§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 7
Më ®Çu
1/ §Æt vÊn ®Ò
Ngµy nay, hÇu nh− ho¹t ®éng cña con ng−êi trong mäi lÜnh vùc ®Òu kh«ng
thÓ t¸ch khái nguån n¨ng l−îng ®iÖn, ë n−íc ta ®iÖn n¨ng hÇu hÕt ®−îc s¶n xuÊt
ë nh÷ng nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, thñy ®iÖn cã c«ng suÊt lín nh−: Thñy ®iÖn Hßa
B×nh, thñy ®iÖn §a Nhim, thñy ®iÖn TrÞ An, nhiÖt ®iÖn Phó Mü, nhiÖt ®iÖn Ph¶
L¹i vv…
C¸c nhµ m¸y thñy ®iÖn th× ®−îc x©y dùng ë nh÷ng vïng cã vÞ trÝ ®Þa lý
thuËn lîi cho viªc x©y dùng nhµ m¸y thñy ®iÖn, cßn c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn th×
®−îc x©y dùng ë nh÷ng n¬i gÇn nguån nhiªn liÖu, nh−ng hé tiªu thô th× kh«ng
chØ nh÷ng hé ë xung quanh nhµ m¸y. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ lµm sao truyÒn t¶i ®−îc
®iÖn n¨ng tõ c¸c nhµ m¸y ®Õn c¸c hé tiªu thô mét c¸ch liªn tôc, an toµn vµ kinh
tÕ nhÊt.
§Ó ®¶m b¶o s¶n l−îng vµ chÊt l−îng ®iÖn n¨ng cÇn thiÕt, t¨ng c−êng ®é tin
cËy cung cÊp ®iÖn cho c¸c hé tiªu thô, ®¶m b¶o an toµn cho thiÕt bÞ vµ sù lµm
viÖc æn ®Þnh trong toµn hÖ thèng cÇn ph¶i sö dông mét c¸ch réng r·i cã hiÖu qu¶
c¸c ph−¬ng tiÖn b¶o vÖ, th«ng tin ®o l−êng, ®iÒu chØnh vµ ®iÒu khiÓn tù ®éng
trong hÖ thèng ®iÖn. Trong sè c¸c ph−¬ng tiÖn nµy r¬le vµ c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ
b»ng r¬le ®ãng vai trß hÕt søc quan träng.
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña kü thuËt ®iÖn nãi chung vµ hÖ thèng ®iÖn lùc
nãi riªng, kü thuËt b¶o vÖ r¬le trong mÊy m−¬i n¨m gÇn ®©y ®· cã nh÷ng biÕn
®æi vµ tiÕn bé rÊt to lín. Nh÷ng thµnh tùu cña kü thuËt b¶o vÖ r¬le hiÖn ®¹i cho
ph¸p chÕ t¹o nh÷ng lo¹i b¶o vÖ phøc t¹p víi nh÷ng ®Æc tÝnh kü thuËt kh¸ hoµn
h¶o nh»m n©ng cao ®é nh¹y cña c¸c b¶o vÖ vµ tr¸nh kh«ng cho c¸c b¶o vÖ lµm
viÖc nhÇm lÉn khi cã nh÷ng ®ét biÕn cña phô t¶i, khi cã nh÷ng h− háng trong
m¹ch ®iÖn hoÆc khi cã dao ®éng ®iÖn, nh»m hoµn thiÖn c¸c ph−¬ng ph¸p dù
phßng trong c¸c hÖ thèng khi cã h− háng trong c¸c s¬ ®å b¶o vÖ vµ s¬ ®å ®iÒu
khiÓn m¸y c¾t ®iÖn còng nh− khi b¶n th©n m¸y c¾t ®iÖn bÞ trôc trÆc vv…hiÖn nay
ng−êi ta ®· chÕ t¹o ®−îc c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ r¬le ngµy cµng gän nhÑ, ho¹t ®éng
chÝnh x¸c, t¸c ®éng nhanh, ®é an toµn vµ tin cËy rÊt cao.
V× vËy, ®Ó ®¸p øng mét phÇn yªu cÇu nµy t«i quyÕt ®Þnh nghiªn cøu ®Ò tµi:
“B¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p sö dông r¬le so lÖch sè 7UT51*”
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
Giáo trình hình thành hệ thống điều chỉnh tổng quan
về role điện áp thấp
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 9
Ch−¬ng 1
Tæng quan vÒ r¬le thuËt sè
1/ Kh¸i niÖm vÒ r¬le b¶o vÖ.
1.1/ Kh¸i niÖm
§èi víi c¸c tr¹m biÕn ¸p cao thÕ, còng nh− trong qu¸ tr×nh vËn hµnh hÖ
thèng ®iÖn nãi chung, cã thÓ xuÊt hiÖn t×nh tr¹ng sù cè thiÕt bÞ ®−êng d©y hoÆc
do chÕ ®é lµm viÖc bÊt th−êng cña c¸c phÇn tö trong hÖ thèng. C¸c sù cè nµy
th−êng kÌm theo c¸c hiÖn t−îng dßng ®iÖn t¨ng lªn kh¸ cao vµ ®iÖn ¸p gi¶m
thÊp, g©y h− háng thiÕt bÞ vµ cã thÓ lµm mÊt æn ®Þnh hÖ thèng. C¸c chÕ ®é lµm
viÖc kh«ng b×nh th−êng lµm cho ®iÖn ¸p vµ tÇn sè lÖch khái giíi h¹n cho phÐp.
NÕu t×nh tr¹ng lµm viÖc kÐo dµi th× cã thÓ sÏ xuÊt hiÖn sù cè lan réng.
Muèn duy tr× ho¹t ®éng b×nh th−êng cña hÖ thèng vµ c¸c hé tiªu thô ®iÖn
khi xuÊt hiÖn sù cè, cÇn ph¶i ph¸t hiÖn cµng nhanh cµng tèt chç sù cè vµ c¸ch ly
nã ra khái phÇn bÞ h− háng. Nhê vËy c¸c phÇn cßn l¹i sÏ duy tr× ®−îc ho¹t ®éng
b×nh th−êng, ®ång thêi còng gi¶m møc ®é h− h¹i cña phÇn tö bÞ sù cè. Lµm ®−îc
®iÒu nµy chØ cã c¸c thiÕt bÞ tù ®éng míi thùc hiÖn ®−îc. C¸c thiÕt bÞ nµy gäi
chung lµ r¬le b¶o vÖ.
Trong hÖ thèng ®iÖn r¬le b¶o vÖ sÏ theo dâi mét c¸ch liªn tôc t×nh tr¹ng vµ
chÕ ®é lµm viÖc cña tÊt c¶ c¸c phÇn tö trong hÖ thèng ®iÖn. Khi xuÊt hiÖn sù cè
r¬le b¶o vÖ sÏ ph¸t hiÖn vµ c« lËp phÇn tö bÞ sù cè nhê m¸y c¾t ®iÖn th«ng qua
m¹ch ®iÖn kiÓm so¸t. Khi xuÊt hiÖn chÕ ®é lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng r¬le b¶o
vÖ sÏ ph¸t tÝn hiÖu vµ tïy theo yªu cÇu cµi ®Æt cã thÓ t¸c ®éng kh«i phôc chÕ ®é
lµm viÖc b×nh th−êng hoÆc b¸o ®éng cho nh©n viªn v©n hµnh.
Tïy theo c¸ch thiÕt kÕ vµ l¾p ®Æt mµ ph©n biÖt r¬le b¶o vÖ chÝnh, r¬le b¶o
vÖ dù phßng:
• B¶o vÖ chÝnh trang thiÕt bÞ lµ b¶o vÖ thùc hiÖn t¸c ®éng nhanh khi cã sù cè
x¶y ra trong ph¹m vi giíi h¹n ®èi víi trang thiÕt bÞ ®−îc b¶o vÖ.
• B¶o vÖ dù phßng ®èi víi cïng trang thiÕt bÞ nµy lµ b¶o vÖ thay thÕ cho b¶o
vÖ chÝnh trong tr−êng hîp b¶o vÖ chÝnh kh«ng t¸c ®éng hoÆc trong t×nh
tr¹ng söa ch÷a nhá. B¶o vÖ dù phßng cÇn ph¶i t¸c ®éng víi thêi gian lín
h¬n thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ chÝnh, nh»m ®Ó cho b¶o vÖ chÝnh lo¹i
phÇn tö bÞ sù cè ra khái hÖ thèng tr−íc tiªn (khi b¶o vÖ nµy t¸c ®éng
®óng).
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 10
1.2/ C¸c yªu cÇu ®èi víi r¬le b¶o vÖ.
R¬le b¶o vÖ ph¶i b¶o ®¶m c¸c yªu cÇu c¬ b¶n sau ®©y:
• TÝnh chän läc.
Lµ kh¶ n¨ng ph©n biÖt c¸c phÇn tö h− háng vµ b¶o vÖ b»ng c¸ch chØ c¾t (c«
lËp) c¸c phÇn tö ®ã.
TÝnh chän läc lµ yªu cÇu c¬ b¶n nhÊt cña b¶o vÖ r¬le ®Ó b¶o vÖ ®Ó cung
cÊp ®iÖn an toµn liªn tôc. NÕu b¶o vÖ t¸c ®éng kh«ng chän läc, sù cè cã thÓ lan
réng.
CÇn ph©n biÖt 2 kh¸i niÖm c¾t chän läc:
Chän läc t−¬ng ®èi: Theo nguyªn t¾c t¸c ®éng cña m×nh, b¶o vÖ cã thÓ
lµm viÖc nh− lµ b¶o vÖ dù tr÷ khi ng¾n m¹ch phÇn tö l©n cËn.
Chän läc tuyÖt ®èi: B¶o vÖ chØ lµm viÖc trong tr−êng hîp ng¾n m¹ch ë
chÝnh phÇn tö ®−îc b¶o vÖ.
• T¸c ®éng nhanh:
Yªu cÇu nµy chØ cÇn ®¸p øng ®èi víi sù cè ng¾n m¹ch. B¶o vÖ ph¶i t¸c
®éng nhanh ®Ó kÞp thêi c« lËp c¸c phÇn tö h− háng thuéc ph¹m vi b¶o vÖ nh»m:
§¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh cña hÖ thèng.
Gi¶m t¸c h¹i cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ®èi víi thiÕt bÞ.
Gi¶m ¶nh h−ëng cña ®iÖn ¸p thÊp khi ng¾n m¹ch lªn c¸c phô t¶i.
B¶o vÖ t¸c ®éng nhanh ph¶i cã thêi gian t¸c ®éng nhá h¬n 0,1 gi©y.
• §é nh¹y:
B¶o vÖ cÇn t¸c ®éng kh«ng chØ víi c¸c tr−êng hîp ng¾n m¹ch trùc tiÕp mµ
c¶ khi ng¾n m¹ch qua ®iÖn trë trung gian. Ngoµi ra b¶o vÖ ph¶i t¸c ®éng khi
ng¾n m¹ch x¶y ra trong lóc hÖ thèng lµm viÖc ë chÕ ®é cùc tiÓu tøc lµ mét sè
nguån ®−îc c¾t ra nªn dßng ng¾n m¹ch nhá.
§é nh¹y ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè nh¹y:
KD
N
nh I
I
Kmin
=
(1-1)
I
Nmin: Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch nhá nhÊt.
§èi víi c¸c b¶o vÖ t¸c ®éng theo gi¸ trÞ cùc tiÓu (vÝ dô nh− b¶o vÖ thiÕu ®iÖn
¸p) hÖ sè nh¹y ®−îc x¸c ®Þnh ng−îc l¹i: trÞ sè khëi ®éng chia cho trÞ sè cùc tiÓu.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 11
• §é tin cËy:
B¶o vÖ ph¶i t¸c ®éng ch¾c ch¾n khi x¶y ra sù cè trong vïng ®−îc giao vµ
kh«ng ®−îc t¸c ®éng sai ®èi víi c¸c tr−êng hîp mµ nã kh«ng cã nhiÖm vô t¸c
®éng.
Mét b¶o vÖ kh«ng t¸c ®éng hoÆc t¸c ®éng sai cã thÓ dÉn ®Õn hËu qu¶ lµ
mét sè lín phô t¶i bÞ mÊt ®iÖn hoÆc sù cè lan réng trong hÖ thèng.
1.3/ C¸c chØ danh cña r¬le ®ang sö dông trong hÖ thèng ®iÖn.
- 21: R¬ le kho¶ng c¸ch
- 25: R¬le ®ång bé
- 26: R¬le nhiÖt ®é
- 27: R¬le ®iÖn ¸p thÊp
- 32: R¬le ®Þnh h−íng c«ng suÊt
- 33: R¬le møc dÇu
- 49: R¬le qu¸ t¶i
- 50,51: R¬le qu¸ dßng tøc th×, ®Þnh th×
- 55: R¬le hÖ sè c«ng suÊt
- 59: R¬le qu¸ ¸p
- 62: R¬le thêi gian
- 63: R¬le ¸p suÊt
- 64: R¬le ch¹m ®Êt
- 67: R¬le qu¸ dßng cã h−íng
- 79: R¬le tù ®ãng l¹i (m¸y c¾t ®iÖn)
- 81: R¬le tÇn sè
- 85: R¬le so lÖch cao tÇng
- 87: R¬le so lÖch däc
- 96: R¬le h¬i (m¸y biÕn ¸p)
Tïy theo ph¹m vi, møc ®é vµ ®èi t−îng ®−îc b¶o vÖ chØ danh r¬le cã thÓ
cã phÇn më réng. Sau ®©y lµ mét sè chØ danh r¬le cã phÇn më réng th«ng dông:
- 26.W: R¬le nhiÖt ®é cuén d©y m¸y biÕn ¸p
- 26.O: R¬le nhiÖt ®é dÇu (m¸y biÕn ¸p, bé ®æi nÊc m¸y biÕn ¸p)
- 51P, 51S: R¬le qu¸ dßng ®iÖn ®Þnh th× phÝa s¬ cÊp, thø cÊp m¸y biÕn ¸p
- 50REF: R¬le qu¸ dßng tøc th× chèng ch¹m ®Êt trong thiÕt bÞ (MBA).
- 67N: R¬le qu¸ dßng ch¹m ®Êt cã h−íng
- 87B: R¬le so lÖch däc b¶o vÖ thanh c¸i
- 87T: R¬le so lÖch däc b¶o vÖ m¸y biÐn ¸p
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 12
- 96-1: R¬le h¬i cÊp mét
- 96-2: R¬le h¬i cÊp 2 (t¸c ®éng c¾t m¸y c¾t ®iÖn)
2/ CÊu t¹o chung cña r¬le sè sö dông bé vi xö lý.
2.1/ S  khi ca rle s s dng b vi x lý
Hình 1-1: S khi ca 1 rle s s dng b vi x lý
Thông tin v i tng bo v s c a vào rle qua u vào tng t
và u vào s. B phn bin i u vào s lc và khuch i tín hiu tng t
thành i lng phù hp vi u vào ca b chuyn i tng t - s. Ti ây
tín hiu tng t s c chuyn i thành giá tr t l vi thông tin u vào.
B vi x lý s làm vic theo chng trình cha trong b nh lp trình c
EPROM hoc ROM. Nó so sánh thông tin u vào vi giá tr t chøa trong b
nh xóa ghi bng in EEPROM. Các phép tính trung gian c lu gi tm
thi  trong b nh RAM.
• Khi có s c xy ra, b vi x lý s phát tín hiu s iu khin các rle
u ra  b phn vào/ra s óng hoc khép mch.
• Ngi s dng có th trao i thông tin vi rle thông qua bàn phím và
màn hình  mt trc rle. Trng thái làm vic ca rle có th hin th
trên các èn LED ti ây. Rle liên lc vi bên ngoài hoc trung tâm
iu  qua cng thông tin tun t.
Toàn b phn cng ca rle c cung cp bi b chuyn i ngun
1chiu/1chiu vi các cp in áp khác nhau. Ngun cung cp 1 chiu bên ngoài
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e
V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
.