PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ RƠLE SEL-311L BẢO VỆ SO LỆCH DỌC ĐƢỜNG DÂY 500KV DI LINH - PLEIKU 0bf282f4

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
PHẠM HỒNG CHƢƠNG
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ RƠLE SEL-311L BẢO VỆ
SO LỆCH DỌC ĐƢỜNG DÂY 500KV DI LINH - PLEIKU
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
Mã số: 60.52.02.02
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. LÊ KIM HÙNG
Đà Nẵng - Năm 2018

2. LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, trong luận văn
có sử dụng một số số liệu thống kê, tính toán hệ thống của các đơn vị ngành
điện; trích dẫn một số bài viết, tài liệu rơle bảo vệ so lệch đường dây của
hãng SEL.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn
Phạm Hồng Chƣơng

3. TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ RƠLE SEL-311L BẢO VỆ
SO LỆCH DỌC ĐƢỜNG DÂY 500KV DI LINH – PLEIKU
Học viên: Phạm Hồng Chƣơng Chuyên nghành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60520202 Khoá: K34 Trƣờng Đại học Bách Khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Bảo vệ so lệch dọc có vai trò quan trọng đối với các đƣờng dây truyền tải
điện và là bảo vệ chính luôn đƣợc trang bị. Bảo vệ so lệch dọc là loại bảo vệ có nguyên lý
làm việc tốt, tác động không thời gian trì hoãn, có thể tác động với mọi dạng ngắn mạch và
đảm bảo tính chọn lọc tuyệt đối. Rơle SEL-311L đƣợc sử dụng rộng rãi để bảo vệ so lệch
dọc cho đƣờng dây truyền tải điện 500kV tại Việt Nam nhờ tính ƣu việt của nó. Luận văn
này nghiên cứu phân tích, đánh giá rơle SEL-311L bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây 500kV
Di Linh - Pleiku. Luận văn đã phân tích, tính toán thông số chỉnh định cho rơle SEL-311L
bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây 500kV Di Linh – Pleiku. Từ việc phân tích, tính toán chỉnh
định, áp dụng Matlab/Simulink tác giả đã xây dựng mô hình mô phỏng đặc tính làm việc
của rơle SEL-311L dƣạ trên nguyên lý làm việc, sơ đồ logic bảo vệ của SEL-311L và
thông số tính toán chỉnh định. Từ kết quả mô phỏng, tác giả đã có đƣợc một số đánh giá về
rơle bảo vệ này. Mô hình mô phỏng này cũng giúp nhân viên vận hành kiểm tra, đánh giá
thông số chỉnh định, phân tích nắm rõ đặc tính hoạt động của rơle để phục vụ cho công tác
vận hành, nhằm nâng cao năng lực vận hành góp phần đảm bảo công tác vận hành an toàn
lƣới điện.
ANALYSIS, ASSESSMENT SEL-311 DIFFERENTIAL PROTECTION
FOR 500KV LINE DI LINH - PLEIKU
Abstract: Differential protection is important for power transmission lines and is the
main protection always provided. Differential protection is a good working principle, with
no time-delay effect, which can affect all types of short circuits and ensures absolute
selectivity. The SEL-311L relay is widely used to differential protection for the 500kV
transmission line in Vietnam thanks to its superiority. This thesis investigates the analysis
and evaluation of the SEL-311L relay to protect the 500 kV line of Di Linh - Pleiku. The
thesis has analyzed, calculated parameters for the relay SEL-311L protect the line
difference 500kV Di Linh - Pleiku. From Matlab / Simulink, the author has developed a
working model of the SEL-311L relay based on the working principle, the SEL-311L's
protective logic scheme and Calculated parameters. From simulation results, the author has
obtained some evaluation of this protection relay. This simulation model also allows the
operator to check and evaluate the adjustment parameters, to understand the operational
characteristics of the relay for operation, to improve operational capability, to ensure the
safe operation of the power grid.

4. MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................................1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................2
4. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài.........................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................................2
6. Đặt tên đề tài.......................................................................................................3
7. Bố cục luận văn...................................................................................................3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BẢO VỆ RƠLE VÀ TÌNH HÌNH SỰ
CỐ ĐƢỜNG DÂY TRUYỀN TẢI .................................................................................4
1.1. Tổng quan về hệ thống rơle bảo vệ ..........................................................................4
1.1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ rơle..........................................4
1.1.2. Các bộ phận đo lường của hệ thống bảo vệ......................................................5
1.1.2.1. Máy biến dòng điện (TI)............................................................................5
1.1.2.2. Máy biến điện áp (TU)...............................................................................7
1.2. Các vấn đề chung và tính toán bảo vệ đƣờng dây truyền tải....................................8
1.2.1. Tình hình sự cố và hệ thống rơle bảo vệ đường dây truyền tải ........................8
1.2.2. Tính toán ngắn mạch trên đường dây truyền tải.............................................10
1.2.2.1. Khi ngắn mạch 3 pha (ngắn mạch đối xứng)...........................................10
1.2.2.2. Khi ngắn mạch không đối xứng: {(N(1), N(1,1); N(2)}..........................10
1.2.2.3. Điện kháng thứ tự nghịch (TTN) và thứ tự không (TTK) của các phần tử .
..................................................................................................................11
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến rơle bảo vệ đường dây truyền tải.........................13
1.2.3.1. Tổng trở biểu kiến [3]..............................................................................13
1.2.3.2. Tác động của hiện tƣợng quá độ..............................................................14
1.2.3.3. Ảnh hƣởng không cân bằng tổng trở pha ................................................16
1.2.3.4. Hiệu ứng cộng hƣởng dƣới đồng bộ........................................................16
1.2.3.5. Vấn đề do nghịch đảo điện áp (điện áp âm) ............................................17
1.3. Kết luận...................................................................................................................19

5. CHƢƠNG 2. TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH CHO RƠLE SEL-311L BẢO VỆ SO
LỆCH DỌC ĐƢỜNG DÂY 500KV DI LINH - PLEIKU............................................20
2.1. Mô tả sơ đồ đấu nối và thông số đƣờng dây...........................................................20
2.2. Tính toán ngắn mạch đƣờng dây ............................................................................20
2.3. Tính toán chỉnh định chức năng bảo vệ so lệch của SEL-311L.............................25
2.3.1. Nguyên lý hoạt động.......................................................................................26
2.3.2. Cài đặt vùng hạn chế và giám sát các chức năng so lệch .............................28
2.3.3. Cài đặt đảm bảo chọn lọc khi sự cố ngoài vùng bảo vệ ................................31
2.3.3.1. Sự cố 3 pha ngoài có dòng qua rơle lớn hơn 3 lần dòng danh định (Idđ)31
2.3.3.2. Sự cố 3 pha ngoài có dòng qua rơle nhỏ hơn 3 lần dòng danh định........31
2.3.3.3. Sự cố không đối xứng ngoài vùng bảo vệ ...............................................31
2.3.4. Những cài đặt liên quan đến 87L...................................................................31
2.3.4.1. Cài đặt tỷ số biến CTR (1-6000)..............................................................32
2.3.4.2. Chọn cài đặt APP để định ứng dụng cho SEL-311L: APP (87L, 87L21,
87L21P, 87LSP, 311L) .........................................................................................32
2.3.4.3. Cài đặt giá trị E87L (2, 3, 3R, N) ............................................................33
2.3.4.4. Cài đặt giá trị EHST (N, 1-6) hoặc (N, SP1, SP2) khi APP=87LSP.......33
2.3.4.5. Cài đặt giá trị EHSDTT (Y, N)................................................................33
2.3.4.6. Cài đặt giá trị EDD (Y,N)........................................................................33
2.3.4.7. Cài đặt giá trị ETAP (Y,N) ......................................................................34
2.3.4.8. Cài đặt giá trị EOCTL (Y,N) ...................................................................34
2.3.4.9. Cài đặt giá trị PCHAN (X,Y)...................................................................34
2.3.4.10. Cài đặt giá trị EHSC (Y, N)...................................................................34
2.3.4.11. Cài đặt giá trị CTR_X và CTR_Y (1-6000) ..........................................34
2.3.4.12. Cài đặt giá trị 87LPP (OFF, 1-10 A Secondary) ...................................35
2.3.4.13. Cài đặt giá trị 87L2P (OFF, 0.5-5 A Secondary)...................................35
2.3.4.14. Cài đặt giá trị 87LGP (OFF, 0.5-5 A Secondary)..................................35
2.3.4.15. Cài đặt giá trị CTALRM (0.5-10 A Secondary)....................................35
2.3.4.16. Cài đặt giá trị 87LR (2.0-8, Unitless) ...................................................35
2.3.4.17. Cài đặt giá trị 87LANG (900
– 2700
) .....................................................35
2.3.4.18. Cài đặt giá trị OPO Open Pole Option (52, 27).....................................35
2.4. Chỉnh định chức năng bảo vệ khoảng cách............................................................35
2.4.1. Chức năng bảo vệ khoảng cách pha MHO ....................................................35
2.4.2. Chức năng bảo vệ khoảng cách cho sự cố chạm đất .....................................38
2.4.3. Giám sát bổ sung cho chức năng bảo vệ khoảng cách ..................................40
2.4.4. Cài đặt mở rộng bảo vệ vùng 1......................................................................40

6. 2.4.5. Thời gian trễ các vùng ...................................................................................41
2.5. Tính toán chỉnh định chức năng bảo vệ quá dòng cắt nhanh .................................42
2.5.1. Bảo vệ quá dòng pha cắt nhanh và thời gian độc lập (50P) ..........................42
2.5.2. Bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh và thời gian độc lập (50G) .................43
2.5.3. Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch cắt nhanh và thời gian độc lập (50Q) ..........44
2.6. Tính toán chỉnh định chức năng bảo vệ điện áp (27/59) ........................................45
2.6.1. Các giá trị điện áp...........................................................................................45
2.6.2. Các cài đặt cho bảo vệ điện áp .......................................................................45
2.6.3. Latch Bit LTx (x = 116) ................................................................................48
2.6.4. Remote Bit RBx (x = 116).............................................................................48
2.6.5. Timer SVx (x = 116)......................................................................................49
2.6.6. Input IN101IN106 và IN301IN308 .............................................................49
2.6.7. Output OUT101OUT107, OUT201OUT206, OUT301 OUT312.............49
2.6.8. Relay Word Bit ................................................................................................49
2.6.9. Toán tử logic ...................................................................................................49
2.6.10. Phương trình logic .......................................................................................50
2.7. Bảng giá trị cài đặt của F87L .................................................................................50
2.8. Kết luận...................................................................................................................53
CHƢƠNG 3. MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH HOẠT ĐỘNG CHỨC NĂNG 87L CỦA
RƠLE SEL-311L TRÊN NỀN MATLAB/SIMULINK/ SIMPOWERSYSTEM ........55
3.1 . Xây dựng mô hình mô phỏng................................................................................55
3.1.1. Xây dựng mô hình bảo vệ so lệch dọc đường dây...........................................55
3.1.2. Mô phỏng đặc tính làm việc của chức năng 87L ............................................56
3.2 . So sánh, phân tích đánh giá ...................................................................................61
3.3 . Kết luận..................................................................................................................61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................65
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN (bản sao).

7. DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CÁC KÍ HIỆU
F87L Bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây (Line Differential Protection)
F21 Bảo vệ khoảng cách
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TI (CT) Máy biến dòng điện (Current Transformer)
TU (VT) Máy biến điện áp (Voltage Transformer)
TTT Thành phần thứ tự thuận
TTK Thành phần thứ tự không

8. DANH MỤC CÁC BẢNG
Số
hiệu
Tên bảng Trang
1.1. Cấp chính xác của TI 6
1.2. Cấp chính xác dùng cho bảo vệ của TU 8
1.3. Thống kê sự cố lƣới điện truyền tải năm 2016 9
2.1.
Dòng điện ngắn mạch trên các thanh cái 500kV trạm biến áp
Di Linh và Pleiku năm 2017
21
2.2. Dòng điện ngắn mạch 03 pha 25
2.3. Dòng điện ngắn mạch 01 pha 25
2.4. Trình bày các phép tính khác nhau cho đặc tính MHO. 37
2.5. Các cài đặt cho bảo vệ khoảng cách. 37
2.6. Cài đặt chức năng bảo vệ khoảng cách chạm đất 38
2.7. Các cài đặt của vùng 1 40
2.8. Đặt thời gian cho vùng 41
2.9. Tín hiệu điện áp của chức năng 27/59 45
2.10. Cài đặt cho bảo vệ điện áp 46
2.11. Giá trị cài đặt của F87L cho SEL-311L 50

9. DANH MỤC CÁC HÌNH
Số
hiệu
Tên hình Trang
1.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế máy biến dòng 5
1.2
Đƣờng cong từ hoá (a) và quan hệ của dòng điện sơ cấp iS, từ
thông F, từ cảm B và sức điện động thứ cấp eT theo thời gian (b). 7
1.3 Tổng trở biểu kiến đo đƣợc của rơle tại A khi tụ đặt đầu đƣờng dây 13
1.4
Tổng trở biểu kiến đo đƣợc của rơle tại A khi tụ đặt giữa đƣờng
dây 14
1.5 Tổng trở biểu kiến đo đƣợc của rơle khi tụ đặt các vị trí khác nhau 14
1.6 Đặc tuyến mở rộng vùng bảo vệ khi tụ đặt ở đầu đƣờng dây 18
2.1 Sơ đồ đấu nối đƣờng dây 500kV Di Linh - Pleiku 20
2.2 Các phần tử bảo vệ so lệch dòng điện của SEL-311L 26
2.3 Đặc tính tác động AP (Alpha Plane) của bảo vệ SEL-311L 27
2.4 Vùng hạn chế bao quanh các sự cố ngoài của SEL-311L 28
2.5
Cài đặt góc mở 87LA NG cho vùng hạn chế dựa trên góc lệch lớn
nhất khi có sự cố ngoài và các yếu tố sai lệch cùng xảy ra đồng
thời 29
2.6 Cài đặt SEL-311L với tỷ số biến các CT khác nhau. 32
2.7
Chức năng mho điện áp phân cực thứ tự thuận với biên ứng với
tổng trở đƣờng dây 36
2.8 Logic vùng 1 mở rộng của SEL-311L 40
2.9
Đƣờng cong thời gian tác động áp dụng cho tất cả các bảo vệ quá
dòng cắt nhanh vô hƣớng trong SEL-311L. 43
2.10
Đƣờng cong thời gian trở về áp dụng cho tất cả các bảo vệ quá
dòng cắt nhanh vô hƣớng trong SEL-311L. 43
2.11 Logic hoạt động chức năng điện áp một pha và ba pha. 47
2.12 Logic hoạt động chức năng điện áp dây. 47
2.13 Giản đồ xung ngõ vào và ngõ ra của Timer SV1. 49
3.1 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ F87L. 55
3.2 Mô hình mô phỏng bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây 57
3.3
Mô hình mô phỏng thuật toán tính toán rơle SEL-311L bảo vệ so
lệch dọc đƣờng dây. 58
3.4 Tín hiệu rơle và đặc tuyến tác động khi sự cố ngoài. 60
3.5 Tín hiệu rơle và đặc tuyến tác động khi sự cố trong vùng. 61

10. 1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội, hệ thống điện Việt Nam
cũng phát triển với tốc độ rất nhanh, lƣới điện đƣợc mở rộng không ngừng và
ngày càng trở nên phức tạp. Vận hành lƣới điện an toàn và hiệu quả là nhiệm
vụ hàng đầu của ngành điện.
Trong quá trình vận hành, lƣới điện có thể xảy ra sự cố hoặc tình trạng
làm việc không bình thƣờng của các phần tử gây ảnh hƣởng đến chế độ ổn
định của hệ thống. Đối với hệ thống điện, các sự cố xảy ra phần lớn là sự cố
đƣờng dây dẫn điện, các sự cố đƣờng dây gây ảnh hƣởng đến vận hành an
toàn hệ thống điện rất lớn, đặc biệt khi có sự cố đối với các đƣờng dây truyền
tải điện siêu cao áp. Để giải quyết vấn đề sự cố, các thiết bị rơle bảo vệ đóng
vai trò rất quan trọng trong công tác vận hành hệ thống điện. Các thiết bị rơle
bảo vệ có vai trò phát hiện và loại trừ sớm các phần tử sự cố trong hệ thống
điện ra khỏi vận hành, giúp duy trì trạng thái vận hành an toàn và ổn định cho
hệ thống điện.
Đối với các đƣờng dây truyền tải điện cao áp và siêu cao áp tại Việt
Nam, bảo vệ cho đƣờng dây hiện đang sử dụng hai bộ bảo vệ chính đó là bảo
vệ so lệch dọc và bảo vệ khoảng cách. Riêng đƣờng dây 500kV bảo vệ so lệch
dọc có vai trò đặc biệt quan trọng cho nên đó là một bảo vệ chính bắt buộc
phải có. Bảo vệ so lệch dọc là loại bảo vệ có nguyên lý làm việc tốt nhất, tác
động không thời gian trì hoãn, có thể tác động với mọi dạng ngắn mạch và
đảm bảo tính chọn lọc tuyệt đối. Vì vậy, tính toán chỉnh định và mô phỏng
đặc tính hoạt động của rơle để áp dụng trong vận hành thực tế là vấn đề thiết
thực góp phần cho việc đảm bảo vận hành an toàn hệ thống điện. Từ các kết
quả tính toán và việc tiến hành mô phỏng các dạng sự cố và phân tích sự làm
việc của rơle so sánh với các bản ghi sự cố để đối chứng từ đó đƣa ra các điều
chỉnh phù hợp về vấn đề chỉnh định rơle cũng nhƣ việc lựa chọn hợp lý thiết
bị đo lƣờng, mạch nhị thứ bảo vệ liên quan rơle.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, tính toán chỉnh định và mô phỏng đặc tính hoạt động của
rơle bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây 500kV Di Linh – Pleiku nhằm mục đích
nắm rõ đặc tính hoạt động, sơ đồ logic và thực hiện tính toán một số trƣờng
hợp sự cố để mô phỏng sự làm việc của rơle kỹ thuật số bảo vệ so lệch.

11. 2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Các vấn đề bảo vệ đƣờng dây và rơle kỹ thuật số bảo vệ so lệch dọc
đƣờng dây 500kV Di Linh - Pleiku.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu việc tính toán chỉnh định cho rơle kỹ thuật số bảo vệ so lệch
dọc cho đƣờng dây 500kV Di Linh - Pleiku, mô phỏng đặc tính hoạt động
chức năng bảo vệ so lệch của rơle cho các trƣờng hợp ngắn mạch trong vùng
bảo vệ và ngoài vùng bảo vệ trên nền Matlab/Simulink để phân tích đánh giá
bảo vệ.
4. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
- Tính toán chỉnh định rơle SEL-311L bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây
500kV Di Linh - Pleiku.
- Áp dụng Matlab/Simulink để mô phỏng đặc tính bảo vệ so lệch dọc của
rơle SEL-311L cho đƣờng dây 500kV Di Linh - Pleiku trên cơ sở tính toán
chỉnh định để phân tích, đánh giá hoạt động của rơle.
- Nhiệm vụ chính:
+ Hệ thống hoá lý thuyết rơle bảo vệ.
+ Tính toán ngắn mạch đƣờng dây 500kV Di Linh - Pleiku để làm cơ sở
chỉnh định bảo vệ so lệch dọc cho đƣờng dây.
+ Nghiên cứu cấu hình, đặc tính và logic bảo vệ của rơle SEL-311L.
+ Tính toán chỉnh định rơle SEL-311L bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây
500kV Di Linh - Pleiku.
+ Áp dụng Matlab/Simulink để mô phỏng đặc tính bảo vệ so lệch dọc
của rơle SEL-311L cho đƣờng dây 500kV Di Linh - Pleiku trên cơ sở tính
toán chỉnh định để phân tích, đánh giá hoạt động của rơle.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng, mặc dù rơle SEL-311L bảo vệ
so lệch dọc đƣờng dây đã đƣa vào sử dụng trong hệ thống điện Việt Nam từ
nhiều năm qua nhƣng hiện nay vẫn chƣa có nghiên cứu nào về việc áp dụng
Matlab/Simulink để mô phỏng đặc tính bảo vệ so lệch dọc của rơle qua thông
số chỉnh định để phân tích, đánh giá hoạt động của rơle, từ đó có góp ý về vấn
đề chỉnh định rơle cũng nhƣ việc lựa chọn hợp lý thiết bị đo lƣờng, mạch nhị
thứ bảo vệ liên quan rơle.
Việc nắm rõ đặc tính làm việc của rơle qua mô phỏng với các vị trí sự cố
khác nhau giúp cho việc phân tích, đánh giá tính chính xác, thời gian tác động

12. 3
và tính chọn lọc của bảo vệ. Ngoài ra, cũng giúp cho nhân viên vận hành nắm
vững đặc tính tác động của rơle để nhanh chóng phân tích đánh giá khi có sự
cố xảy ra từ đó đƣa ra hƣớng xử lý kịp thời, chính xác nhằm khôi phục lại chế
độ vận hành bình thƣờng tăng độ ổn định cho hệ thống điện, góp phần đảm
bảo công tác vận hành an toàn, liên tục lƣới điện truyền tải nói riêng và hệ
thống điện Việt Nam nói chung.
6. Đặt tên đề tài
Từ những lý do đã nêu ở trên, đề tài đƣợc chọn có tên là:
"Phân tích, đánh giá rơle SEL-311L bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây
500kV Di Linh - Pleiku"
7. Bố cục luận văn
Nội dung luận văn gồm các phần chính
Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan về hệ thống bảo vệ rơle và tình hình sự cố đƣờng
dây truyền tải.
Chƣơng 2: Tính toán chỉnh định cho rơle SEL-311L bảo vệ so lệch dọc
đƣờng dây 500kV Di Linh - Pleiku.
Chƣơng 3: Xây dựng mô hình mô phỏng đặc tính hoạt động chức năng
87L của rơle SEL-311L trên nền Matlab/Simulink/ Simpowersystem.
Kết luận và kiến nghị.

13. 4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BẢO VỆ RƠLE VÀ TÌNH HÌNH
SỰ CỐ ĐƢỜNG DÂY TRUYỀN TẢI
1.1. Tổng quan về hệ thống rơle bảo vệ
1.1.1. Nhiệm vụ và yêu cầu cơ bản của mạch bảo vệ rơle
Có rất nhiều nguyên nhân gây sự cố cho HTĐ: do các hiện tƣợng thời
tiết cực đoan nhƣ giông bão, lũ lụt, động đất gây ra, do máy móc thiết bị hao
mòn, già cỗi trong quá trình vận hành, do vi phạm của con ngƣời, do thao tác
của nhân viên vận hành… Hệ thống rơle bảo vệ có nhiệm vụ phát hiện và kết
hợp các thiết bị bảo vệ để loại trừ càng nhanh càng tốt đối với phần tử bị sự
cố ra khỏi hệ thống, không để hệ thống bị sự cố lan rộng, giúp hệ thống nhanh
chóng trở vệ trạng thái ổn định ban đầu.
Trong vận hành HTĐ truyền tải, phần lớn sự cố là do ngắn mạch đƣờng
dây, khi xảy ra ngắn mạch dòng điện tại chỗ ngắn mạch tăng cao rất lớn dẫn
đến dòng điện từ nguồn đến vị trí ngắn mạch gây ra tác động nhiệt và cơ gây
nguy hiểm cho các phần tử mà nó chạy qua. Hồ quang tại chỗ ngắn mạch nếu
tồn tại lâu sẽ gây hƣ hỏng thiết bị. Ngoài ra, ngắn mạch làm điện áp giảm thấp
gây ảnh hƣởng đến các thiết bị dùng điện ở khu vực lân cận điểm ngắn mạch.
Nguy hiểm nhất, ảnh hƣởng của sự cố ngắn mạch là ảnh hƣởng đến HTĐ, có
thể gây mất ổn định và dẫn đến tan rã hệ thống.
Các rơle bảo vệ kỹ thuật số hiện nay có khả năng phát hiện sự cố gần
nhƣ tức thời (trong vòng vài chu kỳ) và cách ly phần tử sự cố ra khỏi hệ
thống, giúp có thể ngăn chặn và hạn chế đến mức thấp nhất những thiệt hại,
hƣ hỏng do sự cố gây ra.
Yêu cầu cơ bản của hệ thống rơle bảo vệ trong HTĐ đó là : hoạt động tin
cậy, tác động chọn lọc, tác động nhanh và độ nhạy cao.
- Độ tin cậy: là tính năng đảm bảo cho thiết bị bảo vệ làm việc đúng,
chắc chắn. Độ tin cậy gồm có tin cậy khi tác động và tin cậy không tác động.
- Tính chọn lọc: là khả năng bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng
phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống. Hệ thống điện luôn phát triển và ngày càng
phức tạp do vậy tính chọn lọc của bảo vệ ngày càng đƣợc yêu cầu cao. Tính
chọn lọc gồm 2 loại là chọn lọc tuyệt đối và chọn lọc tƣơng đối.
- Tác động nhanh: tính tác động nhanh của rơle bảo vệ là một yêu cầu
hết sức quan trọng, vì việc cô lập càng nhanh chóng phần tử bị sự cố thì sẽ
càng hạn chế mức độ thiệt hại do sự cố gây ra, càng giảm thời gian sụt điện áp

14. 5
ở vùng lân cận điểm sự cố, giảm xác suất gây hƣ hỏng nặng hơn và nâng cao
khả năng duy trì chế độ làm việc ổn định của các máy phát và toàn bộ HTĐ.
- Độ nhạy của bảo vệ: độ nhạy của bảo vệ đặc trƣng cho khả năng phát
hiện sự cố của rơle hoặc hệ thống bảo vệ, đƣợc biểu diễn bằng hệ số độ nhạy,
đó là tỷ số giữa trị số của đại lƣợng vật lý đặt vào rơle khi có sự cố với
ngƣỡng tác động của nó. Tuỳ thuộc vào vai trò của bảo vệ mà yêu cầu về độ
nhạy cũng khác nhau. Các đối tƣợng bảo vệ càng quan trọng thì yêu cầu độ
nhạy càng cao.
1.1.2. Các bộ phận đo lường của hệ thống bảo vệ
1.1.2.1. Máy biến dòng điện (TI)
Dùng để biến đổi dòng điện sơ cấp của đối tƣợng bảo vệ thành dòng điện
thứ cấp phù hợp cung cấp cho hệ thống bảo vệ, đo lƣờng. Máy biến dòng làm
nhiệm vụ cách ly mạch thứ cấp khỏi điện áp cao phía sơ cấp và đảm bảo dòng
điện thứ cấp tiêu chuẩn (5 hoặc 1A) khi dòng điện sơ cấp danh định có thể rất
khác nhau.
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế máy biến dòng
Để phản ánh đúng cả trị số và góc pha, cần phải đấu nối đúng các đầu
dây cuộn sơ cấp và thứ cấp của biến dòng điện. Theo sơ đồ: các đầu dây sơ
cấp S1 và S2, các đầu dây thứ cấp T1 và T2. Quy ƣớc: giá trị tức thời của dòng
điện sơ cấp IS đi từ đầu S1 đến S2 thì dòng điện thứ cấp IT đi từ đầu T2 đến T1.
Sai số của biến dòng điện: IT = IS / n (n : tỷ số biến đổi của biến dòng).
Tuy nhiên, thực tế bao giờ cũng có sai số do tổn thất sinh ra trong biến dòng.
Gồm có các sai số sau:
- Sai số về trị số dòng điện fi : bằng hiệu số giữa biên độ dòng điện sơ
cấp sau khi đã tính đổi IS và dòng điện thứ cấp IT.
(1.1)
- Sai số góc θi : bằng góc lệch pha θ giữa véc tơ dòng điện sơ cấp và
dòng điện thứ cấp.

15. 6
- Sai số phức hợp Fi : bằng trị số hiệu dụng của dòng điện thứ cấp lý
tƣởng với dòng điện thứ cấp thực tế, bao gồm cả sai số về trị số và sai số về
góc pha có xét đến ảnh hƣởng của các hài bậc cao trong dòng điện từ hoá:
√ ∫ (1.2)
Trong đó:
- Fi% : sai số phức hợp tính bằng %
- T : chu kỳ của dòng điện xoay chiều S
- ni : Tỷ số biến đổi của máy biến dòng
- iT : Giá trị tức thời của dòng điện sơ cấp.
- IS và iS : tương ứng là giá trị hiệu dụng và tức thời của dòng điện sơ
cấp.
Yêu cầu cấp chính xác của biến dòng cho rơle bảo vệ:
- Trị số dòng điện sơ cấp mà ở đó TI còn đảm bảo đƣợc độ chính xác yêu
cầu đƣợc gọi là dòng điện giới hạn theo độ chính xác.
- Tỷ số dòng điện giới hạn theo độ chính xác và dòng điện định mức gọi
là hệ số giới hạn theo độ chính xác.
- Các TI dùng cho thiết bị bảo vệ có cấp chính xác 5P và 10P, sai số cho
phép về trị số (fi); góc pha (θi, phút) và sai số phức hợp (Fi %) theo bảng 1-1.
Bảng 1.1: Cấp chính xác của TI
Cấp chính xác fi% θi, phút Fi %
5P ±1
± 60
5
10P ± 3 10
Hệ số giới hạn theo độ chính xác: 5, 10, 15, 20 và 30
Tính toán phụ tải của máy biến dòng:
- Trong sơ đồ bảo vệ, phụ tải của máy biến dòng điện có thể đƣợc đặc
trƣng bằng công suất đầu ra phía thứ cấp Spt (VA) hoặc tổng trở phía phụ tải
Zpt (Ω). Tổng trở phía thứ cấp của TI gồm có điện trở của rơle, điện trở dây
nối phụ và điện trở tiếp xúc. Tổng trở phụ tải càng lớn thì công suất tiêu thụ ở
phía thứ cấp càng cao, và sai số của biến dòng càng lớn.
(1.3)

16. 7
- Chế độ hở mạch thứ cấp của biến dòng:
Từ sơ đồ thay thế của TI trên hình vẽ 1.1 nhận thấy khi mạch thứ cấp của
TI bị hở, nếu phía sơ cấp có dòng điện thì toàn bộ dòng điện sơ cấp ấy sẽ làm
nhiệm vụ từ hoá, từ cảm Bm tăng lên đột ngột gây bão hoà cho mạch từ nên
các đƣờng cong biến thiên theo thời gian của độ từ cảm B và từ thông F có
dạng bằng đầu. Khi dòng điện sơ cấp qua trị số không, sức điện động cảm ứng
trong cuộn thứ cấp của máy biến dòng có dạng đỉnh nhọn với biên độ rất lớn
(Hình vẽ 1-2). Đặc biệt trong chế độ sự cố, khi dòng điện sơ cấp đạt bội số
lớn, sức điện động cảm ứng phía thứ cấp có thể đến hàng chục kV, rất nguy
hiểm cho ngƣời và thiết bị bên thứ cấp. Vì vậy trong vận hành không đƣợc để
hở mạch phía thứ cấp của TI trong khi phía sơ cấp có dòng điện chạy qua.
Trong trƣờng hợp cần thực hiện đổi nối phía thứ cấp khi có dòng điện chạy
qua cuộn sơ cấp thì phải nối tắt các cực thứ cấp của TI trƣớc khi tiến hành đổi
nối. Chế độ làm việc với cuộn thứ cấp bị nối ngắn mạch là chế độ làm việc
bình thƣờng của máy biến dòng.
Hình 1.2 : Đường cong từ hoá (a) và quan hệ của dòng điện sơ cấp iS, từ
thông F, từ cảm B và sức điện động thứ cấp eT theo thời gian (b).
1.1.2.2. Máy biến điện áp (TU)
Máy biến điện áp (Voltage Transformer) làm nhiệm vụ biến đổi điện áp
cao phía sơ cấp xuống điện áp thứ cấp tiêu chuẩn (100V hoặc 110V) để dùng
cho mục đích bảo vệ và đo lƣờng, đồng thời cách ly các thiết bị ở mạch thứ
cấp khỏi điện áp cao phía sơ cấp.
Phụ tải của TU thông thƣờng đƣợc mắc song song cùng nhau, tổng trở
của dây nối nếu quá lớn sẽ ảnh hƣởng đến độ chính xác của TU. Đầu ra các

17. 8
cuộn dây của biến điện áp cũng đƣợc đánh dấu tƣơng tự nhƣ đã xét đối với
máy biến dòng, đấu đúng đầu cuộn dây với các dụng cụ đo và thiết bị bảo vệ
có ý nghĩa quan trọng khi cần xét đến góc lệch pha của các đại lƣợng điện.
Sai số của biến điện áp:
Cũng tƣơng tự nhƣ biến dòng điện, biến điện áp cũng có sai số.
- Sai số của biến điện áp đƣợc tính theo công thức:
FU% = .100% (1.4)
Trong đó:
- FU% : Sai số tính bằng %.
- nU : Tỷ số biến đổi của BU, nU = USdđ/ UTdđ
- US/ UT : giá trị tương ứng của điện áp đo được trên cực của cuộn sơ
cấp và thứ cấp.
- Sai số góc θU : bằng góc lệch pha giữa véc tơ điện áp sơ cấp và véc tơ
điện áp thứ cấp.
- Cấp chính xác của TU: cấp chính xác thông thƣờng dùng cho bảo vệ
của TU đƣợc cho ở bảng 1.2.
Bảng 1.2: Cấp chính xác dùng cho bảo vệ của TU
Cấp chính xác FU% θU, phút
3P ±3 ±120
6P ± 6 ± 240
Ghi chú: Điện áp thay đổi trong giới hạn (0,05 ÷ 1) Umcp (quá điện áp
lớn nhất cho phép). Phụ tải thay đổi trong giới hạn (0,25 ÷ 1) SPTđm, với cosφ
= 0,8.
1.2. Các vấn đề chung và tính toán bảo vệ đƣờng dây truyền tải
1.2.1. Tình hình sự cố và hệ thống rơle bảo vệ đường dây truyền tải
Theo thống kê tại bảng 1.3 cho thấy, đối với các sự cố xảy ra trên lƣới
điện truyền tải thì sự cố xảy ra đối với đƣờng dây chiếm phần lớn. Sự cố
đƣờng dây chiếm tỉ lệ khoảng 70% trên tổng số sự cố của lƣới truyền tải. Do
vậy, vấn đề rơle bảo vệ cho đƣờng dây có vai trò quan trọng cần đặc biệt quan
tâm nghiên cứu để ngày càng hoàn thiện, giảm thiểu đến mức thấp nhất các
thiệt hại do sự cố đƣờng dây sinh ra.

18. 9
Bảng 1.3: Thống kê sự cố lưới điện truyền tải năm 2016
Đối tƣợng
sự cố
Cấp
điện áp
Phân loại
Số lần
(lần)
Tổng số lần
Tỷ lệ
(%)
Đƣờng dây
500kV
Sự cố kéo dài 17
46
155 69
Sự cố thoáng qua 29
220kV
Sự cố kéo dài 45
109
Sự cố thoáng qua 64
Trạm biến áp
Trạm biến áp 500kV 28
70 31
Trạm biến áp 220kV 42
Hệ thống rơle bảo vệ lƣới điện truyền tải Việt Nam: Lƣới điện 220kV &
500kV tại Việt Nam đƣợc trang bị hệ thống bảo vệ theo quy định 2896/QĐ-
EVN-KTLĐ-TĐ ngày 10 tháng 10 năm 2003 của Tổng Công ty Điện lực Việt
Nam (nay là EVN) [11].
a) Đối với các đường dây 500kV
- Bảo vệ chính: đƣợc tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, 21/21N,
67/67N, 50/51, 50/51N, 79/25, 27/59, 50BF, 85, 74.
- Bảo vệ dự phòng: đƣợc tích hợp các chức năng bảo vệ 21/21N, 67/67N,
50/51, 50/51N, 79/25, 27/59, 50BF, 85, 74.
- Chức năng 50BF, 79/25, 27/59 đƣợc dự phòng đúp, đƣợc tích hợp
trong bảo vệ dự phòng và trong bảo vệ chính.
- Bảo vệ so lệch truyền tín hiệu trên đƣờng cáp quang.
- Chức năng bảo vệ khoảng cách trong bảo vệ chính đƣợc phối hợp hai
đầu với nhau thông qua sợi cáp quang nêu trên.
- Bảo vệ khoảng cách dự phòng đƣợc phối hợp hai đầu với nhau thông
qua kênh tải ba.
b) Đối với các đường dây 220kV có đường truyền cáp quang
- Bảo vệ chính: đƣợc tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, 67/67N, 50/51,
50/51N, 50BF, 85, 74.
- Bảo vệ dự phòng: đƣợc tích hợp các chức năng bảo vệ 21/21N, 67/67N,
50/51, 50/51N, 79/25, 27/59, 85, 74.

19. 10
- Chức năng 50BF, 79/25, 27/59 không cần phải dự phòng, có thể đƣợc
tích hợp ở một trong hai bộ bảo vệ nêu trên.
- Bảo vệ so lệch và khoảng cách đƣợc phối hợp với đầu đối diện thông
qua kênh truyền bằng cáp quang.
c) Đối với các đường dây 220kV không có đường truyền cáp quang
- Bảo vệ chính: đƣợc tích hợp các chức năng bảo vệ 21/21N, 67/67N,
50/51, 50/51N, 50BF, 85, 74
- Bảo vệ dự phòng: đƣợc tích hợp các chức năng bảo vệ 21/21N, 67/67N,
50/51, 50/51N, 79/25, 27/59, 85, 74
- Chức năng 50BF, 79/25, 27/59 không cần phải dự phòng, có thể đƣợc
tích hợp ở một trong hai bộ bảo vệ nêu trên.
- Bảo vệ khoảng cách hai đầu đƣờng dây đƣợc phối hợp với nhau thông
qua kênh truyền tải ba.
- Hệ thống rơle bảo vệ đƣợc trang bị cho lƣới điện 220kV và 500kV hiện
nay nhìn chung hoạt động tin cậy và chọn lọc tốt.
1.2.2. Tính toán ngắn mạch trên đường dây truyền tải
1.2.2.1. Khi ngắn mạch 3 pha (ngắn mạch đối xứng)
Dòng ngắn mạch 3 pha (giá trị hiệu dụng ban đầu) tại điểm ngắn mạch
đƣợc xác định tổng quát theo biểu thức quen thuộc:
(1.5)
Nhƣ vậy, dòng ngắn mạch phụ thuộc tỷ lệ thuận với điện áp trƣớc khi
ngắn mạch và tỷ lệ nghịch với tổng trở hệ thống (nhìn từ điểm ngắn mạch).
1.2.2.2. Khi ngắn mạch không đối xứng: {(N(1), N(1,1); N(2)}
Theo nguyên tắc tƣơng đƣơng thành phần TTT đối với các dạng sự cố
khác nhau, dòng TTT (IkA1) đƣợc xác định nhƣ dòng ngắn mạch 3 pha ở xa
thêm tƣơng đƣơng “điện kháng bổ sung” tính theo công thức 1.6.
)
( )
(
1
*
)
(
1
*
n
A
n
kA
x
x
j
E
I




 (1.6)
Ở đây, đƣợc xác định theo điện kháng tổng TTN và TTK tùy dạng
ngắn mạch. * chỉ số phức (vector).
Hay dạng giá trị tuyệt đối (module):
,
)
(
1
)
(
1 n
n
k
x
x
E
I




 (1.7)

20. 11
Hay module của vectơ thành phần chu kỳ của dòng pha sự cố tại điểm
ngắn mạch theo biểu thức chung (1.8).
)
(
1
*
)
(
)
(
n
kA
n
n
k
I
m
I  (1.8)
Áp dụng chung cho các dạng ngắn mạch.
Ở đây, m(n) - hệ số tỷ lệ, phụ thuộc dạng ngắn mạch.
- m(3) = 1 khi ngắn mạch 3 pha, (N(3)), = 0
- m(2) = √3 khi ngắn mạch 2 pha, (N(2)), =
- m(1)
= 3 khi ngắn mạch 1 pha, (N(1)
), = +
- m(1,1)
= 2
0
2
0
2
)
(
.
1
.
3






x
x
x
x
khi ngắn mạch 2 pha chạm đất (N(1,1)
),







0
2
0
2
)
1
,
1
(
x
x
x
x
x
- n : chỉ số dạng ngắn mạch.
- I(n)
kA1 : Dòng TTT đối với dạng ngắn mạch xem xét.
Dòng ngắn mạch chạm đất 1 pha (tùy dạng ngắn mạch) là:
(1.9)
Hay khi ngắn mạch 2 pha chạm đất:
(1.10)
1.2.2.3. Điện kháng thứ tự nghịch (TTN) và thứ tự không (TTK) của các
phần tử
Đối với máy biến áp, đƣờng dây không, cáp và kháng điện: x2 = x1.
(1) Đối với máy điện đồng bộ: x2 = ½ (xd” + xq”). Trường hợp máy điện
không có cuộn cản: √ Giá trị này sai khác so với biểu thức
trên không quá 12%.
Giá trị trung bình x2 và x0 của máy điện đồng bộ mẫu nhƣ sau (pu)
Kiểu máy điện đồng bộ X2 X0
- Máy phát tuốc bin 0,15 0,05
- Máy phát thủy điện có cuộn cản 0,25 0,07

21. 12
- Máy phát thủy điện không có cuộn cản 0,45 0,07
- Máy bù đồng bộ và các động cơ đồng bộ lớn 0,24 0,08
(2) Kháng điện: có thể lấy x0 ≈ x1
(3) Máy biến áp:
Điện kháng TTK x0 của máy biến áp (MBA) phụ thuộc vào cấu tạo và tổ
nối dây của MBA.
Luôn có x0 = ∞ đối với MBA bất kỳ từ phía cuộn dây của MBA nối tam
giác hoặc Y không nối đất trung tính, vì điện áp TTK của cuộn dây này không
tạo ra trong MBA dòng TTK nào không phụ thuộc vào cách nối của các cuộn
dây khác. Do vậy, trong hầu hết trƣờng hợp, x0 của MBA chỉ có từ phía cuộn
dây nối Y có trung tính nối đất.
Tóm lại:
- Đối với tất cả MBA, khi nối cuộn dây Y0/∆: x0 = x1
- Đối với nhóm 3 pha gồm 3 MBA 1 pha, MBA 3 pha 4 trụ và MBA
kiểu bọc:
- Khi nối cuộn dây Y0/Y: X0 = ∞
- Khi nối cuộn dây Y0/Y0 : X0 = X1(*) ;
(*) Nếu đảm bảo đường đi cho dòng TTK ở cả 2 cuộn dây.
- Đối với máy biến áp 3 pha 3 trụ:
- Khi nối cuộn dây Y0/Y: x0 = x1 + xμ0
- Khi nối cuộn dây Y0/Y0 : cần phải sử dụng sơ đồ thay thế toàn phần
khi lấy trong sơ đồ giá trị x0 tƣơng ứng.
- Đối với MBA 3 cuộn dây, theo nguyên tắc sẽ có 1 cuộn nối tam giác,
phải lấy x0 = ∞.
- Sơ đồ Y0/∆/Y : x0 = xI + xII = xI – II
- Sơ đồ Y0/∆/Y0 và tải Y0 (tạo đƣờng cho dòng TTK): sơ đồ thay thế của
MBA phải đƣợc áp dụng vào sơ đồ TTK.
- Sơ đồ Y0/∆/∆ : x0 = x1 +
(4) Đường dây không:
- Trong tính toán gần đúng có thể lấy trung bình x1 = 0,4Ω/km.
- Đƣờng dây không 1 mạch có dây dây chống sét: x0 ≈ 2,0 x1.
- Đƣờng dây không 2 mạch có dây chống sét: x0 ≈ 3,0 x1.

22. 13
1.2.2.4. Sơ đồ thay thế (song song, nối tiếp,..)
Điện kháng tƣơng đƣơng xss của n phần tử có điện kháng x song song
giảm đi n lần là: xss = x/n.
Nếu nút có n nhánh kháng x và nguồn É1, É2,…,Én thì tƣơng đƣơng sơ
đồ một nhánh xtđ có nguồn Étđ đƣợc xác định theo biểu thức:
Ett = ∑ và xtt = ∑
(1.11)
Nhƣ vậy, càng nhiều nguồn đổ vào một nút thì tổng dòng ngắn mạch tại
nút này càng lớn do xtđ càng nhỏ. Càng có nhiều mạch song song thì tổng trở
tƣơng đƣơng càng thấp và làm cho dòng ngắn mạch càng tăng.
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến rơle bảo vệ đường dây truyền tải
Trong phạm vi luận văn, chỉ xem xét ảnh hƣởng của tụ bù dọc đối với hệ
thống bảo vệ đƣờng dây truyền tải cao áp và siêu cao áp. Hệ thống tụ bù dọc
làm thay đổi các đặc tính của đƣờng dây và hoạt động của hệ thống tụ bù dọc
có ảnh hƣởng đến rơle bảo vệ khoảng cách của đƣờng dây truyền tải.
1.2.3.1. Tổng trở biểu kiến [3]
Tổng trở biểu kiến rơle đo đƣợc sẽ khác nhau trong trƣờng hợp tụ vận
hành và khi tụ nối tắt và tuỳ thuộc vào các vị trí đặt tụ khác nhau.
Hình 1.3: Tổng trở biểu kiến đo được của rơle tại A khi tụ đặt đầu đường dây

23. 14
Hình 1.4: Tổng trở biểu kiến đo được của rơle tại A khi tụ đặt giữa đường dây
Hình 1.5: Tổng trở biểu kiến đo được của rơle khi tụ đặt các vị trí khác nhau
1.2.3.2. Tác động của hiện tượng quá độ
Khi có ngắn mạch xuất hiện trên đƣờng dây truyền tải, xuất hiện sự thay
đổi đột ngột trong hệ thống và sự thay đổi này đƣợc đi kèm bởi sự hiệu ứng quá
độ. Ngay lập tức sẽ gây tần số quá độ (100-1000 Hz) khi điện cảm và điện dung
hệ thống tƣơng ứng với sự thay đổi của mạng điện. Nếu dòng ngắn mạch lớn đủ
để gây kích hoạt hệ thống bảo vệ tác động nối tắt tụ bù dọc, khi tụ đƣợc nối tắt,
rơle sau đó nhận thấy dòng điện và điện áp khác nhau lớn.
Hiện tƣợng quá độ do ngắn mạch 0gồm hai loại: quá độ tần số cao và
quá độ tần số thấp.

24. 15
Quá độ tần số cao: Quá độ tần s0ố cao là do tần số tự nhiên của sự nối
tiếp cảm kháng và dung kháng của hệ thống. Khi có sự thay đổi trong mạng,
ví vụ nhƣ ngắn mạch hoặc nối tắt các tụ bù dọc, dẫn đến sự điều chỉnh lại
năng lƣợng dự trữ giữa các kháng trở đƣờng dây và các tụ tạo nên dòng tần số
cao chạy trong mạng. Đó là nguyên nhân gây ra dòng điện tần số cao.
Sự quá độ khởi đầu tạo thành thành phần chu kỳ với các tần số dao động
là một hàm số của khoảng cách đến sự cố và tổng trở nguồn. Độ lớn ban đầu
của dòng điện quá độ kết hợp với ngắn mạch một pha có thể đƣợc đánh giá
bằng việc giả định rằng sóng điện áp từ ngắn mạch bao gồm các sóng cùng độ
lớn trong mỗi hƣớng. Sau đó chúng ta có thể tính toán giá trị hiệu dụng của
dòng điện ban đầu nhƣ sau:
C
LL
Z
V
I
.
3
.
2
5
,
0
 (1.12)
Công thức (1.12) cho giá trị cao nhất của điện áp tính bằng Volt, và thừa
số 0.5 cần thiết để tìm độ lớn của sóng trong một hƣớng. Ví dụ với đƣờng dây
750 kV, độ lớn ban đầu của dòng điện quá độ cho ngắn mạch pha khoảng
1000 A [3].
Tần số tăng lên 1000 Hz có thể đạt giá trị cao đến 15% cơ bản. Dòng
điện tần số cao giảm một cách nhanh chóng. Hầu hết rơle đƣợc thiết kế làm
việc ở tần số cơ bản và phải đƣợc lọc hết các thành phần quá độ tần số cao
bằng cách sử dụng bộ lọc thông thấp. Trên đƣờng dây truyền tải dài, quá độ
tần số cao có thể hoàn toàn khác nhau tại hai đầu đƣờng dây, hai rơle giống
nhau tại hai đầu đƣờng dây có thể nhận thấy dòng điện và điện áp hoàn toàn
khác nhau. Ngoài ra, vì ngắn mạch có thể xuất hiện tại bất kì điểm nào trong
mạng điện, phổ của quá độ tần số cao là rất lớn, và điều này rất khó để dự báo
đo lƣờng chính xác.
Quá độ tần số thấp: là do điều kiện cộng hƣởng đƣơc tạo thành giữa các
tụ bù dọc mắc nối tiếp và kháng trở nối tiếp trong mạng, nó là quá độ tần số
dƣới đồng bộ. Khi ngắn mạch xảy ra, hệ thống có bù dọc nối tiếp chuyển đổi
trạng thái từ trƣớc ngắn mạch đến sau ngắn mạch. Xem trong mặt phẳng phức
Z, quỹ tích trở kháng di chuyển từ giá trị trƣớc ngắn mạch, thƣờng cách xa
với gốc, đến vị trí mới gần hơn với gốc và dọc theo đƣờng đại diện của trở
kháng đƣờng dây. Dịch chuyển này thƣờng đƣợc mô tả nhƣ dạng xoắn
logarit. Sự dịch chuyển này có thể là nguyên nhân làm cho các phần tử đo
lƣờng khoảng cách vƣợt vùng hoặc hụt vùng, và có thể so sánh hƣớng cũng
sai. Vùng lỗi này có thể đƣợc khắc phục bởi bộ lọc thông thấp cho các đại

25. 16
lƣợng đƣợc đo lƣờng. Việc sai hƣớng có thể đƣợc sửa bởi phân cực rơle sử
dụng điện áp pha không ngắn mạch hoặc phân cực bộ nhớ.
Quá độ tần số thấp vận hành giống nhƣ bù một chiều, mà nó có thể là
nguyên nhân sự bão hòa trong máy biến dòng. Tuy nhiên, vì các tụ bù dọc
không có bù một chiều trong đƣờng dây đƣợc bù dọc. Với nguyên tắc cơ bản,
rơle đƣờng dây yêu cầu phải hoạt động chính xác ngay cả khi có quá độ tần số
thấp. Quá độ tần số thấp có thể là nguyên nhân gây ra vấn đề cộng hƣởng
dƣới đồng bộ [3].
1.2.3.3. Ảnh hưởng không cân bằng tổng trở pha
Trở kháng không cân bằng pha xuất hiện là kết do việc nối tắt (do điện
trở phi tuyến, khe hở phóng điện) và đƣa vận hành lại các tụ bù dọc vào hệ
thống một cách không đối xứng (chỉ một hoặc 02 pha).
Hệ thống tụ đƣợc nối tắt dựa vào khe hở phóng điện hoặc điện trở phi
tuyến, điện trở phi tuyến phóng điện khi điện áp đặt lên bộ tụ đạt ngƣỡng quy
định còn phóng điện qua khe hở là do hệ thống bảo vệ tụ điều khiển.
Việc nối tắt tụ có thể xảy ra tại các thời điểm khác nhau của từng pha,
điều này dẫn đến mất cân bằng lớn ở các pha trong thời gian ngắn. Sự thay
đổi đột ngột này xuất hiện tại cùng thời điểm mà bảo vệ rơle đƣờng dây thực
hiện các quyết định của chúng liên quan đến việc bảo vệ đƣờng dây (cắt sự
cố). Rơle bảo vệ nhận thấy đƣờng dây có sự thay đổi nhanh chóng, từ bình
thƣờng đến ngắn mạch đến chế độ mất cân bằng nghiêm trọng, tất cả các trình
tự diễn ra nhanh chóng, điều này ảnh hƣởng lớn đến sự làm việc chính xác
của chúng.
Một vài phƣơng thức đƣợc dùng để giải quyết vấn đề này:
- Phƣơng thức nối tắt tụ trƣớc khi rơle bảo vệ đƣờng dây đƣa tín hiệu tác
động cắt: Điều này làm trễ thời gian cắt sự cố (không đƣợc chấp nhận trong
một số trƣờng hợp do không đảm bảo thời gian loại trừ sự cố).
- Lắp đặt các rơle riêng lẻ cho mỗi pha: điều này làm tăng chi phí nhƣng
sẽ tốt hơn là có một rơle đƣờng dây đơn với dữ liệu đƣợc đo lƣờng từ cả ba
pha, thƣờng đƣợc dùng trên đƣờng dây siêu cao áp để khắc phục sự cố không
cân bằng tổng trở pha
1.2.3.4. Hiệu ứng cộng hưởng dưới đồng bộ
Một vấn đề khác ảnh hƣởng việc bảo vệ của đƣờng dây có tụ bù dọc mắc
nối tiếp là hiện tƣợng cộng hƣởng dƣới đồng bộ. Đây là hiện tƣợng cộng
hƣởng xảy ra với mạch RLC nối tiếp, tần số cộng hƣởng điện có thể đƣợc tính
theo công thức [3]:

26. 17
k
f
X
X
f
X
X
LC
f
L
C
L
C
er 


 0
0
2
2
1



(1.13)
Trong đó:
- fer là tần số cộng hưởng của hệ thống điện
- f0 là tần số cơ bản của hệ thống điện
- Xc là dung kháng đường dây tại tần số cơ bản có bù dọc nối tiếp
- XL là cảm kháng đường dây ở tần số cơ bản
- k là hệ số bù của đường dây
Tần số dao động đƣợc xem xét là tần số cơ bản, vì dung kháng luôn ít
hơn tổng cảm kháng đƣờng dây. Trong thực tế, tần số cộng hƣởng dƣới đồng
bộ nằm trong khoảng từ 15 đến 90% của tần số cơ bản hệ thống.
Tần số dƣới đồng bộ đặc trƣng thành phần dƣới đồng bộ trên dòng điện
và điện áp đƣợc giám sát bởi rơle bảo vệ đƣờng dây truyền tải. Do tần số thấp
nên khó khăn cho việc lọc tần số này nhanh để đáp ứng tác động nhanh của
rơle. Vì lý do này, bảo vệ rơle cho đƣờng dây đƣợc bù dọc thƣờng đƣợc thiết
kế để hoạt động một cách chính xác khi có dòng điện và điện áp với thành
phần dƣới đồng bộ. Các thành phần dƣới đồng bộ cộng với thành phần cơ bản
có thể gây quá áp làm cho các thiết bị bảo vệ quá áp của tụ bù nối tắt tụ.
1.2.3.5. Vấn đề do nghịch đảo điện áp (điện áp âm)
Nghịch đảo điện áp xảy ra khi tổng điện kháng giữa ngắn mạch và rơle
là có tính dung kháng. Điều này thƣờng xảy ra khi tụ bù dọc đặt ở đầu đƣờng
dây và ngắn mạch ở phía xa nhƣng gần với tụ. Khi ngắn mạch thoáng qua
nằm ngoài tụ bù dọc, tại (h=0+), trở kháng biểu kiến nằm trong góc phần tƣ
thứ 4 cho đến khi tụ nối tắt hoàn toàn. Trở kháng biểu kiến của rơle vẫn còn
trong góc phần tƣ thứ 4 cho các ngắn mạch nằm ở trƣớc 1/3 chiều dài đƣờng
dây đối với trƣờng hợp này. Tại khoảng cách của 0,75 trở kháng rời khỏi
vòng tròn mho danh định. Chú ý rằng quỹ tích trở kháng di chuyển ra khỏi
vùng đƣợc vẽ và vòng tròn cộng hƣởng trƣớc khi trở lại vùng lân cận của
vòng tròn mho nhƣ khi ngắn mạch gần nút phía xa (h=1-). Kết quả ngắn mạch
tại thanh cái phía xa nằm trong vùng cắt (h=1+).
Với việc đóng vào ngắn mạch thì kết quả là trở kháng biểu kiến nằm
trong góc phần tƣ thứ 4, điện áp rơle thƣờng nằm trong góc phần tƣ thứ 3,
nhƣng trở lại góc phần tƣ thứ 4 khi trở kháng trở lại vào vùng cắt đƣợc mô tả
bởi đặc tính Mho. Dòng điện rơle khi đóng vào ngắn mạch là nhanh pha hơn
điện áp gần 900
, nhƣng xoay theo chiều kim đồng hồ khi ngắn mạch di
chuyển xa hơn thanh cái. Dòng của rơle luôn còn trong nửa bên phải của mặt

27. 18
phẳng phức, nhƣng điện áp di chuyển vào trong nửa mặt phẳng bên trái khi
ngắn mạch ở vùng quan trọng. Điều này có nghĩa là đo lƣờng có hƣớng khi
ngắn mạch trong vùng này là đúng, nhƣng trở kháng di chuyển ra ngoài vùng
cắt đối với những ngắn mạch cần độ chính xác. Vấn đề liên quan đến trở
kháng thứ tự nghịch do đóng vào ngắn mạch có thể đƣợc hiệu chỉnh bằng việc
thêm vào rơle một mạch nhớ nhằm nhận biết đúng hƣớng ngắn mạch. Điều
này đƣa ra một quỹ đạo cắt tƣơng tự đặc tính độ lệch Mho. Điều này đảm bảo
phát hiện đúng ngắn mạch cho những ngắn mạch gần tụ bù dọc, hoặc ngoài
thanh góp. Rơle cũng phải loại trừ ngắn mạch sau khi nối tắt tụ và đặc tính
Mho bình thƣờng là thỏa mãn trong trƣờng hợp này.
1: Bù 70%; 2: Không bù; 3: Đặc
tuyến Mho; 4: Mho đặc biệt
5: Tổng trở nguồn
- Đảo áp xảy ra khi kháng trở tổng
cộng giữa sự cố và rơle là dung
kháng.
- Khi tụ nối tiếp đặt ở đầu đƣờng
dây và sự cố gần với tụ
+ Đối với sự cố vửa qua tụ nối
tiếp đến 1/3 đoạn đầu.
+ Tại khoảng 0,75, tổng trở rời
khỏi vòng Mho nhỏ.
Hình 1.6: Đặc tuyến mở rộng vùng bảo vệ khi tụ đặt ở đầu đường dây
Điện kháng nghịch đƣợc chú ý khi đóng vào ngắn mạch cũng ảnh hƣởng
đến rơle khoảng cách đƣờng dây. Có xu hƣớng làm tăng điện kháng thứ tự
nghịch, có thể gây cắt nhầm của đƣờng dây kề, ngoài ra điều kiện này đƣợc
đƣa vào tính toán trong việc thiết kế bảo vệ rơle của các đƣờng dây. Giải pháp
đƣa ra là có thể trì hoãn cắt vùng 1 cho đến khi tụ đƣợc nối tắt hoặc sử dụng
chức năng so sánh hƣớng thêm vào để phối hợp bảo vệ của đƣờng dây kề.
Nhƣ xem xét ở trên, thấy rằng thiết bị đo lƣờng khoảng cách dƣới vùng
phải đƣợc cài đặt rất ngắn để tránh vƣợt vùng. Hơn nữa, ngắn mạch gần rơle
có thể xuất hiện ngoài vùng cắt của rơle khoảng cách. Những vấn đề này xảy
ra trƣớc khi tụ bù dọc đƣợc nối tắt. Một vài hệ thống bảo vệ đƣợc thiết kế để
chờ đến khi tụ đƣợc nối tắt xảy ra trƣớc khi quyết định xuất tin hiệu cắt. Tuy
nhiên, trong nhiều trƣờng việc trì hoãn thời gian có thể không đƣợc chấp
nhận.

28. 19
1.3. Kết luận
Trong chƣơng 1 tác giả đã tìm hiểu lý thuyết tổng quát về bảo vệ rơle,
nhiệm vụ và các yêu cầu cơ bản của hệ thống rơle bảo vệ, các bộ phận đo
lƣờng cho rơle bảo vệ trong hệ thống điện. Tìm hiểu tình hình sự cố và trang
bị hệ thống rơle bảo vệ trên lƣới truyền tải điện Việt Nam hiện nay. Tổng hợp
lý thuyết tính toán ngắn mạch. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến rơle bảo
vệ cho đƣờng dây truyền tải điện. Qua đó rút ra một số vấn đề cơ bản để làm
cơ sở thực hiện các phần tiếp theo của luận văn nhƣ sau:
- Hệ thống rơle bảo vệ trong HTĐ phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản đó
là: hoạt động tin cậy, tác động chọn lọc, tác động nhanh và độ nhạy cao.
- Các bộ phận đo lƣờng cho rơle bảo vệ trong hệ thống điện phải đảm
bảo cấp chính xác cần thiết đáp ứng cho yêu cầu bảo vệ.
- Rơle bảo vệ cho đƣờng dây truyền tải là vấn đề quan trọng, đối với việc
tính toán bảo vệ đƣờng dây cần lƣu ý đến các yếu tố làm ảnh hƣởng đến hoạt
động của rơle để có biện pháp xử lý thích hợp, đặc biệt là hệ thống tụ bù dọc
đối với rơle bảo vệ khoảng cách đƣờng dây.

29. 20
CHƢƠNG 2
TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH CHO RƠLE SEL-311L BẢO VỆ SO LỆCH
DỌC ĐƢỜNG DÂY 500KV DI LINH - PLEIKU
2.1. Mô tả sơ đồ đấu nối và thông số đƣờng dây
Hình 2.1: Sơ đồ đấu nối đường dây 500kV Di Linh - Pleiku
Đƣờng dây 500kV Di Linh – Pleiku có chiều dài 312,5 km, sử dụng dây
phân pha, mỗi pha gồm 4 dây ACSR330/42; Sử dụng dây chống sét kết hợp
dây cáp quang loại OPGW80 để truyền tín hiệu bảo vệ và thông tin. Tại mỗi
đầu đƣờng dây có lắp đặt tụ bù dọc và kháng bù ngang:
- Tại đầu trạm 500kV Di Linh: Lắp đặt bộ tụ bù dọc 30,5Ω-2000A và
kháng bù ngang 116MVAr.
- Tại đầu trạm 500kV Pleiku: Lắp đặt bộ tụ bù dọc 30,5Ω-2000A và
kháng bù ngang 90MVAr.
- Điện kháng đƣờng dây (đã bao gồm tụ bù dọc): x = 0,1128Ω/km.
- Biến dòng điện cung cấp cho rơle bảo vệ tại hai đầu đƣờng dây có tỷ số
biến 2000/1A.
- Biến điện điện áp cung cấp cho rơle bảo vệ đƣờng dây tại đầu trạm Di
Linh có tỷ số biến 550000/110V.
- Biến điện điện áp cung cấp cho rơle bảo vệ đƣờng dây tại đầu trạm
Pleiku có tỷ số biến 500000/110V.
- Điện trở một chiều dây dẫn : R = 0.0224725 Ω/km.
- Dòng điện định mức dây dẫn: Iđm = 4 x 725 = 2900 A.
- Dòng điện cho phép vận hành của đƣờng dây: Icp=Iđm (tụ bù dọc) = 2000 A.
2.2. Tính toán ngắn mạch đƣờng dây
Sử dụng chƣơng trình PSS/E (Power System Simulator for Engineer) để
tính toán dòng ngắn mạch liên quan đến các thanh cái đấu nối đến các TBA

30. 21
500kV, kết quả tính toán đã cập nhật phụ tải và hệ thống đến giai đoạn năm
2017. Giá trị tính toán ứng với giá trị phụ tải cực đại, dòng điện ngắn mạch ba
pha và một pha tại thời điểm năm 2017, kết quả nhƣ bảng 2.1.
Bảng 2.1: Dòng điện ngắn mạch trên các thanh cái 500kV trạm biến áp
Di Linh và Pleiku năm 2017
Trạm biến áp
Dòng ngắn mạch
03 pha
Dòng ngắn mạch
01 pha
X---------- BUS ----------X /I+/ AN(I+) /IA/ AN(IA)
[PLEIKU 500.00] AMPS 30819.2 -86.60 24864.2 -86.36
[DILINH 500.00] AMPS 30986.5 -78.43 20355.7 -83.90
Tính toán ngắn mạch đƣờng dây 500kV Di Linh – Pleiku.
Tính toán ngắn mạch 3 pha:
Từ kết quả tổng dòng ngắn mạch thanh cái 500kV tại Di Linh và Pleiku
INDL = 30986,5(A) ; INPL = 30819,2(A)
Đƣờng dây có chiều dài 312,5(Km), điện kháng đơn vị (đã bao gồm tụ
bù dọc) 0,1128(Ω/Km).
⇒ XĐD = 0,1128 x 312,5 = 35,25(Ω)
Từ INDL = 30986,5 (A) ⇒ XΣ1 =
√
= 9,316(Ω).
Từ INPL = 30819,2 (A) ⇒ XΣ2 =
√
= 9,366(Ω).
Khi ngắn mạch tại thanh cái 500kV Di Linh
(2.1)
Khi ngắn mạch tại thanh cái 500kV Pleiku

31. 22
(2.2)
Từ (2.1) và (2.2) suy ra:
XHT1 = 11,6 (Ω)
XHT2 = 11,7 (Ω)
Ta có sơ đồ thay thế nhƣ sau:
Khi ngắn mạch ngoài tại thanh cái Di Linh:
√ √
(2.3)
√ √
(2.4)
Khi ngắn mạch ngoài tại thanh cái Pleiku:
√ √
(2.5)
√ √
(2.6)
Khi ngắn mạch giữa đƣờng dây:
√ √ (2.7)
√ Đ
√
(2.8)

32. 23
Tính toán ngắn mạch 01 pha:
Từ kết quả dòng ngắn mạch một pha thanh cái 500kV tại Di Linh và
Pleiku:
= 20355.7 (A) ; = 24864.2 (A)
Từ phƣơng trình:
 




 




0
1
0
2
1
1
2
3
3
X
X
U
X
X
X
U
IN (2.9)
⇒   
 
 1
1
0 2
3 X
I
U
X
N
(2.10)
Từ = 20355.7 (A)
  507
,
55
316
,
9
2
3557
,
20
500
3
2
3 1
1
1
1
0 




 
 x
X
I
U
X
DL
(Ω) (2.11)
Từ = 24864.2 (A)
  595
,
41
366
,
9
2
8642
,
24
500
3
2
3 2
1
1
2
0 




 
 x
X
I
U
X
NPL
(Ω) (2.12)
Khi ngắn mạch 1 pha tại thanh cái Di Linh:
X0HT1 X0ĐZ X0HT2
  507
,
55
0
2
0
1
0
0
2
0
1
0
1
0 





ĐZ
HT
HT
ĐZ
HT
HT
X
X
X
X
X
X
X (2.13)
Khi ngắn mạch 1 pha tại thanh cái Pleiku:
X0HT1 X0ĐZ X0HT2

33. 24
  595
,
41
0
2
0
1
0
0
1
0
2
0
2
0 





ĐZ
HT
HT
ĐZ
HT
HT
X
X
X
X
X
X
X (2.14)
Đƣờng dây một mạch,có sử dụng dây chống sét, ta lấy x0 ≈ 2,0 x1
Từ (2.13) và (2.14) suy ra:
 
 







23
,
55
93
,
97
2
0
1
0
HT
HT
X
X
Khi ngắn mạch 1 pha tại thanh cái Di Linh:
 
383
,
12
93
,
97
6
,
11
.
2
500
3
2
3
1
0
1
1
1
11 




HT
HT
N
X
X
U
I (kA)
= 12383 (A)
(2.15)
 
)
(
955
,
6
5
,
70
25
,
35
.
2
23
,
55
7
,
9
.
2
500
3
2
2
3
0
1
2
0
2
1
1
21
kA
X
X
X
X
U
I
ĐZ
ĐZ
HT
HT
N









= 6955 (A)
(2.16)
Khi ngắn mạch 1 pha tại thanh cái Pleiku:
 
),
(
811
,
5
5
,
70
25
,
35
.
2
93
,
97
6
,
9
.
2
500
3
2
2
3
0
1
1
0
1
1
1
22
kA
X
X
X
X
U
I
ĐZ
ĐZ
HT
HT
N









=5881(A)
(2.17)
 





23
,
55
7
,
9
.
2
500
3
2
3
2
0
2
1
1
12
HT
HT
N
X
X
U
I 20,099(kA)
=20099 (A)
(2.18)
Khi ngắn mạch 1 pha giữa đƣờng dây Di Linh - Pleiku:
 
)
(
8304
),
(
304
,
8
2
5
,
70
2
25
,
35
.
2
93
,
90
6
,
9
.
2
500
3
2
2
2
2
3
0
1
1
0
1
1
1
31
A
kA
X
X
X
X
U
I
ĐZ
ĐZ
HT
HT
N










(2.19)
 
)
(
10335
),
(
335
,
10
2
5
,
70
2
25
,
35
.
2
23
,
55
7
,
9
.
2
500
3
2
2
2
2
3
0
1
2
0
2
1
1
32
A
kA
X
X
X
X
U
I
ĐZ
ĐZ
HT
HT
N










(2.20)

34. 25
Bảng 2.2: Dòng điện ngắn mạch 03 pha
Điểm ngắn mạch
Dòng ngắn mạch
từ hƣớng Di Linh
(A)
Dòng ngắn mạch
từ hƣớng Pleiku
(A)
Ngắn mạch ngoài tại thanh cái
500kV trạm Di Linh 24885 6148
Ngắn mạch ngoài tại thanh cái
500kV Pleiku 6161 24673
Ngắn mạch giữa đƣờng dây 500kV
Di Linh – Pleiku 9877 9843
Bảng 2.3: Dòng điện ngắn mạch 01 pha
Điểm ngắn mạch
Dòng ngắn mạch
từ hƣớng Di Linh
(A)
Dòng ngắn mạch
từ hƣớng Pleiku
(A)
Ngắn mạch ngoài tại thanh cái
500kV trạm Di Linh 12383 6955
Ngắn mạch ngoài tại thanh cái
500kV Pleiku 5811 20099
Ngắn mạch giữa đƣờng dây 500kV
Di Linh - Pleiku 8304 10335
2.3. Tính toán chỉnh định chức năng bảo vệ so lệch của SEL-311L
Bảo vệ so lệch dòng cho đƣờng dây và hệ thống tự động của SEL-311L
bao gồm cả bộ phận dựa trên tín hiệu dòng và điện áp. Khi mất hoặc không
xác định đƣợc điện áp thì không ảnh hƣởng đến một số chức năng bảo vệ dựa
trên tín hiệu dòng điện.
Rơle SEL-311L có 5 chức năng bảo vệ so lệch cho đƣờng dây:
- 03 chức năng cho từng pha
- 01 chức năng cho dòng thứ tự nghịch và 01 chức năng cho dòng thứ tự
không.
Bảo vệ pha cho phép tác động nhanh khi sự cố dòng lớn.
Bảo vệ theo dòng thứ tự nghịch và thứ tự không tác động nhạy khi sự cố
không đối xứng, không làm ảnh hƣởng đến sự làm việc an toàn của rơle.

35. 26
Với toàn bộ các đƣờng dây có 2 hoặc 3 đầu cuối, rơle 87L không nhất
thiết phải cài đặt khác so với mặc định của nhà sản xuất.
SEL-311L Line Current Differential Protection and
Automation System
(Bảo vệ so lệch dòng điện và tự động hoá SEL-311L)
Hình 2.2: Các phần tử bảo vệ so lệch dòng điện của SEL-311L
SEL-311L trao đổi một cách đồng bộ theo thời gian dòng Ia, Ib, Ic giữa
2 hay 3 phía của đƣờng dây. Mỗi rơle tính toán 3I2, 3I0 cho tất cả các đầu
đƣờng dây. So lệch dòng 87LA, 87LB, 87LC, 87L2, 87LG của mỗi rơle so
sánh giá trị Ia, Ib, Ic, 3I2 và 3I0 cho các đầu đƣờng dây. Tất cả các rơle đều
tính toán tƣơng đƣơng nhau để tránh sự trễ của truyền tín hiệu.
Chức năng so lệch pha 87LA, B, C phát hiện sự cố 3 pha một cách tin
cậy. Chức năng so lệch dòng thứ tự nghịch 87L2 (bảo vệ bị hạn chế khi dòng
ở trên cả 3 pha vƣợt quá 3 lần dòng danh định : 15A đối với rơle danh định
5A và 3A đối với rơle danh định 1A), thứ tự không dùng cho các sự cố không
đối xứng (bảo vệ bị hạn chế khi 2 trong 3 dòng trên 3 pha vƣợt quá 3 lần dòng
danh định).
2.3.1. Nguyên lý hoạt động
Hình 2.3 thể hiện đặc tính tác động AP (Alpha Plane) của bảo vệ so lệch,
thể hiện tỷ số phức của dòng ở hai đầu của đƣờng dây. Có các đặc tính tác
động khác nhau cho mỗi dòng. Qui định dòng chạy vào đƣờng dây đƣợc bảo
vệ có góc 00
, dòng chạy ra khỏi đƣờng dây đƣợc bảo vệ có góc 1800
. Nhƣ
vậy, khi bình thƣờng tỷ số dòng điện ở 2 đầu là . Khi sự cố ngoài

36. 27
đƣờng dây đƣợc bảo vệ thì tỷ số này vẫn là .
SEL-311L có đặc tính bao quanh điểm , vùng đó gọi là vùng hạn
chế. Rơle sẽ cắt khi tỷ số dòng điện nằm ngoài vùng hạn chế đó.
Hình 2.3: Đặc tính tác động AP (Alpha Plane) của bảo vệ SEL-311L
Trên mặt phẳng phức hình 2.3, rơle SEL-311L tạo ra xung quanh điểm
11800
một vùng hãm. Chức năng so lệch tác động khi tỉ số dòng điện giữa
hai đầu đƣờng dây vƣợt ra ngoài vùng hãm này và dòng so lệch cao hơn
ngƣỡng cài đặt. Rơle không tác động khi tỉ số dòng điện giữa hai đầu đƣờng
dây nằm trong vùng hãm hoặc khi dòng so lệch nhỏ hơn ngƣỡng cài đặt.
Dòng so lệch của SEL-311L đƣợc tính theo công thức 2.19.
⃗ ⃗ ; ⃗ ⃗ ; ⃗ ⃗
⃗ ⃗
⃗ ⃗
(2.19)
Dạng của vùng hạn chế đƣợc thể hiện trên hình 2.4. Đặt 87LANG để xác
định góc mở của vùng hạn chế. Đặt 87LR để xác định bán kính của vùng hạn
chế.
Đặt giá trị pickup 87LPP cho dòng pha, 87LGP cho dòng chạm đất và
87L2P cho dòng thứ tự nghịch.
Đặc tính tác động phẳng của SEL-311L ƣu việt hơn đặc tính của các rơle
khác do SEL-311L xem xét cả về trị số và góc pha của dòng điện đồng thời
SEL-311L xử lí đƣợc các sai số của CT.
Công thức 2.20 [1] tính tổng trở lớn nhất của CT để có thể tránh sai số.
Tỉ số dòng điện 2 đầu
đường dây khi vận hành
bình thường và sự cố ngoài
Giá trị biên độ của tỉ số
dòng điện 2 đầu đường dây
Giá trị góc pha của tỉ số
dòng điện 2 đầu đường dây

37. 28
1)
R
X
(
I
V
Z
F
s
B


(2.20)
Trong đó:
ZB : tổng trở trong của CT.
VS : điện áp của CT.
IF : dòng sự cố thứ cấ.p
X/R : tỷ số điện kháng và điện trở sự cố.
Với đƣờng dây 2 đầu, SEL-311L yêu cầu CT đáp ứng cả hai tiêu chuẩn
sau:
- CT không đƣợc bão hòa khi dòng sự cố thứ cấp nhỏ hơn 15A đối với
CT 5A, và 3A đối với CT 1A.
- Tổng tải tiêu thụ của CT không đƣợc vƣợt quá [1]:
1)
R
X
(
I
V
7.5
F
s


Hình 2.4: Vùng hạn chế bao quanh các sự cố ngoài của SEL-311L
Giá trị khởi động của chức năng bảo vệ so lệch của SEL-311L bảo vệ
đƣờng dây 500kV Di Linh – Pleiku:
87LPP = = = 1,2
2.3.2. Cài đặt vùng hạn chế và giám sát các chức năng so lệch
Đặt chức năng so lệch pha 87LA, 87LB, 87LC để phát hiện các sự cố 3
pha trên đƣờng dây bảo vệ.
Hình 2.5 thể hiện khi sự cố trên đƣờng dây bảo vệ, có thể có các điều
kiện làm ảnh hƣởng đến tỷ số của dòng điện ở hai đầu.
- Vùng A: Lệch góc 200
do phân bố nguồn
Vùng tác động
Vùng hãm

38. 29
- Vùng B: Lệch góc khoảng 21,60
do độ trễ của kênh truyền tín hiệu giữa
hai đầu
- Vùng C: Lệch góc khoảng 400
do sai số CT.
Hình 2.5: Cài đặt góc mở 87LA NG cho vùng hạn chế dựa trên góc lệch
lớn nhất khi có sự cố ngoài và các yếu tố sai lệch cùng xảy ra đồng thời.
- Khi ngắn mạch 3 pha giữa đƣờng dây trên hệ thống đồng nhất và đƣờng
dây không tải. Trƣờng hợp này dòng từ xa và tại chỗ bằng nhau về độ lớn và góc
pha. Tỉ số véc tơ của dòng từ xa và dòng tại chỗ là 100
sẽ rơi vào điểm gốc bên
phải của đồ thị nhƣ hình 2.5. Nếu hệ thống không đồng nhất, góc ở hai đầu
đƣờng dây khác nhau, do đó góc của tỉ số dòng từ xa và dòng tại chỗ khác
không. Nếu góc của các trở kháng nguồn khác nhau bằng 100
, và có sự khác biệt
góc 100
giữa các nguồn, thì góc giữa dòng từ xa và dòng tại chỗ có thể xấp xỉ
200
. Tƣơng tự, khi ngắn mạch bên trong mà không phải giữa đƣờng dây thì điểm
sự cố trên đồ thị cũng nằm trong nửa mặt phẳng bên phải lân cận điểm 100
. Vì
vậy, khi ngắn mạch 3 pha bên trong thì tỉ số dòng pha nằm trong mặt phẳng
phải với ±200
của trục thực dƣơng nhƣ hình 2.5 cho góc nguồn và trở kháng
nhƣ đã phân tích ở trên (vùng A).
- Xét đến sai số trong tính toán dữ liệu gây ra bởi sự chậm trễ không
đồng đều trong kênh phát và nhận tín hiệu dòng. Giả sử, trong một vòng
mạng quang đồng bộ một chiều với 20 nút, thời gian truyền và nhận có thể sai
khác 2ms, giả sử một nút đi theo một hƣớng và 19 nút kia đi theo hƣớng khác
(trƣờng hợp lớn nhất). SEL-311L xác định việc trì hoãn kênh 1 chiều nhƣ
chậm một nửa chu kỳ cắt. Trong hoàn cảnh này, làm chậm chu kỳ cắt là

39. 30
khoảng 2ms. Trong trƣờng hợp đặc biệt, cả hai rơle SEL-311L xác định việc
trì hoãn kênh một chiều là 1 ms và mỗi rơle sử dụng dòng tại chỗ đƣợc đo
lƣờng sớm 1ms để liên kết dữ liệu tại chỗ và dữ liệu nhận đƣợc từ xa. Theo
cách đó, cả hai rơle có 1ms lỗi liên kết dữ liệu (một rơle sớm và một chậm
sau). Điều này gây ra góc của tỉ lệ mặt phẳng  bị sai lệch khoảng 220
. Trong
một rơle thì độ lệch dƣơng (ngƣợc chiều kim đồng hồ trên mặt phẳng  ),
trong rơle khác thì độ lệch âm (cùng chiều kim đồng hồ trên mặt phẳng  ),
(vùng B).
- Phụ thuộc vào góc quay tại rơle riêng biệt, độ lệch này có thể thêm vào
hoặc trừ ra từ góc đƣợc gây ra bởi góc của hệ thống không đồng nhất và góc của
tải đã thảo luận ở trên. Giả thiết góc thêm vào, khi trƣờng hợp xấu nhất. Khi
ngắn mạch trong góc trên mặt phẳng  có thể sai lệch   0
0
0
42
22
20 


 .
- Tiếp tục xem xét bão hòa CT. CT bị bão hòa một cách dữ dội trong tức
thời có thể gây ra thành phần chủ yếu của dòng thứ cấp sớm pha hơn dòng sơ
cấp 400
(vùng C).
- Xét tổng bão hòa CT, hệ thống không đồng nhất, góc phụ tải, trì hoãn
kênh truyền không đối xứng, thì góc trên mặt phẳng  của dòng pha vào khoảng
  0
0
0
0
82
20
22
40 



 khi ngắn mạch 3 pha bên trong.
Nhƣ đã xét, ta đặt 87LANG = 1950
{3600
– (2 x 820
) = 1960
: mặc định
nhà sản xuất đặt 1950
} để có thể đảm bảo tác động ngay cả khi các ảnh hƣởng
trên đồng thời xảy ra.
87L cho pha và cài đặt đặc tính tác động
Cài đặt cho chức năng 87L pha thể hiện nhƣ hình 2.4.
Đặt 87LANG và 87LR giống nhau cho tất cả các chức năng so lệch. Bảo
vệ sự cố 3 pha yêu cầu cao nhất cho cài đặt 87LANG. Thông số cài đặt mặc
định của nhà sản xuất là 1950
. Theo những thử nghiệm của SEL thì giá trị này
là thích hợp cho rơle hoạt động tin cậy và hiệu quả.
Giá trị 87LR mặc định là 6, còn 87LPP là 1,2 lần giá trị dòng thứ cấp
danh định.
Đặt chức năng so lệch dòng thứ tự nghịch 87L2 để phát hiện các sự cố
không cân bằng trên đường dây cần bảo vệ
Có 3 biến cần đặt cho bảo vệ so lệch dòng thứ tự nghịch 87L2.
87LANG và 87LR đặt giống nhau cho các chức năng.
87L2P (giá trị 3I2) đƣợc đặt để phát hiện một cách tin cậy các sự cố
không đối xứng trong vùng bảo vệ. Tuy nhiên, giá trị đặt phải lớn hơn so với
dòng không cân bằng do điện áp không đối xứng (điện áp không đối xứng

40. 31
càng lớn thì tạo ra dòng so lệch càng lớn). Trong trƣờng hợp xấu nhất, hở 1
đầu đƣờng dây hay sự cố chạm đất có thể gây sụt áp hoàn toàn. Thƣờng đặt
87L2P khoảng 10% dòng danh định (khoảng 0.5A cho rơle 5A).
2.3.3. Cài đặt đảm bảo chọn lọc khi sự cố ngoài vùng bảo vệ
Nhìn chung, các cài đặt cho chức năng 87L nhƣ đã trình bày ở trên đảm
bảo tốc độ tác động nhanh, nhạy và tính chọn lọc cho các sự cố trong vùng
đƣợc bảo vệ. Vùng hạn chế trên đặc tính tác động có đƣợc bao quanh điểm
đã tính đến việc ảnh hƣởng của các yếu tố sai số. Có thể kiểm tra
tính chọn của bảo vệ khi có sự cố ngoài vùng bảo vệ.
2.3.3.1. Sự cố 3 pha ngoài có dòng qua rơle lớn hơn 3 lần dòng danh
định (Idđ)
Trƣớc hết xem xét sự làm việc của phần tử 87L2. Khi sự cố 3 pha ngoài
xảy ra, CT ở một đầu có thể bị bão hòa trong khi CT ở đầu kia thì không, sự
khác nhau này có thể dẫn tới 87L2 tác động nhầm. Vì vậy, 87L2 sẽ bị khóa
khi dòng trên cả 3 pha tại bất kì đầu đƣờng dây nào vƣợt quá 3 lần dòng Idđ
(3A đối với rơle 1A).
Cũng giống nhƣ vậy, với chức năng của phần tử 87LG. Khi dòng trên 2
hoặc 3 pha tại bất kì đầu đƣờng dây nào vƣợt quá 3 lần Idđ thì 87LG sẽ bị
khóa. Nếu 87L2 không đƣợc sử dụng thì đặt chức năng so lệch pha để phát
hiện sự cố 3 pha và sự cố 2 pha chạm đất trong vùng bảo vệ, đặt 87LG để
phát hiện sự cố chạm đất 1 pha.
2.3.3.2. Sự cố 3 pha ngoài có dòng qua rơle nhỏ hơn 3 lần dòng danh
định
Trong trƣờng hợp này thì chức năng so lệch thứ tự nghịch và thứ tự
không của phần tử 87L2 và 87LG đƣợc bổ sung thêm chức năng giám sát bởi
Relay Word bits 87L2T và 87LGT. Đó là kết quả của thuật toán hãm thành
phần hài bậc 2 và thành phần một chiều của phần tử so lệch thứ tự nghịch và
thứ tự không (đặc tính so lệch có hãm)[1].
2.3.3.3. Sự cố không đối xứng ngoài vùng bảo vệ
Với sự cố không đối xứng ngoài vùng bảo vệ, những cài đặt theo khuyến
cáo của nhà sản xuất nhƣ trên hình 2.5 đã có thể loại trừ đƣợc tác động nhầm
của bảo vệ (87LANG=1950
, 87LR=6).
2.3.4. Những cài đặt liên quan đến 87L
Các cài đặt liên quan đến chức năng 87L không đƣợc tính toán trƣớc mà
chỉ đƣợc đặt sao cho phù hợp với cấu hình hệ thống và mục đích bảo vệ cụ
thể. Sử dụng lệnh SET để truy nhập vào các cài đặt này.

41. 32
2.3.4.1. Cài đặt tỷ số biến CTR (1-6000)
Chọn CTR để đặt tỷ số biến của CT tại đầu đƣờng dây local (đầu đƣờng
dây tại chỗ; đầu đƣờng dây còn lại ở xa là đầu remote). Ví dụ, tỷ số biến của
CT tại đầu này là 600:5, đặt CTR=120. Biến CTR_X hay CTR_Y (kênh
truyền X hoặc Y) cho phép đặt tỷ số biến của CT tại đầu ở xa. So lệch dòng
tại mỗi rơle sẽ theo giá trị CTR đặt cao nhất (max của CTR và CTR_X hay
CTR_Y). Ví dụ đƣờng dây 2 đầu nhƣ trên hình 2.6.
Hình 2.6: Cài đặt SEL-311L với tỷ số biến các CT khác nhau.
- Ở rơle S, CTR=120, CTR_X= 240 còn ở rơle R, CTR=240, CTR_X=
120. So lệch dòng đƣợc 87L sử dụng ở cả hai đầu là dòng thứ cấp thu đƣợc
theo tỷ số biến cao nhất là 240.
- Nếu đặt biến 87LPP=6 tại cả hai rơle thì dòng so lệch sẽ có thể lên tới
1440A trong trƣờng hợp sự cố trong vùng bảo vệ. Các thông số sự cố và đo
lƣờng của rơle sẽ hiển thị các giá trị quy về phía nhất thứ của đối tƣợng bảo
vệ.
2.3.4.2. Chọn cài đặt APP để định ứng dụng cho SEL-311L: APP (87L,
87L21, 87L21P, 87LSP, 311L)
- Đặt APP=87L: sử dụng tất cả các chức năng so lệch dòng cơ bản, thêm
chức năng phân bố tải và chức năng dự phòng quá dòng vô hƣớng.
- Đặt APP=87L21: thêm chức năng dự phòng bảo vệ khoảng cách và quá
dòng có hƣớng.
- Đặt APP=87L21P: thêm chức năng bảo vệ có dẫn hƣớng nhƣ DCB,
POTT, DCUB, …
- Đặt APP=87LSP: sử dụng cắt theo từng pha thông qua chức năng bảo
vệ so lệch dòng (chỉ với SEL-311L-7: chức năng bảo vệ quá dòng có hƣớng
cắt 3 pha, vùng 1 của bảo vệ khoảng cách có thể cắt từng pha, các cùng còn
lại cắt 3 pha).
- APP=311L: sử dụng tất cả các chức năng bảo vệ so lệch cơ bản, thêm
phân bố tải, dự phòng bảo vệ quá dòng có hƣớng và vô hƣớng, bảo vệ khoảng

42. 33
cách và dẫn hƣớng.
2.3.4.3. Cài đặt giá trị E87L (2, 3, 3R, N)
Cài đặt này để chọn số đầu đƣờng dây cho vùng bảo vệ 87L, và cũng cho
phép ngƣời sử dụng để bảo vệ đƣờng dây 3 đầu với 2 kênh liên lạc.
2.3.4.4. Cài đặt giá trị EHST (N, 1-6) hoặc (N, SP1, SP2) khi
APP=87LSP
- Sử dụng biến EHST để kích hoạt chức năng cắt nhanh. Cài đặt cắt
nhanh này thông qua cổng ra OUT201-OUT206. Ví dụ đặt EHST=3, rơle điều
khiển cổng ra liên lạc OUT201-OUT203 với bit TRIP87. Tốc độ cắt lớn hơn
½ chu kỳ so với sử dụng điều khiển SELogic với bit TRIP87.
- Khi APP=87LSP, EHST có thể đặt là N, SP1 hoặc SP2. Đặt
EHST=SP1, cho phép cắt nhanh, cắt từng pha thông qua cổng OUT201,
OUT202 và OUT203. Đặt EHST=SP2, cho phép cắt nhanh trên toàn bộ các
đầu ra. Cắt pha A qua cổng OUT201 và OUT204, pha B qua OUT202 và
OUT205, pha C qua OUT203 và OUT206 (tƣơng ứng với 2 mạch cắt của máy
cắt).
- Nếu bảo vệ 87L chỉ đƣợc sử dụng trong khoảng nhất định (ví dụ trong
lần 2 của Tự động đóng lại) thì cài đặt EHST không đƣợc sử dụng. Các kết
hợp với bit TRIP và TRIP87 đƣợc phân tích kỹ trong tài liệu SEL-311L [1].
2.3.4.5. Cài đặt giá trị EHSDTT (Y, N)
- EHSDTT cho phép cắt trực tiếp thông qua tín hiệu cắt đƣợc truyền trên
kênh giao tiếp của 87L. Khi EHSDTT=Y, rơle sẽ gửi bit Relay Word TRIP87
nếu nó nhận đƣợc tín hiệu cắt truyền trực tiếp trên bất kỳ kênh giao tiếp nào
của 87L. Tín hiệu nhận đƣợc sẽ đƣa ra lệnh cắt nếu chế độ cắt nhanh đƣợc kích
hoạt hoặc bit TRIP87 đƣợc sử dụng trong công thức điều khiển cắt SELogic
TR. Rơle có thể cắt nhanh qua tín hiệu truyền trực tiếp nếu đặt E87R=3 và một
kênh thông tin của 87L bị hỏng hoặc nếu đặt E87L=3R, ngay cả khi
EHSDTT=N. Rơle luôn truyền tín hiệu cắt trực tiếp khi bất kỳ chức năng nào
của 87L phát hiện ra sự cố trong vùng bảo vệ, cả khi đặt EHSDTT=N.
- Lƣu ý rằng khi đặt APP=87LSP, tín hiệu cắt truyền đến sẽ cắt 3 pha.
Thêm nữa, tín hiệu DTT nhận đƣợc phải đƣợc xử lí thông qua các công thức
logic TR. Ví dụ đặt TR= RDTX + … Khi bit cắt truyền trực tiếp RDTX đƣợc
nhận, rơle sẽ đƣa ra lệnh cắt thông qua bit TRIP. Đặt TRIP trên cả 3 đầu ra để
cắt 3 pha.
2.3.4.6. Cài đặt giá trị EDD (Y,N)
- Đặt EDD sử dụng giám sát tại chỗ của các chức năng 87L với các bộ

43. 34
dò sự cố dòng tại đó. Khi EDD=Y, rơle kiểm soát các chức năng của 87L với
bộ dò nhiễu loạn thông qua bit DD. Bộ dò nhiễu loạn đảm bảo rơle phát hiện
những thay đổi không bình thƣờng trƣớc khi đƣa ra một lệnh cắt. Bit DD
không kiểm soát các tín hiệu cắt trực tiếp nhận đƣợc. Đặt EDD=N khi tình
trạng thiếu hoặc cắt nguồn xảy ra ở đầu local.
- Bộ dò nhiễu loạn đƣợc khuyến cáo để hạn chế lỗi tác động do không
phát hiện lỗi trên các kênh giao tiếp của 87L. Việc không phát hiện lỗi rất hay
xảy ra, để nâng cao tính chọn lọc, bộ dò lỗi có độ rộng xung dò 2 chu kỳ. Nếu
rơle phát hiện sự cố trong vùng bảo vệ kéo dài 2 chu kỳ, bộ dò lỗi không hoạt
động đƣợc, và khi đó rơle cắt ngay cả khi nhiễu loạn không đƣợc phát hiện.
2.3.4.7. Cài đặt giá trị ETAP (Y,N)
- Đặt ETAP=Y để sử dụng chức năng phân bố tải.
2.3.4.8. Cài đặt giá trị EOCTL (Y,N)
- Đặt EOCTL để kiểm tra hở mạch CT. Sử dụng logic này để đóng chức
năng so lệch dòng thứ tự nghịch và thứ tự không khi CT bị sự cố. Nếu dòng
so lệch đo đƣợc lớn hơn giá trị đặt CTARLAM, hay ít nhất 1 máy cắt ở 1 phía
đƣờng dây đang mở thì open-CT Logic cũng khóa chức năng so lệch dòng thứ
tự nghịch và thứ tự không. Biến này chỉ dùng cho đƣờng dây 2 đầu.
2.3.4.9. Cài đặt giá trị PCHAN (X,Y)
- Đặt giá trị này khi bảo vệ 87L đƣợc trang bị hai kênh thông tin. Với
đƣờng dây hai đầu (E87L=2), kênh thông tin đƣợc đặt bởi PCHAN sẽ phục vụ
cho 87L, kênh còn lại đƣợc dùng nhƣ dự phòng nóng. Khi đƣờng dây là 3 đầu
E87L=3R, kênh đƣợc chọn bởi PCHAN đƣợc sử dụng cho bảo vệ, còn các
kênh khác không đƣợc sử dụng.
2.3.4.10. Cài đặt giá trị EHSC (Y, N)
- Nếu rơle đƣợc trang bị 2 kênh thông tin và đƣợc đặt cho đƣờng dây 2
đầu, giá trị đặt EHSC=Y cho phép kênh thông tin còn lại dự phòng nóng cho
kênh chính thức. Rơle thực hiện tất cả các chức năng bảo vệ 87L một cách
liên tục, sử dụng dữ liệu trên cả kênh chính thức và dự phòng. Khi kênh chính
thức lỗi, rơle sẽ sử dụng tín hiệu trên kênh dự phòng. Không có thời gian trễ
do việc chuyển đổi sử dụng kênh truyền tín hiệu này.
- Hai kênh tín hiệu chính thức và dự phòng có thể khác nhau, khi cả hai
kênh tín hiệu bị hỏng thì chức năng bảo vệ 87L sẽ tự động cô lập.
2.3.4.11. Cài đặt giá trị CTR_X và CTR_Y (1-6000)
Đặt CTR_X để xác định giá trị CTR cho SEL-311L ở xa nối theo kênh
X. Tƣơng tự cho CTR_Y cho kênh Y. Giá trị đặt cho CTR_X, CTR_Y có thể

44. 35
khác nhau và khác với giá trị đặt CTR. Mọi giá trị dòng so lệch đặt trong 87L
đều là giá trị thứ cấp, dựa theo giá trị CTR cao nhất (max của CTR, CTR_X,
CTR_Y).
2.3.4.12. Cài đặt giá trị 87LPP (OFF, 1-10 A Secondary)
Chức năng so lệch dòng pha 87LA, 87LB, 87LC bị hạn chế khi dòng so
lệch pha nhỏ hơn giá trị 87LPP. Đặt 87LPP để phát hiện sự cố 3 pha nhƣ đã
nói ở trên. Giá trị đặt là giá trị thứ cấp, theo giá trị max của CTR. Ví dụ, đặt
E87L=2, PCHAN=X, CTR=200, CTR_X=400. Nếu đặt 87LPP=6 cho cả 2
rơle thì chức năng so lệch pha sẽ tác động trong vùng bảo vệ khi có dòng so
lệch sự cố lớn hơn 2400A.
2.3.4.13. Cài đặt giá trị 87L2P (OFF, 0.5-5 A Secondary)
Chức năng 87L2 bị hạn chế khi |3I2| nhỏ hơn giá trị của 87L2P. Đặt
87L2P lớn hơn giá trị dòng trong chế độ không bình thƣờng. Đây là giá trị thứ
cấp và theo CTR max.
2.3.4.14. Cài đặt giá trị 87LGP (OFF, 0.5-5 A Secondary)
Chức năng 87LG bị hạn chế khi |3I0| nhỏ hơn giá trị của 87LGP. Đặt
87LGP lớn hơn giá trị dòng trong chế độ không bình thƣờng. Đây là giá trị
thứ cấp và theo CTR max
2.3.4.15. Cài đặt giá trị CTALRM (0.5-10 A Secondary)
Bit CTAA đƣợc đƣa ra khi giá trị dòng trên pha A vƣợt quá giá trị của
CTALRM. Sử dụng các bit này để phát hiện và cảnh báo cho các trƣờng hợp
quá dòng pha trong trạng thái tĩnh. Đây là giá trị thứ cấp và theo CTR max.
2.3.4.16. Cài đặt giá trị 87LR (2.0-8, Unitless)
Đặt bán kính cho vùng hạn chế nhƣ trong hình 2.4. Bình thƣờng đặt
87LR=6.
2.3.4.17. Cài đặt giá trị 87LANG (900
– 2700
)
Xác định góc mở cho vùng bảo vệ. Bình thƣờng đặt 87LANG=1950
.
2.3.4.18. Cài đặt giá trị OPO Open Pole Option (52, 27)
Không đặt OPO=27 trong các ứng dụng cắt bằng 87L. OPO=27 có thể
cho phép kết hợp logic để điều khiển trong trƣờng hợp đóng xông điện cho
đƣờng dây.
2.4. Chỉnh định chức năng bảo vệ khoảng cách
2.4.1. Chức năng bảo vệ khoảng cách pha MHO
SEL-311L có 4 vùng bảo vệ khoảng cách pha MHO độc lập. Tất cả các
vùng đƣợc cài đặt độc lập với nhau. Vùng 1 và vùng 2 chỉ cài đặt đƣợc ở
hƣớng thuận, vùng 3 và vùng 4 có thể cài đặt đƣợc ở cả hƣớng thuận và

45. 36
hƣớng ngƣợc. Bảo vệ khoảng cách sử dụng điện áp thứ tự thuận để đảm bảo
tính an toàn và đƣa ra đặc tính MHO. Bảo vệ khoảng cách pha đƣợc sử dụng
trong trƣờng hợp sự cố 2 pha, 2 pha chạm đất, 3 pha.
Bảo vệ khoảng cách có bù đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp bảo vệ cho
phía MBA đấu dây Y và một số mục đích bảo vệ dự phòng. Bảo vệ khoảng
cách pha đƣợc dùng để phát hiện sự cố 2 pha, 2 pha chạm đất, 3 pha.
Nguyên lý hoạt động của bảo vệ khoảng cách pha:
Hình 2.7: Chức năng mho điện áp phân cực thứ tự thuận với biên ứng
với tổng trở đường dây
Đặc tính MHO của rơle kiểm tra góc lệch giữa điện áp giáng trên đƣờng
dây và điện áp qui chiếu theo phƣơng pháp sau:
- Các giá trị dòng và áp đo đƣợc thể hiện trong rơle nhƣ một vector, phần
thực là giá trị lấy mẫu hiện tại còn phần ảo của vector là giá trị lấy mẫu trƣớc
đó ¼ chu kỳ (xem phụ lục 1.1 và 1.2).
- Nếu vector | | và | | thì:
[| | | |]
- Góc giữa hai vector V1 và V2 đƣợc dùng để kiểm tra trong đặc tính
MHO.
- Kiểm tra tại điểm cân bằng bằng việc kiểm tra

46. 37
sin . Trong rơle số việc kiểm tra đƣợc thể hiện qua dấu của thành
phần ảo của
- Kiểm tra tại điểm cân bằng bằng việc kiểm tra
cos . Trong rơle số việc kiểm tra đƣợc thể hiện qua dấu của thành
phần thực của
Bảng 2.4. Trình bày các phép tính khác nhau cho đặc tính MHO.
Lưu ý là giá trị biên Z của đặc tính MHO điện áp phân cực thứ tự thuận
được xác định là nghiệm của phương trình 0 = Re[(Z.I-V).V1mem*].
Nếu chọn EADVS=N, cài đặt 50PP2-50PP4 đƣợc đặt giá trị nhỏ nhất và
đƣợc ẩn đi.
Logic của bảo vệ khoảng cách pha đƣợc thể hiện tại phụ lục 2.1 đến 2.3
Bảng 2.5. Các cài đặt cho bảo vệ khoảng cách.
Bảo vệ khoảng cách pha mho (vùng 1-4)
Kích hoạt cài đặt E21P
Khoảng cài đặt
(Z1P-Z4P)
OFF, 0.05-64 Ω, bƣớc chỉnh 0.01Ω (dòng danh định 5A)
OFF, 0.25-320Ω, bƣớc chỉnh 0.01Ω (dòng danh định 1A)
Độ nhạy tối thiểu đƣợc điều khiển bởi đặc tính tác động
của bảo vệ quá dòng pha-pha cho mỗi vùng.
Độ chính xác ±5% giá trị góc lệch với 30≤SIR≤60
±3% giá trị góc lệch với SIR<60

47. 38
Mở rộng vùng tác
động quá độ
<5% cộng thêm độ chính xác của chế độ tĩnh
Phát hiện sự cố dòng pha-pha (vùng 1-4)
Khoảng cài đặt
(50PP1-50PP4)
0.50-170.00 Ap-p, bƣớc chỉnh 0.01A (dòng danh định 5A)
0.10-34.00 Ap-p, bƣớc chỉnh 0.01A (dòng danh định 1A)
Độ chính xác ±0.05A và ± 3% giá trị đặt (dòng danh định 5A)
±0.01A và ± 3% giá trị đặt (dòng danh định 1A)
Mở rộng vùng tác
động quá độ
<5% pickup
2.4.2. Chức năng bảo vệ khoảng cách cho sự cố chạm đất
SEL-311L có 4 vùng tác động của 2 dạng đặc tính mho và đặc tính tứ
giác độc lập, bảo vệ cho sự cố chạm đất. Tất cả các vùng đƣợc cài đặt độc lập.
Vùng 1 và 2 chỉ đƣợc đặt cho hƣớng thuận, vùng 3 và 4 đƣợc đặt cho cả
hƣớng thuận và hƣớng nghịch. Bảo vệ khoảng cách chạm đất mho sử dụng
điện áp phân cực thứ tự thuận để nâng cao tính tin cậy và xây dựng đặc tính
mho mở rộng. Giá trị điện kháng của đặc tính tứ giác đƣợc chọn từ dòng thứ
tự nghịch hoặc dòng thứ tự không nếu EADVS=Y.
Bảng 2.6. Cài đặt chức năng bảo vệ khoảng cách chạm đất
Giá trị tổng trở (vùng 1-4)
Kích hoạt cài đặt E21MG Đặc tính Mho
E21XG Đặc tính tứ giác
Bƣớc cài đặt cho Mho
(Z1MG-Z4MG)
OFF, 0.05-64Ω, bƣớc chỉnh 0.01Ω
(dòng danh định 5A)
OFF, 0.25-320Ω, bƣớc chỉnh
0.01Ω (dòng danh định 1A)
Đặt giá trị điện kháng
cho đặc tính tứ giác
(XG1-XG4)
OFF, 0.05-64Ω, bƣớc chỉnh 0.01Ω
(dòng danh định 5A)
OFF, 0.25-320Ω, bƣớc chỉnh
0.01Ω (dòng danh định 1A)
Đặt giá trị điện trở cho
đặc tính tứ giác (RG1-
RG4)
OFF, 0.05-64Ω, bƣớc chỉnh 0.01Ω
(dòng danh định 5A)
OFF, 0.25-320Ω, bƣớc chỉnh
0.01Ω (dòng danh định 1A)
Độ nhạy tối thiểu đƣợc điều khiển
bởi giá trị tác động của bảo vệ quá

48. 39
dòng pha và chạm đất cho mỗi
vùng
Độ chính xác ±5% giá trị đặt nếu 30≤SIR≤60
±3% giá trị đặt nếu SIR<60
Mở rộng vùng tác động
quá độ
<5% giá trị đặt trong trạng thái tĩnh
Bộ phát hiện dòng sự cố pha và chạm đất (vùng 1-4)
Đặt dòng tác động cho
bộ phát hiện sự cố
(50L1-50L4 và 50GZ1-
50GZ4)
0.50-100.00A, bƣớc chỉnh 0.01A
(dòng danh định 5A)
0.10-20.00A, bƣớc chỉnh 0.01A
(dòng danh định 1A)
Độ chính xác ±0.05A và ±3% giá trị đặt (dòng
danh định 5A)
±0.01A và ±3% giá trị đặt (dòng
danh định 1A)
Mở rộng vùng tác động
quá độ
<5% pickup
Thời gian tác động lớn
nhất
Xem hình 2.9 và 2.10
Các cài đặt khác
Cài đặt biên độ của hệ
số bù thành phần thứ tự
không (ZSC)
K0M1=
K0M
0.000-6.000 (vùng 1)
0.000-6.000 (vùng 2, 3, 4 đƣợc đặt
nhƣ vùng 1 nếu EADVS=N)
Cài đặt góc của hệ số bù
thành phần thứ tự không
(ZSC)
K0A1
K0A
-180.00
đến +180.00
(vùng 1)
-180.00
đến +180.00
(vùng 2, 3, 4
đƣợc đặt nhƣ vùng 1 nếu
EADVS=N)
Trong đó: K0M1K0A1=
Z1ANG
Z1MAG
3
Z1ANG
Z1MAG
Z0ANG
Z0MAG





Giá trị phân cực cho đặc
tính tứ giác
XGPOL= I2
I0
Tự động đăt là I2 nếu EADVS=N
Góc lệch của đặc tính TANG= -45o
đến +45o
Tự động đặt là -3 nếu EADVS=N
Logic hoạt động của bảo vệ khoảng cách chạm đất đặc tính mho và đặc
tính tứ giác được thể hiện tại phụ lục 3.1 đến 3.6.

49. 40
2.4.3. Giám sát bổ sung cho chức năng bảo vệ khoảng cách
SEL-311L sử dụng bit VPOLV để giám sát nhớ thành phần thứ tự thuận
cho mho và dặc tính tứ giác. VPOLV assert khi điện áp phân cực thứ tự thuận
đƣợc nhớ là lớn hơn 1V.
Bảo vệ khoảng cách pha và chạm đất đƣợc giám sát bởi bit FIDS và FTS
(chọn dạng sự cố) từ bảng logic của chức năng 87. Logic này sẽ chỉ ra pha sự
cố dựa trên kết hợp bit FIDS và FTS hoặc dựa trên hoạt động của chức năng
87 pha. Ví dụ, khi FIDS chọn pha A, FSA assert và kích hoạt bảo vệ khoảng
cách chạm đất pha A và bảo vệ khoảng cách pha BC. Bảo vệ khoảng cách
BG, CG, AB và CA bị khóa lại.
2.4.4. Cài đặt mở rộng bảo vệ vùng 1
Hình 2.8: Logic vùng 1 mở rộng của SEL-311L
Xem hình 2.8, khi đƣợc kích hoạt, rơle hiệu chỉnh vùng 1 bởi giá trị đặt
Z1EXTM với thời gian Z1EXTD. Khi bit 3PO assert (máy cắt mở) thì các cài
đặt cho vùng 1 bị vô hiệu. Theo sơ đồ logic, khoảng tác động của vùng 1
không thể mở rộng nếu một trong các chức năng sau tác động: M1P-M2P,
Z1G-Z2G, 51G hay 51Q (các chức năng này thuộc phần bảo vệ khoảng cách
và bảo vệ quá dòng).
Bảng 2.7. Các cài đặt của vùng 1
Chức năng Cài đặt Khuyến cáo cho cài đặt
Cho phép mở rộng
vùng 1
EZ1EXT