Bai thi nghiem voi role dien co

Bộ môn Hệ thống điện
Phòng thí nghiệm Điều khiển và bảo vệ hệ thống điện C1-121
1
BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 1
XÁC ĐỊNH SỰ PHÂN BỐ DÒNG ĐIỆN KHI NGẮN MẠCH
SAU MÁY BIẾN ÁP
I. Mục tiêu
Sau khi thực hiện bài thí nghiệm này, sinh viên có khả năng:
1. Xác định hướng và độ lớn của vectơ dòng điện ngắn mạch pha phía sơ cấp
của máy biến áp hai cuộn dây khi xảy ra ngắn mạch ở phía còn lại.
2. So sánh độ nhạy của các kiểu sơ đồ bảo vệ đối với các dạng ngắn mạch.
II. Cách xác định vectơ dòng điện ngắn mạch
1. Xác định độ lớn của dòng điện ngắn mạch
Việc xác định độ lớn của dòng điện ngắn mạch có thể được
thực hiện thông qua các máy biến dòng điện (BI) và các
đồng hồ đo dòng điện.
IN – Dòng điện ngắn mạch cần đo.
IT – Dòng điện phía thứ cấp của BI.
Hình 1.1. Các xác định độ lớn của dòng điện ngắn mạch
2. Xác định hướng của dòng điện ngắn mạch
2.1. Biểu diễn vectơ trong hệ tọa độ
o x
y
y0
x0
Vector dựng lạia
1200
I2
I1
A
BC
I1=Icosφ1
I
φ1
A
Hình a Hình b
I

O
O
Hình 1.2 Xác định vectơ khi biết
hình chiếu lên hai trục
Hình 1.3 Xác định vectơ trên các trục
A, B, C
Trong hệ tọa độ Đề các xOy như hình 1.2, vectơ a

được xác định bởi hai hình chiếu trên
hai trục Ox, Oy là x0, y0. Nếu biết được x0, y0 ta hoàn toàn dựng lại được vectơ a

.
Tương tự như vậy, trong hệ trục tọa độ OABC (có các trục lệch nhau 1200
trên cùng một
mặt phẳng), vectơ I

cũng được xác định bởi các hình chiếu giả sử là a, b, c. Ta có thể
chứng minh được:
0cba
Do đó ta chỉ cần biết hai hình chiếu thì có thể suy ra hình chiếu còn lại. Vậy vectơ I

có thể
được xác định thông qua một cặp hình chiếu. Giả sử cặp hình chiếu đó là I1 và I2 như hình
1.3 thì: I1 = Icosφ1, φ1 là góc lệc giữa hai vectơ I

và OA .
I2 = Icosφ2, φ2 là góc lệc giữa hai vectơ I

và OB.
*
*
IT A
IN

2
2.2. Xác định hướng của dòng điện bằng Oát mét
Nếu ta chọn hệ tọa độ điện áp Uab, Ubc, Uca như hệ trục OABC ở hình 1.3 với ba vectơ
cabcab U,U,U có độ lớn cùng là U và lệch nhau 1200
trong không gian thì mối quan hệ
giữa các hình chiếu I1, I2 có thể được biểu diễn thông qua mối quan hệ giữa các giá trị công
suất là:
22
11
cosUIP
cosUIP
Giả thiết ta có Oát mét loại một pha. Sử dụng Oát mét này có thể nhanh chóng xác định
được các giá trị công suất trên. Nếu cuộn dòng của Oát mét nối vào mạch có dòng điện cần
xác định, còn cuộn áp được cấp các vectơ điện áp Uab, Ubc, Uca đối xứng nhau (bằng nhau
về độ lớn và lệch nhau 1200
) thì số đo của Oát mét tương ứng là P1, P2, P3 và:
0PPP 321
Uab
UbcUca
Icosφ1
33ca3
22bc2
11ab1
cosUIcosIUP
cosUIcosIUP
cosUIcosIUP
I
abU
1
5,4P1
5,1P23P3
Hướng
của
vector I
Hình 1.4. Dựng lại vector dòng điện từ các giá trị công suất
Về phương diện lý thuyết, phương pháp trên có thể xác định cả độ lớn của vectơ I, nhưng
trong bài thí nghiệm này ta sẽ sử dụng Ampe mét để xác định độ lớn của I.
III. Mô hình thí nghiệm
1. Máy biến áp và các thiết bị đo
Ta sẽ sử dụng các đồng hồ đo dòng điện và các đông hồ đo công suất như hình 1.9
A
0
4
8
12
16
20
Nút đầu vào
Nút đầu
ra
kW
0
1
2
3
4
5
* IA IA IC IC A B C
Đầu vào và ra dòng Đầu vào và ra áp
Ampe mét Oát mét
Hình 1.5. Các thiết bị chính trên mặt đứng của bàn thí nghiệm

3
A
0
4
8
12
16
20
A
0
4
8
12
16
20
A
0
4
8
12
16
20
A
0
2
4
6
8
10
A
0
2
4
6
8
10
A
0
2
4
6
8
10
kW
0
1
2
3
4
5
*IA IA IC IC A B C
3Ampemétđodònglớn3Ampemétđodòngnhỏ
Rơle
Rơle thời gian
Aptomát
Nút đóng điện
Khoá ngắn mạch
OÁT MÉT
A B C O
Nguồn áp đưa vào OÁT MÉT
K
Nút tạo ngắn mạch với đất
Chốt ngắn mạch
( 3 tiếp điểm nối liền khi khoá ngắn mạch đóng)
Nút tạo các dạng ngắn mạch
Các đầu ra của BI
Khoá tạo nối đất trung tính
cuộn dây máy biến áp
Hình 1.6. Sơ đồ mặt bàn thí nghiệm
Tổ nối dây của máy biến áp điện lực là Y/ -11.
Khóa ngắn mạch xoay theo chiều ngược của chiều kim đồng hồ. Khóa ngắn mạch nằm
ngang là ở trạng thái cắt. Khóa ngắn mạch thẳng đứng là ở trạng thái đóng.
2. Các sơ đồ nối BI
Để đưa các dòng điện ngắn mạch vào các cơ cấu đo lường, ta phải sử dụng các BI. Sơ đồ
nối các BI trên các pha với nhau sẽ ảnh hưởng đến vectơ dòng điện ngắn mạch và vì vậy
cũng sẽ ảnh hưởng đến độ nhạy của các bảo vệ. Có ba sơ đồ nối BI cơ bản là sơ đồ sao
hoàn toàn, sơ đồ sao thiếu và sơ đồ hiệu dòng pha (sơ đồ số 8).
Với các rơ le số hiện nay, sơ đồ nối của các BI được quy định thống nhất là sơ đồ sao hoàn
toàn. Tuy vậy để hiểu rõ sự ảnh hưởng của các sơ đồ nối BI đến tác động của các bảo vệ,
bài thí nghiệm này vẫn tiến hành với đủ ba loại sơ đồ nối trên.

4
2.1. Sơ đồ sao hoàn toàn
Sơ đồ nối các máy biến dòng điện và rơle theo hình sao hoàn toàn (Hình 1.7) cần ba máy
biến dòng điện và ba rơle, cho phép phản ứng với mọi loại ngắn mạch.
Ở chế độ đối xứng dòng điện trong dây chung 0IIII cbaTT
 , còn trong chế độ
không đối xứng thì dòng trong dây chung ITT = 3I0, với I0 là thành phần thứ tự không của
các dòng điện trong các pha.
Nếu ta gọi ksđ là một hệ số biễu diễn quan hệ giữa độ lớn dòng điện đi vào rơ le và dòng
điện thứ cấp của BI thì:
T
R
sđ
I
I
k .
*
*
*
*
*
*
RI RI RI
ITT
IcIbIa
IA IB IC IA
*
*
RI
IT
IR
IT IR
Hình 1.7. Cách nối dây và biểu diễn các véc tơ dòng điện trong sơ đồ sao hoàn toàn.
trong đó:
IR: dòng điện chạy qua Rơle
IT: dòng điện chạy trong cuộn thứ cấp của máy biến dòng.
Trong sơ đồ sao hoàn toàn, dòng điện chạy qua các rơle cũng bằng dòng điện các pha
tương ứng nên ksđ = 1.
2.2. Sơ đồ sao khuyết
Sơ đồ sao khuyết dùng hai máy biến dòng điện và hai rơle, sơ đồ này phản ứng với mọi
loại ngắn mạch trừ ngắn mạch chạm đất ở pha không mắc BI. Sơ đồ này cho phép tiết kiệm
một BI so với sơ đồ sao hoàn toàn.
Trong sơ đồ này ksđ = 1 và caTT III  (giả sử pha B không mắc BI).
*
* *
*
*
RI RI
Ing
IcIa
IB IC IA
*
*
RI
IT
IR
IT IR
Hình 1.8. Nối dây và biểu diễn các véc tơ dòng điện trong sơ đồ sao khuyết
2.3 Sơ đồ hiệu hai dòng pha
Trong sơ đồ này dòng điện chạy qua các rơle có dạng: acR III  .

5
Ở chế độ đối xứng: 3
I
I3
I
I
kI3I3I
a
a
T
R
sđcaR
Khi có ngắn mạch pha B thì sơ đồ không phản ứng.
Khi ngắn mạch 2 pha A, C thì IR = 2Ia = 2Ic nên ksđ = 2.
Khi ngắn mạch 2 pha A, B hay B, C thì ksđ = 1.
*
*
*
*
RI
IR
IcIa
IA IB IC
Chế độ đối xứng Ngắn mạch pha B với đất Ngắn mạch hai pha A, C
Ngắn mạch hai pha A,
B
a
c
R
I
I
I



aI
cI bI
a
c
R
I
I
I



aI
bI
cI cI
aI
acRIII
a
acR
I
III


aI
cI
bI
Hình 1.9. Sơ đồ nối hiệu hai dòng pha và đồ thị véc tơ dòng điện tại vị trí đặt các BI khi
xảy ra ngắn mạch.
Khi có ngắn mạch hai pha ksđ = 2.
Ngoài các sơ đồ nêu trên, đối với máy biến áp giảm áp trung tính nối đất trực tiếp ta còn có
thể sử dụng sơ đồ biểu diễn trên hình 1.10.
Sơ đồ này cũng sử dụng ba rơle và ba máy biến dòng điện nhưng khác với sơ đồ sao hoàn
toàn ở chỗ phía thứ cấp các máy biến dòng điện sẽ được đấu tam giác. Mục đích của việc
làm này là loại bỏ thành phần thứ tự không chạy qua rơle khi xảy ra ngắn mạch chạm đất
trong mạng.
*
*
*
*
*
*
RI RI RIIA IB IC
Mạng điện với máy biến áp hạ áp
I0BA
I0Σ
I0Nguồn
Hình 1.10. Sơ đồ các BI đấu tam giác còn rơ le đấu sao
Xét ví dụ: Sơ đồ mạng điện với máy biến áp hạ áp.

6
Khi xảy ra ngắn mạch chạm đất bên nhánh 2 sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không chạy qua
biến dòng phía đấu Y0 của máy biến áp. Nếu phía thứ cấp biến dòng đấu sao thì thành phần
thứ tự không sẽ đi vào rơle và có thể làm cho rơle quá dòng bảo vệ máy biến áp tác động
sai.Việc sử dụng sơ đồ biến dòng như Hình 1.10 có thể khắc phục được việc rơle tác động
sai như trên.
Trên đây là bốn dạng sơ đồ đấu nối máy biến dòng thường gặp khi sử dụng rơle cơ điện.
Trong bài thí nghiệm này chúng ta sẽ khảo sát xem khi xảy ra sự cố tại một phía máy biến
áp thì rơle đặt tại phía còn lại sẽ nhận được dòng điện ngắn mạch như thế nào nếu sơ đồ
đấu nối giữa BI và rơle lần lượt là các dạng sơ đồ 1.7 ; 1.8 , 1.9.
IV. Nội dung thí nghiệm
1. Thí nghiệm với sơ đồ sao hoàn toàn
1.1. Đo dòng điện làm việc lớn nhất
1. Aptomat ở vị trí mở.
2. Khóa ngắn mạch ở vị trí cắt.
3. Nối các BI phía thứ cấp theo sơ đồ sao hoàn toàn như hình 1.7. Trong đó các RI
được thay bởi các Ampe mét đo dòng nhỏ ở hình 1.6.
4. Đóng Aptomat.
5. Đọc các số đo trên Ampe mét.
6. Cắt aptomat.
Dòng điện làm việc max của từng pha:
Ia = ...………. ; Ib = …………. ; Ic = ………….
1.2. Xác định độ lớn và hướng của dòng điện ngắn mạch
* Xác định độ lớn và hướng của dòng điện pha a trong tính trạng ngắn mạch ba pha sau
máy biến áp.
1. Nối các BI phía thứ cấp theo sơ đồ sao hoàn toàn như hình 1.7. Trong đó các RI
được thay bởi các Ampe mét đo dòng lớn ở hình 1.6.
2. Tạo dạng ngắn mạch ba pha phía sau máy biến áp.
3. Nối nối tiếp đầu vào dòng điện của đồng hồ công suất với đồng hồ Ampe ở pha a.
4. Đưa điện áp Uab vào đồng hồ đo công suất.
5. Đóng aptomat.
6. Đóng khóa ngắn mạch.
7. Đọc số chỉ của các đồng hồ Ampe và đồng hồ công suất.
8. Cắt khóa ngắn mạch.
9. Cắt aptomat.
Chú ý không được để ngắn mạch tồn tại quá lâu gây hư hỏng các thiết bị.
Số chỉ của các đồng hồ Ampe được ghi vào cột dòng điện ngắn mạch tương ứng ở bảng
1.1. Số chỉ của đồng hồ công suất ghi vào ô giá trị công suất tương ứng với điện áp cấp vào
đồng hồ là Uab, dòng điện cấp vào là Ia.
Nếu kim của đồng hồ công suất có chiều hướng chỉ âm, ta thực hiện tiếp các bước 8, 9. Sau
đó đảo cực tính điện áp ở bước 4 rồi thực hiện như trình tự đã nêu. Giá trị công suất được
ghi vào bảng lúc này là giá trị âm.
Tiếp tục đưa Ubc vào đầu vào điện áp của đồng hồ đo công suất với các bước thực hiện như
đã làm với Uab.
Ta không cần thiết phải thực hiện với Uca vì: P1 + P2 + P3 = 0.
Các trường hợp còn lại được tiến hành tương tự. Kết quả ghi vào bảng 1.1.

7
Dạng
ngắn
mạch
Pha
ngắn
mạch
Dòng ngắn mạch
IW
UW
P1, 2, 3 Vẽ đồ
thị véc
tơ
Ia Ib Ic Ia Ib Ic
N(3)
ABC
Uab
Ubc
Uca
N(2)
AB
Uab
Ubc
Uca
BC
Uab
Ubc
Uca
CA
Uab
Ubc
Uca
N(1)
A-Đ
Uab
Ubc
Uca
B-Đ
Uab
Ubc
Uca
C-Đ
Uab
Ubc
Uca
Bảng 1.1 Số liệu kết quả thí nghiệm sơ đồ sao hoàn toàn
2. Thí nghiệm với sơ đồ sao khuyết
Sơ đồ nối BI như hình 1.8. Chú ý rằng BI ở pha B không được sử dụng nên ta phải nối tắt
đầu ra. Cách thực hiện tương tự như đã làm với sơ đồ sao hoàn toàn. Kết quả được ghi vào
bảng 1.2.

8
Dòng điện làm việc max: Ia = ...………. ; Ic = ………….
Dạng
ngắn mạch
Pha ngắn mạch
Dòng ngắn mạch
IW
UW
P1, 2, 3 Vẽ đồ thị
véc tơ
Ia Ic Ia Ic
N(3)
ABC
Uab
Ubc
Uca
N(2)
AB
Uab
Ubc
Uca
BC
Uab
Ubc
Uca
CA
Uab
Ubc
Uca
N(1)
A-Đ
Uab
Ubc
Uca
B-Đ
Uab
Ubc
Uca
C-Đ
Uab
Ubc
Uca
Bảng 1-2 Số liệu kết quả thí nghiệm sơ đồ sao khuyết

9
3. Thí nghiệm với sơ đồ hiệu dòng pha
Sơ đồ nối BI như hình 1.9. Chú ý rằng BI ở pha B không được sử dụng nên ta phải nối tắt
đầu ra. Cách thực hiện tương tự như đã làm với sơ đồ sao hoàn toàn. Kết quả được ghi vào
bảng 1.3.
Dòng điện làm việc max IR= Ia –Ic = ...……….
Dạng
ngắn
mạch
Pha
ngắn
mạch
Dòng ngắn mạch
IW
UW
P1, 2, 3 Vẽ đồ
thị
véctơ
IR IR
N(3)
ABC
Uab
Ubc
Uca
N(2)
AB
Uab
Ubc
Uca
BC
Uab
Ubc
Uca
CA
Uab
Ubc
Uca
N(1)
A-Đ
Uab
Ubc
Uca
B-Đ
Uab
Ubc
Uca
C-Đ
Uab
Ubc
Uca
Bảng 1-3 Số liệu kết quả thí nghiệm sơ đồ hiệu dòng pha
V. Xử lý kết quả
1. Sơ đồ sao hoàn toàn
1.1. Đánh giá độ nhạy
Giả sử ta đặt bảo vệ quá dòng điện cho máy biến áp. Các rơ le sử dụng có các ngưỡng đặt
dòng điện khởi động là: 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 A.
Dòng điện khởi động sẽ được tính như sau:

10
maxlv
tv
mmat
sđttkđ I
k
kk
kI …………………………………………..
Với kat = 1,2 kmm = 1,3 ktv = 0,85
Hệ số sơ đồ đối với sơ đồ sao hoàn toàn: ksđ = …………….
Dòng điện khởi động đặt vào rơ le (chọn lấy giá trị trong dải ngưỡng khởi động lớn hơn,
gần nhất so với Ikđtt): IkđR = ………………
Dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất đọc được nhờ đồng hồ Ampe (đây cũng chính là dòng điện
đi vào rơ le bảo vệ) trong bảng 1.1 khi ngắn mạch ba pha là
)3(
minRI = ………………..
Độ nhạy của sơ đồ sao hoàn toàn khi ngắn mạch ba pha:
kđ
)3(
minR)3(
nh
I
I
k ………………
Bằng cách tương tự ta tính được:
kđ
)2(
minR)2(
nh
I
I
k ………………
kđ
)1(
minR)1(
nh
I
I
k ………………
Độ nhạy tương đối so với dạng ngắn mạch ba pha:
)3(
nh
)2(
nh)2(
k
k
k ……………… )3(
nh
)1(
nh)1(
k
k
k ………………
1.2. Biểu diễn hướng của vectơ dòng điện
Dựa theo các trị số công suất đã đo được ở bảng 1.1, ta biểu diễn hướng của các vectơ
dòng điện trên các hệ trục tọa độ điện áp.
Uab
UbcUca
Hình 1.8. N(3)
Hình 1.9.a. N(2)
AB Hình 1.9.b. N(2)
BC
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca

11
Hình 1.9.c. N(2)
CA Hình 1.10.a. N(1)
A-Đ Hình 1.10.b. N(1)
B-Đ
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca
Hình 1.10.c. N(1)
C-Đ
Uab
UbcUca
2. Sơ đồ sao khuyết
Dòng điện khởi động theo tính toán: maxlv
tv
mmat
sđttkđ I
k
kk
kI ………………………
Với kat = 1,2 kmm = 1,3 ktv = 0,85
Hệ số sơ đồ đối với sơ đồ sao khuyết: ksđ = …………….
Dòng điện khởi động đặt vào rơ le IkđR = ………………
kđ
)3(
minR)3(
nh
I
I
k ………………
kđ
)2(
minR)2(
nh
I
I
k ………………
kđ
)1(
minR)1(
nh
I
I
k ………………
)3(
nh
)2(
nh)2(
k
k
k ……………… )3(
nh
)1(
nh)1(
k
k
k ………………

12
Uab
UbcUca
Hình 1.12.a. N(3)
Hình 1.12.b. N(2)
AB Hình 1.12.c. N(2)
BC
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca
Hình 1.12.d. N(2)
CA Hình 1.12.e. N(1)
A-Đ Hình 1.12.f. N(1)
B-Đ
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca
Hình 1.12.g. N(1)
C-Đ
Uab
UbcUca
3. Sơ đồ hiệu dòng pha
Dòng điện khởi động theo tính toán: maxlv
tv
mmat
sđttkđ I
k
kk
kI ………………………
Với kat = 1,2 kmm = 1,3 ktv = 0,85
Hệ số sơ đồ đối với sơ đồ hiệu dòng pha (trong chế độ đối xứng): ksđ = …………….
Dòng điện khởi động đặt vào rơ le IkđR = ………………

13
kđ
)3(
minR)3(
nh
I
I
k ………………
kđ
)2(
minR)2(
nh
I
I
k ………………
kđ
)1(
minR)1(
nh
I
I
k ………………
)3(
nh
)2(
nh)2(
k
k
k ……………… )3(
nh
)1(
nh)1(
k
k
k ………………
Uab
UbcUca
Hình 1.13.a. N(3)
Hình 1.13.b. N(2)
AB Hình 1.13.c. N(2)
BC
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca
Hình 1.13.d. N(2)
CA Hình 1.13.e. N(1)
A-Đ Hình 1.13.f. N(1)
B-Đ
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca
Uab
UbcUca

14
Hình 1.13.g. N(1)
C-Đ
Uab
UbcUca
VI. Một số câu hỏi kiểm tra
1. Ý nghĩa của hệ số Ksđ trong công thức tính dòng điện khởi động của rơle
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
2. Vectơ dòng khi ngắn mạch ba pha sẽ thay đổi như thế nào nếu chiều dương quy ước của
pha A hướng từ chỗ ngắn mạch đến nguồn?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
3. Có thể dùng áp từ nguồn không đồng bộ với dòng đang nghiên cứu đưa vào OÁT mét
không?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
4. Có được lấy áp dư gần chỗ ngắn mạch đưa vào OÁT mét để xây dựng các vectơ dòng
không?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
5. Tại sao sơ đồ hiệu dòng pha không thể dùng để bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha sau
máy biến áp nối Y/Δ ?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
6. Sơ đồ như thế nào để rơle không phản ứng theo dòng thứ tự không?

15
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

16
PHỐI HỢP SỰ LÀM VIỆC GIỮA CÁC BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
CÓ ĐẶC TUYẾN THỜI GIAN PHỤ THUỘC TRONG MẠNG ĐIỆN
HÌNH TIA CÓ MỘT NGUỒN CUNG CẤP
I. Mục tiêu
1. Tính toán, cài đặt dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng điện.
2. Tính toán, phối hợp thời gian làm việc cho các bảo vệ quá dòng điện đặc tính phụ
thuộc trong mạng điện hình tia một nguồn cung cấp.
3. Kiểm tra sự chính xác của các bảo vệ đã cài đặt.
II. Giới thiệu về rơ le dòng điện GL – 11.
Rơ le GL – 11 là rơ le cơ điện do Trung Quốc sản xuất, làm việc theo nguyên lý cảm ứng.
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0,5
1
Đường cong mẫu
Chỉnh định thời
gian đặt
Vị trí chỉnh định
dòng khởi động
Đĩa quay
2
3
4
Chốt
chỉnh định
Hình 2-1 Mặt trước của rơle GL-11
1. Đặt dòng điện khởi động
Dòng điện khởi động của rơ le được đặt bằng các chốt chỉnh định. Có bảy vị trí của chốt
ứng với bảy giá trị của dòng điện khởi động: 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 A.
2. Chỉnh định thời gian đặt cho rơ le
2.1. Đặc tính quá dòng điện cắt nhanh
Chức năng này được cài đặt bằng cách xoay vị trí của núm điều chỉnh sang vị trí cắt nhanh.
2.2. Đặc tính quá dòng điện phụ thuộc
Đặc tính tác động của rơ le biểu diễn quan hệ giữa thời gian làm việc của rơ le và bội số
của dòng điện ngắn mạch so với dòng điện khởi động: m = IN/Ikđ, trong đó IN là dòng điện
ngắn mạch đi qua rơ le, Ikđ là dòng điện khởi động cài đặt cho rơ le. Đặc tính này có dạng
như hình 2.2.
Từ giá trị m = 10 trở đi, đặc tính có dạng độc lập (không phụ thuộc vào m). Đường cong
tác động được cài đặt thông qua giá trị tđặt. Đây là thời gian cắt của rơ le khi 10m . Giá
trị này được đặt vào thang chỉnh định thời gian đặt của rơ le.
Trên mặt của rơ le đã có sẵn hai đường cong chuẩn, như hình vẽ 2.2, ứng với tđặt = 4 giây
(đường phía trên) và tđặt = 0,5 giây (đường phía dưới).

17
1 5 10 15
5
10
0
m
IN
=
IkdR
9
8
7
6
4
3
2
1
2 3 4 6 7 8 9
tđặt = 4 giây
tđặt = 0,5 giây
tcắt, giây
Hình 2-2. Đường cong mẫu của rơle GL-11
Nếu 4t5,0 đăt thì đường cong tác động sẽ nằm giữa hai đường cong chuẩn và xác định
theo nguyên tắc:
“ Một điểm bất kỳ trên đƣờng cong ứng với tđặt ≠ 0,5; 4 đều tạo ra các đoạn thẳng
AiBi và AiCi đảm bảo: constn
CA
BA
ii
ii ”
1 5 10
5
10
0
s
2,5
3,5
1,5s
0,5 s
4 s
6,5
0,9
Rkđ
N
I
I
m
s
tđặt
0,5s
4s
ai
ci
bi
m
Bi
Ai
Ci
Bi
Ai
Ci
Hình 2.3 Nguyên tắc xác định đường cong đặc tính tác động
Ví dụ cài đặt
Bài toán thuận: Với giá trị tđặt = 1,5 giây và Ikđ = 4 A thì rơ le sẽ làm việc trong
khoảng thời gian bao lâu để phát tín hiệu cắt dòng điện IN = 14 A?
Trả lời. Vì tđặt = 1,5 giây nên tại m = 10 ta có tỷ số: 5,2
5,05,1
5,14
5,0t
t4
n
đăt
đăt
.
Bội số dòng ngắn mạch ứng với IN = 14 A là: 5,3
4
14
I
I
m
kđ
N
.

18
Giả sử thời gian làm việc của rơ le ứng với IN = 14 A là t thì tại m = 3,5 ta có:
a = t b = 6,5 c = 0,9
Theo nguyên tắc xác định đường cong ở trên, ta có: 5,2t5,2
0,9-t
t-6,5
hay
AC
AB
n
giây.
Vậy rơ le sẽ làm việc trong 2,5 giây để phát tín hiệu cắt đối với dòng điện IN = 14 A.
Bài toán nghịch: Với giá trị Ikđ = 4 A và thời gian yêu cầu để rơ le phát tín hiệu
cắt dòng điện IN = 14 A là 2,5 giây thì cần đặt tđặt = ?
Trả lời.
Bội số dòng ngắn mạch ứng với IN = 14 A là: 5,3
4
14
I
I
m
kđ
N
.
Theo yêu cầu về thời gian cắt ta có: a = 2,5 giây. Tương ứng với giá trị m = 3,5 ta có b =
6,5 và c = 0,9. Vậy tỷ số đặc trưng của đường cong tác động là: 5,2
9,05,2
5,25,6
AC
AB
n .
Gọi thời gian đặt vào rơ le là tđặt thì tại m = 10 ta có: 5,1t5,2n
5,0t
t4
đat
đăt
đăt
giây
Vậy cần đặt giá trị tđặt = 1,5 giây vào rơ le để thỏa mãn yêu cầu đề ra.
1. Mô hình đường dây thực
Mô hình sử dụng trong bài thí nghiệm này mô tả đường dây hình tia một nguồn cung cấp
gồm ba phân đoạn như hình vẽ 2.4.
Δt Δt
t, giây
Δt
tnhD
t3t2
t’3t’2
t1
tnhB
tnhC
a3a2
a1
A B C D
~ 1MC
tnhA
I>
2MC
tnhB
3MC
tnhC
I> I>
1BV 2BV 3BV
)km(
tnhD
Hình 2.4. Mô hình đường dây thí nghiệm
Trong đó:
Các thanh cái A, B, C, D đều có phụ tải nhánh, thời gian cắt của các bảo vệ ở phụ
tải nhánh B, C, D lần lượt là tnhB, tnhC, tnhD.
Ở đầu mỗi phân đoạn AB, BC, CD đặt các bảo vệ quá dòng điện 1BV, 2BV, 3BV.
Vùng bảo vệ chính của 1BV là toàn bộ đoạn đường dây từ thanh cái A đến thanh cái B,
vùng bảo vệ dự phòng là các đường dây từ thanh cái B trở đi.
Vùng bảo vệ chính của 2BV là toàn bộ đoạn đường dây từ thanh cái B đến thanh cái C,
vùng bảo vệ dự phòng là các đường dây từ thanh cái C trở đi.

19
Vùng bảo vệ chính của 3BV là toàn bộ đoạn đường dây từ thanh cái C đến thanh cái D,
vùng bảo vệ dự phòng là các đường dây từ thanh cái D trở đi.
Đặc tính cắt của các bảo vệ cũng đã được biểu diễn trên hình 2.4.
2. Cài đặt cho các bảo vệ
2.1. Cài đặt dòng điện khởi động
Dòng điện khởi động của các bảo vệ được tính theo công thức:
maxlv
tv
mmat
ttkđ I
k
kk
I
Trong đó:
kat = 1,2 – hệ số an toàn
kmm = 1,5 – hệ số mở máy của phụ tải động cơ
ktv = 0,85 – hệ số trở về của rơ le
Ilvmax – dòng điện làm việc lớn nhất đi qua bảo vệ của các đoạn đường dây mà bảo
vệ làm nhiệm vụ bảo vệ chính.
Sau khi tính được giá trị Ikđtt ta đối chiếu với các giá trị có thể cài đặt trên rơ le như trong
mục II.1. để chọn lấy giá trị lớn hơn gần nhất làm IkđR cài đặt vào rơ le.
2.2. Cài đặt thời gian tác động
Để cài đặt thời gian tác động của các bảo vệ, ta cần biết một số thông số sau nhằm giải bài
toán nghịch như ví dụ trong mục II.2.2.2:
Giá trị dòng điện khởi động đặt vào rơ le: IkđR, A.
Dòng điện ngắn mạch đi qua bảo vệ khi ngắn mạch ở cuối phân đoạn bảo vệ.
Thời gian cắt yêu cầu cảu bảo vệ khi ngắn mạch ở cuối phân đoạn bảo vệ.
Với 3BV:
Thời gian cắt khi ngắn mạch ở cuối phân đoạn CD (ngắn mạch ở thanh cái D) là:
ttmaxt nhDBVD3
Với tnhD – thời gian cắt của các bảo vệ trên thanh góp D.
Δt = 0,5 giây – độ phân cấp thời gian giữa các bảo vệ.
Với 2BV:
Thời gian cắt khi ngắn mạch ở cuối phân đoạn BC (ngắn mạch ở thanh cái C) là:
tt;tmaxt BVC3nhCBVC2
Với: tnhC – thời gian cắt của các bảo vệ trên thanh góp C.
t3BVC – thời gian cắt của 3BV khi ngắn mạch sát vị trí đặt 3BV (coi như ngắn mạch
trên thanh cái C). Để tính được t3BVC ta phải giải bài toán thuận như ví dụ trong
mục II.2.2.2 với chú ý rằng dòng ngắn mạch đi qua 3BV khi ngắn mạch sát vị trí
đặt 3BV cũng bằng dòng ngắn mạch đi qua 2BV khi ngắn mạch trên thanh góp C.
Với 1BV:
Thời gian cắt khi ngắn mạch ở cuối phân đoạn AB (ngắn mạch ở thanh cái B) là:
tt;tmaxt BVB2nhBBVB1
Với: tnhB – thời gian cắt của các bảo vệ trên thanh góp B.
t2BVB – thời gian cắt của 2BV khi ngắn mạch sát vị trí đặt 2BV (coi như ngắn mạch
trên thanh cái B). Để tính được t2BVB ta phải giải bài toán thuận như ví dụ trong
mục II.2.2.2 với chú ý rằng dòng ngắn mạch đi qua 2BV khi ngắn mạch sát vị trí
đặt 2BV cũng bằng dòng ngắn mạch đi qua 1BV khi ngắn mạch trên thanh góp B.

20
3. Mô hình thí nghiệm
A
0
1
2 A
0
10
20
A
0
1
A
0
10
20
A
0
1
2 A
0
10
20
A1 A4 A2 A5 A3 A6
CM1 CM2 CM3
CM4 CM5 CM6
1RI (GL11)
T
Reset
AP1 AP2
On
Off
Máy biến áp tự ngẫu
Khóa ngắn mạch
Khóa phụ tải
Khóa T
Đ
Đ
C
C
Đ
C
2RI (GL11) 3RI (GL11)
Hình 2-5 Mặt thẳng đứng của bàn thí nghiệm
~
A1,4 1PT A2,5 2PT A3,6 3PT
1
B
2
B
3
B
K-1 K-2 K-3 K-4
K-0
Các đèn tín hiệu
Phụ tải
Nguồn
Điểm nối đất
Điểm tạo
ngắn
mạch
Hình 2-6 Mặt nghiêng bàn thí nghiệm
Trong đó:
1B, 2B, 3B: các công tắc điều khiển trạng thái máy cắt. Bật công tắc về phía phải là đóng
máy cắt, bật công tắc về phía trái là mở máy cắt.
Các đèn tín hiệu: đèn đỏ sáng khi máy cắt tương ứng đang đóng, đèn xanh sáng khi máy
cắt tương ứng đang mở.
K-0, K-1, K-2, K-3, K-4: các vị trí tạo ngắn mạch. K-0 là điểm nối đất.
A1, A2, A3: Các Ampemét để đo dòng điện phụ tải, có phạm vi đo cho phép 0 ÷ 2 A.
A4, A5, A6: Các Ampemét để đo dòng điện ngắn mạch, có phạm vi đo cho phép 0 ÷ 20 A.
CM1, CM2, CM3: Các chuyển mạch đặt ngay dưới các Ampemét. Chuyển mạch ở vị trí
phía trái là ta đang dùng Ampemét đo dòng điện phụ tải, ở phía phải là ta đang dùng
Ampemét đo dòng điện ngắn mạch.

21
T: Đồng hồ đo thời gian dùng để đo thời gian tác động của bảo vệ. Kim đồng hồ quay hết 1
vòng tương đương với thời gian 1s. Bên dưới đồng hồ có một cần Reset giúp ta đưa kim
trở về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho lần đo tiếp theo.
AP1: Aptômát dùng để cấp nguồn cho đường dây và các đèn tín hiệu trên mặt nghiêng bàn
thí nghiệm.
AP2: Aptômát đưa điện vào điều khiển máy cắt hoặc báo tín hiệu.
1RI, 2RI, 3RI: các rơle quá dòng tương ứng của 1BV, 2BV, 3BV trên các đoạn đường dây
tương ứng. Ở đây dùng loại GL-11 do Trung Quốc sản xuất.
CM4, CM5, CM6: Các chuyển mạch tương ứng với mỗi bảo vệ, cho phép máy cắt làm
việc hoặc không làm việc.
Máy biến áp tự ngẫu: dùng để đặt dòng điện làm việc của mạng.
Khoá phụ tải: dùng để đóng phụ tải vào mạng.
Khoá ngắn mạch: dùng để tạo ngắn mạch.
Khóa T: khóa đồng hồ thời gian.
IV. Nội dung thí nghiệm
1. Đo dòng phụ tải lớn nhất qua các bảo vệ
1.1. Kiểm tra
1. Khóa T ở vị trí cắt.
2. CM1, CM2, CM3 ở vị trí trái (sử dụng A1, A2, A3).
3. CM4, CM5, CM6 ở vị trí phải (khóa máy cắt tác động).
4. Khóa phụ tải ở vị trí cắt.
6. Máy biến áp tự ngẫu ở vị trí điều chỉnh 0.
7. Các máy cắt trên mặt nghiêng bàn thí nghiệm ở vị trí đóng.
1.2. Trình tự đo
1. Đóng AP1.
2. Đóng AP2.
3. Đóng khóa phụ tải.
4. Thay đổi vị trí điều chỉnh của máy biến áp tự ngẫu đến vị trí mà ta coi đó là vị trí
cho dòng điện làm việc lớn nhất.
5. Đọc số chỉ trên A1 tra có dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn AB.
6. Đọc số chỉ trên A2 tra có dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn BC.
7. Đọc số chỉ trên A3 tra có dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn CD.
8. Cắt AP2.
9. Cắt AP1.
Các kết quả đo được ghi vào bảng 2.1.
2. Đo dòng điện ngắn mạch đi qua các bảo vệ
Đưa CM1, CM2, CM3 sang vị trí phải (sử dụng A4, A5, A6).
Các kết quả đo dòng điện ngắn mạch được ghi trong bảng 2.1.
2.1. Đo dòng điện ngắn mạch đi qua 3BV
1. Nối K3 với K0.
2. Đóng AP1.
3. Đóng AP2.

22
5. Đọc số chỉ trên A6 được dòng điện ngắn mạch đi qua 3BV.
7. Cắt AP2.
8. Cắt AP1.
9. Tháo dây nối K3 với K0.
Chú ý rằng phải đọc nhanh số chỉ trên A6 rồi cắt ngay khóa ngắn mạch để tránh hư hỏng
thiết bị.
2.2. Đo dòng điện ngắn mạch qua 2BV
2. Đóng AP1.
3. Đóng AP2.
7. Cắt AP2.
8. Cắt AP1.
thiết bị.
2.3. Đo dòng điện ngắn mạch qua 1BV
2. Đóng AP1.
3. Đóng AP2.
7. Cắt AP2.
8. Cắt AP1.
thiết bị.
3. Cài đặt cho các bảo vệ
3.1. Cài đặt dòng điện khởi động
Đối với 3BV:
CDmaxlv
tv
mmat
ttkđ I
k
kk
I …………………….......................................................................
IkđR = ………………………………………………………………………………………..
Đối với 2BV:
BCmaxlv
tv
mmat
ttkđ I
k
kk
I …………………….......................................................................
IkđR = ………………………………………………………………………………………..
Đối với 1BV:
ABmaxlv
tv
mmat
ttkđ I
k
kk
I …………………….......................................................................
IkđR = ………………………………………………………………………………………..

23
3.2. Cài đặt thời gian tác động
Đối với 3BV:
Số liệu cho trước: giây....................tmax nhD ; Δt = ………………..giây
Khi ngắn mạch tại D:
BV3kđ
ND
D3
I
I
m ………………………………………………………
Gióng lên hai đường cong chuẩn ta có: b = ……………….; c = ………………….
Thời gian cắt yêu cầu khi ngắn mạch tại D: ttmaxt nhDBVD3 ………………giây
Từ đó a = t3BVD = ……………………
Tỷ số đặc trưng của đường cong tác động của 3BV là:
AC
AB
n3 ……………………….
Gọi thời gian đặt của 3BV là tđặt.
Tại m = 10 ta có: ........................t...........n
5,0t
t4
BV3đăt3
đăt
đăt
giây
Đối với 2BV:
Số liệu cho trước: giây....................tmax nhC ; Δt = ………………..giây
* Tính thời gian tác động của 3BV khi ngắn mạch sát vị trí đặt của 3BV (coi như
ngắn mạch trên thanh cái C).
Dòng ngắn mạch đi qua 3BV: INC = ……………….A
Bội số dòng ngắn mạch:
...............c
...............b
....................
I
I
m
3BVkđ
NC
C3
Gọi thời gian cắt này là t3BVC. Tại m3C ta có phương trình:
....................t...............n.........................
ct
tb
AC
AB
BVC33
BVC3
BVC3 giây.
* Tính thời gian tác động của 2BV khi ngắn mạch trên thanh cái C.
Khi ngắn mạch tại C:
BV2kđ
NC
C2
I
I
m ……………………………………………
Thời gian cắt yêu cầu khi ngắn mạch tại C:
tt;tmaxt BVC3nhCBVC2 …………….………………giây
Từ đó a = t2BVC = ……………………
AC
AB
n2 ……………………….
Tại m = 10 ta có: ........................t...........n
5,0t
t4
BV2đăt2
đăt
đăt
giây
Đối với 1BV:
Số liệu cho trước: giây....................tmax nhB ; Δt = ………………..giây
* Tính thời gian tác động của 2BV khi ngắn mạch sát vị trí đặt của 2BV (coi như

24
ngắn mạch trên thanh cái B).
Dòng ngắn mạch đi qua 2BV: INB = ……………….A
Bội số dòng ngắn mạch:
...............c
...............b
....................
I
I
m
2BVkđ
NB
B2
Gọi thời gian cắt này là t2BVB. Tại m2B ta có phương trình:
....................t...............n.........................
ct
tb
AC
AB
BVB22
BVB2
BVB2 giây.
* Tính thời gian tác động của 1BV khi ngắn mạch trên thanh cái B.
Khi ngắn mạch tại B:
BV1kđ
NB
B1
I
I
m ……………………………………………
Thời gian cắt yêu cầu khi ngắn mạch tại B:
tt;tmaxt BVB2nhBBVB1 …………….………………giây
Từ đó a = t1BVB = ……………………
AC
AB
n1 ……………………….
Tại m = 10 ta có: ........................t...........n
5,0t
t4
BV1đăt1
đăt
đăt giây
Tổng kết các kết quả tính toán trong bảng 2.1.
Giá trị Đoạn AB Đoạn BC Đoạn CD
Dòng làm việc max Ilvmax, A
Dòng khởi động tính toán Ikđtt, A
Dòng khởi động cài đặt trên rơle IkđR, A
Dòng ngắn mạch tại cuối đường dây IN, A
Thời gian cắt khi ngắn mạch cuối đường dây, (s)
Thời gian đặt tính toán tđtt (s)
Bảng 2.1
4. Kiểm tra hoạt động của các bảo vệ
Dùng vít điều chỉnh để khóa chức năng cắt nhanh trên mỗi rơ le. Đặt dòng điện khởi động
và thời gian tác động như đã tính toán trong bảng 2.1.
Kiểm tra theo trình tự sau:
1. Khóa T ở vị trí đóng.

25
2. Kim đồng hồ thời gian ở vị trí không.
3. CM1, CM2, CM3 ở vị trí phải.
4. CM4, CM5, CM6 ở vị trí trái.
5. Khóa phụ tải ở vị trí đóng.
7. Máy biến áp tự ngẫu ở vị trí điều chỉnh dòng điện làm việc max.
8. Các máy cắt đang ở vị trí đóng.
9. AP1, AP2 ở vị trí mở.
1.Kiểm tra 3BV:
2. Đóng AP1.
3. Đóng AP2.
5. Quan sát đồng hồ thời gian. Nếu kim đồng hồ quay số vòng tướng ứng với thời
gian cắt mong muốn khi ngắn mạch cuối đường dây thì việc cài đặt là chính xác.
Nếu không, chỉnh lại giá trị tđặt một chút rồi lại kiểm tra theo trình tự như trên.
6. Ghi lại trị số tđặt sau khi kiểm tra vào bảng 2.2.
8. Đưa kim đồng hồ thời gian về vị trí 0.
9. Cắt AP2.
10. Cắt AP1.
2. Kiểm tra 2BV:
2. Đóng AP1.
3. Đóng AP2.
9. Cắt AP2.
10. Cắt AP1.
3. Kiểm tra 1BV:
2. Đóng AP1.
3. Đóng AP2.
9. Cắt AP2.
10. Cắt AP1.

26
V. Một số câu hỏi kiểm tra
1. Các chữ số trên vít điều chỉnh của bộ phận cắt nhanh là giá trị của đại lượng nào?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
2. Tại sao thời gian tác động của GL-11 chỉ phụ thuộc dòng điện khi bội số dòng điện ngắn
mạch nhỏ, còn khi bội số dòng điện ngắn mạch lớn thì hầu như không phụ thuộc?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
3. Tại sao trị số đặt về dòng điện khởi động của của rơ le GL-11 chỉ có thể thay đổi từng
bậc ?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
4 Ưu và nhược điểm của bảo vệ có đặc tuyến thời gian phụ thuộc so với đặc tuyến thời
gian độc lập?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
5.Khi ngắn mạch qua điện trở trung gian bảo vệ đang nghiên cứu sẽ làm việc ra sao ?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
6. Chế độ làm việc của hệ thống có ảnh hưởng tới độ nhạy của các bảo vệ quá dòng hay
không?
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

27
NGHIÊN CỨU BẢO VỆ QUÁ DÒNG CÓ HƢỚNG VỚI ĐẶC TUYẾN
THỜI GIAN ĐỘC LẬP
I. Mục tiêu
1. Đặt các bảo vệ quá dòng điện trong các mạng điện kín hoặc hai nguồn cung cấp.
2. Xác định được các vị trí trng mạng điện không cần thiết phải đặt bộ định hướng
công suất cho bảo vệ quá dòng điện.
3. Khắc phục được hiện tượng khởi động không đồng thời của các bảo vệ quá dòng
điện.
II. Lý thuyết bảo vệ quá dòng điện cho mạng có hai nguồn cung cấp
Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện có nhược điểm nổi bật là không đảm bảo được tính chọn
lọc trong lưới điện phức tạp như mạch vòng, lưới có các phần tử làm việc song song, lưới
có nhiều nguồn cung cấp.
Hình 3.1.a. Minh họa mạng điện có hai nguồn cung cấp
~
HTĐ
A
C
B
1BV
3BV 5BV
6BV4BV
2BV
N2
N1
Hình 3.1.b. Minh họa mạng điện kín
Xét sự làm việc của các bảo vệ 2BV và 3BV trong sơ đồ Hình 3.1.a. Khi xảy ra ngắn mạch
tại điểm N2 nằm trên đoạn AB, do 2BV nằm gần điểm sự cố hơn 3BV nên để đảm bảo tính
chọn lọc thì 2BV phải tác động nhanh hơn 3BV, nghĩa là t2<t3. Nhưng nếu ngắn mạch tại
điểm N1 nằm trên đoạn BC, lúc này 3BV lại nằm gần điểm sự cố hơn, nên để đảm bảo tính
chọn lọc trong trường hợp này thì t3<t2. Từ đó ta có thể thấy rằng đối với những lưới điện
như trên thì khi vị trí điểm sự cố thay đổi, yêu cầu về chọn thời gian làm việc của các bảo
vệ quá dòng thông thường trong lưới điện mâu thuẫn nhau và các bảo vệ không đảm bảo
được tính chọn lọc.

28
Để đảm bảo tính chọn lọc, ta cần đưa thêm bộ phận định hướng công suất vào sơ đồ bảo vệ
để mỗi bảo vệ chỉ tác động theo một hướng công suất (hoặc dòng điện nhất định), chẳng
hạn như đi từ thanh góp vào đường dây.
Khi gắn thêm bộ phận định hướng công suất, các bảo vệ quá dòng được phân thành hai
nhóm, mỗi nhóm chỉ tác động theo một chiều dòng công suất (dòng điện nhất định).
Nhóm lẻ: gồm các bảo vệ số 1, 3, 5 chỉ tác động khi công suất ngắn mạch hướng từ
A đến D.
Nhóm chẵn: gồm các bảo vệ số 2, 4, 6 chỉ tác động khi công suất ngắn mạch hướng
từ D đến A.
Trong mỗi nhóm thời gian tác động của bảo vệ chọn theo nguyên tắc bậc thang :
t1 > t3 > t5
t6 > t4 > t2
Nguyên tắc chọn thời gian này được gọi là nguyên tắc bậc thang ngược chiều nhau như
biểu diễn trong hình 3.2.
Hình 3.2. Nguyên tắc bậc thang trong bảo vệ quá dòng điện
BV1 BV3 BV5 BV6BV4BV2
t
L
t1
t3
t5
t2
t4
t6
t

29
Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện
Hình 3.4. Sơ đồ tượng trưng mạng điện được bảo vệ.
Sơ đồ mạng điện được trình bày trên mặt nghiêng của bàn thí nghiệm (xem Hình 3.4). Hai
trạm N-1 và N-2 đặt gần nhau và có thể nối trực tiếp với nhau qua máy cắt MC. Trạm N-3
và N-4 là trạm nhận điện. Cả 4 trạm kể trên nối với nhau bằng 3 đường dây trục chính là
D0, D1, D2. Các đường dây D3, D4, D5, D6 là các đường dây nhánh đi ra từ thanh góp các
trạm. Có thể dễ dàng nhận thấy là nếu máy cắt MC mở, ta có đường dây hình tia có 2
nguồn cung cấp ở 2 đầu, còn nếu MC đóng, ta có mạng vòng có 2 nguồn cung cấp.
Bảo vệ đặt ở mỗi đầu đường dây trục chính là bảo vệ quá dòng điện có hướng, gồm có rơ
le dòng RI, rơ le thời gian RT vào rơ le công suất RW. Bảo vệ đặt ở đầu các đường dây
5MC 6MC
3MC 4MC
1MC 2MC
8MC7MC
D3 D4
D5
D1
MCLL
D0
F2F1
Tr¹m N-3 Tr¹m N-4
Tr¹m N-1 Tr¹m N-2
9MC 10MC
D6
D2
SS

30
nhánh D3, D4, D5, D6 là bảo vệ quá dòng điện có đặc tuyến thời gian độc lập, gồm có các
rơ le RI và RT.
Tất cả các rơ le RI, RT và RW bố trí phía trên của mặt thẳng đứng bàn thí nghiệm. Các rơ
le RI và RT có thể tháo nắp (vỏ) để đặt các giá trị dòng điện khởi động và thời gian tác
động của các bảo vệ. Các rơ le công suất RW chỉ có cuộn dòng nối cố định vào mạch bảo
vệ, còn cuộn áp thì nối tới các thanh góp tương ứng qua các công tắc đảo mạch (xem hình
3.6), cho phép đảo cực của các cuộn áp đưa vào các điện áp của thanh góp, nhờ vậy có thể
đổi chiều tác động của BV. Phía trên mỗi RW có con nối thực hiện nối tắt tiếp điểm của
nó, khi đó bảo vệ quá dòng điện có hướng biến thành bảo vệ quá dòng điện thông thường
không có hướng.
Phía trên cùng mặt thẳng đứng của bàn đặt bốn đồng hồ đo dòng điện trên đường dây. Các
đồng hồ đó theo thứ tự từ trái sang phải là A1, A3 - dùng để đo dòng điện đường dây D1
và A2, A4 đo dòng điện D2 (A1, A2 dùng để đo dòng phụ tải, còn A3, A4 đo dòng điện
ngắn mạch).
Chuyển mạch đặt giữa từng đôi đồng hồ, trên mặt thẳng đứng của bàn. Tại mặt nghiêng, ở
mỗi ký hiệu máy cắt có đặt công tắc điều khiển máy cắt đó. Đèn tín hiệu chỉ thị trạng thái
máy cắt, đặt hai bên mỗi máy cắt. Nếu núm công tắc ở phía trên, máy cắt đó đóng, đèn đỏ
sáng, còn nếu núm công tắc ở phía dưới, máy cắt mở đèn xanh sáng. Nếu máy cắt nào đó,
bị rơ le bảo vệ tác động cắt ra, đèn tín hiệu mầu xanh của MC sáng nhấp nháy. Trên mặt
nghiêng còn có khoá phụ tải cho phép cắt hoặc đưa các đường dây D3, D4, D5, D6 vào
làm việc.
Hình 3.5 .Vị trí thiết bị điều khiển bàn thí nghiệm
1
RI
A1,3A1,3
5RW3RW1RW
9
RI
3
RI
5
RI
7
RI
5
RT
3
RT
1
RT
1CN
2
RI
A1,3 A1,3
6RW 4RW 2RW
10
RI
4
RI
6
RI
8
RI
7
RT
8
RT
6
RT
4
RT
2
RT
2CN
9
RT
Biến áp tự ngẫuBiến áp tự mgẫu
RD
10
RT
1AP 2AP
Khoá ngắn mạch

31
Hình 3.6. Sơ đồ nguyên lý nối dây RW trong mạch bảo vệ
1. Chọn dòng khởi động cho các bảo vệ
Dòng khởi động của bảo vệ chọn theo điều kiện bảo vệ phải trở về sau khi cắt ngắn mạch
ngoài. Khi đó có dòng mở máy (tự khởi động) của các động cơ đi qua bảo vệ đang xét.
maxlv
tv
mmat
kdBV I
k
kk
I (3.1)
trong đó :
kat = 1,1 1,2 - Hệ số an toàn.
kmm = 1 3 - Hệ số mở máy.
ktv = 0,85 - Hệ số trở về của rơ le.
Ilvmax – dòng điện làm việc lớn nhất qua bảo vệ theo chiều phù hợp với chiều tác động của
bảo vệ. Dòng điện làm việc lớn nhất đối với đường dây đang xét, có thể là dòng điện khi
một trong những đường dây đầu nguồn bị cắt.
Ví dụ : Tính dòng khởi động cho các bảo vệ trong sơ đồ (hình 3.4). Cho dòng điện nhánh
là:
Inh7=1,4 A; Inh8 =1,4 A; Inh9 =1,4 A; Inh10 =1,4 A
Ilv maxD1 =...........A; Ilv maxD2 =...........A; Ilv maxD0 =...........A
...........I
k
kk
IIII maxlv
tv
mmat
10kdnh9kdnh8kdnh7kdnh
...........I
k
kk
II 1Dmaxlv
tv
mmat
3kd1kd
Công tắc
đảo mạch
Con nối
Con nối
RW
Đến RT(+) Từ RI
IU*
*
IR
Công
tắc đảo
mạch
UTa

32
...........I
k
kk
II 2Dmaxlv
tv
mmat
4kd2kd
...........I
k
kk
II 0Dmaxlv
tv
mmat
6kd5kd
Bởi vì các rơ le sử dụng ở đây chỉ có các ngưỡng đặt là 2,5 A; 3 A; 3,5 A; 4 A; 4,5 A; 5 A
nên từ giá trị Ikđ tính toán ta suy ra Iđ như trong bảng 3-1.
Bảo vệ số
Các đại lượng
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ilàm việc max 1,4 1,4 1,4 1,4
Ikhởi động tính toán
Iđặt
tđ (với đặc tính độc lập)
Bảng 3-1. Tính toán cài đặt cho các bảo vệ
* Hiện tƣợng khởi động không đồng thời (chờ tác động):
Xét Hình 3.1.b. Nếu điểm ngắn mạch N-2 dịch chuyển dần về phía nguồn A, thì dòng ngắn
mạch qua 1MC lớn dần, còn thành phần dòng ngắn mạch chạy theo mạch vòng giảm đi.
Nếu dòng qua 3BV giảm tới mức bằng hoặc nhỏ hơn dòng khởi động của 3BV, bảo vệ này
sẽ không tác động, chừng nào bảo vệ 1BV chưa tác động và chưa cắt máy cắt 1MC ra. Sau
khi 1MC được cắt ra, dòng qua 3BV tăng vọt lên và lúc này 3MC mới được cắt ra. Hiện
tượng này gọi là “khởi động không đồng thời” hoặc “chờ tác động”. Nó làm tăng thời gian
loại trừ sự cố trên đường dây. Vùng mà khi ngắn mạch ở đó xẩy ra hiện tượng khởi động
không đồng thời gọi là vùng khởi đông không đồng thời. Đối với đường dây AB và AC
vùng này nằm ở phía gần nguồn A. Có thể dễ dàng thấy là, nếu Ikđ của 3BV và 4BV càng
nhỏ, vùng này càng nhỏ.
Để tránh các bảo vệ tác động sau khi xẩy ra hiện tượng tác động không đồng thời, còn phải
phối hợp độ nhạy của các bảo vệ có cùng hướng tác động :
Ikđ6BV katIkđ3BV và Ikđ5BV katIkđ4BV (3.2)
Để minh hoạ, xét ví dụ sau:
Giả sử: Ikđ6BV Ikđ3BV, t1 = 1,5 sec, t3 = 0,5 sec, t6 = 1sec
Khi ngắn mạch trong vùng khởi động không đồng thời của đường dây AB, có thể có
trường hợp 1BV và 6BV cùng khởi động trong khi 3BV chưa khởi động. Vì t1 < t6 nên
6BV cắt trước. Đây là điều mà ta không mong muốn. Như vậy ta cần phải làm tăng độ
nhạy hai bảo vệ 3BV, 4BV. Để thực hiện điều này, ta lấy dòng làm việc bình thường qua
3BV, 4BV để tính lại Ikđ của hai bảo vệ trên:
lvbt
tv
at
kdBV I
k
k
I (3.3)

33
Bảng 3-2. Tính toán cài đặt lại cho các bảo vệ.
2. Chọn thời gian tác động
Thời gian tác động của bảo vệ phải chọn lớn hơn thời gian tác động của các phần tử trước
nó, mà bảo vệ đang cần phối hợp.
Ví dụ : t1 t3 + t; t1 tnhmax + t
trong đó : tnhmax - thời gian tác động lớn nhất của bảo vệ các nhánh nối tới trạm B.
Bảo vệ số
Các đại lượng
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ilàm việc bình thường
Ilàm việc max
Ikhởi động tính toán
Iđặt
tđ (với đặc tính độc lập)

MỤC LỤC
XÁC ĐỊNH SỰ PHÂN BỐ DÒNG ĐIỆN KHI NGẮN MẠCH
SAU MÁY BIẾN ÁP
I. MỤC TIÊU............................................................................................... 1
II. CÁCH XÁC ĐịNH VECTƠ DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH................... 1
1. Xác định độ lớn của dòng điện ngắn mạch................................................................. 1
2. Xác định hướng của dòng điện ngắn mạch................................................................. 1
2.1. Biểu diễn vectơ trong hệ tọa độ.......................................................................... 1
2.2. Xác định hướng của dòng điện bằng Oát mét ...................................................... 2
III. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM..................................................................... 2
1. Máy biến áp và các thiết bị đo.................................................................................... 2
2. Các sơ đồ nối BI ........................................................................................................ 3
2.1. Sơ đồ sao hoàn toàn ............................................................................................ 4
2.2. Sơ đồ sao khuyết................................................................................................ 4
2.3 Sơ đồ hiệu hai dòng pha...................................................................................... 4
IV. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM ................................................................... 6
1. Thí nghiệm với sơ đồ sao hoàn toàn........................................................................... 6
1.1. Đo dòng điện làm việc lớn nhất........................................................................... 6
1.2. Xác định độ lớn và hướng của dòng điện ngắn mạch........................................... 6
2. Thí nghiệm với sơ đồ sao khuyết ............................................................................... 7
3. Thí nghiệm với sơ đồ hiệu dòng pha .......................................................................... 9
V. XỬ LÝ KẾT QUẢ................................................................................... 9
1. Sơ đồ sao hoàn toàn................................................................................................... 9
1.1. Đánh giá độ nhạy................................................................................................ 9
1.2. Biểu diễn hướng của vectơ dòng điện................................................................ 10
2. Sơ đồ sao khuyết...................................................................................................... 11
2.1. Đánh giá độ nhạy.............................................................................................. 11
3. Sơ đồ hiệu dòng pha ................................................................................................ 12
3.1. Đánh giá độ nhạy.............................................................................................. 12
VI. MỘT SỐ CÂU HỎI KIỂM TRA ........................................................ 14
PHỐI HỢP SỰ LÀM VIỆC GIỮA CÁC BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN
CÓ ĐẶC TUYẾN THỜI GIAN PHỤ THUỘC TRONG MẠNG ĐIỆN
HÌNH TIA CÓ MỘT NGUỒN CUNG CẤP
I. MỤC TIÊU.............................................................................................. 16
II. GIỚI THIỆU VỀ RƠ LE DÒNG ĐIỆN GL – 11. ............................... 16
1. Đặt dòng điện khởi động.......................................................................................... 16
2. Chỉnh định thời gian đặt cho rơ le ............................................................................ 16
2.1. Đặc tính quá dòng điện cắt nhanh...................................................................... 16
2.2. Đặc tính quá dòng điện phụ thuộc ..................................................................... 16
III. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM................................................................... 18

1. Mô hình đường dây thực.......................................................................................... 18
2. Cài đặt cho các bảo vệ ............................................................................................. 19
2.1. Cài đặt dòng điện khởi động ............................................................................. 19
2.2. Cài đặt thời gian tác động.................................................................................. 19
3. Mô hình thí nghiệm ................................................................................................. 20
IV. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM ................................................................. 21
1. Đo dòng phụ tải lớn nhất qua các bảo vệ.................................................................. 21
1.1. Kiểm tra............................................................................................................ 21
1.2. Trình tự đo........................................................................................................ 21
2. Đo dòng điện ngắn mạch đi qua các bảo vệ.............................................................. 21
2.1. Đo dòng điện ngắn mạch đi qua 3BV................................................................ 21
2.2. Đo dòng điện ngắn mạch qua 2BV.................................................................... 22
2.3. Đo dòng điện ngắn mạch qua 1BV.................................................................... 22
3. Cài đặt cho các bảo vệ ............................................................................................. 22
3.1. Cài đặt dòng điện khởi động ............................................................................. 22
3.2. Cài đặt thời gian tác động.................................................................................. 23
4. Kiểm tra hoạt động của các bảo vệ........................................................................... 24
V. MỘT SỐ CÂU HỎI KIỂM TRA.......................................................... 26
NGHIÊN CỨU BẢO VỆ QUÁ DÒNG CÓ HƢỚNG VỚI ĐẶC TUYẾN
THỜI GIAN ĐỘC LẬP
I. MỤC TIÊU.............................................................................................. 27
II. LÝ THUYẾT BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN CHO MẠNG CÓ HAI
NGUỒN CUNG CẤP................................................................................. 27
III. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM................................................................... 29
1. Chọn dòng khởi động cho các bảo vệ....................................................................... 31
2. Chọn thời gian tác động........................................................................................... 33

Bai thi nghiem voi role dien co

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Bai thi nghiem voi role dien co

Similar to Bai thi nghiem voi role dien co (20)

Bai thi nghiem voi role dien co