chọn lọc thích hợp 
ở dòng ngắn mạch cực đại là 30kA. 
Sử dụng rơle quá dòng có đặc tính rất dốc sẽ phù hợp trong trường hợp có s7 
giảm đáng kể dòng sự cố do khoảng cách từ nguồn đến tăng lên. Đường đặt tính 
của rơle có đặc điểm thời gian hoạt động sẽ tăng lên gấp đôi khi dòng sự cố 
giảm theo tỷ lệ 7:4 theo dòng chỉnh định. Điều này cho phép chỉnh định cùng 1 
hệ số nhân về thời gian cho các rơle nối tiếp nhau. 
Trị số đặt rơle. 
R1 và R1A 300 0,2 TMS R2 và R2A 175A 0,2 TMS 
 R3 và R3A 100 0,2 TMS R4 và R4A 57,5A 0,2 TMS 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 88 
Xem xét sự khác biêït khi áp dụng loại rơle CDG11 – rơle có đặc tính phụ thuộc 
chuâûn và loại rơle CDG13 – rơle có đặc tính phụ thuộcrất dốc bằng thí dụ 
sau: 
Thí dụ 6.4: Từ (H12.12) nhận thấy 
rằng tỷ số dòng ngắn mạch tại các 
thanh cái kế tiếp nhau là 7:4. Giả thiết 
các rơle điều được chỉnh định với cùng 
1 hệ số nhânvề thời gian TMS=0,2. Từ 
giản đồ phối hợp thời gian trên, nhận 
thấy rằng thời ngian nhảy bậc 
t của 
đặc tính phụ thuộc rất dốc là t∆ =0,33s 
trong khi rơle phụ thuộctiêu chuẩn là 
t∆ =0,24s. thời gian nhảy bậc mint∆ cho 
phép sủ dụng TMS=0,2 được tính như 
sau: t∆ = Σ sai số rơle giữa các rơle nối 
tiếp nhau ước tính với dòng sự cố đã 
xác định và TMS=0,2+thời gian mở 
máy cắt+thời gian vượt quá của rơle. 
mint∆ =(0,054+0,029)+0,15+0,05=0,283
. Trong đó: 
0,045: Thời gian sai số của rơle ở 4 lần dòng cài đặt và TMS=02. 
0,029: Thời gian ai số của rơle 7 lần dòng cài đặt và TMS=0,2. 
0,15: Thời gian hoạt động của máy cắt. 
0,05: Thời gian vượt quá của của rơle CDG13. 
Với t∆ =0,33s > mint∆ =0,283s cho phép rơle phân biệt chọn lọc hoàn toàn đúng. Vì 
vậy sử dụng rơle CDG13là phù hợp. Nếu dùng rơle có đặc tính phụ thuộc chuận 
CDG11 thì t∆ =0,25, và : mint∆ =(0,0712+0,0525)+0,15+0,04=0,3137s. trong đó: 
0,0712: Thời gian sai số của rơle ở 4 lần dòng cài đặt và TMS=0,2. 
0,0525: Tời gian sai số của rơle ở 7 lần dòng cài dặt và TMS=0,2. 
0,15: thời gian hoạt động của máy cắt. 
0,04: Thời gian vượt quá của rơle CDG11. Với t∆ =0,25s < mint∆ =0,3137s nên rơle 
có thể chọn lọc không đúng. Vì vậy rơle có dặc tính phụ thuọc rất dốc thay cho 
đặc tính phụ thuộc chuẩn sẽ có lợi hơn ở những nơi dòng sự cố co sự giảm đáng 
kể giữa 2 điểm rơle nối tiếp nhau. 
Đặc điểm của đặc tính cực dốc là thời gian hoạt độg gần như tỷ lệ ghịch với bình 
phương dòng điện. Loại đặc tính này rất phù hợp khi sử dụng cho các đường dây 
Cầu chì 
250A 
Cầu chì 75A 
Cực dốc 
100% 
0,2TMS 
100
0 
12.00
0 
100.00
0 
0,0
1 
0,
1 
1 
1
0 
T(s
) 
Dòng chạm phia 
400V 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM TT CÔNG NGHỆ ĐIỆN
GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ TRONG HTĐ Trang 89 
phân phối có tải đỉnh, chẳng hạn đường dây cung cấp cho máy bơm, máy nhiệt 
máy lạnh , phù hợp khi phối hợp với cầu chì. 
cho sơ đồ, số liệu và phối hợp đặc tuyến cực dốc của rơle và cầu chì, khoảng thời 
gian chênh lệch an toàn là 0,4s giửa rơle và cầu chì 75A (phía 11KV) tại điểm 
ngắn mạch cực đại 12000A. ngoài ra rơle còn được ứng dụng kết hợp với bộ 
phận tự đống lại tong mang phân phối điện áp thấp. Phần lớn sự cố điều thoáng 
qua và vì thế cầu chì không kịp chảy và không cần thiết phải thây cầu chì. Điều 
này có thể thực hiện được nếu bộ phận tự đóng lại sẽ khoá lại chính nó sau khi 
đã mở một(hay nhiều) lần, sau đó cầu chì mới chảy và cách li ngằn mạch.