Ch ng Xươ
B o v r -le và t đ ng hoá ơ
10.1 Ý nghĩa c a b o v R -le: ơ
H th ng CCĐ. g n nhi u ph n t và phân b trên ph m vi không
gian r ng. V y trong quá trình v n hành nhi u s c x y ra nh : ư quá
đi n áp do sét đánh; quá dòng đi n do x y ra ngm. T n s dòng đi n
gi m th p do h th ng quá t i .v.v… Đ nhanh chóng lo i tr các ph n t
đó ra kh i h th ng CCĐ. ng i ta th ng đ t các TB b o v r -le t ườ ườ ơ
đ ng hoá.
M c đích b o v r -le: ơ
+ Nhanh chóng lo i tr ph n t s c đ đ m b o cho h th ng
CCĐ. làm vi c an toàn.
+ Báo tín hi u cho nhân viên v n hành bi t v tình tr ng m vi c ế
không bình th ng đ k p th i s : (qu t i, s t áp; gi m đi n trườ
cách đi n..).
+ Ph i h p v i các thi t b t đ ng hoá đ th c hi n các ph ng ế ươ
th c v n hành nh : ư t đ ng đóng l p l i; T đ ng đòng d tr ;
T đ ng xa th i ph t i theo t n s
B m yêu c u c b n: ơ
Tác đ ng nhanh: - nh m gi m ph m vi s c , rút ng n th i gian s c .
Tr ng h p tình tr ng làm vi c không bình th ng cho phép tác đ ng có trìườ ườ
hoàn th i gian.
Ch n l c: - m c đích c a b o v lo i tr ph n t b s c ra kh i h
th ng. v y tác đ ng ph i ch n l c, chính c, n u không có th d n ế
t i h u qu ngoài ý mu n (ch ng h n nh s c ph m vi h p, thì b o v ư
l i c t m t ph m vi r ng. Ho c s c cu i đ ng dây l i c t đ u ườ
đ ng dây.).ườ
Tin c y: - Khi x y ra s c TB. b o v ph i b m b o làm vi c ch c ch n,
không đ c tác đ ng tr c ho c sau tr s ch nh đ nh.ượ ướ
Nh y: Đ nh y c a b o v : “ ph n ánh kh năng ph n ng c a nó v i m i
m c đ c a s c . Đ nh y c a TB b o v r -le đ c bi u th b ng t s ơ ượ
gi a dòng ng n m ch nh nh t v i dòng ch nh đ nh s c p. ơ
cd1
N
nh I
I
Kmin
=
Tr s này đ c qui đ nh c th v i các b o v khác nhau. Các ượ
TB, b o v r le th ng ph i h p v i các TB. t đ ng hoá nh m nâng cao ơ ườ
đ tin c y CCĐ. Nâng cao năng su t lao đ ng c i thi n đi u ki n làm
vi c c a nhân viên v n hành. V n đ t đ ng hoá trong HT-CCĐ. ph i
đ c đ t ra trên c s xem xét toàn di n và cân nh c nhi u m t nh : ch nượ ơ ư
s đ n i dây, ch n TB. đi n, hình th c b o v , trình đ c a nhân viênơ
v n hành.
10.2 Các hình th c b o v trong HT-CCĐ.:
Th ng dùng các lo i sau:ườ
B o v ng đi n c c đ i: có th i gian duy trì, dùng đ b o v quá t i
làm b o v d phòng cho các lo i b o v khác.
B o v c t nhanh: cũng là lo i b o v dòng đi n c c đ i nh ng tác đ ng ư
nhanh (không có th i gian duy trì). Dùng đ b o v ng n m ch.
B o v so l ch: lo i b o v dòng đi n c c đ i không có th i gian duy trì
đ b o v tình tr ng ng n m ch (b o v 1 ph n t nh t đ nh).
Báo tín hi u:o tình tr ng cách đi n c a m ng.
1) Các lo i r le – S đ n i r le v i máy bi n dòng: ơ ơ ơ ế
a) Các lo i r le: ơ
+ Theo dòng đi n tác đ ng: role 1 chi u, xoay chi u.
+ Theo tham s tác đ ng: r le dòng đi n; đi n áp; công su t ơ
t ng tr .
+ Theo nguyên t c làm vi c: đi n t , c m ng, bán d n, s .
+ Theo nguyên t c tác đ ng: tác đ ng tr c ti p, gián ti p (r le tác ế ế ơ
đ ng tr c ti p n i vào m ng dòng ph t i VD r le nhi t b o ế ơ
v đ ng c , ph n t nhi t c a Aptômát, nh c đi m ơ ượ
A trong
r le t ng đ i l n, ch dùng m ng h áp ho c ít quan tr ng).ơ ươ
Ph n l n r le trong HTĐ là lo i gián ti p và đ c ch t o đ ch u ơ ế ượ ế
đ c Uượ dm = 100V và I l n nh t là 5 A (m c qua BU ho c BI).
b) S đ n i r le vào BI:ơ ơ
+ V i m ng có trung đi m cách đ t có th ng 1 trong 4 s đ sau: ơ
S đ s 8ơ
A B C
R
A B C R
R
S đ sao khôngơ
hoàn toàn
R
A B C
R
R
R
S đ sao hoàn toànơ
a) b)
S đ phát tri n t b)ơ
S đ a):ơ còn g i s đ n i BI theo hình s 8. Th ng đ c dùng ph ơ ườ ượ
bi n nh t vì c n ít r le nh t. H s s đ ch đ đ i x ng đ c tính nhế ơ ơ ế ượ ư
sau: còn có tên s đò hình s 8 ho c s đ hi u dòng đi n.ơ ơ
3
I
I
K
BI
R
sd ==
BA
BIBI
A
RII
n
I
n
I
I==
.
.
.
+ Nh v y dòng ch y tromg r le l n h n trong bi n dòng ư ơ ơ ế
tăng đ nh y
c a b o v .
+ Nh c đi m:ượ Đ nh y nh trong tr ng h p ngm. x y ra gi a pha không ườ
đ t BI pha khác. h n so v i tr ng h p ngm. 2 pha đ t BI ơ ườ
(th ng dùng cho lo i ng n m ch 3 pha). ườ
S đ b) – sao không hoàn toàn:ơ ch đ đ i x ng và ng n m ch 3 pha ế
1
I
I
K
BI
R
sd ==
+ Dùng đ b o v ng n m ch gi a các pha.
+ Đ ph n ánh dòng ng n m ch pha không BI tăng đ nh y c a
b o v , ng i ta đ t thêm 1 r le trên dây d n v . Dòng đi n trong role này ườ ơ
b ng t ng 2 vect ng 2 pha kia. ơ
đó cũng chính là s đ c).ơ
S đ d) – sao hoàn toàn:ơ ch đ đ i x ng c a m ng. ế
1
I
I
K
BI
R
sd ==
u đi m:ư ph n ánh đ c đ y đ tr ng thái ng n m ch đ i x ng không ượ
đ i x ng.
Nh c đi m:ượ t n nhi u BI và R le. ơ
S đ n i BI thành b l c dòng th t không:ơ
c) Ngu n thao tác: th ng cung c p cho m ch b o v r le m ch t đ ngườ ơ
hoá và tín hi u: có th là ngu n m t chi u ho c xoay chi u.
Ngu n m t chi u: th ng cung c p t các b acqui 24 ườ
÷
220 V. u đi mƯ
không ph thu c vào tr ng thái c a m ng
tin c y cao. Nh c đi m ượ
v n đ u t l n và b o qu n khó. ư
Ngu n xoay chi u: l y t m ng thông qua BU và BI. u đi m v n đ u t Ư ư
nh , nh ng ph thu c vào tình tr ng làm vi c c a m ng ư
ít đ c dùng.ượ
2)B o v dòng đi n c c đ i:
làm vi c theo s tăng c a dòng đi n khi v t quá giá tr ch nh đ nh ượ
cho tr c”. Nó ph n ng theo dòng đi n khác v i ng đi n trong ch đướ ế
bình th ng nh : dòng quá t i, dòng tr m đ t, dòng ng n m ch….ườ ư
+ B o v ng đi n c c đ i có b ph n duy trì th i gian:
Thi t b b o v ch tác đ ng khi có dòng đi n v t quá giá tr ch nh đ nhế ượ
và t n t i quá th i gian duy trì đã đ c đ t tr c”. Lo i b o v này th ng ượ ướ ườ
đ c ng đ b o v quá t i b o v d phòng cho các hình th c b oượ
v khác (nh b o v c t nhanh, b o v so l ch..) ư
+ B o v c t nhanh không th i gian duy trì: (ho c th i gian nh ng ư
th i gian r t ng n).
Tính ch n l c c a chúng đ c đ m b o b ng cách ch tác đ ng khi ượ
dòng đi n ch y qua l n h n dòng ngm. khi s y ra s c 1 s đi m đã ơ
cho nào đó c a m ng trong ph m vi b o v c a nó, ho c theo th i gian
duy trì. Có hai lo i th i gian duy trì t đó hình thành 2 hình th c b o v : đó
là:
+ B o v dòng đi n c c đ i th i gian duy trì đ c l p (th i gian duy trì
không ph thu c vào dòng đi n qua b o v ).
+ B o v ng đi n c c đ i th i gian duy trì ph thu c (th i gian duy trì
ph thu c vào dòng đi n).
a) B o v dòng đi n c c đ i có th i gian duy trì đ c l p:
S đ BI n i thànhơ
b l c th t
không
R
A B C IR = 3I0
I0 – thành ph n dòng đi n th t không.
Dùng đ b o v ng n m ch 1 pha ho c 2
pha cham đ t.
S đ nguyên lýơ
+
+
--RG 3
RTh
4
BT
CC
+
-
RT
III
2
1
BI
MC
S đ tri n khaiơ
RIC
RIB
RIA
RT
RT
RTh
CC
RTh
BT
+-
M ch xoay chi u
M ch m t chi u
+ Các ph n t c b n c a b o v dong c c đ i: ơ
1 Các r le dòng đi n (xoay chi u ) s tác đ ng khi xu t hi nơ
dòng ngm (I).
2 – R le th i gian duy trì (RT) .ơ
3 – R le trung gian làm tăng công su t và ti p đi m (RG).ơ ế
4 – R le tìn hi u (bào cho bi t b o v đã tác đ ng) (RTh).ơ ế
5 B ti p đi m chuy n đ ng máy c t (BT). dùng đ ng t m ch ế
cu n c t ti p đi m c a r le trung gian không đ c thi t k đ ế ơ ượ ế ế
c t m ch đó (BT) ph i ng t m ch tr c khi r le trung gian tr v . ướ ơ
+ Ho t đ ng:
Khi I trong m ch tăng
t i ng ng ch nh đ nh I ưỡ cd2
r le I tácơ
đ ng
đóng ti p đi m th ng m c a l i ế ườ
cung c p ngu n cho r le ơ
th i gian RT. Sau m t th i gian b ng th i gian ch nh đ nh
Ti p đi mế
th ng m đóng ch mườ c a cung c p ngu n cho r le trung gian RG ơ
ti p đi m c a đóng m ch cu n hút CC ế
y c t đ c c t ra, đ ng ượ
th i lúc đó R le tín hi u RTh cũng báo tín hi u là máy c t đã tác đ ng. ơ
Chú ý: Vì dòng s c ch y t ngu n đ n ch s c qua hàng lo t các ph n ế
t không b s c
đ đ m b o tính ch n l c
trên 1 đ ng dây ườ
nhi u đo n đ c đ t lo i b o v y ượ
ph i ch nh đ nh th i gian c a các
lo i b o v này cho phù h p.
t = tA – tB
0,5 s
tA = tB + 0,05 s
+ N u đ ng dây nhi u c p b o v dòng c c đ i ế ườ
th i gian c t c a
c p g n ngu n s l n
nh c đi mượ c a lo i b o v này.
+ Khi có s c dòng đi n t i A & B đ u tác đ ng. Khi s c đ c c t ra, thì ượ
r le dòng đi n ơ A ph i tr v v trí ban đ u (không tác đ ng) đ tránh c t
đo n không b s c . ng đi n tr v c a b o v I tv dòng đi n
v i nó b o v ph i v v trí ban đ u”
Itv > Iphu tai sau ng n m ch.
Iphu tai – dòng ph t i sau ng n m ch, dòng này th ng l n h n dòng ph t i ườ ơ
lúc tr c (Vì lúc ngm. U gi m ướ
c ĐC b hãm
sau ngm. chúng l i ph i
t kh i đ ng).
Iphu tai sau ngm.
Ilv max V y đ r le không b tác đ ng tr l i ơ
Itv
Kkd.Ilv max (Kkd - h s xét t i nh h ng c a ng kh i ưở
đ ng). m l i I tv trong tính toán còn ph i k đ n các sai s th v ế
giá tr :
max
.. lvkddttv IKKI =
Kdt h s d tr tính đ n sai s v giá tr ng tr v c a R le, th ng ế ơ ườ
l y b ng 1,1
÷
1,2.
+ H s tr v : t s gi a dòng đi n tr v dòng kh i đ ng
c a b o v
kdBV
tv
tv
I
I
K
=
Ikd BV – dòng kh i đ ng c a b o v hay còn g i là dòng ch nh đ nh s c p ơ .
+ Dòng ch nh đ nh s c p: ơ
tv
lvkddt
tv
tv
kdBV K
IKK
K
I
Imax
..
==
+ Dòng ch nh đ nh th c p c a R le: ơ (dòng th c qua r le). ơ
Trong đó:
nBI - T s bi n c a máy bi n dòng. ế ế
Ksd - h s s đ . ơ
+ Đ nh y c a b o v :
kdBV
N
nh I
I
Kmin
=
V i b o v đ ng dây K ườ nh
1,5.
+ Đ c đi m: S đ nh trên b o v đ c t t c c d ng ngm. (tr ng nơ ư ượ
m ch 1 pha trong m ng đi m trung tính cách đ t ho c ch n i đ t qua
cu n d p h quang). Vì v y trong m ng có trung tính cách đ t, dòng ch m
đ t m t pha có giá tr nh cho nên b o v dòng đi n c c đ i ch c n ph n
ng khi có ng n m ch gi a các pha và th ng đ c th c hi n b ng s đ ườ ượ ơ
BI n i hình s 8 ho c BI n i sao không hoàn toàn (HV).
t
t
tAtB
~
AB
N
+ Trong 2 s đ trên khi có tr m đ t 1 pha s dùng b o v riêng tác đ ngơ
theo dòng đi n th t không.
+ S đ 1 r le có đ nh y không gi ng nhau v i các d ng ngm. khác nhauơ ơ
(dòng đi n ch y trong các r le ph thu c vào các d ng ngm.). ơ
+ S đ m t r le kém nh y h n s đ 2 r le (khi ngm. gi a các pha ABơ ơ ơ ơ ơ
ho c BC). ch đ bình th ng dòng ch y trong r le (s đ 1 r le) l n ế ườ ơ ơ ơ
h n ơ
3
l n dòng đi n ch y trong s đ 2 r le. ơ ơ
+ u đi m c a s đ 1 r le là đ n gi n, ít r le dùng đ b o v BA n i Y/ư ơ ơ ơ ơ
.
b) B o v dòng đi n c c đ i có th i gian trì hoãn đ c l p:
Th ng s d ng r le dòng đi n ki u c m ng. Do r le c m ng đ ng th iườ ơ ơ
làm nhi m v RI ; RT và RTh … Đ ng th i ti p đi m c a nó t ng đ i l n ế ươ
nên không c n r le RG. ơ
Đ c tính th i gian ph thu c vào ng đi n ch y trong r le (th i gian tác ơ
đ ng c a r le ph thu c t l ngh ch v i dòng đi n ch y qua nó) ơ
Dòng đi n s c càng l n thì th i gian tác đ ng càng nhanh
H n ch ế
đ c tác h i c a dòng s c (ượ u đi m).ư
Đ ng đ c tính c a r le th i gian duy trì đ c l p.ườ ơ
Đ ng đ c tính c a r le th i gian duy trì ph thu c.ườ ơ
+ S đ :ơ
-S đ đ n gi n, đ tin c y cao ( u đi m).ơ ơ ư
-Nh c đi m làm vi c không chính xác so v i r le đi n t .ượ ơ
Đ đ m b o tính ch n l c, chúng ta ph i ch nh đ nh đ c tính th i gian c a
thi t b b o v li n nhau sao cho th i gian tác đ ng c a TB b o v c pế
trên l n h n th i gian tác đ ng c a b o v c p d i m t l ng ơ ướ ượ
t.
3) B o v dòng đi n c t nhanh:
Nh m nhanh chóng lo i tr ng ng n m ch
v y b o v này đ c ượ
ch nh đ nh theo ng đi n ng n m ch l n nh t cu i vùng b o v . Thi t ế
b b o v s tác đ ng nhanh không th i gian duy trì. Dòng ch nh đ nh
đ c tính nh sau:ượ ư
+ Dòng ch nh đ nh s c p: ơ
Icd1 = Kdt .Ilvmax
+ Dòng ch nh đ nh th c p:
sd
BI
Ndt
2cd K
n
IK
I.
.max
=
+
+
--R
G
3
RT
h
4
BT
C
C
+
-RT
I
2
1
BI
M
C
+
+
--R
G
3
RT
h
4
BT
C
C
+
-
RT
II
2
1
BI
M
C
+
T
BI
I
T
I
T
I
M
C-
CC
tA
IkdBV
IR
t
A
B
t
tB
~
AB
N
Kdt = 1,1 – 1,2 h s d tr .
INmax - dòng ng n m ch l n nh t cu i đ ng dây. ườ
+ Đ chánh tác đ ng nh m nên dòng ch nh đ nh s c p l y I ơ Nmax x Kdt
m t ph n cu i vùng b o v (kho ng 20%) không đ c b o v ượ
vùng
ch t.ế
+ b o v c t nhanh u đi m b o v đ c b ph n quan tr ng. Nh c ư ượ ượ
đi m c a nó là đ l i vùng ch t (vùng không đ c b o v ). Vì v y ng i ta ế ượ ườ
th ng đ t thêm các lo i b o v khác (BV dòng c c đ i có th i gian duy trì)ườ
đ làm b o v d tr cho BV c t nhanh. Th i gian tác đ ng c a b o v c t
nhanh h u nh ch ph thu c vào th i gian tác đ ng c a bàn thân r le ư ơ
dòng đi n r le trung gian. Th i gian này th ng vào kho ng 0,04 ơ ườ ườ
0,06 s.
Chú ý, trên đ ng y có b o v đi n áp b ng ch ng t ng, các lo i TBườ
này có th i gian làm vi c trong kho ng 0,01 – 0,02 s. Khi có nhi u c p b o
v thì th i gian tác đ ng c a ch ng t ngth đ t t i 0,04 – 0,06 s
gây ra ngm t m th i th d n t i tác đ ng nh m đ i v i các lo i b o v
c t nhanh, Trong tr ng h p nh v y, ng i ta dùng lo i role trung gian tác ườ ư ườ
đ ng ch m h n vào kho ng 0,06 – 0,08 s. ơ
4) B o v so l ch d c: “cũng lo i b o v c t nhanh, d a trên s
chênh l ch v c ng đ pha c a dòng đi n đ ucu i ng dây) ườ ườ
vùng b o v ”. Th ng đ c dùng đ b o v y bi n áp, máy phát đi n, ườ ượ ế
đ ng c công su t l n, ít dùng đ b o v đ ng dây. ơ ườ
HV – S đ nguyên lýơ
+ Vùng b o v là máy bi n áp. ế
+ BI đ c đ t 2 đ u c a BA. ph n ánh dòng đi n ch y trong b o v .ượ
+ Các cu n dây c a BI đ c n i sao cho dòng đi n trong r le b ng hi u ượ ơ
dòng đi n ch y trong y bi n dòng. ế
.
...
2
1
RIII +=
Trong tr ng h p bình th ng ho c ng n m ch ngoài vùng b oườ ườ
v (HV-1). Ta có I1 = I2 và cùng pha nên hi u c a chúng b ng không
IR =
0. R le không tác đ ng.ơ
Khi x y ra ngm, trong vùng b o v (HV-2) do dòng đi n trong 2
bi n dòng ng c chi u nhau nên dòng đi n ch y trong r le - Iế ượ ơ R = I1 + I2 > 0
(khi 2 phía BA đ u có ngu n). Ho c I R = I1 >0 (khi BA ch có 1 ngu n). Lúc
này r le tác đ ng đ MC c t BA ra kh i ngu n.ơ
Tr ng thái làm vi c bình th ng ho c khi ngm, x y ra ngoài ườ
vùng b o v
yêu c u b o v không làm vi c. Có nghĩa là ph i đ m b o
dòng th c p c a các máy bi n dòng I ế 1 = I2 c v giá tr và góc pha. Các
dòng s c p ơ I1 I2 khác nhau v c ng đ (do t s bi n đ i c a BA gây ườ ế
ra). V y đ có I 1 = I2 đ I R = 0
Ph i ch n máy bi n dòng phù h p v i t ế
đ u dây c a BA. Vi c cân b ng dòng đi n th c p c a máy bi n dòng nh ế ư
trên th ng g p nhi u khó khăn do c máy BI th ng đ c ch t o s nườ ườ ượ ế
theo tiêu chu n nh t đ nh. Nên r t khó khăn đ m b o đ c I ượ R = 0. Trong
nhi u tr ng h p ng i ta ph i dùng thêm các BA t ng u ho c BI bào ườ ườ
hoà m c vào phía tr c r le dòng đi n ướ ơ
làm s đ ph c t p.ơ
So v i b o v c t nhanh. b o v so l ch có u đi m là không đ ư
l i vùng ch t nh ng s đ ph c t p, t n nhi u thi t b nên ch đ c dùng ế ư ơ ế ượ
n i quan tr ng. ơ
Đ i v i nh ng đ ng dây đi n áp cao làm vi c song song, ho c ườ
BA và đ ng c có công su t l n (quan tr ng), ng i ta còn dùng ơ ườ b o v so
l ch ngang d a trên c s so sánh dòng đi n gi a các đ ng dây làm vi c ơ ườ
song song v i nhau.
11.3 B o v c ph n t c b n c a h th ng CCĐ: ơ
1) B o v đ ng dây: ườ
+ M ng U < 1000 V + C u chì đ b o v ng n m ch
+ Aptômát đ b o v ngm và quá t i.
Chú ý: B o v c t nahnh
không làm vi c khi s c x y
ra ngoài vùng b o v c a
nó. th công th c tính ế
dòng ch nh đ nh không c n
xét t i h s tr v c a
R le.ơ
l
INKdtINmax
N
INmax
~
vùng ch tế
+
--RG 3
RTh
4
BT
CC
+
RI
BI
MC
I1
I2
N
MC
MC
BA
HV-1
I
1
I
2
HV-2
N
I1
I2
I
2
I
1