RealEDU.

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THỊ ANH
NGHIÊN CỨ Ẩ
U CHU N HOÁ
CÁC THIẾT BỊ Ả
B O VỆ VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ
L I
ƯỚI PHÂN PHỐ
NGUYỄN
THỊ
ANH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐ Đ Ệ
NG I N
MẠNG
VÀ
HỆ
THỐNG
ĐIỆN
2007-2009
Hà nội
2010
HÀ NỘI 2010

2. BỘ GIÁO DỤ Đ Ạ
C VÀ ÀO T O
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THỊ ANH
NGHIÊN CỨU CHUẨN HOÁ
CÁC THIẾT BỊ Ả
B O VỆ VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ
LƯỚI PHÂN PHỐI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐ Đ Ệ
NG I N
Ng N
ười hướng dẫn khoa học: GS.VS.TSKH. TRẦ ĐÌNH LONG
HÀ NỘI 2010

3. LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đ đ
oan ây là công trình
của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong
luận văn là trung thực.
Tác giả
Nguyễn Thị Anh

4. MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Danh mục các thuật ngữ, từ viết tắt
Danh mục các bảng biểu
Danh mục các hình vẽ
Phần mở đầu
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ L I......
ƯỚI PHÂN PHỐ ERROR! BOOKMARK
NOT DEFINED.
1.1 VAI TRÒ C A
Ủ L I
ƯỚ PHÂN PHỐI TRONG HỆ THỐNG Đ Ệ
I N VIỆT NAM
E ! B .
RROR OOKMARK NOT DEFINED
1.1.1 Giới thiệu chung.........................................Error! Bookmark not defined.
1.1.2 Vai trò của lưới phân phối.........................Error! Bookmark not defined.
1.2 CÁC C U
Ấ HÌNH PHỔ BIẾN C A
Ủ L I
ƯỚ PHÂN PHỐI.....E ! B
RROR OOKMARK
NOT DEFINED .
1.2.1 Lưới trung áp .............................................Error! Bookmark not defined.
1.2.2 Lưới hạ áp..................................................Error! Bookmark not defined.
1.3 HIỆN TRẠNG B O
Ả VỆ VÀ TỰ ĐỘNG HÓA L I
ƯỚ PHÂN PHỐI VIỆT NAM
1.4 ĐẶT V N
Ấ ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................E ! B .
RROR OOKMARK NOT DEFINED
CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO LƯỚI PHÂN PHỐI
...................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.1 CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG C T
Ắ VÀ B O
Ả VỆ SỬ DỤNG TRONG L I
ƯỚ PHÂN
PHỐI...................................................................E ! B .
RROR OOKMARK NOT DEFINED
2.1.1 Thiết bị đóng cắt và bảo vệ lưới trung áp..Error! Bookmark not defined.
2.1.2 Thiết bị ả
b o vệ lưới hạ áp ..........................Error! Bookmark not defined.
2.2 PHỐI H P
Ợ LÀM VIỆC C A
Ủ CÁC THIẾT BỊ TRONG L I
ƯỚ PHÂN PHỐI
............................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
2.2.1 Phối hợp các thiết bị ả
b o vệ trung áp........Error! Bookmark not defined.

5. 2.2.2 Phối hợp các thiết bị ả
b o vệ ạ
h áp.............Error! Bookmark not defined.
2.3 PHƯƠNG THỨC B O
Ả VỆ L I
ƯỚ TRUNG ÁP...........E ! B
RROR OOKMARK NOT
DEFINED .
2.3.1 Ảnh hưởng của sơ đồ kết dây đến phương thức bảo vệ của lưới trung áp
.............................................................................Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Phương thức bảo vệ các trạm nguồn .........Error! Bookmark not defined.
2.3.3 Phương thức bảo vệ ạ
t i các trạm phân phối (trạm cắt trung áp).....Error!
Bookmark not defined.
2.3.4 Phương thức bảo vệ đường dây trung áp ..Error! Bookmark not defined.
2.4 PHƯƠNG THỨC B O
Ả VỆ L I
ƯỚ HẠ ÁP...E ! B .
RROR OOKMARK NOT DEFINED
2.4.1 Bảo vệ trạm hạ áp......................................Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Bảo vệ đường dây hạ áp.............................Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3 TỰ ĐỘNG HÓA CHO LƯỚI PHÂN PHỐI.......................ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED.
3.1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA L I
ƯỚ PHÂN PHỐI....E ! B
RROR OOKMARK
NOT DEFINED .
3.1.1 Khái niệm và sự ầ
c n thiết phải áp dụng tự động hóa lưới phân phối
.............................................................................Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Tiện ích của việc áp dụng tự động hóa lưới phân phối . Error! Bookmark
not defined.
3.1.3 Các lĩnh vực áp dụng tự động hóa trong lưới phân phối..................Error!
Bookmark not defined.
3.2 TỰ ĐỘNG HÓA CHO L I
ƯỚ TRUNG ÁP..E ! B .
RROR OOKMARK NOT DEFINED
3.3.1 Tự động hóa trạm SAS (Substation Automation System).................Error!
Bookmark not defined.
3.3.2 Áp d phân
ụng DAS (Distribution Automation System) để đ ạ
o n sự ố
c trên
đường dây phân phối...........................................Error! Bookmark not defined.
3.3 TỰ ĐỘNG HÓA CHO L I
ƯỚ HẠ ÁP..........E ! B .
RROR OOKMARK NOT DEFINED

6. CHƯƠNG 4 MỘT SỐ ÁP DỤNG CHUẨN HÓA CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ
TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI PHÂN PHỐI HÀ NỘI...... ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.
4.1 HIỆN TRẠNG L I
ƯỚ Đ Ệ
I N PHÂN PHỐI HÀ NỘI ....E ! B
RROR OOKMARK NOT
DEFINED .
4.1.1 C n phân ph
ấu trúc của lưới đ ệ
i ối Hà Nội..Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Thiết bị ả
b o v ng hóa l
ệ và tự độ ưới phân phối Hà Nộ đ
i ang sử ụ
d ng
.............................................................................Error! Bookmark not defined.
4.1.3 Tình hình sự ố ủ
c c a lưới đ ệ
i n trung áp Hà Nội.......Error! Bookmark not
defined.
4.2 ĐỀ XUẤT CHUẨN HÓA THIẾT BỊ B O
Ả VỆ VÀ ÁP DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA
VÀO L I
ƯỚ PHÂN PHỐ Ộ
I N
HÀ I....................E ! B .
RROR OOKMARK NOT DEFINED
4.2.1 Thực trạng bảo vệ đang sử ụ
d ng................Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Tính toán ngắn mạch kiểm tra thông số cài đặt và phối hợp bảo vệError!
Bookmark not defined.
4.2.3 Phân tích phương thức bảo vệ đang sử ụ
d ng ..........Error! Bookmark not
defined.
4.2.4 Đề xuất chuẩn hóa thiết bị bảo vệ và áp dụng tự động hóa .............Error!
Bookmark not defined.

7. LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành với sự nỗ lự ủ ả ự
c c a b n thân và s giúp đỡ
nhiệt tình của thầ ạ ệ ử ờ ả ơ
y cô, b n bè và đồng nghi p. Tôi xin được g i l i c m n chân
thành đến thầy giáo hướng dẫn GS. VS. TSKH Trần Đình Long, Bộ môn Hệ thống
đ ệ ọ ộ đ ậ ẫ
i n, trường Đại h c Bách Khoa Hà N i ã t n tình hướng d n tôi hoàn thành
quyển luận văn này. Xin được cảm ơn các bạn đồng nghiệp tạo đ ề
i u kiện cung cấp
s i
ố liệu cho luận văn. Xin được cảm ơn Bộ môn Hệ thống đ ện, Trung tâm Đào tạo
Sau đại học vì sự giúp đỡ và tạo đ ề
i u kiện trong suốt khóa học này.
Hà Nội 10/2010
Nguyễn Thị Anh

8. DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ Ừ
, T VIẾT TẮT
CT CP ĐL Công ty cổ phầ Đ ệ
n i n lực
CT MTV ĐL Công ty một thành viên Đ ệ
i n lực
DAS Distribution Automation
System
Hệ thống phân phối tự động
Đ ậ ấ đ ệ
TC Độ tin c y cung c p i n
EVN Tậ đ Đ ệ
p oàn i n lực Việt Nam
FCO Fuse cut out Cầu chì tự ơ
r i
FDR Fault Detecting Relay Rơ le phát hiện sự ố
c
HMI Human Machine Interface Giao diện người máy
HTĐ Hệ ố đ ệ
th ng i n
IED Intelligent Electronic Devices Thiết bị điện tử thông minh
LAN Local Area Network Mạng nội bộ
LBFCO Loaded Break Fuse Cut Out Cầu chì tự ơ
r i cắt có tải
LPP Lưới phân phối
MBA Máy biến áp
MC Máy cắt
PTBV Phương thức bảo vệ
PVS Pole – mounted Vacuum Switch Cầu dao chân không lắp trên cột
RTU Remote Terminal Unit Thiết bị ố
đầu cu i
SAS Substation Automation System Hệ thống tự động hóa trạm
SCADA Supervisory Control And Data
Acquisition
H i
ệ thống đ ều khiển giám sát và thu
thập dữ liệu
SEC Sectionalizer Thiết bị ự
t động phân đoạn
SPS Switch Power Suply Cầ ấ
u dao c p nguồn
TBA Trạm biến áp
TBBV Thiết bị ả
b o vệ
TCM Tele- Control Master unit Máy chủ đ ề
i u khiển từ xa
TCR Tele-Control Receiver Thiết bị nhận tín hiệ đ ề
u i u khiển từ
xa

9. DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Chiều dài đường dây và dung lượng MBA truyền tải năm 2009..... Error!
Bookmark not defined.
B i o
ảng 1-2: Các công trình lưới đ ện trung áp giai đ ạn 2004-2008 ................. Error!
Bookmark not defined.
B o
ảng 1-3: Kết quả thống kê TTĐN của các đơn vị trong EVN giai đ ạn 2004-2009
...................................................................................Error! Bookmark not defined.
B i
ảng 1- 4: Ảnh hưởng của tiếp nhận lưới đ ện hạ áp nông thôn đến TTĐN chung
c o
ủa EVN giai đ ạn 2009-2012 .................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 2-1: Hệ số k cho bởi hãng Cooper...................Error! Bookmark not defined.
Bảng 2-3: Lựa chọn đặc tính aptomat với các dạng phụ ả ư
t i đặc tr ng ............. Error!
Bookmark not defined.
B i
ảng 3-1: So sánh giữa hai phương pháp tìm đ ểm sự cốError! Bookmark not
defined.
Bảng 3-2: Đặc tính của FDR.....................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3-3: So sánh đặc tính giữa các phương thức truyền tinError! Bookmark not
defined.
Bảng 4- 1: Thống kê trạm 110kV do EVN Hà Nội quản lý (2009).................. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 4-2: Thống kê khối lượng đường dây trung áp do EVN Hà Nội quản lý (2009)
...................................................................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4-3: Số lượng Recloser đang vận hành (2009) Error! Bookmark not defined.
Bảng 4-4: Số lượng SI đang vận hành (2009)...........Error! Bookmark not defined.
Bảng 4-5: Thống kê số lượng máy cắt đang vận hành (2009)Error! Bookmark not
defined.
Bảng 4-6: Số lượng dao cách ly đang vận hành (2009)Error! Bookmark not
defined.

10. Bảng 4-7: Số lượng dao cắt phụ tải đang vận hành (2009)Error! Bookmark not
defined.
Bảng 4-8: Số lượng tủ RMU đang vận hành (2009).Error! Bookmark not defined.
Bảng 4-9: Thông số kỹ thuật máy biến áp trạm E25 Mỹ ĐìnhError! Bookmark not
defined.
Bảng 4-10: Trị số chỉnh định rơ le của máy biến áp T1Error! Bookmark not
defined.
Bảng 4-11: Trị số chỉnh định rơ le của lộ cáp E25-479Error! Bookmark not
defined.
B i
ảng 4-12: Đ ện kháng thay thế của hệ thống đến thanh cái 110kV trạm E25 Error!
Bookmark not defined.
Bảng 4-13: Thông số đầu vào tính ngắn mạch bảo vệ máy biến áp ................. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 4-14: Bảng tính toán ngắn mạch ứng với chế độ maxError! Bookmark not
defined.
Bảng 4-15: Bảng tính toán ngắn mạch ứng với chế độ minError! Bookmark not
defined.
Bảng 4-17: Kết quả tính ngắn mạch cuối lộ E25- 479 ở chế độ max............... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 4-18: Kết quả tính ngắn mạch cuối lộ E25- 479 ở chế độ min................ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 4-19 Chuẩn hóa cài đặt bảo
vệ……………………………………………...Error! Bookmark not defined.

11. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Các khâu của hệ thố đ ệ
ng i n......................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-2: Cơ ấ đ ệ
c u i n năng Việt Nam năm 2009.....Error! Bookmark not defined.
Hình 1-3: Sơ ế
đồ k t nối tr t tr
ạm hạ áp “cắ ục chính”.Error! Bookmark not defined.
Hình 1-4: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “hình thoi”Error! Bookmark not
defined.
Hình 1-5: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Cánh hoa”Error! Bookmark not
defined.
Hình 1-6: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Chấn song”Error! Bookmark not
defined.
Hình 1-7: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Búi bông”Error! Bookmark not
defined.
Hình 1-8: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Mắt lưới”Error! Bookmark not
defined.
Hình 1-9: Sơ ố
đồ đấu n i trạm hạ áp vào hệ thống képError! Bookmark not
defined.
Hình 1-10 Cấu trúc lưới cáp ban đầu........................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-11: Cấu trúc cáp vớ đ ể
i i m phân đ ạ
o n ...........Error! Bookmark not defined.
Hình 1-12: Cấu trúc phân tải.....................................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-13 Cấu trúc giao hoán...................................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-14 Cấu trúc lưới đ ệ
i n nông thôn...................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-15: Trung áp trung tính nối đất trực tiếp.......Error! Bookmark not defined.
Hình 1-16: Trung áp trung tính cách đ ệ
i n.................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-17: Lưới phân phối dạng hình tia..................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-18: Lưới phân phối dạng phân nhánh...........Error! Bookmark not defined.
Hình 1-19 ..................................................................Error! Bookmark not defined.

12. Hình 1-20 ..................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-21 ..................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-22 ..................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-1: Cầu chì tự ơ
r i............................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-2: Đặc tính i(t) của dây chảy cầu chì ............Error! Bookmark not defined.
Hình 2-3: Cấu t t trong Recloser................
ạo máy cắ Error! Bookmark not defined.
Hình 2-4: Đặc tính I(t) của Recloser.........................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-5: Cấu t o c
ạ ủa aptomat..................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-6: Công tắc tơ................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-7: Phối hợp thời gian giữa Fuse – Fuse ........Error! Bookmark not defined.
Hình 2-8: Vị trí tương quan phối hợp giữa Recloser - FuseError! Bookmark not
defined.
Hình 2-9: Phối hợp đặc tính của recloser và cầu chì.Error! Bookmark not defined.
Hình 2-10: Phối hợp aptomat với cầu chì làm dự phòngError! Bookmark not
defined.
Hình 2-11: Phối hợp b o v
ả ệ công tắc tơ ơ
, r le quá tải và cầu chìError! Bookmark
not defined.
Hình 2-12: Phối hợp b o v
ả ệ aptomat ........................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-13: Sơ đồ thay thế và đồ thị véc tơ lưới trung tính cách đất................. Error!
Bookmark not defined.
Hình 2-15: Lưới trung tính nối đất trực tiếp .............Error! Bookmark not defined.
Hình 2-16: PTBV MBA 2 cuộn dây, phía trung áp trung tính cách ly............. Error!
Bookmark not defined.
Hình 2-17: PTBV MBA 2 cuộn dây, phía trung áp trung tính nối đất trực tiếpError!
Bookmark not defined.
Hình 2-18: Phương thức bảo vệ MBA 3 cuộn dây ...Error! Bookmark not defined.

13. Hình 2-19: Vị trí tính ngắn mạch bảo vệ MBA 3 cuộn dâyError! Bookmark not
defined.
Hình 2-20: Hệ thống thanh góp đơn .........................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-21: Hệ thống thanh góp đơn có phân đ ạ
o n...Error! Bookmark not defined.
Hình 2-22: PTBV thanh góp đơn trung áp trung tính cách lyError! Bookmark not
defined.
Hình 2-23: PTBV thanh góp đơn trung áp trung tính nối đất trực tiếp............. Error!
Bookmark not defined.
Hình 2-24: PTBV đường dây cấ đ ệ
p i n lộ đơn ..........Error! Bookmark not defined.
Hình 2-25: PTBV đường dây cấ đ ệ
p i n lộ kép...........Error! Bookmark not defined.
Hình 2-26: PTBV đường dây phân phố đ
i ô thị.........Error! Bookmark not defined.
Hình 2-27: PTBV cho trạm hạ áp .............................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-28: Phối hợp b o v
ả ệ giữa aptomat phía hạ ớ
v i cầu chì phía cao .......... Error!
Bookmark not defined.
Hình 2-29: PTBV đường dây hạ áp ..........................Error! Bookmark not defined.
Hình 2-30: Phối hợp chọn lọc aptomat theo mứ đ ệ
c dòng i nError! Bookmark not
defined.
Hình 2-31: Phối hợp chọn lọc aptomat theo thời gianError! Bookmark not
defined.
Hình 3-1: Minh hoạ ộ
m t trạm được tự động hoá hiệ đ ể
n đại i n hình................ Error!
Bookmark not defined.
Hình 3-2: Cấu hình của hệ thống DAS .....................Error! Bookmark not defined.
Hình 3-3: Các giai đ ạ
o n phát triển của DAS ............Error! Bookmark not defined.
Hình 3-4: Chu trình cách ly phân đ ạ
o n sự ố Đ
c DK 1 nguồn cung cấp ............Error!
Bookmark not defined.
Hình 3-5: Chu trình tìm đ ể
i m sự ố Đ
c DK 2 nguồn cung cấpError! Bookmark not
defined.

14. Hình 3-6: Cấu trúc hệ thống DAS áp dụng cho cáp ngầmError! Bookmark not
defined.
Hình 4-1: Phương thức bảo vệ trạm E25 đang sử ụ
d ngError! Bookmark not
defined.
Hình: 4-2: Phương thức vận hành cơ ả
b n lộ E25-479, 480Error! Bookmark not
defined.
Hình 4- 3: Phương thức bảo vệ cho đường dây E25- 479 đang sử ụ
d ng..........Error!
Bookmark not defined.
Hình 4-4: Tính toán ngắn mạch bảo vệ trạm ............Error! Bookmark not defined.
Hình 4-5: Tính ngắn mạch bảo vệ đường dây...........Error! Bookmark not defined.
Hình 4-6: Đặc tính vùng tác động của bảo vệ 87T ...Error! Bookmark not defined.
Hình 4-7: Phối hợp thời gian của bảo vệ quá dòng pha cấp 1Error! Bookmark not
defined.
Hình 4-8: Phối hợp thời gian của bảo vệ quá dòng pha cấp 2Error! Bookmark not
defined.
Hình 4-9: Phối hợp thời gian của bảo vệ quá dòng thứ ự
t không cấp 1 ...........Error!
Bookmark not defined.
Hình 4-10: Phương thức chuẩn hóa bảo vệ trạm E25 Mỹ ĐìnhError! Bookmark
not defined.
Hình 4-11: Sơ đồ nguyên lý áp dụng DAS cho lộ E25-
479………………...........Error! Bookmark not defined.

15. PHẦN MỞ ĐẦU
Công nghiệ đ ệ
p i n giữ vai trò rất quan trọng trong sự tă ế
ng trưởng kinh t của
mỗi quốc gia. Hệ ố đ ệ ệ đ
th ng i n Vi t Nam ang phát triển với tốc độ rất nhanh nhằm
phục vụ đắc lực cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Trong sự
phát triển c n l
ủa các hệ thố đ ệ
ng i ực, các thiết bị và hệ thống bảo vệ đóng một vai
trò cự ỳ ọ ả ế ị đ ệ ủ ế ư đ ệ
c k quan tr ng, nó đảm b o cho các thi t b i n ch y u nh máy phát i n,
máy biến áp, đường dây dẫ đ ệ
n i n trên không và cáp ngầm, thanh góp và các động
cơ cỡ lớ ộ
n… và toàn b hệ ố đ ệ ệ ể ụ ề
th ng i n làm vi c an toàn, phát tri n liên t c và b n
vững.
Trong sự phát triể đ
n ó, một nhu cầ ả
u đặt ra là ph i đưa ra một hệ thống bảo vệ
chuẩn hóa để tiện cho việc thiết kế và vận hành, đảm bảo chất lượng tốt, đồng bộ dễ
áp dụng tự động hóa.
1. Lý do chọn đề tài
HTĐ gồm 3 khâu: Sản xuất, truyền tải và phân phối. Ba khâu này có mối quan
hệ chặt chẽ vớ ệ ả ậ ấ đ ệ ấ đ ệ
i nhau trong vi c đảm b o độ tin c y cung c p i n, ch t lượng i n
năng và vậ ế ỉ
n hành kinh t , ch cầ ộ ố ẽ ả ấ ạ
n m t khâu không t t s nh hưởng x u đến ho t
động của toàn hệ thống. Tuy nhiên hiện nay do nhiều nguyên nhân khách quan và
chủ quan nên vấn đề bảo vệ và tự động hóa lưới phân phố ư
i còn ch a được quan tâm
đ ứ ơ
úng m c, s đồ bả ệ
o v rấ ộ ư ộ ẩ ố ấ
t không đồng b và ch a có m t chu n th ng nh t nào.
Đ ề đ ẫ ớ ệ ả
i u ó d n t i hi u qu cung cấ đ ệ ủ
p i n c a lưới phân phối còn thấ ớ
p. V i lý do đó,
mục đích của đề tài nghiên cứu chuẩn hóa các thiết bị bả ệ ự
o v và t động hóa cho
lưới phân phối sẽ bao gồm hai nội dung. Nội dung thứ nhất là nghiên cứu các cấu
trúc đ ể
i n hình của lưới phân phối nhằm đưa ra các phương thức bảo vệ hợp lý, đồng
thời phân tích sự phối hợp làm việc của các thiết bị ả
b o vệ trên sơ đồ. Nội dung thứ
hai là nghiên cứu tự động hóa áp dụng cho lưới phân phối, nhữ ệ ả ự
ng hi u qu mà t
động hóa có thể ạ ố
mang l i. Cu i cùng là đưa ra mộ ố ụ ự
t s ví d th c tiễ đ
n để ánh giá
phương thức bảo vệ và đề xuất chuẩn hóa và áp dụng tự động hóa cho một lưới
phân phối cụ thể.

16. 2. Đối tượng nghiên cứu
- Các cấu trúc phổ biến của lưới phân phối
- Các phương thức bảo vệ đ ệ
lưới i n phân phối
- Tự động hóa cho lưới phân phối
- Phương thức bảo vệ và tự động hóa của lưới phân phối Hà Nội.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ ủ
c a luận văn
- Nghiên cứu các dạ đ ệ
ng i n hình của lưới phân phối
- Nghiên cứu các phương thứ ả ệ ử
c b o v cho các phân t củ ố
a lưới phân ph i, cài
đặt và phố ợ ệ ủ ả ệ
i h p làm vi c c a các b o v
- Nghiên cứu tự động hóa áp dụng cho lưới phân phối
- Phân tích phương thức bảo vệ ủ
c a một lưới phân phố ụ ể ấ ẩ
i c th , đề xu t chu n
hóa và áp dụng tự động hóa cho nó
4. Bố ụ
c c luận văn
Bả ậ ă ầ ở
n lu n v n được trình bày trong 4 chương chính, ph n m đầu và phầ ế
n k t
luận, nội dung cụ thể:
Chương 1: Phân tích vai trò của lưới phân phối trong hệ thố đ ệ
ng i n Việt Nam.
Nghiên cứu các cấu trúc đ ể
i n hình và dạng nối đất trung tính của lưới phân phối.
Nêu thực trạng bảo vệ ủ
c a lưới phân phối và đặt vấn đề nghiên cứu.
Chương 2: Giới thiệ ộ ố ế ị đ ắ
u m t s thi t b óng c t và bả ệ
o v sử dụng trong lưới
phân phối, phối hợp b o v o v
ả ệ giữa chúng. Nghiên cứu phương thức bả ệ của các
phần tử trên lưới phân phối.
Chương 3: Nghiên cứu tự động hóa áp dụng cho lưới phân phố ợ
i và l i ích của
việc áp dụng tự động hóa vào lưới phân phối
Chương 4: Phân tích đánh giá phương thức bảo vệ đang sử dụng của lưới phân
phối trung áp cụ thể của Hà Nội và đề xuất chuẩn hóa và áp dụng tự động hóa vào
lưới.

17. 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI
1.1 VAI TRÒ CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI TRONG HỆ THỐNG N
Đ Ệ
I
VIỆT NAM
1.1.1 Giới thiệu chung
H i i
ệ thống đ ện (HTĐ) gồm 3 khâu: Sản xuất, truyền tải và phân phối đ ện năng
đến hộ tiêu thụ.
Hình 1-1: Các khâu của hệ ố đ ệ
th ng i n
Sản xuất. Đến tháng 12/2009, HTĐ toàn quốc có tổng công suất đặt nguồn
đ ệ ấ ả
i n là 17.521MW, công su t kh dụ đ ồ ộ ậ
ng là 16813 MW, trong ó ngu n thu c T p
đ Đ ệ ự ệ
oàn i n l c Vi t Nam (EVN) chiếm 53% và các nguồ ế
n ngoài EVN chi m 47%
thuộc các Tậ đ
p oàn Công nghiệp Than và khoáng sản, Tậ đ
p oàn Dầ ệ
u khí Vi t Nam,
Tổng công ty Sông Đà và các nhà đầu tư độc lập trong và ngoài nước…
Hình 1-2: Cơ ấ đ ệ
c u i n năng Việt Nam năm 2009
Truyền tải. Thông qua hệ thố ế ă đ ệ
ng các máy bi n áp (MBA) t ng áp, i n áp đầu
c i
ực máy phát được nâng lên cấp đ ện áp truyền tải từ 110kV đến 500kV gồm các

18. 2
c i
ấp đ ện áp chuẩn sau: 110kV, 220kV, 500kV. Tính đến cuối năm 2009 chiều dài
đườ đượ
ng dây và dung lượng MBA ở ấ đ ệ ề ả
các c p i n áp truy n t i c thống kê trong
bảng 1-1
Bảng 1-1: Chiều dài đường dây và dung lượng MBA truyền tải năm 2009
C i
ấp đ ện áp 500 kV 220 kV 110 kV
Đường dây [km] 3438 8497 12145
MBA [MVA] 7500 19094 25862
Các công trình lưới đ ệ
i n truyền tải 110 kV-500 kV nhìn chung đ đ
ã áp ứng
việc truyền tải từ các Nhà máy đ ệ
i n đến các trung tâm phụ ả
t i.
Phân phối. i i
Để phân phối đ ện năng đến các khách hàng, đ ện áp truyền tải
được hạ ố ấ đ ệ ủ ố ố
xu ng c p i n áp c a lưới phân ph i. Lưới phân ph i gồm 2 phần: Lưới
trung áp và lưới hạ áp. Lưới trung áp của Việt Nam gồm nhiều cấp đ ệ
i n áp: 10kV,
22kV, 35kV. Lưới h li
ạ áp có đ ệ
i n áp 380/220V. Số ệ ủ
u chính c a lưới trung áp cho
trong bảng 1-2.
Ba khâu trên có mối liên hệ chặt chẽ vớ ệ ả ậ
i nhau trong vi c đảm b o độ tin c y
cung cấ đ ệ
p i n, chất lượng đ ệ
i n năng, kinh tế và an toàn, mỗi khâu đều có ảnh hưởng
quyết định đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống.
1.1.2 Vai trò của l ưới phân phối
Lưới phân phối (LPP) là khâu cuố ệ ữ ệ ố
i cùng liên h gi a h th ng đ ệ
i n với khách
hàng nên nó đóng vai trò rất quyết đị đế
nh n chỉ tiêu chung của hệ thống.
Theo số liệu thống kê của EVN, tính đến cuối năm 2008, tổng chiều dài đường
dây trung áp bằng khoảng 133 nghìn km, tổng chiều dài đường dây hạ áp gần 192
nghìn km, tổng dung lượng các trạm biến áp hạ áp gần 45 nghìn MVA. Lưới đ ệ
i n
phân phối do 3 công ty đ ệ
i n lực miền, 2 công ty đ ệ
i n lự ố
c thành ph và 3 công ty
đ ệ ự ỉ ả ă đ ệ ố đ ấ đ ệ
i n l c t nh qu n lý. Đến tháng 12 n m 2009, lưới i n phân ph i ã cung c p i n
cho 536 huyện trong tổng số 547 huyện trên 63 tỉnh thành phố. Nếu tính theo số xã,

19. 3
có 8931 xã trong tổng số 9120 xã trên cả nước có đ ệ ệ ạ ư
i n. Các xã, huy n còn l i ch a
có đ ệ
i n lưới Quốc gia hiệ đ
n ang sử dụ ồ đ ệ ạ ỗ ủ đ ệ ỏ ặ
ng ngu n i n t i ch là th y i n nh ho c
máy phát đ ệ
i n diesel [11]. Hiện nay LPP Việt Nam trình độ tự động hóa còn chưa
cao và vẫ đ
n ang tăng r ng n
ất nhanh về ố
s lượng nhữ ăm gầ đ
n ây.
Bảng 1-2: Các công trình lưới đ ệ đ ạ
i n trung áp giai o n 2004-2008 [5]
L i
ưới đ ện trung áp
Đơn vị ả
qu n lý
(Công ty Đ ệ
i n lực)
Đường dây
(km)
Số MBA
(cái)
Tổng CS
(MVA)
Đường dây
hạ áp
(km)
Năm 2003
Miền Bắc 24508 25478 7069 23521,1
Miền Nam 52056 67609 5154 31581,7
Miền Trung 14414 14937 3469 11909,0
Hà Nội 4893 5348 2273 8400,2
Hồ Chí Minh 16180 28801 4968 6671,7
Hải Phòng 2355 2454 962 1175,3
Đồng Nai 4177 6518 1072 2445,2
958 1052 363 276,2
EVN 119541 152197 25329 85980,4
Năm 2008
Miền Bắc 43669,00 31894 9279 40133,00
Miền Nam 45852,00 107735 10281 174490,00
Miền Trung 21567,00 17593 4128 16989,00
Hà Nội 5923,00 11162 5278 11440,00

20. 4
Hồ Chí Minh 4879,00 36606 9458 9345,00
Hải Phòng 1833,00 3125 1478 2285,90
Đồng Nai 3731,00 11816 2097 19305,00
CT MTV ĐL NBình 1378,60 1332 397 1638,5
CT MTV ĐL Hải Dương 1686,00 2247 773 1102
CT MTV ĐL Đà Nẵng 716,1 1941 797 1104,70
CT CP ĐL Khánh Hòa 1642 2423 576 0
EVN 132876,70 227874,00 44542,00 277833,10
T o
ăng thêm trong giai đ ạn 2004-2008
EVN 13335,70 75677,00 19213,00 191852,70
Nằm trong mục tiêu chung là thỏa mãn các tiêu chuẩ ấ ụ ụ
n ch t lượng ph c v
(bao gồm chất lượng đ ệ
i n năng và độ tin cậy cung cấp đ ệ
i n) với chi phí sản xuất,
truyề ả ố ỏ
n t i và phân ph i nh nhất, LPP có vai trò là một trong ba mắt xích có tính
chất quyết định trực tiếp. Mặt khác, LPP có số lượng phầ ử ề ạ
n t nhi u, ph m vi bao
phủ rộ ề ổ ọ ứ
ng v lãnh th nên nó càng có vai trò quan tr ng và m c độ ảnh hưởng lớn
trong việc thực hiệ ụ đ
n các m c tiêu chung ó.
1. Chỉ tiêu kỹ thuật
Do đ ề
i u kiện lịch sử để lại, hiệ ệ ồ ề ấ đ ệ
n nay LPP Vi t Nam bao g m nhi u c p i n áp
khác nhau, c n phân ph
ả thành thị và nông thôn. Lưới đ ệ
i ối vớ ấ đ
i các c p iện áp 0,4,
6, 10, 22, 35kV được xây dựng chắp vá và đã sử dụ ề ờ ỳ ạ
ng qua nhi u th i k , l i ít được
duy tu bảo dưỡng, sự phân bố vị ủ ạ ế
trí c a các tr m bi n áp (TBA) phụ tải theo quá
trình phát triển tự nhiên của dân cư dẫ ấ đ ệ ủ ạ
n đến bán kính c p i n c a đường dây h áp
quá dài (khoảng 2-3 km hoặc hơn). Công tác thiết kế có nhiều bất cập nên không an
toàn trong vận hành, khó khăn trong quản lý, dễ bị sự cố ả ỉ
, không đảm b o các ch
tiêu kỹ thuật.

21. 5
* Độ tin cậy cung cấp đ ệ
i n (ĐTC)
Đ đ
TC được ánh giá bằ ứ
ng m c độ cung cấ đ ệ ụ
p i n đầy đủ và liên t c
Hiện nay do tốc độ phát triển mạnh của phụ tải nên lượng đ ệ
i n năng sản xuất
ra vẫn chư đ ứ
a áp ng được nhu cầu. Các hộ phụ tả ẫ ả ế ứ
i v n ph i x p theo th tự ưu tiên
để được cung cấ đ ệ
p i n. Trong hoàn cả đ Đ
nh ó TC phụ thuộc rất nhiều vào sự phân
loại của phụ ả
t i.
Tuy nhiên, nếu không kể đến khó khăn chung của hệ thống thì LPP với tình
trạng lưới đ ệ
i n cũ nát, chắp vá và thường xuyên quá tải vì không được nâng cấp
thường xuyên, thiết kế lắ ư
p đặt ch a theo một chuẩn thống nhất là nguyên nhân
chính làm cho ĐTC của LPP thấp hơn so vớ ấ đ ệ ấ đ ệ
i các c p i n áp khác, m t i n trên
diện rộng (không đáng có) đặc biệt là khu vực nông thôn và miền núi.
Hơn nữa so vớ ố
i các qu c gia phát triển, lưới phân phối Việt Nam vẫ ạ
n còn l c
hậu, trình độ tự ư
động hóa ch a cao dẫ ớ ả ự
n t i khi x y ra s cố thì thời gian xử lý lâu,
Đ ả
TC gi m.
* Tổn th n n
ấ đ ệ
t i ăng
Qua số liệu thống kê về tổn thấ đ ệ ă Đ ấ
t i n n ng (TT N) trên lưới cho th y, LPP
chiếm tỉ trọng tổn thất rất cao. Nếu như các đ ệ
i n lực trên thế giới tổn thất thấp nhất
trên lưới phân phối vào khoảng 4%, trong khi trên lưới truyền tải là khoảng 2% thì
thực tế con số này ở Việt Nam, tổn thất lưới phân phối cao hơn gấp 3 đến 4 lần lưới
truyề ả
n t i

22. 6
Bảng 1-3: Kết quả thố Đ ủ ị đ ạ
ng kê TT N c a các đơn v trong EVN giai o n 2004-
2009 [5]
Đơn vị
Công ty Đ ệ
i n lực
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Miền Bắc 7,86 7,78 8,63 8,46 8,11 6,65 8,14
Miền Nam 9,63 9,35 8,51 8,10 7,90 7,27 7,06
Miền Trung 7,44 7,23 7,05 6,83 7,76 7,53 7,82
Hà Nội 9,23 9,19 8,9 8,25 8,84 7,32 7,42
Hồ Chí Minh 8,92 8,29 7,28 7,21 7,07 6,19 6,03
Hải Phòng 6,34 6,64 6,03 5,75 5,19 4,10 4,41
Đồng Nai 5,91 4,74 4,37 3,93 3,58 2,42 3,11
Ninh Bình 7,26 7,10 6,87 6,24 7,37 6,65 6,31
Hải Dương - 4,79 4,79 5,17 5,31 6,63
Đ ẵ
à N ng - 4,82 5,35 4,39 4,25
Công ty Truyền tả đ ệ
i i n
Miền Bắc 2,06 2,44 2,3 1,77 1,87 1,70 1,92
Miền Trung 3,18 3,04 3,3 2,51 1,32 0,93 1,11
Nam trung bộ & Tây Nguyên 4,51 3,48 3,5 3,09 2,93 2,27 2,05
Miền Nam 3,49 3,6 3,2 2,59 2,1 1,61 1,57
EVN 12,23 12,1 11,78 11,05 10,56 9,21 9,57*
* Số liệu 9,57% củ ă Đ ể ả ế ậ
a n m 2009 là TT N có k đến nh hưởng ti p nh n lưới
đ ệ ạ Đ ă ổ ấ
i n h áp nông thôn (L HANT) làm t ng t n th t thêm 0,66%. Nế ể ả
u không k nh
h i
ưởng tiếp nhận lưới đ ện hạ áp nông thôn thì TTĐN là 8,91%.

23. 7
Dự báo kế hoạch giảm TTĐN của EVN nếu kể đến ảnh hưởng tiếp nhận lưới
đ ệ ạ ả
i n h áp nông thôn cho trong b ng 1-4.
B i
ảng 1- 4: Ảnh hưởng của tiếp nhận lưới đ ện hạ áp nông thôn đến TTĐN
chung của EVN giai đ ạ
o n 2009-2012 [5]
Năm 2009 2010 2011 2012
TTĐN Lưới đ ệ
i n TT 220kV, 500 kV (%) 2,5 2,5 2,5 2,5
TT i
ĐN lướ đ ệ
i n PP các CTĐL (%) 6,7 6,5 6,4 6,3
Tổn thất cả TT, PP (%)
(chưa kể tiếp nhận LĐHANT)
9,2 9,0 8,9 8,8
Tăng TTĐN do nhận LĐHANT (%) 1,20 1,9 1,20 0,87
Tổng TTĐN (bao gồm cả tiếp nhận LĐHANT)
(%)
10,4 10,9 10,1 9,67
Đ ỉ ỹ
ây là ch tiêu k thuậ ờ ũ ỉ ế
t, đồng th i c ng là ch tiêu kinh t cầ ệ
n đặc bi t quan
tâm để tìm ra các giải pháp hiệu quả nhằm giảm thiểu tổn thất cho LLP Việt Nam.
* Chất lượng đ ệ
i n năng
Chất lượng đ ệ
i n được thể ệ ở ỉ ầ ố đ ệ
hi n hai ch tiêu: t n s , i n áp
- Tần số là chỉ tiêu chung của toàn hệ thống, đ ề
i u chỉ ị ố ệ ụ
nh tr s này là nhi m v
c i
ủa cơ quan Trung tâm Đ ều độ Quốc gia.
- Đ ệ
i n áp là chỉ tiêu mang tính chất cục bộ ệ ả ị ố đ ệ ạ
. Vi c đảm b o cho tr s i n áp t i
tất cả các nút của lưới trung áp và hạ áp nằ ớ ạ ệ ụ
m trong gi i h n cho phép là nhi m v
c i
ủa kỹ sư thiết kế và vận hành lưới đ ện.
LPP là khâu cuối cùng trực tiếp cung cấp đ ệ ụ ả ấ đ ệ
i n cho ph t i, nên ch t lượng i n
áp c tin c
ũng như độ ậy của lưới này ảnh hưởng trực tiếp đến sự làm việc bình
thường của các thiết bị ử ụ đ ệ
s d ng i n.

24. 8
2. Chỉ tiêu kinh tế
* Chí phí đầu tư, cải tạo và nâng cấp lớn
Do số lượng phần tử nhiều, phạm vi phủ ộ
r ng trên toàn bộ lãnh thổ đất nước,
nguồn vốn đầu tư cho cải tạo, nâng cấp và xây mới LPP là rất lớ đ ứ
n để áp ng với
nhu cầu tăng nhanh cả về số lượng và chấ ủ ụ
t lượng c a ph tả ế ư
i. N u nh khâu sản
xuất và truyền tải ta quan tâm hơn tới các chỉ tiêu chất lượng thì LPP cần cân bằng
với lợi ích kinh tế khi lựa chọn thiết bị.
Tùy vào tình hình kinh tế, tài chính c c gia và trình
ủa từng quố độ phát triển
của LPP mà lượng vốn đầu tư là khác nhau. Hiện nay LPP Việt Nam mới chỉ đang
quan tâm tới phát triển số lượng và chư ệ ữ ă ầ
a được hi n đại hóa. Trong nh ng n m g n
đ đ
ây lưới iệ đ ư đ ể ự đ ệ ố
n nông thôn ang được EVN đầu t áng k . D án lưới i n phân ph i
nông thôn khu vực miền Trung là một ví dụ. Dự án này đã chính thức khởi động với
tổng vốn đầu tư dự ế ơ ỷ ệ đ ố ủ
ki n h n 900 t đồng (30 tri u EUR), trong ó v n vay c a
Ngân hàng Tái thiế ỷ
t Đức 780 t đồng, vố ứ
n đối ng hơn 120 tỷ đồng, sẽ ấ đ ệ
c p i n cho
gần 282.169 hộ dân thuộc các tỉnh: Đắk Lắk, Gia Lai, Phú Yên, Đắc Nông, Bình
Định, Quả ị ả ả ả ự ế ế
ng Tr , Qu ng Nam, Qu ng Bình và Qu ng Ngãi, d ki n k t thúc đưa
vào sử ụ
d ng vào cuối năm 2012.
Tuy nhiên nếu xét về tỉ lệ vố ư ủ
n đầu t cho các khâu c a hệ thố đ ệ
ng i n có thể
thấy sự khác biệt:
- Các nước phát triển
+ Khoảng 30% vố ư
n đầu t cho nguồn
+ Khoảng 20% cho lưới truyề ả
n t i
+ Khoảng 50% cho lưới phân phối
- Việt Nam
+ Khoảng 65% vố ư
n đầu t cho nguồn
+ Khoảng 20% cho lưới truyền tải
+ Khoảng 15% cho lưới phân phối

25. 9
Qua số liệu cho thấy thì lưới phân phối Việt Nam chưa được quan tâm đúng
mức, cầ ả ự ề ơ
n ph i hướng s quan tâm, chú ý nhi u h n
* Chi phí vận hành lớn
Chi phí vận hành cho LPP bao gồm các chi phí cơ ả
b n sau
- Chi phí tu sửa, bảo dưỡng thiết bị ố
(s lượng thiết bị nhiều)
- Chi phí nhân công lao động: do trình độ tự ấ
động hòa còn th p, lượng lao
độ độ
ng nhiều và trình chưa cao, do đó chi phí trả lương và nâng cao trình độ lớn.
- Tổn thất trên lưới lớn
3. An toàn
An toàn là vấn đề cầ ệ
n quan tâm đặc bi t đối vớ ệ
i LPP, đặc bi t là mạ ạ
ng h áp
có số lượ ườ
ng ng i tiế ự
p xúc tr c tiế ề ố ệ ố ố
p nhi u. Theo s li u th ng kê trong 100% s vụ
tai nạ đ ệ
n i n thì 76,4% xả ở ấ đ ệ ỏ ơ
y ra c p i n áp nh h n 1000V và 23,6% xảy ra với cấp
đ ệ ớ ơ đ ế ế ắ
i n áp l n h n 1000V. Do ó khi thi t k , l p đặt công trình đ ệ
i n, vấn đề an toàn
ph u.
ải được đặt nên hàng đầ Đó là an toàn cho các thiết bị đ ệ
i n, an toàn cho các cán
bộ kỹ ậ ậ ế ư ơ
thu t v n hành, an toàn cho các công trình ki n trúc và c dân n i có dòng
đ ệ đ
i n i qua.
Qua những phân tích trên đây cho thấy LPP là một khâu vô cùng quan trọng
nh a
ưng chư được quan tâm đúng mức, nên những năm phát triển tiếp theo cần
hướng sự quan tâm đặc biệt tới khâu này.
1.2 CÁC CẤU HÌNH PHỔ BIẾN CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI
Cấ đ ệ ự ế ố ư ậ
u trúc lưới i n có liên quan tr c ti p đến v n đầu t , chi phí v n hành và
khả nă ể ủ
ng phát tri n c a lưới. Vì v t b
ậy bước đầu tiên chuẩn hóa các thiế ị bả ệ
o v và
áp dụng tự động hóa cho LPP cần phải quan tâm đến cấu trúc của lưới và chú ý đến
sự phát triển của nó để có thể đưa ra được phương thức bảo vệ thống nhất, đáp ứng
được các yêu cầ ả ệ ụ ệ
u b o v áp d ng cho LPP Vi t Nam.

26. 10
1.2.1 Lưới trung áp
LPP trung áp làm nhiệm vụ kế ố ừ ạ ồ
t n i t tr m ngu n 220, 110/35,22,10 kV đến
các trạm biến áp trung áp/hạ áp. Theo đối tượng và địa bàn phục vụ và lưới trung áp
có nhữ đ ể
ng đặc i m riêng, tùy theo khu vực tiêu thụ đ ệ
i n (đô thị, nông thôn) cấu
hình lưới có thể là lưới hình tia không phân đ ạ
o n, hình tia phân đ ạ
o n, mạch vòng
kín vận hành hở.
1.2.1.1 Lưới đô thị
Thông thường l ô th
ưới đ ị được cung cấp từ các trạm nguồn 220-110/35-22-11
kV. Từ phía thứ cấ ủ ạ
p 35-22-11 kV c a các tr m này các đường dây trung áp thường
được thiế ế
t k vớ ấ ạ ậ ở ạ ồ
i c u hình m ch vòng, v n hành h . Các tr m ngu n thường có 2
hoặc 3 máy biến áp với công suất đơn vị từ 5MVA đến 60MVA. Mật độ phụ tả đ
i ô
thị thường thay đổi từ khoảng 5MVA/km2
(vùng ngoại ô) đến 100 MVA/km 2
ở khu
vực trung tâm đô thị. Ở khu trung tâm thường sử dụ ầ ạ ở
ng cáp ng m và các tr m kín,
ngo ng
ại ô sử dụ đường dây trên không và các trạm hở hoặc trạm treo trên cột.
Cấu trúc lưới trung áp đô thị có thể chia làm hai loại chính tùy thuộc vào cách
đấu nố ạ ạ
i các tr m trung áp/h áp vào lưới trung áp.
a. Cấu trúc “cắt trục chính”
Sự phát triển của phụ tả ĩ ớ ệ đ ạ ạ
i đồng ngh a v i vi c óng thêm các tr m trung áp/h
áp vào hoạ ệ ự ệ ằ ắ ụ ố
t động. Vi c làm này được th c hi n b ng cách c t đường tr c phân ph i
chính ra và đấu nối trạm trung áp/hạ áp vào đường dây chính đó. Trạm trung áp/hạ
áp có thể mộ ặ ế ơ ố ả
t ho c hai máy bi n áp có s đồ đấu n i vào đường dây chính mô t
trên hình 1-3.

27. 11
Hình 1-3: Sơ ế
đồ k t nối trạm hạ áp “cắt trục chính”
Với cấu trúc “cắt trục chính” này, sự phát triển của lưới cáp trung áp có năm
ki u
ể đ ể
i n hình:
aa) Dạng “Hình thoi”
Ban đầu từ trạm nguồn các đường dây trục chính song song để cung cấp cho
các phụ ả
t i dọc đường dây trục chính, đ ể
i m cuối đường dây đấu với một trạm cắt. Ở
trạm cắt sẽ thực hiện việc đóng cắt, chuyển đổi phương thức vận hành của các
đường dây
Hình 1-4: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “hình thoi”

28. 12
ab) Dạng “Cánh hoa”
Từ trạm nguồn một đường dây (thường là mạ ấ ộ ạ
ch kép) cung c p đến m t tr m
đầ đầ
u mố ừ ạ
i. T tr m u mố đ ạ ậ ở ỏ đ
i ó các v ch vòng trung áp v n hành h t a i các hướng
để cung cấp cho các phụ ả
t i của vùng này (Hình 1-5)
Hình 1-5: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Cánh hoa”
ac) Dạng “Chấn song”
Từ cấ ở ự ể ủ ụ
u trúc ban đầu hình 1-4 s phát tri n c a các đường dây tr c chính
được đấu nối vào mạ đ ệ
ng i n cũ qua nhiều v n h
ị trí vậ ạnh hở ạ
t o nên một sơ ạ
đồ d ng
“Chấn song” (Hình 1-6)
Hình 1-6: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Chấn song”
ad) Dạng “Búi bông”
Đ ũ ộ ạ ấ ủ ở ạ ắ ằ
ây c ng là m t d ng có c u trúc nguyên th y hình 1-4. Thay tr m c t b ng
một đường dây dự phòng cho nhiều đường dây chính (Hình 1-7)

29. 13
Hình 1-7: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Búi bông”
ađ) Dạng “Mắt lưới”
Ở ỗ ộ ấ ộ ạ ố Ở ạ
hình 1-8 m i m t đường dây cung c p cho m t tr m đầu m i. tr m đầu
mối đó sẽ cung cấp cho cụm phụ tải theo một mạ ậ ở
ch vòng trung áp v n hành h .
Hình 1-8: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Mắt lưới”
L i
ưới trung áp với cấu trúc mạch vòng vận hành hở có ưu đ ểm: Khi xảy ra sự
cố trên bất kỳ đ ạ ế ị đ ắ ậ đ ể
phân o n nào trên đường dây chính thì thi t b óng c t lân c n i m
sự cố sẽ ắ ầ ử ự ố ỏ Đ ể ở
tác động c t nhanh ph n t s c ra kh i lưới. i m thường m sẽ đ ạ
óng l i
cấp đ ệ
i n tiếp tục cho các phầ ử ị ự
n t không b s cố từ ư ậ
phía bên kia sang. Nh v y, dù
bị sự cố tại bất kỳ đ ạ
o n cáp nào thì một vài trạm biến áp chỉ ấ đ ệ
m t i n tạm thời trong
thời gian thao tác, ĐTC được nâng cao.
b. Cấu trúc “ hệ thống kép”
Những hệ thống gọi là “hệ thống kép” trong đó trạm trung áp/ hạ áp được kết
nối vào đường dây mạch kép (Hình 1-9). Hai đường dây song song nối liền tất cả
các trạm trung áp/ hạ ớ
áp v i nguồ ơ ủ ấ ộ
n trung áp. S đồ đầ
ban u c a c u trúc này là m t
cặp dây cáp trong đó một dây làm việc và một cáp dự phòng thường đặt trong tình

30. 14
trạng cắt. Bình thường, tất cả các trạm được cung cấp bởi cặp đường dây này được
nối với cáp làm việc. Chúng sẽ được chuyển sang cáp dự phòng trong trường hợp
cáp làm việc bị ngắt. Nhữ ế
ng thi t bị tự ự ệ ể
động cho phép th c hi n chuy n đổi này mà
không cần sự tham gia bằng tay của con người.
Hình 1-9: Sơ đồ đấu nối trạm hạ áp vào hệ thống kép
Hình 1-10 Cấu trúc lưới cáp ban đầu
Sự phát triển của lưới cáp với hệ thống kép theo ba cấu trúc:
- Đường cáp dài có các đ ể
i m phân đ ạ
o n ng p
để tă độ tin cậy cung cấ đ ệ
i n. Khi
xảy ra sự cố đ ể đ ạ ẽ
phía sau, i m phân o n s mở ầ ử
ra, cách ly ph n t sự cố, phía trước
v i
ẫn được cung cấp đ ện (Hình 1-11)

31. 15
Hình 1-11: Cấu trúc cáp vớ đ
i i o
ểm phân đ ạn
- Khi phụ tả ớ ả ầ ắ ệ
i l n, để tránh quá t i cho ph n đầu cáp, người ta c t cáp làm vi c
ra thành nhiều phần, và xây dựng những đường cáp mớ ố ừ ầ ủ
i n i vào t ng ph n c a cáp
làm việc cũ ằ ụ đ ả đ ộ ự ề
nh m m c ích phân t i. Khi ó m t cáp d phòng cho nhi u cáp làm
việc (Hình 1-12)
Hình 1-12: Cấu trúc phân tải
- Với cách giao hoán cáp (Hình 1-13) thì khi sự cố xả ạ ộ đ ể ấ ỳ
y ra t i m t i m b t k
trên tuyến sẽ không làm cho toàn tuyến phía sau bị ấ đ ệ
m t i n
Hình 1-13 Cấu trúc giao hoán

32. 16
1.2.1.2 Lưới nông thôn
Nông thôn có mậ ụ
t độ ph tả ư ố ả
i th a và phân b không đều, r i rác theo địa bàn
dân cư, các làng xã cách nhau hàng kilomet. Do đ đ
ó a số đường dây cấ đ ệ ở
p i n khu
vực nông thôn là đường dây trên không có tiết diện bé. Việc phân vùng các sự cố
thường nhanh chóng hơn mạng cáp đ ệ
i n đô thị và lượng công suất bị cắt trong
trường hợp sự c c h
ố ũng nhỏ ơn so với công suất bị ắ ự ố ạ đ ị
c t khi s c trong m ng ô th .
L i
ưới đ ện trung áp nông thôn thường có dạng cây (các đường dây liên xã), các
thôn xã trong cụm dân cư nố ụ
i vào đường dây tr c chính theo sơ đồ phân nhánh có
thể phân đ ạ
o n bằng dao cách ly
Hình 1-14 Cấu trúc lưới đ ệ
i n nông thôn
1.2.1.3 Chế ố
độ n i đất trung đ ể
i m của lưới trung áp
Trên thế giới có nhiều giải pháp cho vấn đề kế ố đ ệ ề
t n i lưới i n trung áp. V cơ
bản có thể phân nhóm sơ đồ thành hai dạng sau:
- Lưới trung áp có trung tính nối đất trực tiếp (phổ biến ở Bắ ỹ
c M ): Đường
dây trung áp tương ứng được thiết kế với 4 dây dẫn (3 dây pha + trung tính). Trung
tính được nối đất trực tiếp trên suốt chiều dài dây. Với dạng lưới này chế độ vận
hành mạ đ ệ
ng i n rất linh hoạ ạ
t, MBA h áp có thể ử
là MBA 3 pha, MBA 1 pha s
d i i
ụng đ ện áp dây hoặc đ ện áp pha (Hình 1-15).
- Lưới trung áp trung tính cách đ ệ
i n (phổ biến ở Châu Âu): Vớ ạ
i d ng lưới
này, đ ể
i m trung tính không được phân phối, đường dây trung áp tương ng
ứ được
thiết kế vớ đ ế
i 3 dây pha, không có dây trung tính. Do ó trong ch độ vậ ạ
n hành m ng
đ ệ ổ ế ử
i n ph bi n s dụ ạ ế ử
ng MBA h áp 3 pha, MBA 1 pha (n u s dụ ả ử
ng) ph i s dụng
đ ệ
i n áp dây (Hình 1-16)

33. 17
Hình 1-15: Trung áp trung tính
nối đất trực tiếp
Hình 1-16: Trung áp trung tính
cách đ ệ
i n
1.2.2 Lưới hạ áp
Đ ệ ừ
i n áp t cấ ẽ ạ ố ấ đ ệ ử
p trung áp s được h xu ng c p i n áp s dụng 0,4kV thông
qua các máy biế ụ ả ấ ộ ụ ư
n áp ph t i để cung c p cho m t c m dân c .
Lưới phân phối hạ áp thực hiện theo hai sơ đồ nối dây chính như sau:
- Sơ đồ hình tia (hay còn gọi là sơ ạ
đồ d ng cây)
- Sơ đồ dạng phân nhánh (hay còn gọi là sơ đồ dạng trục chính)
Từ hai sơ đồ chính trên nó sẽ biến dạng thành nhiều loại sơ đồ khác nhau phục
vụ cho các hộ tiêu thụ ữ đ ể
có nh ng đặc i m khác nhau.
1.2.2.1 Sơ đồ hình tia

34. 18
Hình 1-17: Lưới
phân phối dạng hình tia
Đối vớ ơ ỗ ộ ộ ụ ộ ể ố
i s đồ hình tia, m i m t h tiêu th hay m t di m phân ph i được cung
cấp bằng một lộ riêng biệt đi từ mộ đ ể Ư đ ể ủ ấ ễ
t i m chung. u i m c a c u trúc này là d
phát triể ậ
n, độ tin c y cao. Tuy nhiên vố ư
n đầu t đường dây lớn. Thường dùng trong
trường hợp các hộ tiêu thụ thành các nhóm ở đ ể ố
xung quanh i m phân ph i (theo
nhiều hướng khác nhau).
1.2.2.2 Sơ ạ
đồ d ng phân nhánh
Hình 1-18: Lưới phân phối dạng phân nhánh
Đối vớ ơ ạ ộ ụ ề đ ể ố
i s đồ d ng phân nhánh, thì h tiêu th hay nhi u i m phân ph i được
cung cấp từ các vị trí khác nhau trên trục chính này. Cũng giống như cấu trúc hình
tia, cấu trúc này dễ phát triển, ít tốn kém nhưng độ tin cậy không cao. Sơ đồ phân
nhánh thường dùng trong trường hợp các hộ tiêu thụ rả ọ
i d c theo một hướng.
Những hộ tiêu thụ quan trọng có thể được cung cấp tr p t
ực tiế ừ bả ố
ng phân ph i
chính của TBA.
TA
HA

35. 19
1.2.2.3 Sơ ạ
đồ d ng hỗn h p
ợ
Hình 1-19 trình bày một sơ đồ hỗ ợ ồ ạ đ ể ố
n h p, g m hàng lo t các i m phân ph i
được cung cấ đ ệ ừ
p i n t mộ ụ
t đường tr c chính (hay từ mộ ừ
t nhánh chính) và t các
đ ể ố ẽ ấ ạ ộ ụ
i m phân ph i này s cung c p theo d ng hình tia cho các h tiêu th .
Hình 1-19
Đường trục chính có thể ạ
có d ng vòng (Hình 1-20)
A
HA
TA
Hình 1-20
Đường trụ ũ ể ấ ừ ồ
c chính c ng có th được cung c p t hai ngu n (Hình 1-21). Trong
cả hai trường hợp, các vòng có thể làm việc theo dạng hở bằng cách ngắ ở ế ị
t b i thi t b
ở đ ể
i m A
Hình 1-21
Khi MBA chỉ cung cấp cho một trục chính, thì ta thực hiện sơ đồ khối: máy
biến áp – trục chính (Hình 1-22)
Hình 1-22

36. 20
1.3 HIỆN TRẠNG BẢO VỆ Ự
VÀ T ĐỘNG HÓA LƯỚI PHÂN PHỐI
VIỆT NAM
HTĐ Việt Nam vẫ đ ể ề
n ang phát tri n nhanh v số lượng và dần được nâng cao
v i
ề chất lượng. Để hệ thống đ ện có thể làm việc an toàn và phát triể ụ
n liên t c và bền
vững cần phải trang bị mộ ệ ố ả ệ ự ệ
t h th ng b o v và t động hóa hi n đại. Nó có nhiệm
vụ phát hiện và loại trừ nhanh nhất phần tử sự cố ỏ ệ ố
ra kh i h th ng để ngăn chặn và
hạn chế tới mức thấp nhất những hậu quả tai hại do sự cố gây ra.
LPP Việt Nam đa dạng về cấ đ ệ ấ
p i n áp. C p 6, 10, 35kV có trung tính cách ly,
cấp 22, 15, 0,4kV trung tính trực tiếp nối đất làm cho phương thức bảo vệ cho lưới
phân phối khá đa dạ ệ ế
ng. Ngoài ra vi c thi t kế ử ụ ả ệ
và s d ng b o v cho LPP mang tính
tự phát không theo một chuẩn thống nhất nào, thiết bị ử
s dụ ũ ấ đ ạ ấ
ng c ng r t a d ng ch t
lượng không đồng đều dẫn tới sự phối hợp khó khăn giữa các thiết bị bả ệ ư
o v , ch a
thực hi ch
ện đầy đủ ức năng bảo vệ, tác động nhầm, không chọn lọc vẫn xảy ra.
Trình độ tự ấ ẫ ớ ậ ấ đ ệ
động hóa còn th p d n t i độ tin c y cung c p i n giảm: thời gian mất
đ ệ ạ ấ đ ệ ớ đ
i n lâu, ph m vi m t i n l n không áng có.
Các thiết bị bả ệ ự ử
o v và t động hóa s dụ ệ
ng trong LPP Vi t Nam hiện nay rất
đ ạ ấ ứ
a d ng xu t x rất khác nhau và có chất lượng không đồ đề
ng u, có thể nêu một số
loại thường gặp sau đây:
Các cầu chì tự rơi (Fuse Cut Out - FCO), cầ ắ ả
u chì c t có t i (Loaded Break
Fuse Cut Out - LBFCO) đang sử dụ ừ
ng t nhiề ả ấ ư ế ị
u hãng s n xu t nh : Công ty Thi t b
đ ệ ấ
i n Sài Gòn (SEE), Tu n Ân, ABB, AB-Chance, Westinghouse(Nam Phi),... Chất
lượng của chúng rất không đồng đều. Các FCO, LBFCO do các hãng trong nước
sản xuất thường hư hỏng cách đ ệ
i n (khuyết tật do chế ạ ơ ấ
t o), c c u ngàm tiếp xúc, cơ
cấu tự rơi thường bị sét rỉ sau thời gian vận hành khoảng 2-3 năm.
Máy cắt do các hãng sả ấ ư
n xu t nh : ABB (Thụ Đ ể ầ
y i n, Ph n Lan, Ý, Ấn Độ,
Malaixia, Trung Quốc), Siemens (Đức, Ấn Độ), LG (Hàn Quốc), Alsthom (Pháp,
Ấ ỉ đ
n Độ Đứ
, c, B , In ônêxia), Merlin Gerin (Pháp, Việt Nam), Schneider (Pháp, Việt
Nam), AREVA(Inđônêxia)…

37. 21
BVQD kỹ thuậ ố ử ụ ủ ế ũ ấ ứ
t s được s d ng ch y u c ng xu t x từ ề ả ấ
nhi u hãng s n xu t
như: ABB, Alsthom, Siemens, SEL..
1.4 ĐẶT VẤN U
ĐỀ NGHIÊN CỨ
Một hệ thố ả ệ
ng b o v tốt phả ả ầ ậ ọ ọ
i đảm b o các yêu c u tin c y, ch n l c, tác động
nhanh, độ nhạy và tính kinh tế. Vì nhiều lý do khách quan cũng như chủ LPP nói
chung và hệ thống b o v
ả ệ và tự động hóa LPP nói riêng vẫn chưa được quan tâm
đ ứ
úng m c. Trình độ tự ấ ế ế ắ ấ ự
động hóa LPP còn th p, thi t k và l p đặt mang tính ch t t
phát, rấ đ
t a dạng không theo một chuẩn thống nhất nào. Đ ề đ
i u ó dẫn đến sự phối
hợp làm việc giữa các thiết bị bả ệ ố ể ầ ấ ọ ọ
o v không t t có th tác động nh m, m t ch n l c,
độ tin cậ ấ đ ệ ả ể ệ ố ệ ố ấ ự
y c p i n gi m được th hi n khá rõ trong s li u th ng kê su t s cố còn
nhiều và thời gian cũng như phạm vi mất đ ệ
i n còn lớn.
Qua những phân tích trên về vai trò và thực trạng b ng hóa c
ảo vệ và tự độ ủa
lưới phân phối đặt ra một yêu cầu cấp thiết là phải nghiên cứu để chuẩn hóa các
thiết bị bả ệ ự Đ ề ầ ự ộ ẩ ố
o v và t động cho LPP. i u này góp ph n xây d ng m t chu n th ng
nh o
ất cho lưới phân phối và tạ đ ề
i u kiện áp dụng tự động hóa vào lưới phân phối dễ
dàng, đồng bộ hơn đáp ứng yêu cầu phát triể ụ
n liên t c và bề ữ ủ Đ
n v ng c a HT .

38. 22
CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO
LƯỚI PHÂN PHỐI
Nhiệm vụ c c
ủa hệ thống bảo vệ LPP cũng như ủa HTĐ nói chung bao gồm:
1. Phát hiện và loại trừ sự cố ờ ấ ạ ế ứ
trong th i gian nhanh nh t, h n ch đến m c
thấp nhất tác hại của sự ố
c .
2. Cách ly chính xác phầ ử ự ố ỏ Đ
n t s c kh i HT .
3. Làm việ đ
c úng, chắc chắn, đảm bảo chế độ làm việc bình thường của các
phần tử không bị ự ố
s c và toàn bộ ệ
h thống.
4. Đảm bảo độ nhạy cần thiết trong mọi chế độ vậ ấ ồ
n hành khi công su t ngu n
và cấu hình lưới thay đổi.
5. Ngoài ra, đối với LPP, vì các đối tượng cần bảo vệ ấ
r t lớn nên giá của thiết
bị bảo vệ cần phải được xem xét.
2.1 CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ Ử Ụ
S D NG TRONG LƯỚI
PHÂN PHỐI
2.1.1 Thiết bị đóng cắt và bảo vệ lưới trung áp
Thiết bị bả ệ ử
o v (TBBV) s dụ ấ đ ạ
ng trong LPP r t phong phú và a d ng. Tùy
thuộc vào đối tượng được bả ệ ấ đ ệ ệ ư ộ
o v , c p i n áp và hi n nay ch a có m t tiêu chuẩn
nào cho những bảo vệ ầ
c n đặt cho LPP. Một số ả
b o vệ, và thiế ị ử ụ ổ
t b được s d ng ph
biến cho LPP bao gồm:
1. Các loại bảo vệ quá dòng
2. Cầu chì
3. Máy cắt có trang bị ự đ ạ
t động óng l i (Recloser)
4. Dao cách ly tự động (Sectionalizer)
…..

39. 23
2.1.1.1 Cầu chì cao áp (Fuse)
Cầu chì cao áp là loạ ả ấ ớ
i TBBV đơn gi n nh t dùng trong LPP v i đặc tính của
bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc. Có nhiều loại cầu chì cao áp khác nhau,
những loại thường gặp trong lưới phân phối là:
- Cầu chì tự ơ
r i
- Cầu chì chứa cát thạch anh
- Cầu chì chứa chất lỏng dập hồ quang
- Cầu chì chân không hoặc chứa khí SF6
Hai loạ ầ ự ơ
i đầu: C u chì t r i và cầ ứ ạ ử ụ ổ
u chì có ch a cát th ch anh được s d ng ph
biến hơn với khả nă ắ đ ệ ự ừ ở ấ đ ệ ặ
ng c t dòng i n c c đại t 5 đến 8kA c p i n áp 11kV ho c
12kV
Hình 2-1: Cầu chì tự ơ
r i
Đặc tính làm việ ệ ủ ầ ớ ạ ở
c (vùng làm vi c) c a c u chì được gi i h n b i hai đường
- Thời gian chảy nhỏ nhất (minimum smelting time): là thờ ỏ ấ
i gian nh nh t để
dây chảy đứt
- Thời gian tổng lớn nhất (maximum total time): là tổng thời gian sự cố được
loại trừ hoàn toàn
Tiêu chuẩn để phân loại cầu chì là đ ệ
i n áp giới hạn, dòng đ ệ
i n giới hạn, đặc
tính chảy của cầu chì (đặc tính i(t)), đặc tính sả ấ ộ ố ữ ố
n xu t và m t s nh ng thông s

40. 24
khác. Một s t k
ố nhà sản xuất hay quốc gia khác có sự phân loại và thiế ế riêng của
họ.
Trong LPP phổ biến cách phân loại dây chảy: loại K (nhanh) và loại T (chậm).
Sự phân loại này dựa vào tỉ số tốc độ theo đường cong thời gian chảy nhỏ nhất: là tỉ
s i i
ố dòng đ ện chảy ở 0,1s và dòng đ ện chảy ở 300s. Với dây chảy loại K tỉ số tốc độ
từ 6 đến 8. Loại T tỉ số tốc độ từ 10 đến 13.
Thời gian tổng lớn nhất
Thời gian chảy nhỏ nhất
Dòng đ ệ
i n (A)
Hình 2-2: Đặc tính i(t) của dây chảy cầu chì
2.1.1.2 Máy cắt có trang bị ự đ
t óng lại (Recloser)
Là máy cắt loạ ẹ ị
i nh tác động nhanh được trang b bả ệ ầ ử
o v quá dòng, ph n t
logic để cắt và đóng trở lại máy cắt có bộ phận đếm số ầ
l n tác ng thái
động và chỉ trạ
của máy cắt. Số lầ ự đ ạ ể ế đ ạ
n t óng l i có th được đặt trước, n u óng l i không thành
công máy cắ ẽ ữ ở ạ ắ ờ ậ ử
t s được gi tr ng thái c t, ch nhân viên v n hành x lý.
Đối vớ ố
i đường dây phân ph i trên không có tới 75% đến 95% sự cố là thoáng
qua gây ra bởi các tác nhân tự nhiên, nhờ khả nă ự đ ạ ủ
ng t động óng l i c a Recloser
làm tă đ
ng áng kể độ tin cậy của đường dây phân phối trên không.

41. 25
Hình 2-3: Cấu tạo máy cắt trong Recloser
Thông thường các Recloser có ba đường đặ độ
c tính tác ng I(t): mộ ầ
t l n tác
động nhanh (A), hai lầ ễ ọ
n tác động tr (B, C) được minh h a trên hình 2-4 [20].
20
10
7
5
3
2
1
0,7
0,5
0,3
0,2
0,07
0,1
0,05
0,03
0,02
0,01
B
C
A
Dòng đ ệ
i n (A)
Hình 2-4: Đặc tính I(t) của Recloser
Tuy nhiên các Recloser hiệ đ ề
n đại i u khiển dựa trên microprocessor cho phép
lựa chọn đường cong đặc tính bất kỳ để phù hợp với yêu cầu phối hợp các TBBV
cho cả ự ố
s c chạm pha và chạ ầ
m đất mà không c n thay đổi thành phần các TBBV.
Phân loại recloser theo các tiêu chí
- Số pha tác động: Recloser 1 pha và 3 pha

42. 26
- Cơ ấ
c u truyền động: Thủy lực hay đ ệ
i n tử
- Môi trường dập hồ quang: Dầu, chân không và khí SF6
Ngày nay người ta dùng máy cắt chân không hoặc SF6 thay cho máy cắt ít dầu
thường dùng trước đây để giảm trọng lượng của thiết bị, cho phép dễ dàng lắp đặt
trên cột của đường dây phân phối, nâng cao độ tin cậy, an toàn của thiết bị ộ ậ
. B ph n
đ ề ể ắ ự đ ạ
i u khi n logic c t và t động óng l i, đếm chu trình và thời gian tác động do một
microprocessor thực hiện cho phép kết nối với hệ thố đ ề
ng i u khiển xa và hiển thị
trạng thái máy cắt trong sơ đồ tự động của lưới phân phối.
Vị trí đặt reloser trên lưới phân phối
- Tại đầu các xuất tuyến trong trạm phân phối
- Trên đường dây chính và dài, reloser dùng để phân đ ạ
o n đường dây. Khi xảy
ra sự ố
c trên phân đ ạ
o n nào thì reloser ở đầu phân đ ạ đ
o n ó cắt để cách ly phân tử sự
c o
ố, các phân đ ạn phía trước sẽ không bị mất điệ đ Đ
n do ó nâng cao được TC.
- Tại đầu các nhánh rẽ để ng n trên
ăn chặn cắ đ ệ
t i đường dây cung cấp chính
khi sự ố ả
c x y ra trên nhánh rẽ
Cài đặ đế
t reloser cần chú ý n các thông số sau
- Đ ệ
i n áp hệ thống
- Giới hạn dòng ngắn mạch
- Dòng tải lớn nhất
- Dòng ngắn mạch nhỏ nhất trong vùng được bảo vệ ở
b i recloser
- Phối hợp b o v
ả ệ ớ
v i các phần tử khác phía trước và phía sau reloser
- Độ nhạy của reloser với sự cố chạm đất
Sự phối hợp của Recloser với các TBBV khác là rất quan trọng để đảm bảo
rằng khi sự cố xả ạ ấ đ ệ ỏ ấ ể ự ọ
y ra thì ph m vi m t i n là nh nh t có th . L a ch n đặc tính
thời gian và số lầ ự đ ạ ố ợ ớ ồ ế
n t động óng l i ph i h p v i các TBBV phía ngu n, các thi t bị
phía sau Recloser cũng phải được lựa chọn và đ ề
i u chỉnh để đạt được sự phối hợp
tốt nhất.

43. 27
2.1.1.3 Dao cách ly tự động (Sectionalizer-SEC)
Là loại dao cách ly được trang bị bộ ề ể đ ề ể ừ
truy n động có th i u khi n t xa tác
động phố ợ
i h p với máy cắt có trang bị tự đ ạ ự ệ ệ
động óng l i để th c hi n vi c tách và
cách ly phân tử bị sự cố ả ờ đ ệ
trong kho ng th i gian không i n ( deadtime ) trong chu
trình tự đóng lại. Dao cách ly tự động không có khả nă ắ
ng c t dòng đ ệ
i n lớn, vì vậy
trong quá trình xử ự ố ầ ố
lý s c c n ph i hợ ữ
p chính xác tác động gi a nó và máy cắt.
SEC được chế tạ ạ ề ằ ủ ự ặ
o lo i 1 pha hay 3 pha và truy n động b ng th y l c ho c
đ ệ ừ
i n t . SEC không có đặc tính I(t) và thường được sử dụ ữ
ng gi a hai TBBV có
đường cong hoạ ầ ố ố ợ ả ệ ọ
t động g n gi ng nhau, khó ph i h p b o v để đạ đượ độ
t c ch n
lọc mong muốn.
Lựa chọn SEC cần quan tâm tới các thông số sau
- Đ ệ
i n áp hệ thống
- Dòng tải lớn nhất
- Dòng ngắn mạch lớn nhất
- Phối hợp các TBBV phía trước và phía sau nó
Các thông số cầ ố ợ
n tính đến để ph i h p bả ệ đ đ ệ ở ố
o v ó là dòng i n kh i động, s
l i i
ần ngắt đ ện của các thiết bị bảo vệ phía trước để SEC thực hiện việc mở tiếp đ ểm.
2.1.1.4 Rơle quá dòng (Overcurent Relay)
Được trang bị ắ ự đ ạ ờ
kèm theo máy c t t óng l i, có đặc tính th i gian phụ thuộc,
đ ử
ôi khi được s dụ ớ ộ đ ệ ấ ă
ng v i b khóa i n áp th p để t ng độ nhạy của bảo vệ hoặc bộ
phận định hướng công suất (trong các mạch vòng).
Để bả ệ ố ạ ơ
o v ch ng ch m đất người ta dùng r le quá dòng có đặc tính độc lập
hoặc phụ thuộc nối qua bộ lọc Io vớ đ ệ ỉ ừ
i dòng i n ch nh định khá bé t 1 đến 10%
dòng đ ệ
i n cực đại, thời gian làm việc từ Đ ộ
1 đến 5 giây. ôi khi người ta còn dùng b
lọc tần số cơ bản 50 Hz đặt ở đầu vào của rơle nhằm loại trừ ảnh hưởng của hài bậc
cao cũng như trị ố
s quá độ của dòng đ ệ
i n khi đóng cắt MBA.

44. 28
2.1.1.5 Bộ phận chỉ thị ự ố
s c
Thời gian phát hiện phần tử sự cố ế ứ ủ
quy t định m c độ kéo dài c a quá trình
xử lý sự cố ộ ậ ỉ ị
. B ph n ch th sự cố sẽ đ ệ ự
tác động khi có dòng i n s cố ạ
ch y qua nó,
nó chỉ ả
c nh báo chứ không tác động cắt máy cắ ộ ậ ỉ ị ự ố ắ
t. Các b ph n ch th s c được l p
đặt ở đầu tất cả các đường dây, kể cả ẽ ệ
đường dây r nhánh giúp cho vi c xác định
đường đ ủ đ ệ ự
i c a dòng i n s cố ừ đ ị đ ể ự
và t ó xác định v trí i m s cố ễ
được d dàng và
nhanh chóng.
Có rất nhiề ạ ỉ ị
u lo i ch th sự cố ế
được ch tạ ề ắ
o theo nhi u nguyên t c khác nhau
t i
ừ loại đ ện từ thường dùng trước đây với hệ thống trở về đ ề ể ằ
i u khi n b ng tay đến
lo i
ạ đ ệ
i n tử hiện đại vớ ệ ố ở
i các h th ng tr về ể
khác nhau, có th lắ ặ
p trong nhà ho c
trên cột, dùng cho đường dây trên không hoặc cáp ngầm
2.1.2 Thiết bị ả
b o vệ lưới hạ áp
2.1.2.1 Cầu chì hạ áp
Hiện nay cầu chì hạ áp ít sử dụ đ ệ ạ ủ
ng trong lưới i n sinh ho t mà ch yế ử
u s
dụ ệ ả ầ ế
ng trong lưới công nghi p. Do dây ch y c u chì ch tạ ấ ấ ế
o r t khó đồng nh t ti t
diện và khó khử hết tạ ấ ệ ớ ế ứ
p ch t nên làm vi c v i độ chính xác không cao. Vì th ch c
năng chủ yế ả ệ ắ ạ ầ ỉ ự ả ệ ả
u là b o v ng n m ch, c u chì ch làm d phòng b o v quá t i cho
aptomat hoặ ở ừ
c kh i động t .
Cầu chì hạ áp được chế tạo gồm 3 loại:
- Cầu chì thông thường không làm nhiệ ụ ắ ả
m v cách ly và c t t i.
- Cầu chì cách ly có mộ ố
t đầu c định, mộ ở
t đầu m ra được như dao cách ly
làm nhiệm vụ cách ly như ầ
c u dao
- C i
ầu chì cắt tả là cầu chì cách ly có thể đ ắ ụ
óng c t dòng ph tả ư
i nh cầu dao
phụ tải.
Cầu chì hạ áp được đặc trưng bởi 2 đại lượng:
- Idc: Dòng định mức của dây chả ầ
y c u chì (A)
- Ivỏ: Dòng định mức của vỏ ầ
c u chì (bao gồm cả ắ
đế và n p). Khi lựa chọn cầu
chì ta cần l n c
ựa chọ ả Idc và Ivỏ.

45. 29
2.1.2.2 Aptomat
Aptomat là thiết bị đ ắ đ ệ ạ
óng c t i n h áp phổ biến. Aptomat có loại một pha và
ba pha với các cấ đ ệ
p i n áp khác nhau và số cự ệ ợ
c khác nhau để ti n l i cho việ ự
c l a
chọn và sử dụng.
Hình 2-5: Cấu tạo của aptomat
Người ta phân loại aptomat theo số pha tác động:
- Aptomat 1 pha có 2 loạ ự ự đ ệ
i: 1 c c và 2 c c, i n áp 220V, 240, 250V.
- Aptomat 3 pha có 2 loại: 3 cự ự đ
c và 4 c c iện áp 400V, 440V, 500V, 600V,
690V.
- Aptomat 1 pha 1 cực, 3 pha 3 cực, không cắt trung tính.
- Aptomat 1 pha 2 cực, 3 pha 4 cực, có cắt trung tính.
Aptomat 2 cực, 4 cực đắt hơ ư ỹ
n nh ng m quan và an toàn hơn.
Ngoài aptomat thông thường còn loại aptomat chống rò đ ệ
i n. Aptomat chống
rò tự động cắt mạ đ ệ
ch i n nếu dòng rò có trị số 30mA, 100mA hoặ ạ
c 300mA tùy lo i
2.1.2.3 Rơle quá tải
Rơle quá tải dùng để bả ệ ế
o v cho các thi t bị đ ệ ư ơ ế
i n nh động c , máy bi n áp
khỏi quá nhiệt.

46. 30
Động cơ bị ệ ể
quá nhi t có th bởi các nguyên nhân: Quá tải cơ ở đầu ra của
động cơ hoặ ự
c s mấ ứ ủ
t đối x ng c a nguồ đ ệ ấ ư
n i n cung c p nh mấ ộ
t m t pha hoặc kẹt
rotor.
Rơ le quá tải có đặc tính thời gian phụ thuộc dựa trên nguyên lý kim loại kép.
Đặc tính này biể ị
u th mỗ ệ
i quan h ir (t) trong đó ir là bội số dòng đ ệ
i n cài đặt, t là
thời gian cắt.
2.1.2.4 Công tắc tơ
Công t c t
ắ ơ là thiết bị đóng cắt thao tác bằng cuộn đ ệ
i n từ, dùng để đóng cắt
v i
ận hành thường xuyên như: động cơ, máy biến áp, tụ đ ện. Chúng cũng có khả
năng đóng cắt ngắn mạch giới hạn. Thường mắc nố ế ớ ế ị
i ti p v i các thi t b bả ệ
o v
chống ngắn mạch như cầu chì, đôi khi là aptomat.
Hình 2-6: Công tắc tơ
Công tắc tơ có tuổi thọ vậ ơ ớ ầ ử
n hành cao h n so v i c u dao, được s dụng khi có
đ ỏ ầ ấ đ ắ
òi h i t n su t óng c t cao.
Có nhiều loại công tắc tơ như: Loạ ắ
i c t bằng không khí, chân không, SF6

47. 31
2.2 PHỐI H C C
ỢP LÀM VIỆ ỦA CÁC THIẾT BỊ TRONG LƯỚI
PHÂN PHỐI
2.2.1 Phối hợ ế
p các thi t bị ả
b o vệ trung áp
Nguyên tắc cơ bả ủ ệ ố
n c a vi c ph i hợp đặc tính làm việc của các TBBV trong
LPP
1. Bảo vệ chính phải loại trừ sự cố ả
trước khi b o vệ dự ặ
phòng tác động ho c
tiếp tục làm việc cho đến khi sự cố được cách ly. Tuy nhiên, nếu bảo vệ chính là cầu
chì và bảo vệ dự phòng là recloser thì cho phép recloser tác động trước nế ư
u nh sự
cố đó vẫn chưa được giải trừ.
2. Thời gian và phạm vi mấ đ ệ
t i n gây ra bởi sự ố
c vĩ ử ả ạ ế
nh c u ph i được h n ch
th t
ấp nhấ
2.2.1.1 Phối hợp giữa Fuse – Fuse
Khi sự cố xả ề ầ ể ộ
y ra hai hay nhi u c u chì có th tác động vì m t sự cố ộ
. M t quy
tắc được chấp nhận đối với phố ợ ả ầ
i h p dây ch y c u chì đó là thời gian chảy lớn nhất
của cầu chì làm bảo vệ chính không được vượt quá 75% thờ ả ỏ ấ
i gian ch y nh nh t
c i
ủa cầu chì dự phòng với cùng một cấp dòng đ ện (Hình 2-7)
Đ ề đ ả ắ ắ ầ ắ ả ừ
i u ó đảm b o ch c ch n c u chì chính ng t và gi i tr sự cố ầ
trước khi c u
chì dự phòng tác động. Con số 75% để kể ả ủ ả
đến nh hưởng c a dòng t i và nhiệt độ
môi trường xung quanh hay sự nóng lên của các bộ ph n c
ậ ấu tạ ầ
o nên c u chì gây ra
b i
ởi dòng đ ện ngắn mạch phía sau nó nhưng không đủ làm nó chảy.
Để phố ợ ủ ề ầ ố ế ẽ
i h p c a hai hay nhi u c u chì n i ti p, người ta v các đường cong
đặc tính củ đ
a chúng. Trước ây để phối hợp bảo vệ các cầu chì người ta sử dụng
phương pháp lập bảng dữ liệu, nó đơn giản và chính xác. Tuy nhiên phương pháp
đồ thị vẫ ổ ế ơ ỉ ấ ề ơ
n ph bi n h n vì nó không ch cung c p nhi u thông tin h n và nó còn
được sự ỗ ợ ở ụ
h tr b i công c máy tính.

48. 32
Hình 2-7: Phối hợp thời gian giữa Fuse – Fuse
2.2.1.2 Phối hợp giữa Recloser – Fuse
Sự phối hợp của cầu chì và Recloser phụ thuộc vào vị trí tương quan của
chúng: cầu chì ở phía nguồn còn Recloser ở phía tải hoặc ngược lại. Sau đây ta sẽ
xét hai trường hợp trên c ph
ủa sơ đồ ối hợp
Cầu chì ở phía nguồn
Khi cầu chì ở phía nguồn, Recloser tác động nhanh hơn thời gian chả ỏ
y nh
nhất củ ầ ằ ệ ự ọ ệ
a c u chì b ng vi c l a ch n các h số ă ố
“t ng t c” (multiplying factors) cho
đường cong đặc tuyế ủ
n c a recloser. Mỗi một đường cong tác động cắt của recloser
được cài đặt bởi mộ ệ
t h số ă ố ứ ể ậ ơ ặ
“t ng t c” tương ng, nó có th ch m h n ho c nhanh
hơn đường cong đặc tính của cầu chì. Hệ số ă ố ụ ộ
“t ng t c” này ph thu c vào thời gian
đ ạ
óng l i trong các chu trình làm việc của recloser và phụ ộ ố
thu c vào s lầ đ ạ
n óng l i
của recloser.
Hình 2-8: Vị trí tương quan phối hợp giữa Recloser - Fuse

49. 33
Như vậ ầ ở đ ệ ủ ở đ ệ
y khi c u chì phía i n áp cao c a MBA còn recloser phía i n áp
th t
ấp của MBA, để phối hợp hoạ động thì một trong hai đường cong đặc tính hoặc
của cầu chì hoặc của recloser phải dịch chuyể ế
n để cho phép máy bi n áp thay đổi tỷ
số biến áp. Thông thường để dễ ơ ị ể
dàng h n người ta d ch chuy n đường cong đặc tính
c i
ủa cầu chì theo đầu phân áp mà có dòng đ ệ ớ ấ
n phía cao áp là l n nh t.
Bảng 2-1: Hệ số k cho bởi hãng Cooper
Hệ số tăng tốc k
Thời gian đóng lại
của các chu trình
(s)
2 lần nhanh, 2 lần
trễ có thời gian
1 lần nhanh, 3 lần
trễ có thời gian
4 lần trễ có thời
gian
25 2,7 3,2 3,7
30 2,6 3,1 3,5
50 2,1 2,5 2,7
90 1,85 2,1 2,2
120 1,7 1,8 1,9
240 1,4 1,4 1,45
600 1,35 1,35 1,35
Cầu chì ở phía tải
Việc phối hợp làm việc giữa mộ ộ ầ ở ả ả
t Recloser và m t c u chì ( phía t i) ph i
tuân thủ 2 nguyên tắc sau:
- Thời gian chảy nhỏ nhất củ ầ ả ớ ơ ờ ứ ớ
a c u chì ph i l n h n th i gian ng v i đường
cong tác động nhanh của Recloser.
- Thời gian lớn nhất loại trừ sự cố củ ầ ả ỏ
a c u chì ph i nh hơ ễ
n đường cong tr
củ ớ ấ
a Recloser v i b t kỳ hệ số ă ố ả ấ
“t ng t c” nào. Recloser ph i có ít nh t hai lần tác
động trễ để tránh trường hợ ấ đ ệ ắ ầ
p m t i n do recloser ng t khi c u chì tác động.

50. 34
Ứ ụ ủ ắ
ng d ng c a hai nguyên t c này được trình bày trên hình 2-9.
Phối hợp tốt nhất giữa một recloser và một cầu chì đạ đượ
t c bằng cách cài đặt
recloser với hai lần tác n tác
động tức thời và sau đó với hai lầ động có thời gian.
Hai lần mở tứ ờ ể ạ ừ ả ự
c th i đầu tiên có th lo i tr kho ng 90% các s cố thoáng qua. Các
cầu chì phía tải t
được đặ để tác động trước lần mở thứ 3 để loại trừ ự ố ĩ
s c v nh cửu.
Hình 2-9: Phối hợp đặc tính của recloser và cầu chì
2.2.1.3 Phối hợp giữa Recloser – Recloser
Phối hợp làm việc của các recloser đạt được bằng việc lựa chọn thích ứng
dòng đ ệ
i n cài đặt cho cuộn cắt của recloser thủy lực hay cảm biến đầu vào của
recloser điệ ử
n t .
Recloser thủy lực
Khoảng cách phối hợp các Recloser thủy lực phụ ộ ạ
thu c vào lo i Recloser sử
dụng. Do cơ cấ ề ơ đ ệ
u truy n động c i n để mở ế đ ể ớ
các ti p i m Recloser nên đối v i các
Recloser công suất bé cần chú ý các tiêu chuẩn sau:

51. 35
- Các đường cong đặc tính cách nhau dưới 40ms sẽ cho kết quả tác động cùng
lúc
- Các đường cong đặc tính cách nhau từ 40 – 240ms cũng có thể cho kết quả
tác động cùng lúc, trên 240ms thì mớ ắ ắ
i ch c ch n tác động khác nhau.
Với các Recloser thủy lực công suất lớ ố ư
n thì con s này nh sau:
- Nếu đường cong đặc tính cách nhau dưới 40ms chắc chắ ế
n cho k t quả tác
động cùng lúc
- Nếu đường cong đặc tính cách nhau lớn hơn 160ms thì mới tác động khác
nhau.
Do đó khi phối hợp các Recloser thủy lực mắc nối tiếp cần chú ý đến khoảng
cách thờ ữ
i gian gi a các đường đặc tính làm việc.
Recloser đ ề
i u khiển đ ệ
i n tử
Các Recloser đ ề
i u khiể đ ệ
n i n tử có thể ố ợ ơ ị
ph i h p sát nhau h n do nó không b
những hạn chế củ ơ
a c cấ ề ơ đ ệ ố
u truy n động c i n (quá t c độ, quán tính….). Các
Recloser phía sau phải giải trừ sự cố nhanh hơn các Recloser phía trước. Để
Recloser ở trạm cài đặt ít nhất một lầ ằ ạ ừ
n tác động nhanh nh m lo i tr sự cố thoáng
qua giữa nó với Recloser phía tải thì các Recloser phía tải phả ằ
i được cài đặt b ng
hoặc lớn hơn số lần tác động nhanh.
Như vậ ố ợ ả ủ ạ ự
y khi ph i h p các Recloser ph i chú ý đến ch ng lo i Recloser để l a
chọn khoảng cách giữa các đường cong đặc tính làm việc.
2.2.1.4 Phối hợp Recloser – Sectionalizer
Do các SEC không có đường đặc tính làm việc nên khi phối hợp với Recloser
chỉ cầ ớ ố
n quan tâm t i s lầ đ ạ ủ ủ
n óng l i c a Recloser. Tác động c a Recloser có thể là
nhanh hay có thời gian trễ thì Sectionalizer cũng phải cài đặt tương ứng. Ví dụ
Recloser tác động 2 nhanh, 2 trễ và nếu sự cố ĩ ử
là v nh c u thì SEC sẽ mở ra và cách
ly phầ ử
n t sự cố ầ ắ ứ ủ ế ề ố
sau l n c t th ba c a Recloser. N u nhi u SEC được cài đặt n i
tiếp thì Recloser ở càng xa sẽ đ ề
được i u chỉnh số lần đếm càng nhỏ. Nếu một sự cố

52. 36
xảy ra sau SEC cuối cùng, Recloser tác động và khở ộ ủ ấ ả
i động b đếm c a t t c các
SEC.
2.2.1.5 Phối hợp giữa Recloser – Sectionalizer - Fuse
Mỗi mộ ế ị
t thi t b bảo v u ph
ệ đề ả đ ề
i i u chỉnh để phối hợp làm việc với
Recloser. Ngược lại, số lầ ủ ũ ả ự ọ ố
n tác động c a recloser c ng ph i được l a ch n để ph i
hợp với cầu chì đáp ứng các tiêu chuẩn của hệ thống bảo vệ
2.2.2 Phối hợ ế
p các thi t bị ả
b o vệ ạ
h áp
2.2.2.1 Phối hợ ớ
p aptomat v i cầu chì
a: Bảo vệ quá tải có đặc tính thời gian phụ ộ
thu c
n: Bảo vệ ngắn mạch tác động nhanh theo cơ ấ
c u đ ệ
i n từ
Icn: Dòng cắt ngắn mạch định mức của aptomat
A: Khoảng cách phối hợp hai đường đặc tuyến
Hình 2-10: Phối hợp aptomat với cầu chì làm dự phòng
N i
ếu dòng đ ện ngắn mạch có thể xảy ra Ik lớ ơ ả
n h n kh nă ắ ắ ạ
ng c t ng n m ch
của aptomat thì thường bố trí thêm mộ ầ ả ệ
t c u chì để làm b o v dự ả
phòng, đảm b o
aptomat không bị phá hủy bởi dòng ngắn mạch lớn. Đặc tính bảo vệ quá tải và ngắn

53. 37
mạch của aptomat và cầu chì được mô tả như trên hình 2-10. Dòng đ ệ
i n quá tải và
ngắn mạch nằm trong giới hạn năng lực cắt ngắn mạch của aptomat thì sẽ được
aptomat cắ ỉ ữ ắ ạ ớ ơ ă ự ắ ủ
t ra. Ch nh ng dòng ng n m ch l n h n n ng l c c t c a aptomat sẽ
được loạ ừ ở
i tr b i cầu chì.
2.2.2.2 Phối hợp công tắc tơ ơ
, r le quá tải và cầu chì
Hình 2-11: Ph công t
ối hợp bảo vệ ắc tơ ơ ả
, r le quá t i và cầu chì
Trên hình 2-11 trình bày việc phối hợp bảo vệ giữa công tắc tơ, rơ le quá tải và
cầu chì, trong đó:
1: Đặc tính thời gian phụ thuộc của rơle quá tải nhiệt
2: Đường cong phá hủy của rơle quá tải nhiệt
3: Năng lực cắt của công tắc tơ
4: Đường cong đặc tính của công tắc tơ
5: Đặc tính thời gian tiề ồ ủ ầ
n h quang c a c u chì

54. 38
6: Đặc tính thời gian giải trừ s c
ự ố hoàn toàn của cầu chì
A, B, C: Khoảng cách an toàn đối với bả ệ ắ ạ
o v ng n m ch
Công t c s
ắc tơ đượ ử ụ
d ng với mục đích chính đóng ngắt động cơ. Rơle quá tải
làm nhiệm vụ ả
b o vệ quá tải cho động c ng c
ơ và đường dây cáp cấ đ ệ
p i n tới độ ơ.
Cầu chì làm nhiệm vụ bảo vệ ắ ạ ế ị đ ắ
ng n m ch cho các thi t b óng ng t và cáp.
Giới hạn cũng như đặc tính của các thiết bị cầ ả ẩ ậ ố
n ph i được xem xét c n th n để ph i
hợp đúng.
- Đặc tính làm việc của rơle quá tải và cầu chì không tác động trong thời gian
động cơ ở
m máy.
- Cầu chì phải b le quá t
ảo vệ cho rơ ải khỏi sự phá hủy c a dòng
ủ đ ệ ả
i n quá t i
vượt quá 10 dòng đ ệ ứ
i n định m c.
- Cầu chì phải ngắt dòng lớn mà công tắc tơ không cắt được (lớn hơn 10 lần
dòng làm việc c c t
ủa công tắ ơ )
- Cầu chì cũng phải bả ệ ắ ạ ắ ơ
o v ng n m ch cho công t c t .
2.2.2.3 Phối hợp bảo vệ ự
d phòng của các aptomat
Hình 2-12: Phối hợp bảo vệ aptomat
Hai aptomat 1 và 2 cùng loại thì sẽ mở ờ ắ ạ ạ đ ể
đồng th i khi ng n m ch t i i m B
nếu dòng ngắn mạch này lớn hơn dòng giới hạn phối hợp chọn lọc của hai aptomat.
Để đả đị
m bả ọ ọ
o ch n l c thường phả ọ
i ch n aptomat 1 có dòng danh nh lớ ơ
n h n hoặc
chủng loại khác với thời gian làm việc chậm hơn.

55. 39
2.3 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ LƯỚI TRUNG ÁP
Lưới trung áp nói riêng và LPP nói chung có số lượng phần từ nhiều, phạm vi
bao phủ rộ đ ộ
ng. Do ó để đưa ra m t phương thứ ả ệ ố ấ ầ ă
c b o v (PTBV) th ng nh t c n c n
cứ vào sơ đồ kết dây của lưới, các quy định hiện hành về PTBV, yêu cầu chất lượng
và đảm bảo tính kinh tế.
Trong phần này, lu n v n s
ậ ă ẽ đưa ra PTBV cho LPP trung áp từ trạm nguồn
đến các trạ ụ
m ph tải dựa trên nhữ đ ể
ng đặc i m và yêu cầu của LPP và các quy định
hiện hành, để đóng góp một phần vào công việc chuẩn hóa bảo vệ cho LPP.
Trên sơ đồ ký hiệu các phần tử theo tiêu chuẩn ANSI (Phụ ụ
l c1)
2.3.1 Ảnh hưởng của sơ đồ k c
ết dây đến phương thức bảo vệ ủa lưới trung áp
Hiện nay trên thế giới có nhiều giải pháp cho vấ ế ủ
n đề k t dây c a lưới trung áp.
Về cơ bản có thể phân ra làm hai nhóm chính.
Lưới có trung tính nối đất trực tiếp phổ biến ở Mỹ ệ ớ
, Vi t Nam v i lưới 22 và
15kV.
L i
ưới có trung tính cách đ ện phổ biến ở Nga, một số nước theo tiêu chuẩn
Liên Xô cũ, Việt Nam với cấp 35, 10kV.
Ngoài hai dạng trên hình thành một dạng trung gian là lưới nối đất qua một
t i
ổng trở bé (cuộn Petersen hay đ ện trở) phổ biến ở các lưới đ ệ
i n Tây Âu.
Như vậy lưới trung áp Việt Nam tồn tại cả hai dạng là trung tính cách đ ệ
i n
(lưới 35, 10, 6kV) và trung tính nối đất trực tiếp (22kV). EVN đang có chủ trương
chuẩn hóa lưới đ ệ
i n trung áp về cấ ả
p 22kV. Tuy nhiên lưới 35kV có kh năng còn
t i
ồn tại trong tương lai xa để cấp đ ện cho nông thôn, miền núi ở những vùng mật độ
tiêu thụ đ ệ
i n thấp.
Chế độ làm việc củ đ ể
a i m trung tính ảnh hưởng đến PTBV và do đó ảnh
hưởng đến sự làm việc và ĐTC.

56. 40
2.3.1.1 Lưới trung tính cách đ ệ
i n
Hình 2-13: Sơ đồ thay thế và đồ thị véc tơ lưới trung tính cách đất
Để đơn giả ộ ạ
n xét m t m ng đ ệ
i n có trung tính cách đ ệ
i n như trên hình 2-13.
Với C1: Đ ệ
i n dung giữa các pha của đường dây.
C: Đ ệ
i n dung giữa dây pha với đất.
Nhóm tụ đ ệ
i n nối tam giác ít ảnh hưởng đến chế độ nối đất của mạng nên ta có
thể không quan tâm đến nó.
Trong chế độ làm việc bình thường, mạ đ ệ
ng i n là đối xứng, dòng đ ệ
i n dung
c i
ủa các pha sớm pha hơn đ ện áp 900
được mô tả như trên hình vẽ và có độ lớn
ICA = ICB= ICC = ICO = .C.Up = .co.L.Up
Trong đó: L: chiều dài đường dây
Up: Đ ệ
i n áp pha
CO: đ ệ
i n dung trên một đơn vị dài của đường dây
Dòng đ ệ
i n chạy trong đất sẽ là:
ig = ica+icb+ icc = 0
Khi một pha chạm đất (giả ử
s pha A)
Hình 2-14: Sự ố
c chạm đất 1 pha lưới trung tính cách đất

57. 41
Bằng cách phân tích theo các thành phần đối xứ ế ả
ng ta được k t qu :
- Đ ệ
i n áp các pha và đ ể
i m trung tính
U’A = 0
U’B = U’C = 3 UA = Ud
U’O = UA = Up
- Dòng đ ệ
i n dung các pha
I’CB = I’CC = 3 IC0
I’CA = 3 ICO
Như vậy khi có chạm đất mộ đ ệ đ ằ
t pha, i n áp pha ó b ng không, các pha khác
t i i i
ăng bằng đ ện áp dây. Dòng đ ện dung pha đó tăng 3 lần, dòng đ ện dung pha khác
tăng 3 lầ ế ư ế ệ đ ệ ủ đ ể
n. N u nh trong ch độ làm vi c bình thường i n áp c a i m trung
tính bằng không thì khi có chạ đ ệ
m đất 1 pha i n áp củ đ ể
a i m trung tính bằ đ ệ
ng i n áp
pha. Hệ thống đ ệ
i n áp dây giữ nguyên không đổi giống như khi làm việc bình
thường.
Do hệ thố đ ệ
ng i n áp dây của mạ đ ệ
ng i n không thay đổi và dòng đ ệ
i n dung nhỏ
hơn nhiều so với dòng đ ệ
i n phụ ả
t i nên các phụ ả
t i vẫn làm việc bình thường. Do đó
đối với mạ đ ệ ậ ạ ộ
ng i n này người ta cho phép v n hành khi ch m đất m t pha trong thời
gian cho phép.
- Đối với mạng đ ệ
i n Uđm  6kV, thời gian làm việc cho phép  2h
- Đối vớ ạ đ ệ
i m ng i n Uđm i
 10kV, thời gian làm việc cho phép  1h; với đ ều
kiện dòng chạm đất trong mạng Ic ≤ 30A.
- Đối vớ ạ đ ệ
i m ng i n Uđm > 10kV, thời gian làm việc cho phép ≤ 0,5h;
- Đối với mạng đ ệ
i n Uđm = 35kV, chỉ cho phép làm việc khi I c ≤ 10A.

58. 42
2.3.1.2 Lưới trung tính nối đất trự ế
c ti p
Hình 2-15: Lưới trung tính nối đất trực tiếp
Trong đ ề
i u kiện làm việc bình thường, ở chế độ ba pha đối xứng, dòng đ ệ
i n
chạy trong dây trung tính bằng 0.
Do trung tính nối đất trực tiếp, chạm đất một pha trong mạng sẽ gây ngắn
mạch một pha với đất, dòng ngắn mạch lớn, buộc phải có thiết bị bả ệ
o v tác động
loại trừ phần tử sự ố ộ ấ ể
c m t cách nhanh nh t có th .
Như vậy ng n
đối với mạ đ ệ
i n có trung tính nối đất trực tiếp không cho phép vậ
hành khi có một pha chạm đất, còn mạ đ
ng trung tính cách iện do không ảnh hưởng
đến sự ệ ủ
làm vi c c a phụ tả ẫ ậ ả ờ ạ
i nên v n cho phép v n hành trong kho ng th i gian h n
chế. Đ ề
i u này làm cho PTBV chống các dạ ự ố ệ ố đ ệ ủ
ng s c trong h th ng i n c a hai loại
mạng này có sự khác nhau.
2.3.2 Phương thức bảo vệ các trạ ồ
m ngu n
Trạm nguồn của LPP trung áp chủ yế ạ ạ ạ ồ
u là các tr m 110kV. T i tr m ngu n
đ ệ ả ẽ ạ ố
i n áp 110kV thông qua các MBA gi m áp s được h xu ng các cấ đ ệ
p i n áp trung
áp cấp cho các lộ đường dây.
Sau đây sẽ ớ ệ
gi i thi u mộ ố ạ
t s PTBV tr m 110kV có tham khảo [9], [22]

59. 43
2.3.2.1 Trạm nguồ ế
n máy bi n áp hai cuộn dây
a. Phía trung áp trung tính cách đ ệ
i n (MBA tổ đấu dây Y0/∆)
Hình 2-16: PTBV MBA 2 cuộn dây, phía trung áp trung tính cách ly
* Chức năng của các bảo vệ ệ ố ợ ả ệ
và vi c ph i h p b o v
Các bảo vệ đi kèm với máy biến áp:
OT: Bảo vệ nhiệ ầ
t độ d u tăng cao
BH: Rơ le khí
OL: Bảo vệ ứ
m c dầu hạ thấp
Các bảo v o v
ệ ầ
c n l p thêm
ắ để bả ệ cho trạm nguồn
Bảo vệ chính:
87T: Chống sự ố
c bên trong MBA gửi tín hiệu cắ ủ
t các phía c a MBA
87N: Bảo vệ chống ch a MBA.
ạm đất hạn chế trong cuộn dây phía 110kV củ
Khi khởi động nó sẽ gửi tín hiệ ắ ủ
u c t các phía c a MBA. Thường chọn với dòng
khởi động là 20% đến 40% dòng danh định của BI với độ dốc đường đặc tính K=0
và tác động với thời gian trễ 0s.
FR: Thiết bị ự
ghi s cố

60. 44
Bảo vệ phía 110kV
50: Quá dòng cắt nhanh với dòng khởi động cài đặt theo dòng ngắn mạch
ngoài lớn nhất phía trung áp
Ikđ 50 = kat. INngmax
Với kat = 1,2: hệ ố
s an toàn
51: Quá dòng có thời gian với dòng khởi động theo dòng làm việc max của
MBA có tính đến quá tải, thời gian phối hợp với bảo vệ quá dòng phía trung áp với
cấp chọn lọc t = 0,5s.
Ikđ 51 = K. Idđ 110kV
Vớ ệ ố ỉ
i K= 1,6: h s ch nh định
51N: Bảo vệ quá dòng thứ tự ự ả ệ
không để làm d phòng cho b o v sự cố ạ
ch m
đấ độ
t trong cuộ ủ ớ ở
n dây 110kV c a MBA. Thường cài đặt v i dòng kh i ng tương ứng
với 20% Idđ củ ờ ố
a BI phía 110kV. Th i gian ph i hợ ớ ả ệ ứ
p v i b o v th tự không phía
đường dây 110kV vớ ấ ọ ọ
i c p ch n l c t = 0,5s.
49: B quá t
ảo vệ ải cho máy biến áp theo quan hệ dòng đ ệ
i n và nhiệt độ, gửi tín
hiệu bằng đèn.
Bảo vệ phía trung áp
51: B ng ch
ảo vệ quá dòng có thời gian với dòng khởi độ ọn theo dòng danh
định của máy biến áp có tính tới quá tải. Thời gian phối hợ ớ ờ ủ ả
p v i th i gian c a b o
vệ phía đường dây với cấp chọn lọc t = 0,5s .
Ikđ 51 = K. Idđ trung áp
Vớ ệ ố ỉ
i K= 1,6: h s ch nh định
t = max { các xuất tuyến } + 0,5
Đối vớ ờ ớ ấ ủ ả ệ
i đường dây trung áp th i gian l n nh t c a b o v đường dây là 2s.
64: B n áp kh
ảo vệ phát hiện chạm đất v i l
ớ ưới trung tính cách đ ệ Đ ệ
i n. i ởi
độ đị
ng chọ đ ệ
n theo i n áp danh nh lưới trung áp. Gử ệ ằ đ ặ
i tín hi u báo b ng èn ho c còi.
Uokđ> = (0,1 ÷ 0,2).Udđ trung áp

61. 45
Khi có sự cố ạ ộ
ch m đất m t pha trên lưới trung áp người ta sẽ cắ ộ
t các l theo
quy trình để tìm đ ể
i m sự ố
c .
b. Phía trung áp trung tính nối đất (MBA tổ đấu dây Y0/Y0)
Do phía trung áp trung tính nối đất nên phía cao và hạ có sự liên hệ với nhau
về dòng thứ tự không. PTBV cho trạm này được mô tả trên hình 2-17
Hình 2-17: PTBV MBA 2 cuộn dây, phía trung áp trung tính nối đất trực
tiếp
* Chức năng của các bảo vệ ự ố ợ ả ệ
và s ph i h p b o v
PTBV cho MBA của trạm này về cơ bả ẫ ố ạ ồ
n v n gi ng tr m ngu n có trung áp
trung tính cách đ ệ ạ
i n. Do phía h là lưới trung tính nối đất trực tiếp nên dòng chạm
đất có trị ố ớ ữ ả
s l n. Nh ng b o vệ ả
ph n ứ ớ ự ố ạ
ng v i s c ch m đất sẽ được cài đặt khác đi
87N: Bảo v n ch
ệ chống chạm đất hạ ế cho cả hai cuộn dây của MBA. Khi khởi
động nó sẽ ử ệ đ ắ ủ
g i tín hi u i c t các phía c a MBA.
50N: Dòng khởi động sẽ được chọn theo dòng ngắn mạch ngoài thứ tự không
lớn nhất qua bảo vệ khi có sự cố chạm đất trên thanh góp trung áp.
Ikđ 50N = kat. 3IoNngmax
IoNngmax = max {I )
1
(
N
0 (BI), I )
1
,
1
(
N
0 (BI)}

62. 46
Với kat = 1,2: hệ ố
s an toàn
51N: Đặt i
ở 2 phía của máy biến áp chọn với dòng đ ệ
i n khở động tương ứng
với 20% dòng danh định của BI đặt các phía. Thời gian sử ụ
d ng đặc tính độc lập với
cấp chọn lọc t =0,5s
- Phía trung áp (22kV): t2 = tdpdd (22kV) + t
- Phía 110kV: t1 = t2 + t
Các lộ đường dây phía trung áp tại các xuât tuyế ả
n đặt các b o vệ 50/51,
50N/51N để chống các sự cố quá dòng pha và chạm đất.
2.3.2.2 Trạm nguồ ế
n máy bi n áp ba cuộn dây một phía trung tính cách đ ệ
i n, một
phía trung tính nối đất
Hình 2-18: Phương thức bảo vệ MBA 3 cuộn dây
* Chức năng của các bảo vệ ự ố ợ ả ệ
và s ph i h p b o v
PTBV trạm nguồn với MBA ba cuộn dây: một phía trung áp trung tính cách
đ ệ ộ ố ự ế ự ấ ổ ợ ủ
i n, m t phía trung áp trung tính n i đất tr c ti p th c ch t là t ng h p c a hai
PTBV của hai trạm hai cuộn dây trên.

63. 47
87T: Bảo vệ so lệch máy biến áp, tín hiệu dòng lấy từ ba phía của MBA. Khi
có sự ố
c trong vùng bảo vệ nó sẽ ử
g i tín hiệ đ
u i c t c
ắ ả ba phía của MBA.
87N: Bảo vệ chống chạm đất hạn chế cho hai cuộn dây cao và trung có trung
tính nối đất trực tiếp của MBA. Khi có sự ố ạ ộ
c ch m đất trong hai cu n dây này thì nó
sẽ gửi tín hiệu đi cắt cả ba phía của MBA.
50: Lấy dòng khởi động theo dòng ngắn m n nh xu
ạch lớ ất có thể ất hiện ngoài
MBA ở cả hai phía trung áp.
Ikđ 50 = kat. INngmax
INngmax = max {IN3(BI), IN2(BI)}
Với kat = 1,2: hệ ố
s an toàn
Hình 2-19: V trí tính ng
ị ắn mạch bả ệ ộ
o v MBA 3 cu n dây
50N: Dòng khởi động chọn t ng t
ươ ự như ớ
v i trạm hai cuộn dây phía trung áp
trung tính nối đất. Trường hợ đ ệ
p i n kháng cuộ ∆
n của MBA X∆ = 0 không cần đặt
bảo vệ này.
Các bảo vệ quá dòng 51, 51N phía cuộn dây 110kV chọn tương tự.
Các bảo vệ quá dòng các phía trung áp chọ ứ ớ ấ ệ
n tương ng v i tính ch t làm vi c
c i
ủa đ ểm trung tính đã được trình bày trên hai loại trạm hai cuộn dây.
Tín hi u c
ệ ắt: Vớ ả ệ ả ệ ộ
i các b o v chính MBA và b o v phía cu n dây 110kV khi
khởi động sẽ gử ệ đ ắ ủ ả ệ ộ
i tín hi u i c t các phía c a MBA. B o v trên cu n dây trung áp
nào, khi khởi động chỉ ử ệ
g i tín hi u đ ắ ắ ở đ
i c t máy c t phía ó.

64. 48
Nhận xét: PTBV kể đ ự ả ớ ộ ố
trên ã được xây d ng có tham kh o [9], [22] v i m t s
để đổ
xuất thay i sau:
- Bảo vệ quá dòng có hướng 67, 67N đặt phía cuộn dây 110kV là không cần
thiết vớ ạ ồ
i các tr m ngu n được cung cấ ừ ộ ớ
p t m t phía (110kV). Đối v i phía trung áp
c o
ủa trạm có nhiều MBA và không đặt bảo vệ riêng cho máy cắt phân đ ạn trung áp
có thể ử ụ
s d ng 67, 67N ở phía trung áp.
- Không sử dụ ứ ă ở
ng ch c n ng 50N phía 110kV khi trung áp trung tính cách
đ ệ ặ ớ
i n ho c đối v i MBA 3 cuộn dây có đ ệ
i n kháng X∆ = 0.
- Bảo vệ 87N phù hợp khi chất lượng đ ệ
i n đ ệ
i n áp của lưới khá tốt vớ ả đ ề
i d i i u
chỉnh đầu phân áp hẹp. Khi lưới có chất lượng đ ệ
i n áp tồi, sự mất cân bằng trong ba
pha có thể làm cho bảo vệ 87N tác động. Khi đó có thể không sử dụ ứ ă
ng ch c n ng
87N mà thay vào đó là b nh
ảo vệ 50G đặt ở trung tính của MBA với độ ạy cao hơn.
- Với trạm có hai hoặc nhiều hơn MBA làm việc song song cần xem xét khả
năng sử dụng bảo vệ quá dòng có hướng 67, 67N ở phía trung áp.
2.3.3 Phương thức bảo vệ ạ ạ ố
t i các tr m phân ph i (trạm cắt trung áp)
Do vị trí và mứ ọ
c độ quan tr ng của các trạm phân phối trung áp không lớn nên
để đầ
giảm chi phí u tư ế
cho các thi t bị ở ạ ố đ ệ ỏ
, các tr m phân ph i i n áp nh hơn
110kV thường sử ụ
d ng sơ đồ đơ
thanh góp n
52
52 52
52
Hình 2-20: Hệ ố
th ng thanh góp đơn
ho p
ặc hệ thống thanh góp đơn có phân đ ạ
o n khi có hai lộ đường dây cấ đ ệ
i n.

65. 49
Hình 2-21: Hệ thống thanh góp đơn có phân đ ạ
o n
Bình thường các phân đ ạ
o n làm việc độc lập máy cắt liên lạc làm việ ở
c chế
độ thường mở, khi sự ố
c phía 1 đường dây cấ đ
p iện đến hay vận hành kinh tế MBA
thì máy cắ ạ đ ạ ộ ộ ấ đ ệ đ ạ
t liên l c óng l i để m t l c p i n cho hai phân o n thanh góp.
Bảo vệ cho thanh cái của LPP ta sử dụ ế ợ ả
ng k t h p b o vệ ủ
quá dòng c a các
phân tử lân cận để bả ệ
o v thanh cái. Về cơ bả ả ệ ố ớ
n b o v cho thanh cái đơn gi ng v i
thanh cái có phân đ ạ
o n.
2.3.3.1 Trạm phân phối trong lưới trung tính cách đ ệ
i n
Để bả ệ ế ợ ả ệ ồ ộ
o v cho thanh góp ta k t h p b o v 50/51 đặt phía ngu n (l đường
dây đến) và bảo vệ 50/51 ở các lộ đường dây ra.
Để giả ờ
m th i gian loại trừ ự ố
s c trên thanh góp xuống mức thấp nhất, cần khóa
bảo vệ củ ơ ồ ằ ơ ủ ộ ả ơ
a các r le phía ngu n b ng các r le c a các l ra phía t i. R le phía
nguồn thường chọn với hai cấp thời gian tác động. B 50 ch
ảo vệ ọn thời gian trễ t0
khoảng vài chục mili giây, b i h
ảo vệ 51 với thời gian tác động phố ợ ớ ả
p v i b o vê 51
trên các xuất tuyến v n l
ới cấp chọ ọc t = 0,3s.
Hình 2-22: PTBV thanh góp đơn trung áp trung tính cách ly