Bài giảng Bảo vệ Rơle - Chương 1: Khái niệm bảo vệ Rơle

113 trang ngocly 2980

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Bảo vệ Rơle - Chương 1: Khái niệm bảo vệ Rơle", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_bao_ve_role_chuong_1_khai_niem_bao_ve_role.pdf

Nội dung text: Bài giảng Bảo vệ Rơle - Chương 1: Khái niệm bảo vệ Rơle

3 Chæång 1: KHAÏI NIÃÛM VÃÖ BAÍO VÃÛ RÅLE I. KHAÏI NIÃÛM CHUNG: I.1. Nhiãûm vuû cuía baío vãû råle: Khi thiãút kãú vaì váûn haình báút kyì mäüt hãû thäúng âiãûn naìo cáön phaíi kãø âãún khaí nàng phaït sinh hæ hoíng vaì caïc tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng trong hãû thäúng âiãûn áúy. Ngàõn maûch laì loaûi sæû cäú coï thãø xaíy ra vaì nguy hiãøm nháút trong hãû thäúng âiãûn . Háûu quaí cuía ngàõn maûch laì: a) Truût tháúp âiãûn aïp åí mäüt pháön låïn cuía hãû thäúng âiãûn b) Phaï huíy caïc pháön tæí bë sæû cäú bàòng tia læía âiãûn c) Phaï huíy caïc pháön tæí coï doìng ngàõn maûch chaûy qua do taïc âäüng nhiãût vaì cå. d) Phaï huíy äøn âënh cuía hãû thäúng âiãûn Ngoaìi caïc loaûi hæ hoíng, trong hãû thäúng âiãûn coìn coï caïc tçnh traûng viãûc khäng bçnh thæåìng. Mäüt trong nhæîng tçnh traûng viãûc khäng bçnh thæåìng laì quaï taíi. Doìng âiãûn quaï taíi laìm tàng nhiãût âäü caïc pháön dáùn âiãûn quaï giåïi haûn cho pheïp laìm caïch âiãûn cuía chuïng bë giaì cäùi hoàûc âäi khi bë phaï huíy. Âãø ngàn ngæìa sæû phaït sinh sæû cäú vaì sæû phaït triãøn cuía chuïng coï thãø thæûc hiãûn caïc biãûn phaïp âãø càõt nhanh pháön tæí bë hæ hoíng ra khoíi maûng âiãûn, âãø loaûi træì nhæîng tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng coï khaí nàng gáy nguy hiãøm cho thiãút bë vaì häü duìng âiãûn. Âãø âaím baío sæû laìm viãûc liãn tuûc cuía caïc pháön khäng hæ hoíng trong hãû thäúng âiãûn cáön coï nhæîng thiãút bë ghi nháûn sæû phaït sinh cuía hæ hoíng våïi thåìi gian beï nháút, phaït hiãûn ra pháön tæí bë hæ hoíng vaì càõt pháön tæí bë hæ hoíng ra khoíi hãû thäúng âiãûn. Thiãút bë naìy âæåüc thæûc hiãûn nhåì nhæîng khê cuû tæû âäüng coï tãn goüi laì råle. Thiãút bë baío vãû âæåüc thæûc hiãûn nhåì nhæîng råle âæåüc goüi laì thiãút bë baío vãû råle (BVRL). Nhæ váûy nhiãûm vuû chênh cuía thiãút bë BVRL laì tæû âäüng càõt pháön tæí hæ hoíng ra khoíi hãû thäúng âiãûn. Ngoaìi ra thiãút bë BVRL coìn ghi nháûn vaì phaït hiãûn nhæîng tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng cuía caïc pháön tæí trong hãû thäúng âiãûn, tuìy mæïc âäü maì BVRL coï thãø taïc âäüng âi baïo tên hiãûu hoàûc âi càõt maïy càõt. Nhæîng thiãút bë BVRL phaín æïng våïi tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng thæåìng thæûc hiãûn taïc âäüng sau mäüt thåìi gian duy trç nháút âënh (khäng cáön phaíi coï tênh taïc âäüng nhanh nhæ åí caïc thiãút bë BVRL chäúng hæ hoíng). I.2. Yãu cáöu cå baín cuía maûch baío vãû: I.2.1. Tênh choün loüc: Taïc âäüng cuía baío vãû âaím baío chè càõt pháön tæí bë hæ hoíng ra khoíi hãû thäúng âiãûn âæåüc goüi laì taïc âäüng choün loüc. Khi coï nguäön cung cáúp dæû træî cho häü tiãu thuû, taïc âäüng nhæ váûy taûo khaí nàng cho häü tiãu thuû tiãúp tuûc âæåüc cung cáúp âiãûn.
4 Hçnh 1.1 : Càõt choün loüc trong maûng coï mäüt nguäön cung cáúp Yãu cáöu taïc âäüng choün loüc cuîng khäng loaûi træì khaí nàng baío vãû taïc âäüng nhæ laì baío vãû dæû træî trong træåìng håüp hoíng hoïc baío vãû hoàûc maïy càõt cuía caïc pháön tæí lán cáûn. Cáön phán biãût 2 khaïi niãûm choün loüc: • ChoU ün loüc tæång âäúi:U theo nguyãn tàõc taïc âäüng cuía mçnh, baío vãû coï thãø laìm viãûc nhæ laì baío vãû dæû træî khi ngàõn maûch pháön tæí lán cáûn. • ChoU ün loüc tuyãût âäúi:U baío vãû chè laìm viãûc trong træåìng håüp ngàõn maûch åí chênh pháön tæí âæåüc baío vãû. I.2.2. Taïc âäüng nhanh: Caìng càõt nhanh pháön tæ íbë ngàõn maûch seî caìng haûn chãú âæåüc mæïc âäü phaï hoaûi pháön tæí âoï , caìng giaím âæåüc thåìi gian truût tháúp âiãûn aïp åí caïc häü tiãu thuû vaì caìng coï khaí nàng giæî âæåüc äøn âënh cuía hãû thäúng âiãûn. Âãø giaím thåìi gian càõt ngàõn maûch cáön phaíi giaím thåìi gian taïc âäüng cuía thiãút bë baío vãû rå le. Tuy nhiãn trong mäüt säú træåìng håüp âãø thæûc hiãûn yãu cáöu taïc âäüng nhanh thç khäng thãø thoía maîn yãu cáöu choün loüc. Hai yãu cáöu naìy âäi khi máu thuáùn nhau, vç váûy tuìy âiãöu kiãûn cuû thãø cáön xem xeït kyî caìng hån vãö 2 yãu cáöu naìy. I.2.3. Âäü nhaûy: Baío vãû råle cáön phaíi âuí âäü nhaûy âäúi våïi nhæîng hæ hoíng vaì tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng coï thãø xuáút hiãûn åí nhæîng pháön tæí âæåüc baío vãû trong hãû thäúng âiãûn. Thæåìng âäü nhaûy âæåüc âàûc træng bàòng hãû säú nhaûy KnB .B Âäúi våïi caïc baío vãû laìm viãûc theo caïc âaûi læåüng tàng khi ngàõn maûch (vê duû, theo doìng), hãû säú âäü nhaûy âæåüc xaïc âënh bàòng tyí säú giæîa âaûi læåüng taïc âäüng täúi thiãøu (tæïc doìng ngàõn maûch beï nháút) khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi vuìng baío vãû vaì âaûi læåüng âàût (tæïc doìng khåíi âäüng). âaûi læåüng taïc âäüng täúi thiãøu KnB B = âaûi læåüng âàût Thæåìng yãu cáöu KnB B = 1,5 ÷ 2. I.2.4. Tênh baío âaím: Baío vãû phaíi luän luän sàôn saìng khåíi âäüng vaì taïc âäüng mäüt caïch chàõc chàõn trong táút caí caïc træåìng håüp ngàõn maûch trong vuìng baío vãû vaì caïc tçnh traûng laìm viãûc khäng bçnh thæåìng âaî âënh træåïc.
5 Màûc khaïc baío vãû khäng âæåüc taïc âäüng khi ngàõn maûch ngoaìi. Nãúu baío vãû coï nhiãûm vuû dæû træî cho caïc baío vãû sau noï thç khi ngàõn maûch trong vuìng dæû træî baío vãû naìy phaíi khåíi âäüng nhæng khäng âæåüc taïc âäüng khi baío vãû chênh âàût åí gáön chäù ngàõn maûch hån chæa taïc âäüng. Âãø tàng tênh âaím baío cuía baío vãû cáön: ♦ Duìng nhæîng råle cháút læåüng cao. ♦ Choün så âäö baío vãû âån giaín nháút (säú læåüng råle, tiãúp âiãøm êt) ♦ Caïc bäü pháûn phuû (cæûc näúi, dáy dáùn) duìng trong så âäö phaíi chàõc chàõn, âaím baío. ♦ Thæåìng xuyãn kiãøm tra så âäö baío vãû. II. SÅ ÂÄÖ NÄÚI CAÏC MAÏY BIÃÚN DOÌNG VAÌ RÅLE: II.1. Så âäö caïc BI vaì råle näúi theo hçnh Y hoaìn toaìn: Doìng vaìo mäùi råle bàòng doìng pha (hçnh 1.2). Trong chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch 3 pha thç : . IIIabc++ =30 I o = trong dáy trung tênh (dáy tråí vãö) khäng coï doìng. Nhæng dáy trung tênh váùn cáön thiãút âãø âaím baío sæû laìm viãûc âuïng âàõn cuía så âäö khi ngàõn maûch chaûm âáút. Så âäö coï thãø laìm viãûc âäúi våïi táút caí caïc daûng ngàõn maûch . Tuy nhiãn âãø chäúng ngàõn (1) maûch mäüt pha NP P thæåìng duìng nhæîng så âäö hoaìn haío hån coï bäü loüc doìng thæï tæû khäng LI0B .B II.2. Så âäö caïc BI vaì råle näúi theo hçnh sao khuyãút: Doìng vaìo mäùi råle bàòng doìng pha. Doìng trong dáy tråí vãö bàòng: IIIhayIIvacvb=−() + = (khi khäng coï IoB )B Dáy tråí vãö (hçnh 1.3) cáön thiãút ngay trong tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng âãø âaím baío cho BI laìm viãûc bçnh thæåìng .Trong mäüt säú træåìng håüp ngàõn maûch giæîa caïc pha (coï IbB B ≠ 0) cuîng nhæ khi ngàõn maûch nhiãöu pha chaûm âáút, dáy tråí vãö cáön thiãút âãø âaím baío cho baío vãû taïc âäüng âuïng. Khi ngàõn maûch 1 pha åí pha khäng âàût BI så âäö khäng laìm viãûc do váûy så âäö chè duìng chäúng ngàõn maûch nhiãöu pha. Hçnh 1.2 : Så âäö sao hoaìn toaìn Hinh 1.3 : Så âäö sao khuyãút
6 II. 3. Så âäö 1 råle näúi vaìo hiãûu doìng 2 pha (säú8): Doìng vaìo råle laì hiãûu doìng 2 pha (hçnh 1.4) : IIIRac=−B Trong tçnh traûng âäúi xæïng thç IRB B = 3 IaB .B Giäúng nhæ så âäö sao khuyãút, så âäö säú 8 khäng laìm viãûc khi ngàõn maûch mäüt pha (1) NP âuP ïng vaìo pha khäng âàût maïy biãún doìng. Táút caí caïc så âäö noïi trãn (3) âãöu phaín æïng våïi NP vaP ì ngàõn maûch giæîa 2 pha báút kyì (AB, BC, Hçnh 1.4 : Så âäö säú 8 CA). Vç váûy âãø so saïnh tæång âäúi giæîa chuïng ngæåìi ta phaíi xeït âãún khaí nàng laìm viãûc cuía baío vãû trong mäüt säú træåìng håüp hæ hoíng âàûc biãût, hãû säú âäü nhaûy, säú læåüng thiãút bë cáön thiãút vaì mæïc âäü phæïc taûp khi thæûc hiãûn så âäö. II.4. Khaí nàng laìm viãûc cuía caïc så âäö : II.4.1. Khi chaûm âáút: • Khi chaûm âáút 2 pha taûi 2 âiãøm trong caïc maûng âiãûn håí coï doìng chaûm âáút beï, vê duû âiãøm chaûm âáút thæï nháút NB B trãn pha B vaì âiãøm chaûm âáút thæï hai NCB B trãn pha C (hçnh 1.5), nãúu baío vãû cuía caïc âæåìng dáy näúi theo så âäö sao hoaìn toaìn vaì coï thåìi gian laìm viãûc nhæ nhau thç chuïng seî taïc âäüng, caí 2 âæåìng dáy âãöu bë càõt ra. Nãúu caïc baío vãû näúi theo så âäö Y khuyãút hay säú 8 (BI âàût åí 2 pha A & C) thç chè coï mäüt âæåìng dáy bë càõt. Âãø baío vãû coï thãø taïc âäüng mäüt caïch håüp lê, BI phaíi âàût åí caïc pha cuìng tãn nhau (vê duû A, C). • Khi xuáút hiãûn hæ hoíng trãn hai âoaûn kãö nhau cuía âæåìng dáy hçnh tia (hçnh 1.6), nãúu caïc baío vãû näúi Y hoaìn toaìn thç âoaûn xa nguäön hån seî bë càõt vç coï thåìi gian beï hån. Nãúu näúi Y khuyãút hay säú 8 thç âoaûn gáön nguäön hån bë càõt ra , âiãöu âoï khäng håüp lê. Hçnh 1.5 : Chaûm âáút keïp trãn Hçnh 1.6 : Chaûm âáút keïp trãn hai caïc âæåìng dáy khaïc nhau âoaûn näúi tiãúp nhau cuía âæåìng dáy
7 II.4.2. Khi ngàõn maûch hai pha sau maïy biãún aïp näúi Y/∆ hoàûc ∆/Y vaì ngàõn maûch 1 pha sau maïy biãún aïp näúi Y/Y0B B : Khi ngàõn maûch 2 pha sau maïy biãún aïp näúi Y/∆-11, sæû phán bäú doìng hæ hoíng trong caïc pha nhæ trãn hçnh 1.7 (giaí thiãút maïy biãún aïp coï tyí säú biãún âäøi nB B = 1). 2 ()2 Doìng cuía 1 pha (pha B, khi ngàõn maûch 2 pha åí pha A,B) bàòng I N , doìng åí hai 3 1 ()2 pha kia (A vaì C) truìng pha nhau vaì bàòng I N . Âäúi våïi maïy biãún aïp näúi ∆/Y, 3 phán bäú doìng åí caïc pha cuîng tæång tæû nhæ váûy. Phán têch sæû laìm viãûc cuía caïc baío vãû trong træåìng håüp hæ hoíng noïi trãn ta tháúy: • Baío vãû näúi theo så âäö sao hoaìn toaìn luän luän laìm viãûc vç coï doìng ngàõn maûch låïn qua mäüt trong caïc råle cuía baío vãû. • Baío vãû näúi theo så âäö hçnh sao khuyãút våïi BI âàût åí caïc pha coï doìng bàòng 1 ()2 I N thç coï âäü nhaûy giaím âi 2 láön so våïi så âäö sao hoaìn toaìn. 3 • Baío vãû duìng 1 råle näúi vaìo hiãûu doìng 2 pha trong træåìng håüp naìy seî khäng laìm viãûc, båíi vç doìng trong noï IRB B = IaB B - IcB B = 0. Táút nhiãn âiãöu naìy xaíy ra åí 1 (2) trong 3 træåìng håüp NP coP ï thãø coï sau maïy biãún aïp âang xeït. Khi ngàõn maûch 1 pha sau maïy biãún aïp näúi Y/Y0B B ta cuîng coï quan hãû tæång tæû. Hçnh 1.7: Ngàõn maûch giæîa 2 pha sau maïy biãún aïp coï täø näúi dáy Y/∆-11 III. CAÏC PHÁÖN TÆÍ CHÊNH CUÍA BAÍO VÃÛ: Træåìng håüp chung thiãút bë baío vãû råle bao gäöm caïc pháön tæí cå baín sau : caïc cå cáúu chênh vaì pháön logic. Caïc cå cáúu chênh kiãøm tra tçnh traûng laìm viãûc cuía âäúi tæåüng âæåüc baío vãû, thæåìng phaín æïng våïi caïc âaûi læåüng âiãûn. Chuïng thæåìng khåíi âäüng khäng cháûm trãù khi tçnh traûng laìm viãûc âoï bë phaï huíy. Nhæ váûy caïc cå cáúu chênh coï thãø åí trong hai traûng thaïi: khåíi âäüng vaì khäng khåíi âäüng. Hai traûng thaïi âoï cuía caïc cå cáúu chênh tæång æïng våïi nhæîng trë säú nháút âënh cuía xung taïc âäüng lãn pháön logic cuía baío vãû. Khi baío vãû laìm viãûc pháön logic nháûn xung tæì caïc cå cáúu chênh, taïc âäüng theo täø håüp vaì thæï tæû cuía caïc xung. Kãút quaí cuía taïc âäüng naìy hoàûc laì laìm cho baío vãû khåíi âäüng keìm theo viãûc phaït xung âi càõt maïy càõt vaì baïo tên hiãûu hoàc laì laìm cho baío vãû khäng khåíi âäüng.
8 Chæång 2: BAÍO VÃÛ DOÌNG ÂIÃÛN CÆÛC ÂAÛI I. NGUYÃN TÀÕC TAÏC ÂÄÜNG: Baío vãû doìng âiãûn cæûc âaûi laì loaûi baío vãû phaín æïng våïi doìng trong pháön tæí âæåüc baío vãû. Baío vãû seî taïc âäüng khi doìng âiãûn qua chäù âàût thiãút bë baío vãû tàng quaï mäüt giaï trë âënh træåïc naìo âoï. Vê duû khaío saït taïc âäüng cuía caïc baío vãû doìng âiãûn cæûc âaûi âàût trong maûng hçnh tia coï 1 nguäön cung cáúp (hçnh 2.1), caïc thiãút bë baío vãû âæåüc bäú trê vãö phêa nguäön cung cáúp cuía táút caí caïc âæåìng dáy. Mäùi âæåìng dáy coï 1 baío vãû riãng âãø càõt hæ hoíng trãn chênh noï vaì trãn thanh goïp cuía traûm åí cuäúi âæåìng dáy. Hçnh 2.1: Bäú trê caïc baío vãû doìng cæûc âaûi trong maûng hçnh tia coï 1 nguäön cung cáúp Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû IKÂ, tæïc laì doìng nhoí nháút âi qua pháön tæí âæåüc baío vãû maì coï thãø laìm cho baío vãû khåíi âäüng, cáön phaíi låïn hån doìng phuû taíi cæûc âaûi cuía pháön tæí âæåüc baío vãû âãø ngàn ngæìa viãûc càõt pháön tæí khi khäng coï hæ hoíng. Coï thãø âaím baío khaí nàng taïc âäüng choün loüc cuía caïc baío vãû bàòng 2 phæång phaïp khaïc nhau vãö nguyãn tàõc: • Phæång phaïp thæï nháút - baío vãû âæåüc thæûc hiãûn coï thåìi gian laìm viãûc caìng låïn khi baío vãû caìng âàût gáön vãö phêa nguäön cung cáúp. Baío vãû âæåüc thæûc hiãûn nhæ váûy âæåüc goüi laì BV doìng âiãûn cæûc âaûi laìm viãûc coï thåìi gian. • Phæång phaïp thæï hai - dæûa vaìo tênh cháút: doìng ngàõn maûch âi qua chäù näúi baío vãû seî giaím xuäúng khi hæ hoíng caìng caïch xa nguäön cung cáúp. Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû IKÂ âæåüc choün låïn hån trë säú låïn nháút cuía doìng trãn âoaûn âæåüc baío vãû khi xaíy ra ngàõn maûch åí âoaûn kãö (caïch xa nguäön hån). Nhåì váûy baío vãû coï thãø taïc âäüng choün loüc khäng thåìi gian. Chuïng âæåüc goüi laì baío vãû doìng âiãûn càõt nhanh. Caïc baío vãû doìng âiãûn cæûc âaûi laìm viãûc coï thåìi gian chia laìm hai loaûi tæång æïng våïi âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp vaì âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï giåïi haûn. Baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp laì loaûi baío vãû coï thåìi gian taïc âäüng khäng âäøi, khäng phuû thuäüc vaìo trë säú cuía doìng âiãûn qua baío vãû. Thåìi gian taïc âäüng cuía baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc giåïi haûn, phuû thuäüc vaìo doìng âiãûn qua baío vãû khi bäüi säú cuía doìng âoï so våïi doìng IKÂ tæång âäúi nhoí vaì êt phuû thuäüc hoàûc khäng phuû thuäüc khi bäüi säú naìy låïn.
9 Caïc bäü pháûn chênh cuía BV doìng cæûc âaûi: Baío vãû doìng cæûc âaûi coï hai bäü pháûn chênh : Bäü pháûn khåíi âäüng (vê duû, så âäö baío vãû nhæ hçnh 2.2, bäü pháûn khåíi âäüng laì caïc råle doìng 3RI vaì 4RI) vaì bäü pháûn taûo thåìi gian laìm viãûc (råle thåìi gian 5RT). Bäü pháûn khåíi âäüng phaín æïng våïi caïc hæ hoíng vaì taïc âäüng âãún bäü pháûn taûo thåìi gian. Bäü pháûn taûo thåìi gian laìm nhiãûm vuû taûo thåìi gian laìm viãûc âaím baío cho baío vãû taïc âäüng mäüt caïch coï choün loüc. Caïc råle doìng âiãûn âæåüc näúi vaìo phêa thæï cáúp cuía BI theo så âäö thêch håüp (xem muûc II - chæång 1). Hinh 2.2 : Så âäö nguyãn lê cuía baío vãû doìng cæûc âaûi II. BAÍO VÃÛ DOÌNG CÆÛC ÂAÛI LAÌM VIÃÛC COÏ THÅÌI GIAN: II.1. Doìng khåíi âäüng cuía BV: Theo nguyãn tàõc taïc âäüng, doìng khåíi âäüng IKÂ cuía baío vãû phaíi låïn hån doìng âiãûn phuû taíi cæûc âaûi qua chäø âàût baío vãû, tuy nhiãn trong thæûc tãú viãûc choün IKÂ coìn phuû thuäüc vaìo nhiãöu âiãöìu kiãûn khaïc. Âãø xaïc âënh doìng khåíi âäüng ta xeït så âäö maûng âiãûn trãn hçnh 2.1, giaí sæí ’ choün IKÂ cho baío vãû 3 âàût åí âáöu âoaûn âæåìng dáy AB, træåïc hãút ta khaío saït traûng thaïi cuía noï khi hæ hoíng åí âiãøm N trãn âoaûn BC kãö phêa sau noï (tênh tæì nguäön cung cáúp). Khi caïc baío vãû laìm viãûc âuïng thç trong træåìng håüp naìy maïy càõt cuía âoaûn hæ hoíng BC seî bë càõt ra. Baío vãû 3’ cuía âoaûn khäng hæ hoíng AB coï thåìi gian låïn hån seî khäng këp taïc âäüng vaì cáön phaíi tråí vãö vë trê ban âáöu cuía mçnh. Nhæng âiãöu naìy seî xaíy ra nãúu doìng tråí vãö cuía baío vãû Itv låïn hån trë säú tênh toaïn cuía doìng måí maïy Imm (hçnh 2.3) âi qua âoaûn AB âãún caïc häü tiãu thuû cuía traûm B. Doìng Itv laì doìng så cáúp låïn nháút maì åí âoï baío vãû tråí vãö vë trê ban âáöu. Âãø an toaìn, láúy trë säú tênh toaïn cuía doìng måí maïy Immtt = Immmax , nhæ váûy âiãöu kiãûn âãø âaím baío choün loüc laì : Itv > Immmax. Khi xaïc âënh doìng Immmax cáön phaíi chuï yï laì âæåìng dáy BC âaî bë càõt ra, coìn caïc âäüng cå näúi åí traûm B âaî bë haîm laûi do âiãûn aïp giaím tháúp khi ngàõn maûch vaì khi âiãûn aïp âæåüc khäi phuûc doìng måí maïy cuía chuïng tàng lãn ráút cao. Vç váûy doìng Immmax thæåìng låïn hån nhiãöu so våïi doìng phuû taíi cæûc âaûi Ilvmax. Âæa vaìo hãû säú måí maïy kmm âãø tênh âãún doìng måí maïy cuía caïc âäüng cå åí traûm B vaì viãûc càõt phuû taíi cuía traûm C. Ta coï Immmax = kmm.Ilvmax.
10 Hinh 2.3 : Âäö thë âàûc træng traûng thaïi cuía baío vãû khi ngàõn maûch ngoaìi Sai säú cuía doìng tråí vãö cuía baío vãû vaì caïc tênh toaïn khäng chênh xaïc âæåüc kãø âãún båíi hãû säú an toaìn kat > 1 (vaìo khoaíng 1,1 ÷1,2). Tæì âiãöu kiãûn âaím baío sæû tråí vãö cuía baío vãû âoaûn AB, coï thãø viãút : Itv = kat.kmm.Ilvmax (2.1) Tè säú giæîa doìng tråí vãö cuía råle (hoàûc cuía baío vãû) âäúi våïi doìng khåíi âäüng cuía råle (hoàûc cuía baío vãû) goüi laì hãû säú tråí vãö ktv. I tv k tv = (2.2) I KÂ kat .k mm Nhæ váûy: I KÂ = ⋅Ilv max (2.3) k tv Caïc råle lê tæåíng coï hãû säú tråí vãö ktv = 1; thæûc tãú luän luän coï ktv < 1. Doìng khåíi âäüng IKÂR cuía råle khaïc våïi doìng khåíi âäüng IKÂ cuía baío vãû do hãû säú biãún âäøi nI cuía BI vaì så âäö näúi dáy giæîa caïc råle doìng vaì BI. Trong mäüt säú så âäö näúi råle, doìng âi vaìo råle khäng bàòng doìng thæï cáúp cuía (3) caïc BI. Vê duû nhæ khi näúi råle vaìo hiãûu doìng 2 pha, doìng vaìo råle IR trong tçnh (3) traûng âäúi xæïng bàòng 3 láön doìng thæï cáúp IT cuía BI. Sæû khaïc biãût cuía doìng trong råle trong tçnh traûng âäúi xæïng vaì doìng thæï cáúp BI âæåüc âàûc træng bàòng hãû säú så âäö: ()3 ()3 I R k sâ = ()3 (2.4) IT ()3 I KÂ Kãø âãún hãû så âäö, coï thãø viãút : IkKÂR = sâ (2.5) n I ()3 kkat mm ksâ Do váûy : I KÂR = Ilv max (2.6) kntv I
11 II.2. Thåìi gian laìm viãûc: II.2.1. Baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp: Thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp (hçnh 2.4) âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang (tæìng cáúp) , laìm thãú naìo âãø cho baío vãû âoaûn sau gáön nguäön hån coï thåìi gian laìm viãûc låïn hån thåìi gian laìm viãûc låïn nháút cuía caïc baío vãû âoaûn træåïc mäüt báûc choün loüc vãö thåìi gian ∆t. Xeït så âäö maûng nhæ hçnh 2.5, viãûc choün thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû âæåüc bàõt âáöu tæì Hinh 2.4 : Caïc daûng âàûc tênh baío vãû cuía âoaûn âæåìng dáy thåìi gian cuía baío vãû doìng cæûc âaûi xa nguäön cung cáúp nháút, tæïc laì tæì 1- âäüc láûp; 2- phuû thuäüc caïc baío vãû 1’ vaì 1” åí traûm C. Giaí thiãút thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû naìy âaî biãút, tæång æïng laì t1’ vaì t1”. Hinh 2.5 : Phäúi håüp âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp cuía caïc baío vãû doìng cæûc âaûi Thåìi gian laìm viãûc t2’ cuía baío vãû 2’ taûi traûm B âæåüc choün låïn hån thåìi gian laìm viãûc låïn nháút cuía caïc baío vãû taûi traûm C mäüt báûc ∆t. Nãúu t1’ > t1” thç t2’ = t1’+ ∆t. Thåìi gian laìm viãûc t3 cuía baío vãû 3 åí traûm A cuîng tênh toaïn tæång tæû, vê duû nãúu coï t2” > t2’ thç t3 = t2” + ∆t. Træåìng håüp täøng quaït, âäúi våïi baío vãû cuía âoaûn thæï n thç: tn = t(n-1)max + ∆t (2.7)
12 trong âoï: t(n-1)max - thåìi gian laìm viãûc låïn nháút cuía caïc baío vãû åí âoaûn thæï n-1 (xa nguäön hån âoaûn thæï n). II.2.2. Baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï giåïi haûn: Khi choün thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï giåïi haûn (hçnh 2.4) coï thãø coï 2 yãu cáöu khaïc nhau do giaï trë cuía bäüi säú doìng ngàõn maûch åí cuäúi âoaûn âæåüc baío vãû so våïi doìng khåíi âäüng : 1. Khi bäüi säú doìng låïn, baío vãû laìm viãûc åí pháön âäüc láûp cuía âàûc tênh thåìi gian: luïc áúy thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû âæåüc choün giäúng nhæ âäúi våïi baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp. 2. Khi bäüi säú doìng nhoí, baío vãû laìm viãûc åí pháön phuû thuäüc cuía âàûc tênh thåìi gian: trong træåìng håüp naìy, sau khi phäiú håüp thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû kãö nhau coï thãø giaím âæåüc thåìi gian càõt ngàõn maûch. Hçnh 2.6 : Phäúi håüp caïc âàûc tênh cuía baío vãû doìng cæûc âaûi coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc giåïi haûn. N : Âiãøm ngàõn maûch tênh toaïn Xeït så âäö maûng hçnh 2.6, âàûc tênh thåìi gian cuía baío vãû thæï n trãn âoaûn AB âæåüc læûa choün thãú naìo âãø noï coï thåìi gian laìm viãûc laì tn låïn hån thåìi gian t(n-1)max cuía baío vãû thæï (n-1) trãn âoaûn BC mäüt báûc ∆t khi ngàõn maûch åí âiãøm tênh toaïn - âáöu âoaûn kãö BC - gáy nãn doìng ngàõn maûch ngoaìi låïn nháút coï thãø coï I’N max. Tæì thåìi gian laìm viãûc tçm âæåüc khi ngàõn maûch åí âiãøm tênh toaïn coï thãø tiãún haình chènh âënh baío vãû vaì tênh âæåüc thåìi gian laìm viãûc âäúi våïi nhæîng vë trê vaì doìng ngàõn maûch khaïc. Ngàõn maûch caìng gáön nguäön doìng ngàõn maûch caìng tàng, vç váûy khi ngàõn maûch gáön thanh goïp traûm A thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû âæåìng dáy AB giaím xuäúng vaì trong mäüt säú træåìng håüp coï thãø nhoí hån so våïi thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû âæåìng dáy BC. Khi læûa choün caïc âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc thæåìng ngæåìi ta tiãún haình veî chuïng trong hãû toüa âäü vuäng goïc (hçnh 2.7), truûc hoaình biãøu diãùn doìng trãn âæåìng dáy tênh âäøi vãö cuìng mäüt cáúp âiãûn aïp cuía hãû thäúng âæåüc baío vãû, coìn truûc tung laì thåìi gian.
13 Duìng baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc coï thãø giaím tháúp doìng khåíi âäüng so våïi baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp viì hãû säú måí maïy kmm coï thãø giaím nhoí hån. Âiãöu naìy giaíi thêch nhæ sau: sau khi càõt ngàõn maûch, doìng Imm âi qua caïc âæåìng dáy khäng hæ hoíng seî giaím xuäúng ráút nhanh vaì baío vãû seî khäng këp taïc âäüng vç thåìi gian laìm viãûc tæång æïng våïi trë säú cuía Hçnh 2.7 : Phäúi håüp âàûc tênh thåìi gian laìm doìng Imm (thæåìng gáön bàòng IKÂ viãûc phuû thuäüc coï giïåïi haûn cuía caïc baío vãû cuía baío vãû) laì tæång âäúi låïn. doìng cæûc âaûi trong hãû toüa âäü doìng - thåìi gian. Nhæåüc âiãøm cuía baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc laì : • Thåìi gian càõt ngàõn maûch tàng lãn khi doìng ngàõn maûch gáön bàòng doìng khåíi âäüng (vê duû, khi ngàõn maûch qua âiãûn tråí quaï âäü låïn hoàûc ngàõn maûch trong tçnh traûng laìm viãûc cæûc tiãøu hãû thäúng). • Âäi khi sæû phäiú håüp caïc âàûc tênh thåìi gian tæång âäúi phæïc taûp. II.2.3. Báûc choün loüc vãö thåìi gian: Báûc choün loüc vãö thåìi gian ∆t trong biãøu thæïc (2.7) xaïc âënh hiãûu thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû åí 2 âoaûn kãö nhau ∆t = tn - t(n-1)max. Khi choün ∆t cáön xeït âãún nhæîng yãu cáöu sau : ♦ ∆t cáön phaíi beï nháút âãø giaím thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû gáön nguäön. ♦ ∆t cáön phaíi thãú naìo âãø hæ hoíng åí âoaûn thæï (n-1) âæåüc càõt ra træåïc khi baío vãû cuía âoaûn thæï n (gáön nguäön hån) taïc âäüng. ∆t cuía baío vãû âoaûn thæï n cáön phaíi bao gäöm nhæîng thaình pháön sau : * Thåìi gian càõt tMC(n - 1) cuía maïy càõt âoaûn thæï (n-1). * Täøng giaï trë tuyãût âäúi cuía sai säú dæång max tss(n-1) cuía baío vãû âoaûn thæï n vaì cuía sai säú ám max tssn cuía baío vãû âoüan thæï n (coï thãø baío vãû thæï n taïc âäüng såïm) * Thåìi gian sai säú do quaïn tênh tqtn cuía baío vãû âoaûn thæïï n. * Thåìi gian dæû træî tdt. Toïm laûi: ∆t = tMC(n - 1) + tss(n - 1) + tssn + tqtn + tdt (2.8) Thæåìng ∆t vaìo khoaíng 0,25 - 0,6sec. II.3. Âäü nhaûy cuía baío vãû: Âäü nhaûy cuía baío vãû doìng max âàûc træng bàòng hãû säú âäü nhaûy Kn. Trë säú cuía noï âæåüc xaïc âënh bàòng tè säú giæîa doìng qua råle IR khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi vuìng baío vãû vaì doìng khåíi âäüng råle IKÂR.
14 I R K n = (2.9) I KÂR Daûng ngàõn maûch tênh toaïn laì daûng ngàõn maûch gáy nãn trë säú Kn nhoí nháút. Âãø âaím baío cho baío vãû taïc âäüng khi ngàõn maûch qua âiãûn tråí quaï âäü, dæûa vaìo kinh nghiãûm váûn haình ngæåìi ta coi ràòng trë säú nhoí nháút cho pheïp laì Knmin≈1,5. Khi Kn nhoí hån trë säú nãu trãn thç nãn tçm caïch duìng mäüt så âäö näúi råle khaïc âaím baío âäü nhaûy cuía baío vãû låïn hån. Nãúu biãûn phaïp naìy khäng âem laûi kãút quaí khaí quan hån thç cáön phaíi aïp duûng caïc baío vãû khaïc nhaûy hån. Træåìng håüp täøng quaït, yãu cáöu âäúi våïi baío vãû âàût trong maûng laì phaíi taïc âäüng khäng nhæîng khi hæ hoíng trãn chênh âoaûn âæåüc noï baío vãû, maì coìn phaíi taïc âäüng caí khi hæ hoíng åí âoaûn kãö nãúu baío vãû hoàûc maïy càõt cuía âoaûn kãö bë hoíng hoïc (yãu cáöìu dæû træî cho baío vãû cuía âoaûn kãö). Trong træåìng håüp naìy khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi âoaûn kãö, hãû säú âäü nhaûy khäng âæåüc nhoí hån 1,2. Âãø so saïnh âäü nhaûy cuía mäüt så âäö baío vãû åí nhæîng daûng ngàõn maûch khaïc nhau ngæåìi ta coìn duìng hãû säú âäü nhaûy tæång âäúi Kntâ , âoú laì tyí säú giæîa Kn åí daûng (3) ngàõn maûch âang khaío saït våïi K n khi ngàõn maûch 3 pha våïi âiãöu kiãûn laì doìng ngàõn maûch coï giaï trë nhæ nhau: K n I R K ntâ =()3=()3 (2.10) K n I R (3) (3) Trong âoï IR vaì IR laì doìng qua råle åí daûng ngàõn maûch khaío saït vaì N khi doìng ngàõn maûch så cáúp coï giaï trë nhæ nhau. III. ÂAÏNH GIAÏ BAÍO VÃÛ DOÌNG CÆÛC ÂAÛI LAÌM VIÃÛC COÏ THÅÌI GIAN: III.1. Tênh choün loüc: Baío vãû doìng cæûc âaûi chè âaím baío âæåüc tênh choün loüc trong caïc maûng hçnh tia coï mäüt nguäön cung cáúp bàòng caïch choün thåìi gian laìm viãûc theo nguyãn tàõc báûc thang tàng dáön theo hæåïng tæì xa âãún gáön nguäön. Khi coï 2 nguäön cung cáúp, yãu cáöu choün loüc khäng âæåüc thoía maîn cho duì maïy càõt vaì baío vãû âæåüc âàût åí caí 2 phêa cuía âæåìng dáy. III.2. Taïc âäüng nhanh: Caìng gáön nguäön thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû caìng låïn. ÅÍ caïc âoaûn gáön nguäön cáön phaíi càõt nhanh ngàõn maûch âãø âaím baío sæû laìm viãûc liãn tuûc cuía pháön coìn laûi cuía hãû thäúng âiãûn, trong khi âoï thåìi gian taïc âäüng cuía caïc baío vãû åí caïc âoaûn naìy laûi låïn nháút. Thåìi gian taïc âäüng choün theo nguyãn tàõc báûc thang coï thãø væåüt quaï giåïi haûn cho pheïp. III.3. Âäü nhaûy: Âäü nhaûy cuía baío vãû bë haûn chãú do phaíi choün doìng khåíi âäüng låïn hån doìng laìm viãûc cæûc âaûi Ilv max coï kãø âãún hãû säú måí maïy kmm cuía caïc âäüng cå. Khi ngàõn maûch træûc tiãúp åí cuäúi âæåìng dáy âæåüc baío vãû, âäü nhaûy yãu cáöu laì ≥ 1,5 (khi laìm nhiãûm vuû baío vãû chênh). Âäü nhaûy nhæ váûy trong nhiãöu træåìng håüp âæåüc âaím baío. Tuy nhiãn khi cäng suáút nguäön thay âäøi nhiãöu, cuîng nhæ khi baío vãû laìm nhiãûm vuû
15 dæû træî trong træåìng håüp ngàõn maûch åí âoaûn kãö , âäü nhaûy coï thãø khäng âaût yãu cáöu. Âäü nhaûy yãu cáöu cuía baío vãû khi laìm nhiãûm vuû dæû træî laì ≥ 1,2 III.4. Tênh âaím baío: Theo nguyãn tàõc taïc âäüng, caïch thæûc hiãûn så âäö, säú læåüng tiãúp âiãøm trong maûch thao taïc vaì loaûi råle sæí duûng , baío vãû doìng cæûc âaûi âæåüc xem laì loaûi baío vãû âån giaín nháút vaì laìm viãûc khaï âaím baío . Do nhæîng phán têch trãn, baío vãû doìng cæûc âaûi âæåüc aïp duûng räüng raîi trong caïc maûng phán phäúi hçnh tia âiãûn aïp tæì 35KV tråí xuäúng coï mäüt nguäön cung cáúp nãúu thåìi gian laìm viãûc cuía noï nàòm trong giåïi haûn cho pheïp. Âäúi våïi caïc âæåìng dáy coï âàût khaïng âiãûn åí âáöu âæåìng dáy, coï thãø aïp duûng baío vãû doìng cæûc âaûi âæåüc vç khi ngàõn maûch doìng khäng låïn làõm, âiãûn aïp dæ trãn thanh goïp coìn khaï cao nãn baío vãû coï thãø laìm viãûc våïi mäüt thåìi gian tæång âäúi låïn váùn khäng aính hæåíng nhiãöu âãún tçnh traûng laìm viãûc chung cuía hãû thäúng âiãûn . IV. BAÍO VÃÛ DOÌNG CÀÕT NHANH: IV.1. Nguyãn tàõc laìm viãûc: Baío vãû doìng càõt nhanh (BVCN) laì loaûi baío vãû âaím baío tênh choün loüc bàòng caïch choün doìng khåíi âäüng låïn hån doìng ngàõn maûch låïn nháút qua chäø âàût baío vãû khi hæ hoíng åí ngoaìi pháön tæí âæåüc baío vãû, BVCN thæåìng laìm viãûc khäng thåìi gian hoàûc coï thåìi gian ráút beï âãø náng cao nhaûy vaì måí räüng vuìng BV. Hçnh 2.15 : Âäö thë tênh toaïn baío vãû doìng càõt nhanh khäng thåìi gian âäúi våïi âæåìng dáy coï nguäön cung cáúp mäüt phêa Xeït så âäö maûng trãn hçnh 2.15, BVCN âàût taûi âáöu âæåìng dáy AB vãö phêa traûm A. Âãø baío vãû khäng khåíi âäüng khi ngàõn maûch ngoaìi (trãn caïc pháön tæí näúi vaìo thanh goïp traûm B), doìng âiãûn khåíi âäüng IKÂ cuía baío vãû cáön choün låïn hån doìng âiãûn låïn nháút âi qua âoaûn AB khi ngàõn maûch ngoaìi. Âiãøm ngàõn maûch tênh toaïn laì N nàòm gáön thanh goïp traûm B phêa sau maïy càõt.
16 IKÂ = kat. INngmax (2.13) Trong âoï : INngmax: Laì doìng ngàõn maûch låïn nháút khi ngàõn maûch ngoaìi vuìng baío vãû (thæåìng laì doìng N(3) ) kat: hãû säú an toaìn; xeït tåïi aính hæåíng cuía thaình pháön khäng chu kyì, viãûc tênh toaïn khäng chênh xaïc doìng ngàõn maûch vaì sai säú cuía råle. Thæåìng kat= 1,2 ÷1,3. Khäng kãø âãún ktv vç khi ngàõn maûch ngoaìi baío vãû khäng khåíi âäüng. IV.2. Vuìng taïc âäüng cuía BV: Khi hæ hoíng caìng gáön thanh goïp traûm A thç doìng âiãûn ngàõn maûch seî caìng tàng theo âæåìng cong 1 (hçnh 2.15). Vuìng baío vãû càõt nhanh lCN âæåüc xaïc âënh bàòng hoaình âäü cuía giao âiãøm giæîa âæåìng cong 1 vaì âæåìng thàóng 2 (âæåìng thàóng (3) 2 biãøu diãùn doìng âiãûn khåíi âäüng IKÂ). Vuìng l CN chè chiãúm mäüt pháön chiãöu daìi cuía âæåìng dáy âæåüc baío vãû. Doìng ngàõn maûch khäng âäúi xæïng thæåìng nhoíï hån doìng khi ngàõn maûch 3 pha. Vç váûy, âæåìng cong IN (âæåìng cong 3) âäúi våïi caïc daûng ngàõn maûch khäng âäúi xæïng trong tçnh traûng cæûc tiãøu cuía hãû thäúng coï thãø nàòm ráút (3) tháúp so våïi âæåìng cong 1; vuìng baío vãû lCN INngmax . Trong træåìng håüp âang xeït (hçnh 2.16), INngmaxA > INngmaxB , vç váûy doìng tênh toaïn INngmax = INngmaxA . Doìng âiãûn khåíi âäüng cuía baío vãû choün giäúng nhau cho caí hai phêa: IKÂ = kat.INngmaxA Vuìng baío vãû lCNA vaì lCNB âæåüc xaïc âënh bàòng hoaình âä giao âiãøm cuía caïc âæåìng cong 1 (INA = f(l)) vaì 3 (INB = f(l)) våïi âæåìng thàóng 2 (IkÂ), gäöm 3 âoaûn: * Ngàõn maûch trong âoaûn lCNA chè coï BVCN phêa A taïc âäüng * Ngàõn maûch trong âoaûn lCNB chè coï BVCN phêa B taïc âäüng * Khi ngàõn maûch trong âoaûn giæîa thç khäng coï BVCN naìo taïc âäüng. Tuy nhiãn nãúu (lCNA + lCNB) > l thç khi ngàõn maûch åí âoaûn giæîa caí hai BVCN seî cuìng taïc âäüng. Hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi: Nãúu giæîa caïc traûm A,B ngoaìi âæåìng dáy âæåüc baío vãû ra coìn coï caïc maûch liãn laûc voìng phuû khaïc thç coï thãø xaíy ra hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng â.thåìi giæîa caïc baío vãû âàût åí 2 âáöu A,B cuía âæåìng dáy vaì chiãöu daìi vuìng baío vãû coï thãø tàng lãn. Hiãûn tæåüng maì mäüt baío vãû chè bàõt âáöu khåíi âäüng sau khi mäüt baío vãû khaïc âaî khåíi âäüng vaì càõt maïy càõt âæåüc goüi laì hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi. Khi kãø âãún taïc âäüng khäng âäöng thåìi, BVCN tháûm chê coï thãø baío vãû âæåüc toaìn bäü âæåìng dáy coï nguäön cung cáúp 2 phêa.
17 Hinh 2.16 : Âäö thë tênh toaïn baío vãû doìng càõt nhanh âäúi våïi âæåìng dáy coï nguäön cung cáúp tæì 2 phêa V. BAÍO VÃÛ DOÌNG COÏ ÂÀÛC TÊNH THÅÌI GIAN NHIÃÖU CÁÚP: Baío vãû doìng coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp (hay coìn goüi laì âàûc tênh thåìi gian phuû thuäüc nhiãöu cáúp) laì sæû kãút håüp cuía caïc baío vãû doìng càõt nhanh khäng thåìi gian, baío vãû doìng càõt nhanh coï thåìi gian vaì baío vãû doìng cæûc âaûi. Så âäö nguyãn lê mäüt pha cuía baío vãû nhæ trãn hçnh 2.18, âàûc tênh thåìi gian trãn hçnh 2.19. Hçnh 2.18 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío vãû doìng coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp Nguyãn tàõc laìm viãûc cuía baío vãû âæåüc khaío saït thäng qua så âäö maûng hçnh tia coï nguäön cung cáúp 1 phêa nhæ hçnh 2.20. Caïc baío vãû A vaì B âàût åí âáöu âæåìng dáy AB vaì BC. Sæû thay âäøi giaï trë cuía doìng ngàõn maûch theo khoaíng caïch tæì thanh goïp traûm A âãún âiãøm hæ hoíng âæåüc âàûc træng bàòng âæåìng cong IN = f(l). * CÁÚP THÆÏ NHÁÚT cuía caïc baío vãû A vaì B (råle 3RI, 4RGT vaì 5Th trãn hçnh 2.18) laì cáúp càõt nhanh khäng thåìi gian (tI ≤ 0,1 giáy). Âãø âaím baío choün loüc, doìng I I I khåíi âäüng I KÂA vaì I KÂB âæåüc choün låïn hån doìng ngàõn maûch ngoaìi cæûc âaûi. Pháön l A
18 I vaì l B cuía âæåìng dáy (xaïc âënh bàòng âäö thë trãn hçnh 2.20) laì vuìng thæï nháút cuía baío vãû A vaì B, chuïng chè chiãúm mäüt pháön chiãöu daìi cuía âæåìng dáy AB vaì BC. * CÁÚP THÆÏ HAI (råle 6RI, 7RT vaì 8Th) laì cáúp càõt nhanh coï thåìi gian, âãø âaím baío choün loüc âæåüc choün våïi thåìi gian tII låïn hån thåìi gian taïc âäüng tI cuía cáúp thæï nháút vaì cuía baío vãû khäng thåìi gian âàût åí caïc maïy biãún aïp traûm B vaì C mäüt báûc ∆t. Khi choün thåìi gian tII nhæ váûy, doìng II II khåíi âäüng I KÂA vaì I KÂB cuía cáúp thæï hai âæåüc choün låïn hån doìng ngàõn maûch cæûc âaûi khi hæ hoíng ngoaìi vuìng taïc âäüng cuía baío vãû khäng thåìi gian âàût åí caïc pháön tæí kãö træåïc (vê duû, III âæåüc choün KÂA låïn hån doìng ngàõn maûch cæûc âaûi khi hæ Hçnh 2.19 : Âàûc tênh thåìi gian I hoíng åí cuäúi vuìng l B cuía cáúp thæï nháút cuía baío vãû trãn hçnh 2.18 baío vãû B hoàûc hæ hoíng trãn thanh goïp âiãûn aïp tháúp cuía traûm B). Âäúi våïi baío vãû A, nãúu træåìng håüp tênh toaïn laì chènh âënh khoíi doìng ngàõn I maûch åí cuäúi vuìng l B cuía cáúp thæï nháút baío vãû B (doìng ngàõn maûch luïc âoï bàòng I II I doìng khåíi âäüng I KÂB) thç ta coï : I KÂA = kat.I KÂB Hçnh 2.20 : Âäö thë tênh toaïn baío vãû doìng coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp
19 Hãû säú an toaìn Kat tênh âãún sai säú cuía råle vaì maïy biãún doìng, láúy bàòng 1,1÷1,15.Vuìng baío vãû cuía cáúp thæï hai bao gäöm pháön cuäúi âæåìng dáy, thanh goïp II cuía traûm vaì mäüt pháön caïc pháön tæí kãö näúi vaìo thanh goïp naìy. Vuìng thæï hai l A cuía II baío vãû A âæåüc xaïc âënh bàòng âäö thë trãn (hçnh 2.20), trong træåìng håüp âang xeït l A chæïa pháön cuäúi âæåìng dáy AB, thanh goïp B vaì pháön âáöu âæåìng dáy BC. Âäü nhaûy cáúp thæï hai cuía baío vãû A vaì B âæåüc kiãøm tra theo ngàõn maûch træûc II tiãúp åí cuäúi âæåìng dáy âæåüc baío vãû AB vaì BC tæång æïng. Yãu cáöu hãû säú K n khäng âæåüc nhoí hån 1,3 ÷ 1,5. * CÁÚP THÆÏ BA cuía baío vãû A vaì B (råle 9RI, 10RT, 11Th) laì baío vãû doìng cæûc III III âaûi, coï doìng khåíi âäüng I KÂA vaì I KÂB låïn hån doìng âiãûn laìm viãûc cæûc âaûi. Taïc âäüng III III choün loüc cuía chuïng âæåüc âaím baío nhåì choün thåìi gian t A vaì t B theo nguyãn tàõc báûc thang. III III Vuìng baío vãû cuía cáúp thæï ba l A vaì l B bàõt âáöu tæì cuäúi vuìng hai tråí âi. Nhiãûm vuû cuía cáúp thæï ba laì dæû træî cho hoíng hoïc maïy càõt hoàûc baío vãû cuía caïc pháön tæí kãö, cuîng nhæ càõt ngàõn maûch trãn âæåìng dáy âæåüc baío vãû khi 2 cáúp âáöu khäng taïc âäüng, vê duû khi ngàõn maûch qua âiãûn tråí quaï âäü låïn. Âäü nhaûy cuía cáúp thæï ba âæåüc III kiãøm tra våïi ngàõn maûch åí cuäúi pháön tæí kãö. Yãu cáöu hãû säú Kn khäng âæåüc nhoí hån 1,2. Æu âiãøm cå baín cuía baío vãû doìng âiãûn coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp laì baío âaím càõt khaï nhanh ngàõn maûch åí táút caí caïc pháön cuía maûng âiãûn. Nhæåüc âiãøm chênh laì âäü nhaûy tháúp, chiãöu daìi vuìng baío vãû phuû thuäüc vaìo tçnh traûng laìm viãûc cuía hãû thäúng vaì daûng ngàõn maûch, chè âaím baío tênh choün loüc trong maûng håí coï mäüt nguäön cung cáúp. VI. BAÍO VÃÛ DOÌNG COÏ KIÃØM TRA AÏP: Âãø phán biãût giæîa ngàõn maûch vaì quaï taíi, âäöng thåìi náng cao âäü nhaûy vãö doìng cuía baío vãû doìng cæûc âaûi, ngæåìi ta duìng så âäö baío vãû doìng coï kiãøm tra aïp (hçnh 2.21). Khi ngàõn maûch thç doìng âiãûn tàng vaì âiãûn aïp giaím xuäúng do váûy caí råle doìng RI vaì råle aïp RU âãöu khåíi âäüng dáùn âãún càõt maïy càõt. Trong træåìng Hinh 2.21 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío vãû doìng coï kiãøm tra aïp håüp naìy, doìng khåíi âäüng cuía baío vãû âæåüc tênh theo biãøu thæïc: kat IKÂ = Ilvmax k tv
20 Trong biãøu thæïc trãn khäng cáön kãø âãún kmm vç sau khi càõt ngàõn maûch ngoaìi caïc âäüng cå tæû khåíi âäüng nhæng khäng laìm âiãûn aïp giaím nhiãöu, caïc råle RU khäng khåíi âäüng vaì baío vãû khäng thãø taïc âäüng âæåüc. Roî raìng laì khi khäng kãø âãún hãû säú kmm thç doìng khåíi âäüng cuía baío vãû doìng coï kiãøm tra aïp seî nhoí hån nhiãöu so våïi doìng khåíi âäüng cuía baío vãû doìng cæûc âaûi vaì tæång æïng âäü nhaûy âæåüc náng cao âaïng kãø.
21 Chæång3: BAÍO VÃÛ DOÌNG COÏ HÆÅÏNG I. NGUYÃN TÀÕC TAÏC ÂÄÜNG: Hçnh 3.1 : Maûng håí coï nguäön cung cáúp 2 phêa. Âãø âaím baío càõt choün loüc hæ hoíng trong maûng håí coï mäüt vaìi nguäön cung cáúp, cuîng nhæ trong maûng voìng coï mäüt nguäön cung cáúp tæì khoaíng nàm 1910 ngæåìi ta bàõt âáöu duìng baío vãû doìng coï hæåïng. Baío vãû doìng âiãûn coï hæåïng laì loaûi baío vãû phaín æïng theo giaï trë doìng âiãûn taûi chäù näúi baío vãû vaì goïc pha giæîa doìng âiãûn âoï våïi âiãûn aïp trãn thanh goïp cuía traûm coï âàût baío vãû. Baío vãû seî taïc âäüng nãúu doìng âiãûn væåüt quaï giaï trë âënh træåïc (doìng khåíi âäüng IKÂ) vaì goïc pha phuì håüp våïi træåìng håüp ngàõn maûch trãn âæåìng dáy âæåüc baío vãû. Hçnh 3.2 : Maûng voìng coï 1 nguäön cung cáúp II. SÅ ÂÄÖ BV DOÌNG COÏ HÆÅÏNG: Træåìng håüp täøng quaït, baío vãû doìng âiãûn coï hæåïng gäöm 3 bäü pháûn chênh: khåíi âäüng, âënh hæåïng cäng suáút vaì taûo thåìi gian (hçnh 3.3). Bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút cuía baío vãû âæåüc cung cáúp tæì maïy biãún doìng (BI) vaì maïy biãún âiãûn aïp (BU). Âãø baío vãû taïc âäüng âi càõt, táút caí caïc bäü pháûn cuía baío vãû cáön phaíi taïc âäüng. Bàòng viãûc khaío saït sæû laìm viãûc cuía råle âënh hæåïng cäng suáút khi hæ hoíng trong vaì ngoaìi vuìng baío vãû ta seî ruït ra âæåüc nhæîng tênh cháút måïi cuía baío vãû doìng coï thãm råle âënh hæåïng cäng suáút. Khi ngàõn maûch trãn âoaûn AB (taûi âiãøm N’ gáön thanh goïp B, hçnh 3.2) trong vuìng taïc âäüng cuía baío vãû 2, âäö thë veïctå caïc doìng âiãûn I’N , I”N vaì IN = I’N +I”N nhæ trãn hçnh 3.4a. Caïc doìng âiãûn naìy cháûm sau sæïc âiãûn âäüng Ep cuía nguäön cung cáúp mäüt goïc ϕHT vaì chuïng taûo nãn mäüt goïc ϕD so våïi aïp dæ UpB trãn thanh goïp traûm B.
22 Khi ngàõn maûch trãn âoaûn BC gáön thanh goïp B (âiãøm N”, hçnh 3.2), âäö thë veïctå caïc doìng âiãûn âoï thæûc tãú váùn giäúng nhæ âäúi våïi âiãøm N’ (hçnh 3.4b). Aïp dæ UpB khäng thay âäøi vãö goïc pha. Nãúu choün doìng IR2 cuía baío vãû 2 coï hæåïng tæì thanh goïp B vaìo âæåìng dáy AB (hçnh 3.2) vaì láúy UR2 = UPB thç coï thãø xaïc âënh âæåüc quan hãû goïc pha giæîa IR2 vaì UR2 khi ngàõn maûch åí âiãøm N’ vaì N”. Hçnh 3.3 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío vãû doìng coï hæåïng. Láúy veïctå âiãûn aïp UR2 laìm gäúc âãø xaïc âënh goïc pha cuía IR2. Goïc lãûch pha âæåüc coi laì dæång khi doìng cháûm sau aïp vaì ám khi væåüt træåïc. Khi ngàõn maûch åí N’, cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì thanh goïp B vaìo âæåìng dáy AB, luïc áúy I’R2 = I’N vaì ϕ‘R2 = goïc (UR2,IR2) = ϕD. Khi ngàõn maûch åí N” cäng suáút 0 ngàõn maûch hæåïng tæì âæåìng dáy AB âãún thanh goïp B, I”R2 = - I”N vaì ϕ“R2 = ϕD- 180 . Nhæ váûy khi dëch chuyãøn âiãøm hæ hoíng tæì vuìng âæåüc baío vãû ra vuìng khäng âæåüc 0 baío vãû, goïc pha cuía IR2 âàût vaìo råle cuía baío vãû 2 so våïi UR2 âaî thay âäøi 180 (giäúng nhæ sæû âäøi hæåïng cuía cäng suáút ngàõn maûch). Näúi råle âënh hæåïng cäng suáút thãú naìo âãø noï khåíi âäüng khi nháûn âæåüc goïc ϕ‘R2 (cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy) vaì khäng khåíi âäüng khi nháûn âæåüc goïc ϕ‘’R2 khaïc våïi 0 ϕ‘R2 mäüt goïc 180 (cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì âæåìng dáy vaìo thanh goïp) vaì nhæ váûy ta coï thãø thæûc hiãûn âæåüc baío vãû coï hæåïng. Hçnh 3.4 : Âäö thë vectå aïp vaì doìng khi hæåïng cäng suáút NM âi tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy (a) vaì tæì âæåìng dáy vaìo thanh goïp (b)
23 III. THÅÌI GIAN LAÌM VIÃÛC: Baío vãû doìng coï hæåïng thæåìng âæåüc thæûc hiãûn våïi âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp, thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû âæåüc xaïc âënh theo nguyãn tàõc báûc thang ngæåüc chiãöu nhau. Táút caí caïc baío vãû cuía maûng âæåüc chia thaình 2 nhoïm theo hæåïng taïc âäüng cuía bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Thåìi gian laìm viãûc cuía mäùi nhoïm âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang nhæ âaî xeït âäúi våïi baío vãû doìng cæûc âaûi. Xeït vê duû vãö nguyãn tàõc choün thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû trong maûng håí coï nguäön cung cáúp 2 phêa (hçnh 3.5a). Hçnh 3.5 : Âàûc tênh thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû doìng coï hæåïng Bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút chè laìm viãûc khi hæåïng cäng suáút ngàõn maûch âi tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy âæåüc baío vãû (quy æåïc veî bàòng muîi tãn åí baío vãû). Caïc baío vãû âæåüc chia thaình 2 nhoïm : 2, 4, 6, vaì 5, 3, 1. Mäùi nhoïm baío vãû coï thãø choün thåìi gian laìm viãûc theo nguyãn tàõc báûc thang khäng phuû thuäüc vaìo thåìi gian laìm viãûc cuía nhoïm kia. Trãn hçnh 3.5b laì âàûc tênh thåìi gian cuía caïc baío vãû âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang ngæåüc chiãöu nhau. Tæång tæû cuîng coï thãø choün thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû doìng cæûc âaûi coï hæåïng cho maûng voìng coï mäüt nguäön cung cáúp (hçnh 3.2). Âiãøm khaïc biãût laì thåìi gian lamì viãûc cuía baío vãû 2 vaì 5 coï thãø choün ≈ 0. IV. HIÃÛN TÆÅÜNG KHÅÍI ÂÄÜNG KHÄNG ÂÄÖNG THÅÌI: Khi ngàõn maûch, vê duû åí âoaûn AB ráút gáön thanh goïp traûm A (âiãøm N’’’ - hçnh 3.2), háöu nhæ toaìn bäü doìng ngàõn maûch âãöu hæåïng âãún âiãøm ngàõn maûch qua maïy càõt 1, coìn pháön doìng chaûy theo maûch voìng ngang qua maïy càõt 6 ráút beï (gáön bàòng 0). Kãút quaí laì baío vãû 2 seî khäng taïc âäüng âæåüc vaìo thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn maûch (duì ràòng noï coï thåìi gian laìm viãûc beï nháút). Baío vãû 1 cuía âæåìng dáy AB seî taïc âäüng træåïc càõt maïy càõt 1, luïc áúy baío vãû 2 måïi coï thãø laìm viãûc. Hiãûn tæåüng 1 trong 2 baío vãû åí hai phêa cuía mäüt âæåìng dáy chè coï thãø bàõt âáöu laìm viãûc sau khi baío vãû kia âaî taïc âäüng vaì càõt maïy càõt cuía mçnh âæåüc goüi laì hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi cuía caïc baío vãû.
24 Pháön chiãöu daìi cuía âæåìng dáy âæåüc baío vãû maì khi ngàõn maûch trong âoï seî xaíy ra hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi âæåüc goüi laì vuìng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi. Khåíi âäüng khäng âäöng thåìi caïc baío vãû laì hiãûn tæåüng khäng täút vç laìm tàng thåìi gian loaûi træì hæ hoíng åí caïc maûng voìng. V. DOÌNG KHÅÍI ÂÄÜNG CUÍA BAÍO VÃÛ: V.1. Chènh âënh khoíi doìng quaï âäü sau khi càõt ngàõn maûch ngoaìi: k at .k mm IKÂ ≥ ⋅Ilv max k tv Trong âoï: Ilvmax laì doìng laìm viãûc cæûc âaûi âi qua baío vãû theo hæåïng phuì håüp våïi hæåïng taïc âäüng cuía bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Mäüt säú baío vãû doìng coï hæåïng coï thãø khäng coï bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút (seî xeït âãún åí muûc VI). Khi choün doìng khåíi âäüng cuía caïc baío vãû âoï phaíi láúy Ilvmax khäng kãø âãún dáúu cuía cäng suáút phuû taíi âi ngang qua baío vãû. Chênh vç váûy trong mäüt säú træåìng håüp âãø náng cao âäü nhaûy cuía caïc baío vãû, ngæåìi ta váùn âàût bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút màûc duì vãö màût thåìi gian âãø âaím baío choün loüc baío vãû khäng cáön phaíi coï bäü pháûn naìy. V.2. Chènh âënh khoíi doìng phuû taíi: Maûch âiãûn aïp cuía baío vãû âæåüc cung cáúp tæì caïc BUû coï khaí nàng bë hæ hoíng trong quaï trçnh váûn haình. Trë säú vaì goïc pha cuía âiãûn aïp UR âàût vaìo råle khi âoï thay âäøi vaì råle âënh hæåïng cäng suáút coï thãø xaïc âënh hæåïng khäng âuïng. Âãø baío vãû khäng taïc âäüng nháöm, doìng khåíi âäüng cuía baío vãû cáön choün låïn hån doìng phuû taíi Ilv cuía âæåìng dáy âæåüc baío vãû khäng phuû thuäüc vaìo chiãöu cuía noï : kat IKÂ ≥ ⋅ Ilv k tv Trong mäüt säú træåìng håüp doìng khåíi âäüng choün theo âiãöu kiãûn naìy coï thãø låïn hån theo âiãöu kiãûn (a). Chàóng haûn nhæ âäúi våïi baío vãû 2 cuía âoaûn gáön nguäön trong maûng voìng (hçnh 3.2), cäng suáút phuû taíi luän luän hæåïng tæì âæåìng dáy vaìo thanh goïp, nãúu khäng quan tám âãún hæ hoíng trong maûch âiãûn aïp coï thãø choün IKÂ < Ilv. Âãø tàng âäü nhaûy cuía baío vãû trong nhæîng træåìng håüp nhæ váûy âäi khi cho pheïp choün IKÂ theo doìng phuû taíi bçnh thæåìng chæï khäng phaíi theo doìng laìm viãûc cæûc âaûi våïi giaí thiãút laì khäng hæ hoíng maûch âiãûn aïp vaìo luïc phuû taíi cæûc âaûi. V.3. Chènh âënh khoíi doìng caïc pha khäng hæ hoíng: (1) Âäúi våïi mäüt säú daûng hæ hoíng, vê duû N trong maûng coï trung tênh näúi âáút træûc tiãúp, doìng caïc pha khäng hæ hoíng bao gäöm doìng phuû taíi vaì doìng hæ hoíng. Doìng naìy coï thãø ráút låïn, råle âënh hæåïng cäng suáút näúi vaìo doìng pha khäng hæ hoíng coï thãø xaïc âënh khäng âuïng dáúu cäng suáút ngàõn maûch. Vç váûy doìng khåíi âäüng baío vãû cáön choün låïn hån giaï trë cæûc âaûi cuía doìng caïc pha khäng hæ hoíng. Âãø traïnh taïc âäüng nháöm ngæåìi ta cuîng coï thãø thæûc hiãûn så âäö tæû âäüng khoïa baío vãû khi trong maûng xuáút hiãûn doìng thæï tæû khäng. Âãø chäúng ngàõn maûch chaûm âáút ngæåìi ta duìng baío vãû coï hæåïng thæï tæû khäng âàûc biãût.
25 V.4. Phäúi håüp âäü nhaûy cuía baío vãû caïc âoaûn kãö nhau: Âãø phäúi håüp vãö âäü nhaûy giæîa caïc baío vãû cáön choün doìng khåíi âäüng cuía baío vãû sau (thæï n - gáön nguäön hån) låïn hån doìng cæûc âaûi âi qua noï khi ngàõn maûch trong vuìng taïc âäüng cuía baío vãû træåïc (thæï n-1) keìm theo doìng ngàõn maûch IN = IKÂn- 1, våïi IKÂn-1 laì doìng khåíi âäüng cuía baío vãû thæï n-1. Viãûc phäúi håüp âæåüc thæûc hiãûn âäúi våïi caïc baío vãû taïc âäüng theo cuìng mäüt hæåïng. Âäúi våïi maûng voìng (hçnh 3.2) khäng thæûc hiãûn âiãöu kiãûn naìy coï thãø laìm cho baío vãû taïc âäüng khäng âuïng khi càõt hæ hoíng khäng âäöng thåìi. Trong maûng voìng coï mäüt nguäön cung cáúp viãûc phäúi håüp vãö âäü nhaûy thæûc tãú dáùn âãún âiãöu kiãûn choün: IKÂn ≥ kat.IKÂn-1 Hãû säú an toaìn kat kãø âãún sai säú cuía BI vaì råle doìng cuîng nhæ kãø âãún aính hæåíng cuía doìng phuû taíi åí caïc traûm trung gian. VI. CHÄÙ CÁÖN ÂÀÛT BAÍO VÃÛ COÏ BÄÜ PHÁÛN ÂËNH HÆÅÏNG CÄNG SUÁÚT: Khi choün thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû doìng coï hæåïng, chuïng ta âaî giaí thiãút táút caí caïc baío vãû âãöu coï bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Tuy nhiãn trong thæûc tãú chuïng chè cáön thiãút khi tênh choün loüc khäng thãø âaím baío âæåüc bàòng caïch choün thåìi gian laìm viãûc. Hay noïi caïch khaïc, baío vãû seî khäng cáön phaíi coï bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút nãúu thåìi gian laìm viãûc cuía noï låïn hån thåìi gian laìm viãcû cuía baío vãû táút caí caïc pháön tæí khaïc trong traûm. Vê duû nhæ khaío saït taïc âäüng cuía caïc baío vãû trãn hçnh 3.5 ta tháúy ràòng baío vãû 6 coï thãø khäng cáön bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút, vç tênh choün loüc taïc âäüng cuía noï khi ngàõn maûch åí caïc pháön tæí khaïc cuía traûm D âæåüc âaím baío bàòng thåìi gian laìm viãûc t6 > tD. Cuîng coï thãø tháúy ràòng baío vãû 5 âàût åí âáöu kia cuía âæåìng dáy CD coï thåìi gian t5 < t6 vaì cáön phaíi coï bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Nhæ váûy åí mäùi mäüt âæåìng dáy cuía maûng chè cáön âàût bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút cho baío vãû åí âáöu coï thåìi gian laìm viãûc beï hån. Khi thåìi gian laìm viãûc cuía caí 2 baío vãû cuía mäüt âæåìng dáy bàòng nhau thç caí 2 khäng cáön âàût bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Do váûy trong mäüt säú træåìng håüp, bàòng caïch tàng thåìi gian laìm viãûc cuía caïc baío vãû so våïi trë säú tênh toaïn, coï thãø khäng cáön âàût bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút åí pháön låïn caïc baío vãû cuía maûng. VII. ÂÄÜ NHAÛY CUÍA BAÍO VÃÛ : Âäü nhaûy cuía baío vãû doìng cæûc âaûi coï hæåïng âæåüc quyãút âënh båíi hai bäü pháûn: khåíi âäüng doìng vaì âënh hæåïng cäng suáút. Âäü nhaûy vãö doìng cuía baío vãû âæåüc tênh toaïn giäúng nhæ âäúi våïi baío vãû doìng cæûc âaûi. Âiãöu cáön quan tám âäúi våïi baío vãû doìng coï hæåïng laì âäü nhaûy cuía bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Khi xaíy ra N(3) åí âáöu âæåìng dáy âæåüc baío vãû gáön chäù näúi baío vãû, âiãûn aïp tæì caïc BU âæa vaìo baío vãû coï giaï trë gáön bàòng khäng. Trong træåìng håüp naìy, baío vãû vaì råle âënh hæåïng cäng suáút seî khäng khåíi âäüng. Vç váûy âäü nhaûy cuía bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút âæåüc âàûc træng bàòng vuìng chãút. Vuìng chãút laì pháön chiãöu daìi âæåìng dáy âæåüc baío vãû maì khi ngàõn maûch træûc tiãúp trong âoï baío vãû seî khäng khåíi âäüng do aïp âæa vaìo råle âënh hæåïng cäng suáút beï hån aïp khåíi âäüng täúi thiãøu UKÂRmin cuía noï. Kinh nghiãûm váûn haình cho tháúy åí maûng âiãûn trãn khäng vuìng chãút êt xuáút hiãûn hån so våïi åí maûng caïp, vç trong caïc maûng caïp thæåìng xaíy ra N(3) hån.
26 Xeït så âäö hçnh 3.6, goüi chiãöu daìi vuìng chãút laì lx , aïp dæ taûi chäù âàût baío vãû khi ngàõn maûch 3 pha taûi âiãøm N (âiãøm giåïi haûn cuía vuìng chãút) laì: (3) (3) U d = 3 .I .Z1.lx trong âoï Z1 : täøng tråí thæï tæû thuáûn cuía 1Km âæåìng dáy. Hçnh 3.6 : Ngàõn maûch 3 pha træûc tiãúp åí biãn giåïi cuía vuìng chãút Træåìng håüp bäü pháûn âënh hæåïng duìng råle âiãûn cå, âãø råle coï thãø khåíi âäüng åí giåïi haûn cuía vuìng chãút cáön coï : UR.cos(ϕ R + α ) = UKÂRmin ()3 Ud 3 ()3 Màût khaïc ta coï: UR ==IZ.1.lx nnUU Våïi ϕ R : goïc giæîa UR vaì IR α : goïc phuû cuía råle, tuìy thuäüc cáúu truïc cuía råle nU : tyí säú biãún âäøi cuía BU n UKU ÂRmin Nhæ váûy : l x = . ()3 3Z1 I .cosϕαR . VIII. ÂÀÛC TÊNH CUÍA RÅLE ÂËNH HÆÅÏNG CÄNG SUÁÚT: Trong tr.håüp lê tæåíng, sæû laìm viãûc cuía råle âënh hæåïng cäng suáút thæûc hiãûn theo nguyãn tàõc âiãûn cå (vê duû, råle caím æïng) cuîng nhæ theo caïc nguyãn tàõc khaïc (vê duû, råle so saïnh trë tuyãût âäúi caïc âaûi læåüng âiãûn) âæåüc xaïc âënh bàòng biãøu thæïc: cos(ϕR + α) ≥ 0 (3.1) Nhæ váûy phaûm vi goïc ϕR maì råle coï thãø khåíi âäüng âæåüc laì: o 0 90 ≥ (ϕR+α) ≥ -90 o 0 hay (90 - α) ≥ ϕR ≥ -(90 + α) (3.2) Hçnh 3.7 : Âàûc tênh goïc cuía Hçnh 3.8 : Âàûc tênh goïc cuía råle âënh råle âënh hæåïng cäng suáút hæåïng cäng suáút trong màût phàóng phæïc trong màût phàóng phæïc täøng tråí täøng tråí khi cäú âënh vectå aïp UR
27 Âàûc tênh cuía råle theo biãøu thæïc (3.2) âæåüc goüi laì âàûc tênh goïc, coï thãø biãøu . . diãùn trãn màût phàóng phæïc täøng tråí ZR = U R/ I R (hçnh 3.7) Goïc ϕR âæåüc tênh tæì truûc thæûc (+) theo hæåïng ngæåüc chiãöu kim âäöng häö. Vectå doìng IR âæåüc giaí thiãút laì cäú âënh trãn truûc (+), coìn vectå UR vaì ZR quay âi mäüt goïc ϕR so våïi vectå IR. Trong màût phàóng phæïc, âàûc tênh goïc theo biãøu thæïc (3.2) âæåüc biãøu diãùn bàòng âæåìng thàóng âi qua gäúc toüa âäü nghiãng mäüt goïc (90o - α) so våïi truûc (+). Âæåìng thàóng naìy chia màût phàóng phæïc thaình 2 pháön, pháön coï gaûch cheïo (hçnh 3.7) tæång æïng våïi caïc goïc ϕR maì luïc âoï råle âënh hæåïng cäng suáút coï thãø khåíi âäüng âæåüc. Biãøu diãùn âàûc tênh goïc trãn màût phàóng phæïc täøng tråí ráút tiãûn låüi âãø khaío saït sæû laìm viãûc cuía råle âënh hæåïng cäng suáút âäúi våïi caïc daûng ngàõn maûch khaïc nhau trong maûng âiãûn. Trong mäüt säú træåìng håüp, ngæåìi ta cäú âënh hæåïng vectå aïp UR (hçnh 3.8). Phaûm vi taïc âäüng âæåüc giåïi haûn båíi mäüt âæåìng thàóng coìn goüi laì âæåìng o âäü nhaûy bàòng 0 (vç cos(ϕR + α) = 0). Âæåìng thàóng naìy lãûch so våïi UR mäüt goïc (90 - α) theo chiãöu kim âäöng häö. Âæåìng âäü nhaûy cæûc âaûi (tæång æïng våïi cos(ϕR + α) = 1) thàóng goïc våïi âæåìng âäü nhaûy bàòng 0 vaì lãûch so våïi UR mäüt goïc α ngæåüc chiãöu kim âäöng häö, goïc tæång æïng våïi noï ϕR = ϕRn max = - α âæåüc goüi laì goïc âäü nhaûy cæûc âaûi. IX. NÄÚI RÅLE ÂËNH HÆÅÏNG CÄNG SUÁÚT VAÌO DOÌNG PHA VAÌ AÏP DÁY THEO SÅ ÂÄÖ 90O: Baíng 3.1: STT cuía råle IR UR 1 Ia Ubc 2 Ib Uca 3 Ic Uab Hçnh 3.9 : Âäö thë veïctå aïp vaì doìng khi näúi Hçnh 3.10 : Ngàõn maûch trãn råle âënh hæåïng cäng suáút theo så âäö 900 âæåìng dáy Trong så âäö naìy (baíng 3.1 vaì hçnh 3.9), âæa âãún caïc âáöu cæûc råle laì doìng mäüt pha (vê duû âäúi våïi råle säú 1, doìng IR= Ia) vaì aïp giæîa hai pha khaïc (tæång æïng UR 0 = Ubc ) cháûm sau doìng pha âoï mäüt goïc 90 våïi giaí thiãút laì doìng (Ia) truìng pha våïi aïp pha cuìng tãn (Ua). Qua khaío saït cho tháúy ràòng, âãø så âäö laìm viãûc âuïng âàõn cáön 0 0 0 coï goïc lãûch cuía råle α ≈ 30 ÷ 45 , do âoï råle seî phaín æïng våïi cos[ϕR+ (30÷45 )]. Viãûc kiãøm tra hoaût âäüng cuía så âäö âäúi våïi caïc daûng ngàõn maûch khaïc nhau coï thãø thæûc hiãûn bàòng caïch cho vë trê cuía veïctå UR cäú âënh vaì veïctå doìng IR xoay quanh
28 0 noï. Âæåìng âäü nhaûy bàòng 0 luïc âoï lãûch so våïi veïctå âiãûn aïp UR mäüt goïc 90 - α (vãö phêa cháûm sau), coìn âæåìng âäü nhaûy cæûc âaûi væåüt træåïc UR mäüt goïc α. IX.1. Ngàõn maûch 3 pha âäúi xæïng: Táút caí caïc råle cuía så âäö âãöu laìm viãûc trong nhæîng âiãöu kiãûn giäúng nhau. Vç (3) (3) váûy ta chè khaío saït sæû laìm viãûc cuía mäüt råle (råle säú 1) coï I1R = Ia vaì U1R = Ubc . (3) (3) Âäö thë veïctå aïp Ubc åí chäù näúi råle vaì veïctå doìng Ia nhæ trãn hçnh 3.11a. Âæåìng (3) 0 0 0 âäü nhaûy bàòng 0 lãûch våïi âiãûn aïp Ubc mäüt goïc 90 - 45 = 45 (giaí thiãút råle coï goïc o (3) (3) (3) α = 45 ). Goïc ϕN giæîa Ia vaì Ua âæåüc xaïc âënh bàòng täøng tråí thæï tæû thuáûn mäüt pha cuía pháön âæåìng dáy træåïc âiãøm ngàõn maûch N vaì âiãûn tråí quaï âäü rqâ åí chäù hæ hoíng (hçnh 3.10). (3) (3) 0 Giaï trë ϕN nàòm trong phaûm vi 0 ≤ ϕN ≤ 90 . Tæì âäö thë hçnh 3.11a ta tháúy åí (3) (3) caïc giaï trë ϕN báút kyì trong phaûm vi trãn, råle seî laìm viãûc âuïng nãúu Ubc coï giaï trë (3) 0 âuí âãø råle laìm viãûc. Khi goïc ϕN = 45 hæåïng veïctå doìng âiãûn truìng våïi âæåìng âäü nhaûy cæûc âaûi vaì do âoï så âäö seî laìm viãûc åí âiãöu kiãûn thuáûn låüi nháút. Khi choün α = 0 så âäö coï thãø khäng taïc âäüng khi ngàõn maûch åí âáöu âæåìng dáy qua âiãûn tråí quaï âäü rqâ. Hçnh 3.11 : Âäö thë veïctå aïp vaì doìng åí chäù näúi råle âäúi våïi caïc daûng ngàõn maûch khaïc nhau a) Ngàõn maûch 3 pha b) Ngàõn maûch 2 pha B,C c)Ngàõn maûch pha A chaûm âáút IX.2. Ngàõn maûch giæîa 2 pha: Âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía caïc råle näúi vaìo doìng caïc pha hæ hoíng laì khäng giäúng nhau. Vç váûy, chàóng haûn nhæ khi ngàõn maûch giæîa hai pha B, C cáön xeït âãún (2) (2) sæû laìm viãûc cuía råle säú 2 coï I2R = Ib vaì U2R = Uca cuîng nhæ cuía råle säú 3 coï I3R =
29 (2) (2) (3) Ic vaì U3R = Uab . Váún âãö cuîng tråí nãn phæïc taûp hån so våïi N do goïc pha giæîa UR vaì IR thay âäøi khi dëch chuyãøn âiãøm ngàõn maûch N doüc theo âæåìng dáy. Trãn hçnh 3.11b laì âäö thë veïctå aïp vaì doìng âäúi våïi træåìng håüp âiãøm ngàõn maûch N nàòm åí khoaíng giæîa âæåìng dáy (hçnh 3.10). Caïc âæåìng âäü nhaûy bàòng 0 lãûch våïi caïc aïp (2) (2) 0 (2) Uca ,Uab mäüt goïc 45 . Vë trê veïctå doìng Ib lãûch våïi sæïc âiãûn âäüng Ebc mäüt goïc (2) (2) ϕN . Goïc ϕN âæåüc xaïc âënh bàòng täøng tråí tæì nguäön sæïc âiãûn âäüng âãún chäù ngàõn (2) 0 maûch kãø caí rqâ ; trë säú cuía noï coï thãø thay âäøi trong phaûm vi 0 ≤ ϕN ≤ 90 . Tæì âäö thë ta tháúy, trë säú cuía âiãûn aïp U2R vaì U3R luän luän låïn vaì caí hai råle (säú 2 vaì 3) (2) âãöu laìm viãûc âuïng âàõn åí giaï trë ϕN báút kyì. IX.3. Ngàõn maûch mäüt pha trong maûng coï trung tênh näúi âáút træûc tiãúp: Ta khaío saït sæû laìm viãûc cuía råle näúi vaìo doìng pha hæ hoíng (råle säú 1 khi ngàõn maûch pha A). Âæåìng âäü nhaûy bàòng 0 lãûch 450 so våïi veïctå aïp giæîa 2 pha (1) (1) (1) khäng hæ hoíng Ubc (hçnh 3.11c). Goïc ϕN giæîa sæïc âiãûn âäüng Ea vaì doìng Ia coï (1) 0 thãø thay âäøi trong phaûm vi 0≤ϕN ≤ 90 . Qua âäö thë ta tháúy, råle näúi vaìo doìng pha hæ hoíng luän luän laìm viãûc âuïng. Tæì nhæîng phán têch trãn coï thãø ruït ra kãút luáûn nhæ sau âäúi våïi så âäö 900: 1) Så âäö coï thãø xaïc âënh âuïng hæåïng cäng suáút ngàõn maûch trong caïc pha bë hæ hoíng âäúi våïi táút caí caïc daûng hæ hoíng cå baín. Âãø âæåüc nhæ váûy råle âënh hæåïng cäng suáút cáön phaíi coï goïc lãûch α ≈450. 2) Vuìng chãút chè coï thãø xaíy ra khi ngàõn maûch 3 pha gáön chäù näúi baío vãû (UR gáön bàòng khäng). 3) Khi N(2) vaì N(1), caïc råle näúi vaìo doìng pha khäng hæ hoíng coï thãø laìm viãûc khäng âuïng do taïc duûng cuía doìng phuû taíi vaì doìng hæ hoíng trong caïc pha naìy. Vç váûy cáön phaíi laìm thãú naìo âãø så âäö váùn laìm viãûc âuïng duì cho coï mäüt vaìi råle taïc âäüng nháöm do doìng caïc pha khäng hæ hoíng. Cuîng coï mäüt säú så âäö khaïc âãø näúi rå le âënh hæåïng cäng suáút nhæ så âäö 300 0 (vê duû, IR= Ia vaì UR = Uab), hoàûc så âäö 60 (vê duû, IR= Ia vaì UR = -Ub). Tuy nhiãn caïc så âäö naìy coï mäüt säú nhæåüc âiãøm so våïi så âäö 900, do váûy så âäö 900âæåüc sæí duûng räüng raîi hån. X. BAÍO VÃÛ DOÌNG CÀÕT NHANH COÏ HÆÅÏNG: Baío vãû doìng càõt nhanh coï hæåïng laì baío vãû coï hæåïng khäng thåìi gian maì tênh choün loüc taïc âäüng âaût âæåüc bàòng caïch choün doìng khåíi âäüng IKÂ låïn hån giaï trë cæûc âaûi cuía doìng ngàõn maûch ngoaìi INngmax âi theo hæåïng taïc âäüng cuía bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút nãúu nhæ âiãöu kiãûn chènh âënh theo doìng âiãûn khi dao âäüng (âäúi våïi baío vãû càõt nhanh näúi vaìo doìng pha toaìn pháön) khäng phaíi laì âiãöu kiãûn Hçnh 3.21 : Âäö thë tênh toaïn tênh toaïn . baío vãû doìng càõt nhanh coï hæåïng
30 Trãn hçnh 3.21 laì âäö thë biãøu diãùn sæû thay âäøi cuía giaï trë doìng âiãûn trãn âæåìng dáy AB coï 2 nguäön cung cáúp khi dëch chuyãøn âiãøm ngàõn maûch doüc theo âæåìng dáy. Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû càõt nhanh khäng coï hæåïng âäúi våïi âæåìng dáy naìy âæåüc choün låïn hån giaï trë låïn nháút cuía caïc doìng ngàõn maûch ngoaìi, âäúi våïi træåìng håüp nhæ trãn hçnh 3.21 thç IKÂ=kat.INngmaxA. Nhæ váûy näúi baío vãû càõt nhanh vãö phêa traûm B laì khäng coï yï nghéa vç IKÂ luän luän låïn hån doìng ngàõn maûch âi qua baío vãû âàût phêa traûm B. Nãúu ta âæa thãm bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút vaìo baío vãû càõt nhanh åí traûm B, thç coï thãø choün doìng khåíi âäüng cuía noï khäng kãø âãún doìng INngmaxA. Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû B seî nhoí hån so våïi træåìng håüp duìng baío vãû càõt nhanh khäng hæåïng nãu trãn vaì bàòng IKÂ B = kat.INngmaxB. Trong træåìng håüp naìy baío vãû càõt nhanh vãö phêa traûm B seî coï thãø baío vãû âæåüc pháön låïn âæåìng dáy AB. XI. ÂAÏNH GIAÏ VAÌ PHAÛM VI ÆÏNG DUÛNG CUÍA BAÍO VÃÛ DOÌNG COÏ HÆÅÏNG: XI.1. Tênh choün loüc: Tênh choün loüc taïc âäüng cuía baío vãû âaût âæåüc nhåì choün thåìi gian laìm viãûc theo nguyãn tàõc báûc thang ngæåüc chiãöu nhau vaì duìng caïc bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Tênh choün loüc âæåüc âaím baío trong caïc maûng voìng coï mäüt nguäön cung cáúp khi khäng coï nhæîng âæåìng cheïo khäng qua nguäön (hçnh 3.22a,b) vaì trong caïc maûng hçnh tia coï säú nguäön cung cáúp tuìy yï (hçnh 3.22c). Hçnh 3.22 : Caïc så âäö maûng maì Baío vãû doìng coï hæåïng âaím baío càõt choün loüc khi ngàõn maûch Trong caïc maûng voìng coï säú nguäön cung cáúp låïn hån mäüt (hçnh 3.23a), tênh choün loüc khäng thãø âaím baío vç khäng thãø choün thåìi gian laìm viãûc theo nguyãn tàõc báûc thang. Baío vãû cuîng khäng âaím baío choün loüc trong caïc maûng voìng coï mäüt nguäön cung cáúp coï âæåìng cheïo khäng âi qua nguäön (hçnh 3.23b), træåìng håüp naìy pháön maûng giåïi haûn båíi âæåìng cheïo coï thãø xem nhæ coï hai nguäön cung cáúp.
31 XI.2. Taïc âäüng nhanh: Giäúng nhæ baío vãû doìng cæûc âaûi (chæång 2), trong âa säú træåìng håüp baío vãû coï thåìi gian laìm viãûc låïn. Hçnh 3.23 : Caïc så âäö maûng maì Baío vãû doìng coï hæåïng khäng âaím baío càõt choün loüc khi ngàõn maûch XI.3. Âäü nhaûy: Âäü nhaûy cuía baío vãû bë giåïi haûn båíi doìng khåíi âäüng cuía bäü pháûn khåíi âäüng. Trong caïc maûng håí coï 2 hay nhiãöu nguäön cung cáúp, åí mäüt säú chãú âäü vê duû nhæ sau khi càõt mäüt trong caïc nguäön cung cáúp coï cäng suáút låïn vaì cæåîng bæïc kêch tæì maïy phaït cuía caïc nguäön coìn laûi thç doìng phuû taíi cæûc âaûi coï thãø âaût tåïi giaï trë låïn. Doìng khåíi âäüng âæåüc chènh âënh khoíi doìng phuû taíi naìy thæåìng laìm cho baío vãû hoaìn toaìn khäng âuí âäü nhaûy. Âãø tàng âäü nhaûy âäi khi ngæåìi ta duìng nhæîng bäü pháûn khåíi âäüng liãn håüp doìng vaì aïp. Tæì nhæîng nháûn xeït trãn ta tháúy ràòng baío vãû doìng coï hæåïng coï thãø sæí duûng laìm baío vãû chênh trong caïc maûng phán phäúi âiãûn aïp dæåïi 35kV khi noï âaím baío âæåüc tênh choün loüc vaì taïc âäüng nhanh. Baío vãû doìng coï hæåïng cuîng âæåüc sæí duûng räüng raîi laìm báûc dæû træî trong caïc baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp.
32 Chæång 4: BAÍO VÃÛ CHÄÚNG CHAÛM ÂÁÚT I. BAÍO VÃÛ DOÌNG THÆÏ TÆÛ KHÄNG TRONG MAÛNG COÏ DOÌNG CHAÛM ÂÁÚT LÅÏN: Baío vãû doìng thæï tæû khäng âæåüc thæûc hiãûn nhåì mäüt råle RI näúi vaìo bäü loüc doìng thæï tæû khäng LIo . Hçnh 4.1 : Så âäö näúi råle vaìo Hçnh 4.2 : Kãút håüp så âäö bäü loüc - råle bäü loüc doìng thæï tæû khäng gäöm 3BI doìng thæï tæû khäng våïi så âäö sao khuyãút I.1. Doìng qua råle: Khi chiãöu cuía caïc doìng âiãûn âaî cháúp nháûn nhæ trong så âäö hçnh 4.1 vaì 4.2, doìng âiãûn qua råle RI bàòng: IIRa=+Ib+Ic Doìng thæï cuía BI tæång æïng våïi så âäö thay thãú (hçnh 2.13) laì: . . . ' ' ωS IITS=−Iµ = ()IS −Iµ ω T ωS Vê duû: IIa =−()A IAµ ω T ωS ωS Vç váûy: IIR =+()ABI+IC−(IABµµ+I+ICµ) ω T ω T Täøng doìng tæì hoïa cuía 3 maïy biãún doìng quy âäøi vãö phêa thæï cáúp cuía chuïng âæåüc goüi laì doìng khäng cán bàòng thæï cáúp cuía bäü loüc: ωS IIKCBT =+(ABµµI+ICµ) (4.1) ω T . ω T Täøng: IIAB++IC=3I0 ; =nI ωS . . . 3I0 Váûy: I R =−I KCBT (4.2) n I Nhæ váûy baío vãû chè taïc âäüng âäúi våïi caïc daûng ngàõn maûch coï taûo nãn doìng Io (ngàõn maûch chaûm âáút). Âäúi våïi caïc bäü loüc duìng BI lê tæåíng coï Iµ = 0 thç IKCBT = 0. Tuy nhiãn thæûc tãú caïc BI luän luän coï doìng tæì hoïa vaì doìng tæì hoïa åí caïc pha laì khaïc nhau màûc duì doìng så cuía caïc pha coï trë säú bàòng nhau, vç váûy IKCBT ≠ 0.
33 I.2. Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû: Trong tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch giæîa caïc pha (khäng chaûm âáút) thç doìng thæï tæû khäng I0 = 0. Do váûy âãø baío vãû khäng taïc âäüng khi ngàõn maûch giæîa caïc pha ngoaìi vuìng baío vãû cáön choün: IKÂ = kat . IKCBStt (4.4) Doìng IKCBStt âæåüc tênh toaïn âäúi våïi træåìng håüp ngàõn maûch ngoaìi khäng chaûm âáút vaì cho doìng låïn nháút. Âäöng thåìi âãø phäúi håüp âäü nhaûy giæîa caïc baío vãû thæï tæû khäng thç doìng khåíi âäüng cuía baío vãû âoaûn sau (gáön nguäön hån) phaíi choün låïn hån baío vãû âoaûn træåïc mäüt êt. Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû thæï tæû khäng thæåìng beï hån nhiãöu so våïi doìng laìm viãûc cæûc âaûi cuía âæåìng dáy nãn âäü nhaûy khaï cao. I.3. Thåìi gian laìm viãûc: Baío vãû doìng thæï tæû khäng coï âàûc tênh thåìi gian âäüc láûp, âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang. Xeït vê duû âäúi våïi maûng håí coï mäüt nguäön cung cáúp vaì coï trung tênh âæåüc näúi âáút chè mäüt âiãøm åí âáöu nguäön (hçnh 4.3). Baío vãû 2a åí caïc traûm B, C coï thãø âæåüc chènh âënh khäng thåìi gian (thæûc tãú t2a ≈ 0,1 giáy) vaì thåìi gian taïc âäüng cuía caïc baío vãû âæåìng dáy laì: t3a = t2a + ∆t ; t4a = t3a + ∆t Trãn âäö thë hçnh 4.3 cuîng veî âàûc tênh thåìi gian cuía caïc baío vãû 1 ÷ 4 laìm nhiãûm vuû chäúng ngàõn maûch nhiãöu pha trong maûng. Tæì hçnh 4.3 vaì nhæîng âiãöu âaî trçnh baìy trãn âáy ta coï thãø tháúy âæåüc æu âiãøm chênh cuía baío vãû doìng thæï tæû khäng so våïi baío vãû näúi vaìo doìng pha toaìn pháön laì thåìi gian laìm viãûc beï vaì âäü nhaûy cao. Hçnh 4.3 : Âàûc tênh thåìi gian cuía baío vãû doìng TTK vaì cuía baío vãû näúi vaìo doìng pha trong maûng coï trung tênh näúi âáút træûc tiãúp
34 II. BAÍO VÃÛ DOÌNG THÆÏ TÆÛ KHÄNG TRONG MAÛNG COÏ DOÌNG CHAÛM ÂÁÚT BEÏ: Trong caïc maûng coï doìng âiãûn chaûm âáút beï (trung tênh khäng näúi âáút hoàûc näúi âáút qua cuäün dáûp häö quang) giaï trë doìng âiãûn chaûm âáút mäüt pha thæåìng khäng quaï vaìi chuûc Ampere. Vê duû nhæ åí maûng caïp, âãø chaûm âáút mäüt pha khäng chuyãøn thaình ngàõn maûch nhiãöu pha thç chaûm âáút låïn nháút cho pheïp vaìo khoaíng 20÷30A. Nhæîng baío vãû duìng råle näúi vaìo doìng âiãûn pha toaìn pháön khäng thãø laìm viãûc våïi doìng âiãûn så cáúp beï nhæ váûy, vç thãú ngæåìi ta duìng caïc baío vãû näúi qua bäü loüc doìng âiãûn thæï tæû khäng. Baío vãû âæåüc âàût åí âáöu âæåìng dáy AB vãö phêa traûm A trong maûng coï trung tênh caïch âáút (hçnh 4.15). II.1. Doìng khåíi âäüng: Doìng khåíi âäüng cuía baío vãû âæåüc xaïc âënh theo âiãöu kiãûn choün loüc: Baío vãû khäng âæåüc taïc âäüng khi chaûm âáút ngoaìi hæåïng âæåüc baío vã.û Hçnh 4.15 : Chaûm âáút 1 pha trong maûng coï trung tênh caïch âáút Vê duû khi pha C cuía âæåìng dáy AC bë chaûm âáút taûi âiãøm N’ (hçnh 4.14), qua baío vãû âàût trãn âæåìng dáy AB coï doìng 3I0CD do âiãûn dung COD giæîa pha cuía âæåìng dáy âæåüc baío vãû âäúi våïi âáút. Âäö thë doìng âiãûn dung trong caïc pha cuía âæåìng dáy AB vaì thaình pháön thæï tæû khäng cuía chuïng nhæ trãn hçnh 4.16. Âãø baío vãû khäng taïc âäüng cáön choün: IKÂ ≥ kat . 3IoCD (4.7) kat: hãû säú an toaìn, coï kãø âãún aính hæåíng cuía doìng dung quaï âäü vaìo thåìi âiãøm âáöu chaûm âáút (coï thãø låïn hån giaï trë äøn âënh ráút nhiãöu). Âäúi våïi baío vãû taïc âäüng khäng thåìi gian cáön phaíi choün kat = 4 ÷ 5, baío vãû taïc âäüng coï thåìi gian coï thãø choün kat beï hån. Tuy nhiãn chaûm âáút thæåìng làûp âi làûp laûi vaì råle phaíi chëu taïc âäüng cuía nhæîng xung doìng âiãûn liãn tiãúp, cho nãn duì baío vãû taïc âäüng coï thåìi gian cuîng khäng thãø choün kat tháúp hån 2 ÷ 2,5. II.2. Thåìi gian laìm viãûc: Khi baío vãû taïc âäüng baïo tên hiãûu thç khäng cáön choün thåìi gian laìm viãûc theo âiãöu kiãûn choün loüc, baío vãû thæåìng laìm viãûc khäng thåìi gian. Coï mäüt säú baío vãû theo âiãöu kiãûn an toaìn cáön phaíi taïc âäüng khäng coï thåìi gian âi càõt chaûm âáút, coìn laûi noïi chung baío vãû taïc âäüng âi càõt våïi thåìi gian âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang.
35 II.3. Âäü nhaûy: Khi chaûm âáút trong vuìng baío vãû, vê duû taûi âiãøm N” trãn pha C cuía âæåìng dáy AB (hçnh 4.15), âãø baío vãû coï thãø taïc âäüng cáön phaíi thæûc hiãûn âiãöu kiãûn: IBV ≥ IKÂ Trong âoï : IBV - laì doìng âiãûn âi qua baío vãû. Doìng qua baío vãû IBV sinh ra laì do âiãûn dung caïc pha cuía pháön khäng hæ hoíng trong hãû thäúng (âoï chênh laì âiãûn dung âàóng trë C0ât): IBV = 3I0Cât = 3ω C0ât.Up Âiãûn dung täøng CoΣ cuía caïc pha trong toaìn hãû thäúng âäúi våïi âáút laì: CoΣ = C0ât + C0D do váûy: IBV = 3ω(CoΣ - C0D).Up (4.8) Vë trê âiãøm chaûm âáút N” trãn âæåìng dáy âæåüc baío vãû khäng aính hæåíng âãún trë säú doìng IBV, vç tråí khaïng vaì caím khaïng cuía âæåìng dáy ráút nhoí so våïi dung khaïng. Âäü nhaûy cuía baío vã âæåüc âàûc træng bàòng hãû säú âäü nhaûy: I BV 3ω()CC00Σ − DpU K n == I KÂ I KÂ Khi chaûm âáút qua âiãûn tråí trung gian cáön phaíi coï Kn ≥ 1,25 ÷ 1.5. Hçnh 4.19 : Bäú trê caïc baío vãû chäúng chaûm âáút Âãø nhanh choïng phaït hiãûn pháön tæí bë chaûm âáút nãn âàût baío vãû baïo tên hiãûu åí táút caí caïc âáöu âæåìng dáy (hçnh 4.19). Khi xuáút hiãûn chaûm âáút (vê duû åí âiãøm N) bàòng caïch kiãøm tra dáön tên hiãûu cuía caïc baío vãû tæì âáöu nguäön A âãún traûm C coï thãø xaïc âënh âæåüc âoaûn âæåìng dáy bë chaûm âáút.
36 Chæång 5: BAÍO VÃÛ DOÌNG SO LÃÛCH I. NGUYÃN TÀÕC LAÌM VIÃÛC: Baío vãû doìng so lãûch laì loaûi baío vãû dæûa trãn nguyãn tàõc so saïnh træûc tiãúp doìng âiãûn åí hai âáöu pháön tæí âæåüc baío vãû. Caïc maïy biãún doìng BI âæåüc âàût åí hai âáöu pháön tæí âæåüc baío vãû vaì coï tyí säú biãún âäøi nI nhæ nhau (hçnh 5.1). Quy æåïc hæåïng dæång cuía táút caí caïc doìng âiãûn theo chiãöu muîi tãn nhæ trãn så âäö hçnh 4.1, ta coï : IIR =−IT IIIT (5.1) Doìng vaìo råle bàòng hiãûu hçnh hoüc doìng âiãûn cuía hai BI, chênh vç váûy baío vãû coï tãn goüi laì baío vãû Hçnh 5.1 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío doìng so lãûch. vãû doìng so lãûch a) Trong tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch ngoaìi (åí âiãøm N’): Træåìng håüp lê tæåíng (caïc BI khäng coï sai säú, boí qua doìng dung vaì doìng roì cuía âæåìng dáy âæåüc baío vãû) thç: IIIS =⇒IIS IIT =IIIT ⇒ IR =IIT −IIIT =0 vaì baío vãû seî khäng taïc âäüng. b) Khi ngàõn maûch trong (åí âiãøm N”): doìng IIS vaì IIIS khaïc nhau caí trë säú vaì goïc pha. Khi hæåïng doìng quy æåïc nhæ trãn thç doìng åí chäù hæ hoíng laì: . I N IIN =−IS IIIS ⇒ IR =IIT −IIIT = n I Nãúu doìng IR vaìo råle låïn hån doìng khåíi âäüng IKÂR cuía råle, thç råle khåíi âäüng vaì càõt pháön tæí bë hæ hoíng. Khi nguäön cung cáúp laì tæì mäüt phêa (IIIS = 0), luïc âoï chè coï doìng IIT, doìng IR = IIT vaì baío vãû cuîng seî khåíi âäüng nãúu IR > IKÂR. Nhæ váûy theo nguyãn tàõc taïc âäüng thç baío vãû coï tênh choün loüc tuyãût âäúi vaì âãø âaím baío tênh choün loüc khäng cáön phäúi håüp vãö thåìi gian. Vuìng taïc âäüng cuía baío vãû âæåüc giåïi haûn giæîa hai BI âàût åí 2 âáöu pháön tæí âæåüc baío vãû. II. DOÌNG KHÄNG CÁN BÀÒNG: Khi khaío saït nguyãn tàõc taïc âäüng cuía baío vãû doìng so lãûch ta âaî giaí thiãút trong tçnh traûng laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch ngoaìi, lê tæåíng ta coï IIT = IIIT. Tuy nhiãn trong thæûc tãú : . IIIT =−''IS IIµµ; IIIT =I'IIS −I'II
37 Nhæ váûy, doìng trong råle (khi khäng coï ngàõn maûch trong vuìng baío vãû, doìng trong råle âæåüc goüi laì doìng khäng cán bàòng IKCB) bàòng: . . IIR ==KCB IIT −IIIT =I'IIµ−I'Iµ (5.2) Ngay caí khi kãút cáúu cuía hai BI giäúng nhau, doìng tæì hoïa I’IIµ vaì I’Iµ cuía chuïng thæûc tãú laì khäng bàòng nhau. Vç váûy doìng khäng cán bàòng coï mäüt giaï trë nháút âënh naìo âoï. Váùn chæa coï nhæîng phæång phaïp phuì håüp våïi thæûc tãú vaì âuí chênh xaïc âãø tênh toaïn doìng khäng cán bàòng quaï âäü. Vç váûy âãø âaïnh giaï âäi khi ngæåìi ta phaíi sæí duûng nhæîng säú liãûu theo kinh nghiãûm. Trãn hçnh 5.3b laì quan hãû i KCB = f(t), khaío saït âäö thë âoï vaì nhæîng säú liãûu khaïc ngæåìi ta nháûn tháúy ràòng : • iKCB quaï âäü coï thãø låïn hån nhiãöu láön trë säú xaïc láûp cuía noï vaì âaût âãún trë säú tháûm chê låïn hån caí doìng laìm viãcû cæûc âaûi. • iKCB âaût âãún trë säú cæûc âaûi khäng phaíi vaìo thåìi âiãøm âáöu cuía ngàõn Hçnh 5.3 : Âäö thë biãøu diãùn quan maûch maì håi cháûm hån mäüt êt. hãû theo thåìi gian cuía trë säú tæïc • trë säú iKCB xaïc láûp sau ngàõn thåìi cuía doìng ngàõn maûch ngoaìi maûch coï thãø låïn hån ráút nhiãöu so våïi (a) vaì doìng khäng cán bàòng træåïc ngàõn maûch do aính hæåíng cuía tæì trong maûch råle cuía baío vãû so dæ trong loîi theïp.thåìi gian täön taûi trë säú lãûch (b) iKCB låïn khäng quaï vaìi pháön mæåìi giáy. III. DOÌNG KHÅÍI ÂÄÜNG VAÌ ÂÄÜ NHAÛY: III.1. Doìng âiãûn khåíi âäüng: Âãø âaím baío cho baío vãû so lãûch laìm viãûc âuïng khi ngàõn maûch ngoaìi, doìng khåíi âäüng cuía råle cáön phaíi chènh âënh traïnh khoíi trë säú tênh toaïn cuía doìng khäng cán bàòng: IKÂR ≥ kat.IKCBmaxtt (5.3) IKCBmaxtt : trë hiãûu duûng cuía doìng khäng cán bàòng cæûc âaûi tênh toaïn tæång æïng våïi doìng ngàõn maûch ngoaìi cæûc âaûi. Tæång æïng doìng khåíi âäüng cuía baío vã laì: IKÂ ≥ kat.IKCBSmaxtt (5.4) trong âoï IKCBSmaxtt laì doìng khäng cán bàòng phêa så cáúp cuía BI tæång æïng våïi IKCBmaxtt vaì âæåüc tênh toaïn nhæ sau: IKCBSmaxtt = fimax.kân.kkck. IN ngmax (5.5) våïi: fimax - sai säú cæûc âaûi cho pheïp cuía BI, fimax = 10%. kân - hãû säú âäöng nháút cuía caïc BI, (kân = 0 ÷ 1), kân = 0 khi caïc BI hoaìn toaìn giäúng nhau vaì doìng âiãûn qua cuäün så cáúp cuía chuïng bàòng nhau, kân = 1 khi caïc BI khaïc nhau nhiãöu nháút, mäüt BI laìm viãûc khäng coï sai säú (hoàûc sai säú ráút beï) coìn BI kia coï sai säú cæûc âaûi.
38 kkck - hãû säú kãø âãún thaình pháön khäng chu kyì trong doìng âiãûn ngàõn maûch. IN ngmax - thaình pháön chu kyì cuía doìng âiãûn ngàõn maûch ngoaìi låïn nháút. III.2. Âäü nhaûy: Âäü nhaûy cuía baío vãû âæåüc âaïnh giaï thäng qua hãû säú âäü nhaûy: I N min K n = (5.6) I KÂ INmin : doìng nhoí nháút coï thãø coï taûi chäù ngàõn maûch khi ngàõn maûch træûc tiãúp trong vuìng baío vãû. Yãu cáöu âäü nhaûy cuía baío vãû doìng so lãûch Kn ≥ 2 IV. CAÏC BIÃÛN PHAÏP NÁNG CAO ÂÄÜ NHAÛY: • Cho baío vãû laìm viãûc våïi thåìi gian khoaíng 0,3 âãún 0,5 sec âãø traïnh khoíi nhæîng trë säú quaï âäü låïn cuía doìng khäng cán bàòng. • Näúi näúi tiãúp våïi cuäün dáy råle mäüt âiãûn tråí phuû (hçnh 5.4). Tàng âiãûn tråí maûch so lãûch seî laìm giaím tháúp doìng khäng cán bàòng cuîng nhæ doìng ngàõn maûch thæï cáúp (khi hæ hoíng trong vuìng baío vãû). Tuy nhiãnmæïc âäü giaím tháúp naìy khäng nhæ nhau do tênh cháút khaïc nhau cuía doìng khäng cán bàòng quaï âäü vaì cuía doìng ngàõn maûch. Mæïc âäü giaím doìng khäng cán bàòng nhiãöu hån do trong noï coï chæïa thaình pháön khäng chu kyì nhiãöu hån. Do så âäö ráút âån giaín nãn biãûn phaïp naìy âæåüc sæí duûng âãø thæûc hiãûn baío vãû cho mäüt säú pháön tæí trong hãû thäúng âiãûn. • Näúi råle qua maïy biãún doìng baîo hoìa trung gian (BIG). Hçnh 5.4 : Baío vãû doìng so lãûch • Duìng råle coï haîm. duìng âiãûn tråí phuû trong maûch råle V. BAÍO VÃÛ SO LÃÛCH DUÌNG RÅLE NÄÚI QUA BIG: Så âäö nguyãn lê cuía baío vãû coï råle näúi qua BIG trãn hçnh 5.5a. Hoaût âäüng cuía så âäö dæûa trãn cå såí laì trong doìng khäng cán bàòng quaï âäü khi ngàõn maûch ngoaìi (hçnh 5.3) thæåìng coï chæïa thaình pháön khäng chu kyì âaïng kãø laìm dëch chuyãøn âäö thë biãøu diãùn trë tæïc thåìi cuía doìng iKCB vãö 1 phêa cuía truûc thåìi gian. Thäng säú cuía BI baîo hoìa âæåüc læûa choün thãú naìo âãø noï biãún âäøi ráút keïm thaình pháön khäng chu kyì chæïa trong iKCB âi qua cuäün så cuía noï. Duìng så âäö thay thãú cuía BI âãø phán têch, coï thãø tháúy ràòng pháön låïn thaình pháön khäng chu kyì âi qua nhaïnh tæì hoïa laìm baîo hoìa maûch tæì (giaím Zµ). Trong âiãöu kiãûn âoï thaình pháön chu kyì cuía iKCB chuí yãúu kheïp maûch qua nhaïnh tæì hoïa maì khäng âi vaìo råle. Âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía BIG ráút phæïc taûp båíi vç quan hãû phi tuyãún khi biãún âäøi qua BI chênh xãúp chäöng våïi quan hãû phi tuyãún khi biãún âäøi iKCB qua BIG. Pháön tiãúp
39 theo ta seî khaío saït âäö thë voìng tæì trãù cuía BIG vaì sæû thay âäøi trë tæïc thåìi cuía doìng theo thåìi gian (hçnh 5.5). a) b) c) Hçnh 5.5 : Baío vãû doìng so lãûch duìng råle näúi qua BI baîo hoìa trung gian a) så âäö nguyãn lê cuía baío vãû b) hoaût âäüng cuía så âäö khi ngàõn maûch trong vuìng baío vãû c) hoaût âäüng cuía så âäö khi ngàõn maûch ngoaìi VI. BAÍO VÃÛ DUÌNG RÅLE SO LÃÛCH COÏ HAÎM: Doìng so lãûch thæï hay coìn goüi laì doìng laìm viãûc bàòng hiãûu caïc doìng thæï ILV = ISLT = IIT - IIIT vaì doìng haîm bàòng 1/2 täøng doìng thæï IH = 0,5*(IIT + IIIT). Khi ngàõn maûch ngoaìi, trë tuyãût âäúi cuía hiãûu doìng luän luän nhoí hån 1/2 täøng doìng thæï, tæïc laì: IIIT − IIT 05, IIT +IIIT hay : ILV > IH (5.8) Khi ngàõn maûch trong vaì coï nguäön cung cáúp chè tæì mäüt phêa thç IIIT = 0 ; ILV = IIT ; IH = 0,5IIT. Biãøu thæïc (5.7) vaì (5.8) coï thãø âæåüc coi laì cå såí âãø thæûc hiãûn råle coï haîm. Caïc råle naìy dæûa vaìo viãûc so saïnh 2 âaûi læåüng: IIT − IIIT vaì 0,5 IIT + IIIT Så âäö näúi BI våïi råle nhæ hçnh 5.7b qua BIG coï tè säú biãún âäøi nI = 1, cuäün så cuía BIG chia thaình 2 pháön bàòng nhau, cuäün thæï coï doìng haîm âæa vaìo bäü pháûn haîm cuía råle; doìng so lãûch cung cáúp cho bäü pháûn laìm viãûc cuía råle âæåüc láúy tæì âiãøm giæîa cuía cuäün så BIG.
40 Hçnh 5.7 : Baío vãû doìng so lãûch coï haîm a) Âäö thë veïc tå doìng thæï trong maûch baío vãû b) Så âäö nguyãn lê mäüt pha cuía baío vãû VII. ÂAÏNH GIAÏ BAÍO VÃÛÛ SO LÃÛCH DOÜC: VII.1. Tênh choün loüc: Theo nguyãn tàõc taïc âäüng, baío vãû coï tênh choün loüc tuyãût âäúi. Khi trong hãû thäúng âiãûn coï dao âäüng hoàûc xaíy ra tçnh traûng khäng âäöng bäü, doìng åí 2 âáöu pháön tæí âæåüc baío vãû luän bàòng nhau vaì khäng laìm cho baío vãû taïc âäüng máút choün loüc. VII.2. Taïc âäüng nhanh: Do baío vãû coï tênh choün loüc tuyãût âäúi nãn khäng yãu cáöu phaíi phäúi håüp vãö thåìi gian våïi baío vãû caïc pháön tæí kãö. Baío vãû coï thãø âæåüc thæûc hiãûn âãø taïc âäüng khäng thåìi gian. VII.3. Âäü nhaûy: Baío vãû coï âäü nhaûy tæång âäúi cao do doìng khåíi âäüng coï thãø choün nhoí hån doìng laìm viãûc cuía âæåìng dáy. VII.4. Tênh âaím baío: Så âäö pháön råle cuía baío vãû khäng phæïc taûp làõm vaì laìm viãûc khaï âaím baío. Nhæåüc âiãøm chuí yãúu cuía baío vãû laì coï dáy dáùn phuû . Khi âæït dáy dáùn phuû coï thãø laìm keïo daìi thåìi gian ngæìng hoaût âäüng cuía baío vãû, hoàûc baío vãû coï thãø taïc âäüng khäng âuïng (nãúu bäü pháûn kiãøm tra âæït maûch thæï khäng laìm viãûc). Giaï thaình cuía baío vãû âæåüc quyãút âënh båíi giaï thaình cuía dáy dáùn phuû vaì chi phê làõp âàût chuïng, do váûy âæåìng dáy daìi giaï thaình seî ráút cao. Tæì nhæîng phán têch trãn cho tháúy chè nãn âàût baío vãû so lãûch doüc cho nhæîng âæåìng dáy coï chiãöu daìi khäng låïn chuí yãúu laì trong maûng ≥ 110kV khi khäng thãø aïp duûng caïc baío vãû khaïc âån giaín vaì tin cáûy hån. Luïc áúy nãn duìng chung caïp laìm dáy dáùn phuû cuía baío vãû, âäöng thåìi âãø thæûc hiãûn âiãöu khiãøn xa, âo læåìng xa, thäng tin liãn laûc Baío vãû so lãûch doüc âæåüc aïp duûng räüng raîi âãø baío vãû cho maïy phaït, maïy biãún aïp, thanh goïp, do khäng gàûp phaíi nhæîng khoï khàn vãö dáy dáùn phuû.
41 VIII. BAÍO VÃÛ SO LÃÛCH NGANG COÏ HÆÅÏNG: Nguyãn tàõc taïc âäüng baío vãû so lãûch ngang dæûa vaìo viãûc so saïnh doìng trãn 2 âæåìng dáy song song, trong chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch ngoaìi caïc doìng naìy coï trë säú bàòng nhau vaì cuìng hæåïng, coìn khi phaït sinh hæ hoíng trãn mäüt âæåìng dáy thç chuïng seî khaïc nhau. Baío vãû âæåüc duìng cho 2 âæåìng dáy song song näúi vaìo thanh goïp qua maïy càõt riãng. Khi hæ hoíng trãn mäüt âæåìng dáy, baío vãû cáön phaíi càõt chè âæåìng dáy âoï vaì giæî nguyãn âæåìng dáy khäng hæ hoíng laûi laìm viãûc. Muäún váûy baío vãû phaíi âæåüc âàût åí caí 2 âáöu âæåìng dáy vaì coï thãm bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút âãø xaïc âënh âæåìng dáy bë hæ hoíng. Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío vãû trãn hçnh 5.9. Caïc maïy biãún doìng âàût trãn 2 âæåìng dáy coï tyí säú biãún âäøi nI nhæ nhau, cuäün thæï cuía chuïng näúi våïi nhau thãú naìo âãø nháûn âæåüc hiãûu caïc doìng pha cuìng tãn. Råle doìng 5RI laìm nhiãûm vuû cuía bäü pháûn khåíi âäüng, råle 6RW taïc âäüng 2 phêa laì bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút. Khi chiãöu doìng âiãûn quy æåïc nhæ trãn hçnh 5.9, ta coï doìng âæa vaìo caïc råle naìy laì IR = IIT - IIIT . Aïp âæa vaìo 6RW âæåüc láúy tæì BU näúi vaìo thanh goïp traûm. Råle 6RW seî taïc âäüng âi càõt âæåìng dáy coï cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy vaì khi åí caí 2 âæåìng dáy âãöu coï cäng suáút ngàõn maûch hæåïng tæì thanh goïp vaìo âæåìng dáy thç 6RW seî taïc âäüng vãö phêa âæåìng dáy coï cäng suáút låïn hån. Trong chãú âäü laìm viãûc bçnh thæåìng hoàûc khi ngàõn maûch ngoaìi, doìng IIT , IIIT bàòng nhau vaì truìng pha. Doìng vaìo råle IR = IIT - IIIT gáön bàòng 0 (IR = IKCB), nhoí hån doìng khåíi âäüng IKÂR cuía bäü pháûn khåíi âäüng 5RI vaì baío vãû seî khäng taïc âäüng. Hçnh 5.9 : Baío vãû so lãûch ngang coï hæåïng duìng cho 2 âæåìng dáy song song Khi ngàõn maûch trãn âæåìng dáy I åí âiãøm N’ (hçnh 5.9), doìng II > III . Vãö phêa traûm A coï IR = IIT - IIIT ; coìn phêa traûm B coï IR = 2IIIT. Råle 5RI åí caí 2 phêa âãöu khåíi âäüng. Cäng suáút ngàõn maûch trãn âæåìng dáy I phêa A låïn hån trãn âæåìng dáy II; do váûy 6’RW khåíi âäüng vãö phêa âæåìng dáy I vaì baío vãû càõt maïy càõt 1’MC. Vãö phêa traûm B, cäng suáút ngàõn maûch trãn âæåìng dáy I coï dáúu dæång (hæåïng tæì thanh goïp vaìo
42 âæåìng dáy), coìn trãn âæåìng dáy II - ám. Do âoï 6”RW cuîng khåíi âäüng vãö phêa âæåìng dáy I vaì càõt maïy càõt 1”MC. Nhæ váûy baío vãû âaím baío càõt 2 phêa cuía âæåìng dáy hæ hoíng I. Khi ngàõn maûch trãn âæåìng dáy åí gáön thanh goïp (âiãøm N”), doìng vaìo råle phêa traûm B laì IR ≈ 0 vaì luïc âáöu noï khäng khåíi âäüng. Tuy nhiãn baío vãû phêa traûm A taïc âäüng do doìng vaìo råle khaï låïn. Sau khi càõt maïy càõt 2’MC, phán bäú doìng trãn âæåìng dáy coï thay âäøi vaì chè âãún luïc naìy baío vãû phêa traûm B måïi taïc âäüng càõt 2”MC. Hiãûn tæåüng khåíi âäüng khäng âäöng thåìi væìa nãu laì khäng mong muäún vç laìm tàng thåìi gian loaûi træì hæ hoíng ra khoíi maûng âiãûn. Nguäön thao taïc âæåüc âæa vaìo baío vãû qua caïc tiãúp âiãøm phuû cuía 1MC vaì 2MC. Khi càõt mäüt maïy càõt thç tiãúp âiãøm phuû cuía noï måí vaì taïch baío vãû ra. Cáön thæûc hiãûn nhæ váûy vç 2 lê do sau: • Sau khi càõt 1 âæåìng dáy baío vãû tråí thaình baío vãû doìng cæûc âaûi khäng thåìi gian. Nãúu khäng taïch baío vãû ra, noï coï thãø càõt khäng âuïng âæåìng dáy coìn laûi khi xaíy ra ngàõn maûch ngoaìi. • Baío vãû coï thãø càõt âæåìng dáy bë hæ hoíng khäng âäöng thåìi. Khi ngàõn maûch taûi âiãøm N”, maïy càõt 2’MC càõt træåïc, sau âoï toaìn bäü doìng hæ hoíng seî âi âãún chäù ngàõn maûch qua âæåìng dáy I. Nãúu khäng taïch baío vãû phêa traûm A ra, noï coï thãø càõt khäng âuïng 1’MC cuía âæåìng dáy I khäng hæ hoíng.
43 Chæång 6: BAÍO VÃÛ KHOAÍNG CAÏCH I. NGUYÃN TÀÕC TAÏC ÂÄÜNG: Baío vãû khoaíng caïch laì loaûi baío vãû duìng rå le täøng tråí coï thåìi gian laìm viãûc phuû thuäüc vaìo quan hãû giæîa âiãûn aïp UR vaì doìng âiãûn IR âæa vaìo råle vaì goïc ϕR giæîa chuïng : UR tf= (,ϕ R ) I R thåìi gian naìy tæû âäüng tàng lãn khi khoaíng caïch tæì chäù näúi baío vãû âãún âiãøm hæ hoíng tàng lãn. Baío vãû âàût gáön chäù hæ hoíng nháút coï thåìi gian laìm viãûc beï nháút Nãúu näúi råle täøng tråí cuía baío vãû khoaíng caïch (BVKC) vaìo hiãûu caïc doìng pha vaì âiãûn aïp dáy tæång æïng (vê du,û 2 pha A,B) thç khi ngàõn maûch 2 pha A, B ta coï: Doìng vaìo råle: 1 I R =−()IIAB n I Aïp âàût vaìo råle: 11 UR =−()UUAB=(IIAB−)Z1l n U n U UR Nhæ váûy : = Zl1. I R Trong âoï : Z1 : täøng tråí thæï tæû thuáûn cuía 1 km âæåìng dáy. nI, nU : tyí säú biãún âäøi cuía BI vaì BU cung cáúp cho baío vãû. IA, IB : doìng chaûy qua cuäün så cáúp cuía BI âàût åí pha A, B. UA, UB : aïp pha A, B taûi chäù näúi baío vãû (chäù näúi BU). l : khoaíng caïch tæì chäø âàût baío vãû âãún âiãøm ngàõn maûch Khi áúy: UR tf=(,ϕR)=fZ(1.l,ϕR) I R Ban âáöu âãø âån giaín, coi baío vãû coï thåìi gian laìm viãûc khäng phuû thuäüc vaìo goïc ϕR: t = f (Z1.l) (6.1) Nhæ váûy thåìi gian laìm viãûc t cuía baío vãû khäng phuû thuäüc vaìo giaï trë cuía aïp vaì doìng âæa vaìo baío vãû maì chè phuû thuäüc vaìo khoaíng caïch tæì chäø näúi baío vãû âãún âiãøm hæ hoíng. II. ÂÀÛC TÊNH THÅÌI GIAN: Laì quan hãû giæîa thåìi gian taïc âäüng cuía baío vãû våïi khoaíng caïch hay täøng tråí âãún chäø hæ hoíng. Hiãûn nay thæåìng duìng baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian hçnh báûc thang (nhiãöu cáúp). Säú vuìng vaì säú cáúp thåìi gian thæåìng ≤ 3 âãø så âäö baío vãû âæåüc âån giaín (hçnh 6.1).
44 • Vuìng I coï thåìi gian taïc âäüng tI (tI xaïc âënh båíi thåìi gian khåíi âäüng cuía caïc råle, nãúu khäng yãu cáöu chènh âënh khoíi thåìi gian taïc âäüng cuía chäúng seït äúng). Khi xeït âãún sai säú cuía bäü pháûn khoaíng caïch, cuîng nhæ do mäüt säú yãúu täú khaïc, vuìng I âæåüc choün khoaíng 80% âãún 85% chiãöu daìi âoaûn âæåüc baío vãû. •Vuìng II coï thåìi gian taïc âäüng tII , II thåìi gian t cuía táút caí caïc baío vãû âãöu Hçnh 6.1 : Âàûc tênh thåìi gian nhiãöu II bàòng nhau vaì âãø âaím baío chon loüc t cáúp cuía baío vãû khoaíng caïch phaíi låïn hån mäüt báûc ∆t so våïi thåìi gian laìm viãûc cuía baío vãû chênh âàût åí caïc pháön tæí kãö. Chiãöu daìi cuía vuìng II phaíi coï giaï trë thãú naìo âãø âaím baío baío vãû taïc âäüng chàõc chàõn våïi thåìi gian tII khi ngàõn maûch åí cuäúi âoaûn âæåüc baío vãû. Khi thåìi gian tII âæåüc choün theo caïch nhæ trãn thç chiãöu daìi cuía vuìng II bë giåïi haûn båíi yãu cáöu choün loüc cuía caïc baío vãû. Xeït âãún caïc sai säú âaî nãu vaì tênh âãún chiãöu daìi cuía vuìng I, vuìng II chiãúm khoaíng 30% âãún 40% chiãöu daìi âoaûn kãö. • Vuìng III coï thåìi gian taïc âäüng tIII duìng laìm dæû træî cho caïc âoaûn tiãúp theo vaì boüc láúy toaìn bäü nhæîng âoaûn náöy. Thåìi gian tIII cuía caïc baío vãû âæåüc choün theo nguyãn tàõc báûc thang ngæåüc chiãöu. Khi ngàõn maûch qua âiãûn tråí trung gian rqâ thåìi gian taïc âäüng cuía caïc vuìng coï thãø tàng lãn. Vê du,û ngàõn maûch åí vuìng I qua rqâ, baío vãû khoaíng caïch coï thãø laìm viãûc våïi thåìi gian cuía cáúp II hoàûc cáúp III (caïc âæåìng neït cháúm trãn hçnh 6.1). Sau âáy xeït mäüt vê duû cuû thãø vãö âàûc tênh thåìi gian laìm viãûc hçnh báûc thang coï 3 cáúp cuía baío vãû khoaíng caïch (hçnh 6.2). Hçnh 6.2 : Baío vãû khoaíng caïch trong maûng håí coï nguäön cung cáúp tæì 2 phêa a) Så âäö maûng âæåüc âæåüc baío vãû b) Âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp
45 Khi xaíy ra ngàõn maûch åí âiãøm N, caïc baío vãû 3 vaì 4 cuía âæåìng dáy hæ hoíng BC åí gáön âiãøm ngàõn maûch nháút (coï khoaíng caïch l3 vaì l4) seî taïc âäüng våïi thåìi gian beï nháút tI. Caïc baío vãû 1 vaì 6 cuîng khåíi âäüng nhæng chuïng åí xa âiãøm ngàõn maûch hån (l1 > l3 vaì l6 > l4) nãn chuïng chè coï thãø taïc âäüng nhæ laì mäüt baío vãû dæû træî trong træåìng håüp âoaûn BC khäng âæåüc càõt ra båíi caïc baío vãû 3 vaì 4. Caïc baío vãû 2 vaì 5 cuîng caïch âiãøm ngàõn maûch mäüt khoaíng l3 vaì l4 (giäúng nhæ baío vãû 3 vaì 4), muäún chuïng khäng taïc âäüng thç caïc baío vãû naìy cuîng nhæ táút caí caïc baío vãû khaïc phaíi coï tênh âënh hæåïng, baío vãû chè taïc âäüng khi hæåïng cäng suáút ngàõn maûch âi tæì thanh goïp vãö phêa âæåìng dáy âæåüc baío vãû. Tênh âënh hæåïng taïc âäüng cuía baío vãû âæåüc âaím baío nhåì bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút riãng biãût hoàûc laì nhåì mäüt bäü pháûn chung væìa xaïc âënh khoaíng caïch âãïn âiãøm ngàõn maûch væìa xaïc âënh hæåïng cuía doìng cäng suáút ngàõn maûch. III. SÅ ÂÄÖ BAÍO VÃÛ KHOAÍNG CAÏCH: Trong træåìng håüp chung, baío vãû khoaíng caïch coï caïc bäü pháûn chênh nhæ sau: * Bäü pháûn khåíi âäüng: coï nhiãûm vuû : - Khåíi âäüng baío vãû vaìo thåìi âiãøm phaït sinh hæ hoíng. - Kãút håüp våïi caïc bäü pháûn khaïc laìm báûc baío vãû cuäúi cuìng. Bäü pháûn khåíi âäüng thæåìng âæåüc thæûc hiãûn nhåì råle doìng cæûc âaûi hoàûc råle täøng tråí cæûc tiãøu. * Bäü pháûn khoaíng caïch : âo khoaíng caïch tæì chäø näúi baío vãû âãún âiãøm hæ hoíng, thæûc hiãûn bàòng råle täøng tråí. * Bäü pháûn taûo thåìi gian: taûo thåìi gian laìm viãûc tæång æïng våïi khoaíng caïch âãún âiãøm hæ hoíng, âæåüc thæûc hiãûn bàòng mäüt säú råle thåìi gian khi baío vãû coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp. * Bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút: âãø ngàn ngæìa baío vãû taïc âäüng khi hæåïng cäng suáút ngàõn maûch tæì âæåìng dáy âæåüc baío vãû âi vaìo thanh goïp cuía traûm, âæåüc thæûc hiãûn bàòng råle âënh hæåïng cäng suáút riãng biãût hoàûc kãút håüp trong bäü pháûn khåíi âäüng vaì khoaíng caïch, nãúu caïc bäü pháûn naìy thæûc hiãûn bàòng råle täøng tråí coï hæåïng. Trãn hçnh 6.3 laì så âäö nguyãn lê mäüt pha cuía baío vãû khoaíng caïch coï âàûc tênh thåìi gian nhiãöu cáúp, coï bäü pháûn khåíi âäüng doìng âiãûn, khäng coï caïc pháön tæí naìo thæûc hiãûn chung nhiãûm vuû cuía mäüt säú bäü pháûn. Bäü pháûn khåíi âäüng duìng råle doìng 3RI, bäü pháûn âënh hæåïng cäng suáút - 4RW, bäü pháûn khoaíng caïch - cáúp I: 5RZ, cáúp II: 6RZ, vaì bäü pháûn taûo thåìi gian - cáúp I: 8RGT, cáúp II: 10RT, cáúp III: 7RT. Khi ngàõn maûch trong vuìng baío vãû, 3RI vaì 4RW seî khåíi âäüng vaì kheïp tiãúp âiãøm cuía chuïng, cæûc (+) cuía nguäön thao taïc âæåüc âæa âãún tiãúp âiãøm cuía 5RZ, 6RZ vaì âãún cuäün dáy cuía 7RT. Nãúu ngàõn maûch xaíy ra trong phaûm vi vuìng I, caïc råle 5RZ, 8RGT seî khåíi âäüng vaì qua råle 9Th seî âæa xung âi càõt 1MC våïi thåìi gian tI. Nãúu xaíy ra hæ hoíng åí xa hån trong vuìng II, råle 5RZ khäng khåíi âäüng, caïc råle 6RZ vaì 10RT taûo thåìi gian tII cuía cáúp thæï II seî khåíi âäüng vaì cho xung âi càõt 1MC qua råle 11Th. Khi ngàõn maûch xa hån næîa trong vuìng III, caïc råle 5RZ vaì 6RZ seî khäng khåíi âäüng, 1MC bë càõt våïi thåìi gian tIII taûo nãn båíi 7RT qua 12Th. Nhæ váûy, trong så âäö âang xeït bäü pháûn khoaíng caïch khäng kiãøm soaït vuìng III vaì khi ngàõn maûch trong vuìng âoï baío vãû (theo hçnh 6.3) seî laìm viãûc nhæ laì mäüt baío vãû doìng cæûc âaûi coï hæåïng.
46 Hçnh 6.3 : Så âäö nguyãn lê 1 pha cuía baío vãû khoaíng caïch IV. TÄØNG TRÅÍ TRÃN CAÏC CÆÛC CUÍA BÄÜ PHÁÛN KHOAÍNG CAÏCH: Âãø thuáûn tiãûn cho tênh toaïn vaì phán têch sæû laìm viãûc cuía caïc bäü pháûn khoaíng caïch, ngæåìi ta âæa ra khaïi niãûm vãö täøng tråí trãn caïc cæûc råle. Täøng tråí giaí tæåíng naìy trong træåìng håüp chung khäng coï yï nghéa váût lê, noï chênh laì tyí säú giæîa aïp UR vaì doìng IR âæa vaìo råle. Thæûc tãú, khaïi niãûm naìy âæåüc aïp duûng räüng raîi do khi choün âuïng UR & IR (vê du,û aïp dæ cuía nhaïnh ngàõn maûch vaì doìng gáy nãn aïp dæ âoï) thç täøng tråí giaí tæåíng trãn caïc cæûc cuía råle seî tyí lãû våïi khoaíng caïch tæì thanh goïp cuía traûm coï âàût baío vãû âãún âiãøm ngàõn maûch trãn âæåìng dáy. Tæång tæû nhæ quan hãû váût lê âàûc træng båíi tam giaïc âiãûn aïp råi, ngæåìi ta phán ra (hçnh 6.4) täøng tråí giaí tæåíng ZR = UR/IR , âiãûn tråí giaí tæåíng taïc duûng rR = UR/IR cosϕR vaì phaín khaïng xR =UR/IR sinϕR . Tuìy thuäüc vaìo viãûc thæûc hiãûn bäü pháûn khoaíng caïch Hçnh 6.4 : Âäö thë vectå aïp vaì doìng âæa maì ngæåìi ta duìng mäüt trong caïc vaìo caïc cæûc cuía bäü pháûn khoaíng caïch âaûi læåüng giaí tæåíng noïi trãn. Caïc bäü pháûn khoaíng caïch vaì khåíi âäüng luän luän duìng caïc råle thæï cáúp maì aïp vaì doìng âæa âãún chuïng thäng qua caïc maïy biãún âäøi âo læåìng. Liãn hãû giæîa täøng tråí så vaì thæï cáúp, vê duû âäúi våïi råle täøng trå,í nhæ sau : U U RT n I RS n I Z R T ==. =Z RS (6.2) I RT n U I RS n U Khi n = n thç Z= ZÂãø âån giaín, coi täøng tråí thæï cáúp bàòng täøng tråí så I U RT RS . cáúp, tæïc laì coi caïc hãû säú biãún âäøi nI vaì nU bàòng nhau (coi nI = nU = 1).
47 V. SÆÍ DUÛNG MÀÛT PHÀÍNG PHÆÏC TÄØNG TRÅÍ ÂÃØ PHÁN TÊCH SÆÛ LAÌM VIÃÛC CUÍA RÅLE TÄØNG TRÅÍ : Hçnh 6.5 : Biãøu diãùn trong màût phàóng phæïc täøng tråí a) täøng tråí åí âáöu cæûc råle b) âæåìng dáy âæåüc baío vãû Viãûc nghiãn cæïu sæû laìm viãûc cuía råle täøng tråí näúi vaìo mäüt âiãûn aïp vaì mäüt doìng âiãûn âæåüc tiãún haình ráút tiãûn låüi trong màût phàóng phæïc täøng tråí ZR = jϕR (UR/IR).e (hçnh 6.5a). Goïc ϕR âæåüc tênh tæì truûc (+) theo hæåïng ngæåüc chiãöu kim âäöng häö, luïc âoï vector IR xem nhæ laì gàõn chàût trãn truûc (+). Hçnh chiãúu cuía vector ZR lãn truûc j laì thaình pháön phaín khaïng xR = ZRsinϕR vaì lãn truûc (+) laì thaình pháön taïc duûng rR = ZRcosϕR. Âæåìng dáy BC âæåüc baío vãû coï täøng tråí mang tênh caím, biãùu diãùn trong pháön jϕ tæ thæï 1 bàòng säú phæïc ZlBC =Z1.lBC.e l . Råle täøng trå íâang xeït âàût åí âáöu âæåìng dáy BC vãö phêa traûm B âæåüc xem nhæ nàòm åí gäúc toüa âäü (hçnh 6.5 b). Âæåìng dáy CD coï jϕ täøng tråí ZlCD =Z1.lCD.e l nàòm åí pháön tæ thæï 1 trãn âæåìng keïo daìi cuía säú phæïc ZlBC jϕ ,coìn âæåìng dáy AB coï täøng trå í ZlAB =Z1.lAB.e l nàòm åí pháön tæ thæï 3 trãn âæåìng keïo daìi vãö phêa ngæåüc laûi. Vuìng I cuaí baío vãû âæåìng dáy BC âæåüc âàûc træng båíi täøng tråí ≈ 0,85 ZlBC, khi khäng coï nhæîng yãúu täú laìm sai lãûch nhiãöu âãún sæû laìm viãûc cuía baío vãû thç råle täøng tråí cáön coï âàûc tênh khåíi âäüng boüc láúy säú phæïc 0,85 ZlBC nhæ vuìng gaûch cheïo trãn hçnh 6.5b. Thæûc tãú âãø âaím baío sæû laìm viãûc chàõc chàõn cuía baío vãû, vuìng khåíi âäüng cuía råle täøng tråí âæåüc måí räüng âaïng kãø (táút nhiãn vë trê xaïc âënh âiãøm cuäúi cuía vuìng baío vãû thç khäng thãø måí räüng). Âàûc tênh khåíi âäüng ZKÂ= f(ϕR) biãùu diãùn trong màût phàóng phæïc laì âæåìng cong boüc láúy vuìng khåíi âäüng. Theo daûng âàûc tênh khåíi âäüng ngæåìi ta phán ra mäüt säú loaûi råle täøng tråí sau : V.1. Råle täøng tråí vä hæåïng: ZKÂ = k = const (6.3) Âàûc tênh cuía råle laì voìng troìn coï tám åí gäúc toüa âäü (hçnh 6.6 a). Trë säú täøng tråí khåíi âäüng cuía råle naìy khäng phuû thuäüc goïc ϕR giæîa UR vaì IR . V.2. Råle täøng tråí coï hæåïng coï âàûc tênh voìng troìn: ZKÂ = kcos(ϕR + α) (6.4) Âàûc tênh cuía råle laì voìng troìn âi qua gäúc toüa âäü (hçnh 6.6 b). Råle seî coï âäü nhaûy låïn nháút âàûc træng bàòng ZKÂmax = k khi α = -ϕR. Thæåìng choün α = - ϕl do váûy
48 khi xaíy ra ngàõn maûch træûc tiãúp trãn âæåìng dáy, tæång æïng våïi ϕR = ϕl, baío vãû seî coï âäü nhaûy låïn nháút. Råle âënh hæåïng cäng suáút âæåüc xem nhæ laì råle täøng tråí coï hæåïng coï âàûc tênh voìng troìn våïi baïn kênh bàòng vä cuìng (hçnh 6.6c). Âàûc tênh nhæ váûy laì âæåìng o thàóng qua gäúc toüa âäü vaì taûo våïi truûc (+) mäüt goïc (90 - α). Nhæåüc âiãøm cuía råle täøng tråí coï hæåïng vaì råle âënh hæåïng cäng suáút laì täön taûi vuìng chãút khäng nhæîng khi ngàõn maûch ba pha maì caí khi ngàõn maûch hai pha. Nguyãn do laì âãø råle täøng tråí laìm viãûc âuïng vaì âãø nháûn âæåüc ZR tyí lãû våïi khoaíng caïch âãún chäø ngàõn maûch, ngæåìi ta âæa vaìo råle doìng caïc pha hæ hoíng vaì aïp dæ cuía caïc nhaïnh hæ hoíng, nãúu ngàõn maûch træûc tiãúp åí gáön chäù âàût baío vãû thç aïp âæa vaìo råle coï thãø tiãún âãún 0. Hçnh 6.6 : Âàûc tênh khåíi âäüng cuía råle täøng tråí trong màût phàóng phæïc a) vä hæåïng b) coï hæåïng c) âënh hæåïng cäng suáút d) häùn håüp e) kãút håüp råle täøng tråí coï hæåïng vaì häùn håüp f ) phaín khaïng V.3. Råle häùn håüp (taïc duûng - phaín khaïng): 1 ZkKÂ = (6.5) cos(ϕαR + ) Âàûc tênh cuía råle laì caïc âæåìng thàóng caïch gäúc toüa âäü mäüt khoaíng bàòng k (âæåìng 1 vaì 2 - hçnh 6.6d ). Âæåìng 1 æïng våïi giaï trë α nàòm trong khoaíng (-π , -π/2), âæåìng 2 - trong khoaíng (0 , π/2). Goïc âäü nhaûy beï nháút cuía råle laì ϕR = - α. Âàûc tênh cuía råle càõt caïc truûc (+) vaì (+j) mäüt khoaíng tæång æïng bàòng k k va cosααsin Råle loaûi naìy thæåìng khäng sæí duûng âäüc láûp âãø laìm bäü pháûn âo khoaíng caïch. Coï thãø duìng noï cho baío vãû âæåìng dáy daìi taíi nàûng âãø càõt båït mäüt pháön vuìng khåíi âäüng, vê duû nhæ càõt båït mäüt pháön vuìng khåíi âäüng cuía råle täøng tråí coï hæåïng (hçnh 6.6 e).
49 V.4. Råle täøng tråí phaín khaïng: XKÂ = k = const (6.6) Âàûc tênh cuía råle laì âæåìng thàóng song song våïi truûc (+) (hçnh 6.6 f). Âáy laì træåìng håüp riãng cuía råle häùn håüp khi α = - π/2. Råle täøng tråí coï thãø laì cæûc âaûi hoàûc cæûc tiãøu. Loaûi råle täøng tråí cæûc tiãøu thêch håüp hån âãø laìm bäü pháûn khåíi âäüng vaì khoaíng caïch. Chãú âäü laìm viãûc cuía âæåìng dáy âæåüc baío vãû coï thãø âàûc træng bàòng täøng tråí phæïc ZR trãn âáöu cæûc råle täøng tråí. Säú phæïc ZR naìy âæåüc biãøu diãùn åí mäüt vë trê xaïc âënh trãn màût phàóng phæïc täøng tråí. Vç váûy phán têch sæû laìm viãûc cuía råle täøng tråí näúi vaìo mäüt aïp vaì mäüt doìng coï thãø thæûc hiãûn bàòng phæång phaïp âäö thë khi so saïnh vuìng coï chæïa ZR våïi vuìng khåíi âäüng cuía baío vãû. VI. SÅ ÂÄÖ NÄÚI RÅLE TÄØNG TRÅÍ VAÌO AÏP DÁY VAÌ HIÃÛU DOÌNG PHA : Täø håüp caïc doìng vaì aïp åí âáöu cæûc cuía 3 råle täøng tråí näúi theo så âäö hçnh 6.9 âæåüc âæa ra trong baíng 6.1 Khi N(3) tai âiãøm N (hçnh 6.10) caïch chäø âàût baío vãû mäüt khoaíng l, ta coï : ()3 (3) ()3 ()3 ()3 ()3 UR IR = 33IU,.RR==I.Z1.l,Z ()3 =Zl1. I R Trong âoï: Z1 - täøng tråí thæï tæû thuáûn cuía 1 Km âæåìng dáy quy vãö phêa thæï cáúp cuía caïc maïy biãún âäøi âo læåìng theo (6.2). Khi N(2) , vê duû B vaì C, chè coï råle 2RZ nháûn âiãûn aïp cuía nhaïnh ngàõn maûch laì laìm viãûc âuïng. Âäúi våïi noï : ()22() ()22() ()2 ()2 (3) IIRR2 ==22,,U2 Ubc=IZ12lZR=Z1l=ZR Hçnh 6.9 : Så âäö näúi råle täøng tråí vaìo aïp dáy vaì hiãûu doìng pha a) khi caïc BI näúi ∆ b) khi duìng BI trung gian khäng baío hoìa Baíng 6.1 . . Råle I R U R . 1RZ IIab− U ab . 2RZ IIbc− U bc . 3RZ IIca− U ca
50 Âæa vaìo âáöu cæûc caïc råle 1RZ vaì 3RZ laì doìng âiãûn I(2) vaì âiãûn aïp låïn (2) hån Ubc . Vç váûy, täøng tråí trãn caïc cæûc cuía råle 1RZ vaì 3RZ tàng lãn vaì baío vãû seî khäng taïc âäüng nháöm. Khi ngàõn maûch 2 pha chaûm âáút Hçnh 6.10 : Ngàõn maûch trãn (vê duû B vaì C) trong maûng coï doìng âæåìng dáy chaûm âáút låïn, cuîng chè coï 2RZ laìm âæåüc baío vãû viãûc âuïng. Âäúi våïi noï: . (,11) . (,11) (,11) UUR 2 =−bcU . (,11) . (,11) . (,11) UIbb=+ ZlIc .Z.l trong âoï : L M . (,11) . (,11) . (,11) UIcc=+ ZL lIb .ZM .l Khi thay ZL - ZM = Z1, ta coï : . (,11) . (,11) IIbc− (,11) (,11) UR 2 (3) Z R 2 == Zl11==Zl ZR (,11) . (,11) . (,11) I R 2 IIbc− Nhæ váûy, så âäö âang xeït âaím baío täøng tråí ZR giäúng nhau âäúi våïi táút caí caïc daûng ngàõn maûch nhiãöu pha åí mäüt âiãøm. Så âäö näúi råle vaìo hiãûu doìng pha coìn âæåüc thæûc hiãûn qua maïy biãún doìng trung gian khäng baío hoìa coï 2 cuäün så (hçnh 6.9b). Nhæåüc âiãøm chuí yãúu cuía så âäö laì phaíi duìng 3 råle täøng tråí chè âãø chäúng ngàõn maûch nhiãöu pha åí mäüt âiãøm. Âãø khàõc phuûc, ngæåìi ta duìng chè 1 råle täøng tråí vaì thiãút bë tæû âäüng chuyãøn maûch aïp vaì doìng âäúi våïi caïc daûng ngàõn maûch khaïc nhau. VII. SÅ ÂÄÖ NÄÚI RÅLE TÄØNG TRÅÍ VAÌO AÏP PHA VAÌ DOÌNG PHA COÏ BUÌ THAÌNH PHÁÖN THÆÏ TÆÛ KHÄNG - SÅ ÂÄÖ BUÌ DOÌNG : Täø håüp caïc doìng vaì aïp åí âáöu cæûc ba råle täøng tråí cho trong baíng 6.2. Khi N(1) chaûm âáút, vê duû pha A, taûi âiãøm N cuía âæåìng dáy (hçnh 6.10), chè coï råle 1RZ (hçnh 6.11) näúi vaìo aïp cuía nhaïnh ngàõn maûch Ua laì taïc âäüng âuïng. Våïi: UUa =+12U+U0 Aïp cuía mäüt thæï tæû báút kyì âæåüc xaïc âënh bàòng täøng cuía aïp åí âiãøm ngàõn maûch N vaì aïp råi trãn chiãöu daìi l, vêduû: . UU00=+N I0Z0l . . . . Vç váûy: UaN=+U11I Z1l +U 22N+I Z 2l +U00N+I Z0l . Täøng UUUNN=+12N+U0N=0 vç âoï laì aïp taûi âiãøm hæ hoíng. Âäúi våïi âæåìng dáy thç Z1 = Z2 . Do váûy :
51 . . UIa =+1 Z1lI2 Z1l+I0 Z0l . =+IZ1 1l I2 Z1l+I0 Z0l+()I0 Z1l−I0 Z1l =+IZa 1l I0 ()Z01−Z l. Hçnh 6.11 : Så âäö näúi råle täøng tråí vaìo aïp pha vaì doìng pha coï buì thaình pháön doìng âiãûn thæï tæû khäng Baíng 6.2 Råle IR UR . 1RZ Ia + k.I0 Ua . 2RZ Ib + k.I0 Ub . 3RZ Ic + k.I0 Uc . Z0− Z1 Nãúu chonü hãû säú buì k = . thç täøng tråí trãn caïc cæûc cuía råle 1RZ seî laì: Z1 . ZZ− . . I + 01I U a . 0 a Z Z()1 = = 1 .Zl= Zl R1 11 Ika + I0 Ika + I0 Täøng tråí trãn caïc cæûc cuía råle täøng tråí 2RZ , 3RZ cuía caïc pha khäng hæ hoíng tàng lãn, vç váûy baío vãû seî khäng taïc âäüng nháöm. Goïc täøng tråí Z0 vaì Z1 laì khäng nhæ nhau, do váûy trong træåìng håüp täøng quaït hãû säú k laì mäüt säú phæïc. Âãø thuáûn tiãûn, ngæåìi ta boí qua sæû khaïc biãût cuía goïc täøng tråí Z1, Z0 vaì choün k = (Z0-Z1)/Z1 hay k =(x0-x1)/x1. Træåìng håüp naìy tæång æïng våïi så âäö hçnh 6.11, råle täøng tråí âæåüc cung cáúp bàòng doìng âiãûn qua BI trung gian khäng baîo hoìa. Vê duû : láúy Z0 ≈ 3,5Z1 (âäúi våïi âæåìng dáy trãn khäng coï dáy chäúng seït), ta seî coï k = 2,5. Âãø taûo nãn læûc tæì hoïa täøng tyí lãû våïi Ip + kI0, quan hãû cuía säú voìng Wp vaì W0 cuía hai cuäün så coï doìng Ip vaì 3I0 cáön phaíi tæång æïng våïi biãøu thæïc :
52 Wp : W0 = 1 : k/3 ≈ 1 : 0,83. Så âäö coï thãø taïc âäüng âuïng khäng nhæîng khi ngàõn maûch mäüt pha maì caí khi ngàõn maûch hai pha chaûm âáút vaì khi chaûm âáút keïp åí caïc pháön tæí coï I0 ≠ 0 trong maûng coï doìng chaûm âáút beï. Âãø kãút luáûn, cáön læu yï ràòng khi loaûi træì sæû buì doìng khoíi så âäö âaî xeït trãn, tæïc laì IR laì doìng pha thç : ZR = Z1.l + (I0/IR).(Z0 - Z1).l . Luïc âoï täøng tråí ZR phuû thuäüc khäng nhæîng vaìo khoaíng caïch l maì coìn vaìo tyí säú I0/Ip. Tyí säú naìy coï thãø thay âäøi trong phaûm vi räüng khi thay âäøi chãú âäü laìm viãûc cuía hãû thäúng. Chênh âiãöu âoï laìm cho haûn chãú khaí nàng æïng duûng cuía så âäö. VIII. SÅ ÂÄÖ SÆÍ DUÛNG MÄÜT RÅLE TÄØNG TRÅÍ COÏ CHUYÃØN MAÛCH ÅÍ MAÛCH ÂIÃÛN AÏP ÂÃØ TAÏC ÂÄÜNG KHI NGÀÕN MAÛCH NHIÃÖU PHA : Så âäö âæåüc thæûc hiãûn nhåì råle täøng tråí 1RZ näúi vaìo hiãûu doìng hai pha (theo hçnh 6.12, IIRa=−Ic) vaì âiãûn aïp tyí lãû hoàûc bàòng aïp dæ cuía nhaïnh ngàõn maûch khi ngàõn maûch giæîa caïc pha. Caïc bäü pháûn khåíi âäüng doìng 2RI vaì 3RI näúi vaìo doìng pha laìm nhiãûm vuû xaïc âënh daûng ngàõn maûch vaì tæû chuyãøn maûch âiãûn aïp. (3) (2) Khi N hay N AC , råle 2RI vaì 3RI khåíi âäüng âæa aïp Uac âãún råle 1RZ. Vç váûy: 3IZ()3 l ()3 1 Z R ==Zl1 . 3I()3 2IZ()2 l Z()2 ==1 Zl. Rac 2I()2 1 ()2(2) Khi NAB , NBC âæa âãún 1RZ laì doìng 1 pha, tæång æïng laì IIac, − . Âãø ZR coï âæåüc giaï trë tyí lãû våïi khoaíng caïch l, aïp âæa âãún råle phaíi giaím 2 láön nhåì âiãûn tråí phuû (hçnh 6.12a) hoàûc biãún aïp tæû ngáùu (hçnh 6.12b). Så âäö hçnh 6.12b cáön thiãút âäúi våïi nhæîng råle täøng tråí laìm viãûc theo caí giaï trë vaì goïc lãûch pha giæîa UR vaì IR (vê duû råle täøng tråí coï hæåïng, hçnh 6.6b). Hçnh 6.12 : Så âäö näúi mäüt råle täøng tråí coï chuyãøn maûch åí maûch âiãûn aïp âãø taïc âäüng khi ngàõn maûch giæîa caïc pha. a. duìng âiãûn tråí phuû b. duìng biãún aïp tæû ngáùu