BẢO VỆ KHOẢNG
CÁCH CỦA DÒNG ĐIỆN

I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
Nếu nối rơle tổng trở BVKC vào hiệu các dòng pha (A, B) và
điện áp dây tương ứng thì khi NM hai pha A, B ta có:
R A B
I
1
I (I I )
n
= −
R A B A B 1
U U
1 1
U (U U ) (I I )Z l
n n
= − = −
BVKC là loại BV dùng rơle tổng trở có thời gian làm việc phụ
thuộc vào quan hệ giữa điện áp và dòng điện đưa vào rơle và góc
φ
R
giữa chúng.
R
R
R
U
t f ( , )
I
= ϕ
R

1
R
U
Z .l
I
=
1 R
t f (Z .l, )= ϕ
R
R
R
U
t f ( , )
I
= ϕ
= Z
1
.l nếu không xét đến giá trị
góc điện trở
ZONE 3
ZONE 2
ZONE 1
Vùng 1 chiếm 80% tổng trở đường dây được BV
Vùng 2 gồm đường dây BV và 50% đường dây thứ hai ngắn nhất.
Vùng 3T=1,2(đường dây được BV+đường dây thứ hai dài nhất).
Vùng 3N=20% hướng ngược của đường dây được BV
I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
B
A C
t

I
1
1 2 5
∆t
II
1
t
III
1
t
III
3
t
II
3
t
I
3
t
I
5
t
II
5
t
N
L
t
D
3 4 6

t
I
6
t
II
6
t
III
6
t
I
4
t
II
4
t
III
4
t
I
2
t
II
2
L
3
L
4
L
1

L
6
I. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG
D A B C
Z
DA
Z
AB
Z
BC
Z
BC
II. ĐẶC TUYẾN KHỞI ĐỘNG CỦA BVKC
Tổng trở trên cực của rơle là:
R
R
R
U
Z
I
•
•
•
=
R
R R
Z r jx
•
= +
Khi biểu diễn trên mặt phẳng phức tổng trở

của rơle có độ lớn và góc pha của nó là:
2 2
R
R R
Z r x
•
= +
tgφ
R
=x
R
/r
R
.
Tổng trở của một đoạn đường dây AB bất
kỳ thể hiện trên mặt phức được đặc trưng
bởi Z
AB
=Z
lAB
và góc:
φ
l
=arctgx
l
/r
l
.
φ
l

=(65 ÷ 85
0
) với đường dây truyền tải
jx
r
C
D
A
B
φ
R
x
R
r
R
Z
R

φ
l
jx
r
N
C
r
hq
A
φ
N
B

N’
B’
Ngắn mạch qua hồ quang điện là NM
qua trở tác dụng. Tổng trở từ chỗ đặt BV
tới điểm NM được biểu diễn bằng véc tơ
AN’ khi có một nguồn cung cấp.
AN’=Z
N
+r
hq
Khi có hai nguồn cung cấp, dòng NM từ
hai phía đổ vào lệch pha nên đoạn NN’
nghiêng so với trục r. Do đó
Z
R
=Z
N
+k.r
hq
r
hq
=k.l
hq
/I
N
.
II. ĐẶC TUYẾN KHỞI ĐỘNG CỦA BVKC
Mỗi đoạn đường dây AB bất kỳ
đều dựng được tứ giác ABB’A’
N

D A B C
Z
DA
Z
AB
Z
BC
Z
BC
Z
N
r
hq
D
φ
l
Z
N
A’
Một số dạng đặc tuyến khởi động của BVKC.
1. OHM
2. MHO
3. ELLIPSE
4. TỨ GIÁC
5. KHÁNG
r
jx
Đặc tuyến của mỗi rơle là quỹ tích điểm thoả điều kiện Z
R
=Z

kđR
Z
R
<Z
kđR
ứng với vùng tác động
của rơle và Z
R
<Z
kđR
ứng với
vùng không tác động của rơle
Đặc tuyến khởi động được biểu
diễn bằng: Z
kđ
=f(φ
R
,U
R
,I
R
) thể
hiện trong mặt phẳng phức.
Ngoài ra còn một số loại đặc
tuyến đặc biệt là sự kết hợp
của các loại đặc tuyến nói
trên.
III. CHỌN U
R
, I

R
ĐƯA VÀO BỘ PHẬN KHOẢNG CÁCH
Để BVKC làm việc đúng thì U
R
phải bằng điện áp dáng tính đến
điểm NM (U
R
=I
N
Z
RN
), còn I
R
phải bằng dòng NM (I
R
=I
N
).
Lúc đó:
N RN
R
R RN
R N
U I Z
Z Z
I I
• • •
• •
• •
= = =

Như vậy phải nối RZ vào áp và dòng của vòng NM. để BVKC
làm việc chính xác khi NM hai pha cần đặt 3 RZ ứng với sự cố
giữa các pha.
I
A
a
RZ
1
RZ
2
RZ
3
b
c
I
B
I
C
Relay pha U
R
I
R
A U
ab
I
a
- I
b
B U
bc

I
b
- I
c
C U
ca
I
c
- I
a
1. Sơ đồ nối RZ vào áp dây và hiệu dòng pha.
(3) (3)
R N
I 3I=
(3) (3)
R P N 1
U 3U 3I Z h= =
(3)
(3)
N
R 1
(3)
N
U
Z Z h
I
=
Khi NM hai pha (B,C)
(2) (2)
R b c N

I I I 2I= − =
Khi NM ba pha
(2) (2)
R BC N 1
U U 2I Z h= =
(2)
(2)
N
R 1
(2)
N
U
Z Z h
I
=
2. Sơ đồ nối RZ vào áp pha và dòng pha có bù I
0
. (sơ đồ bù dòng)
Relay
pha
U
R
I
R
A U
a
I
a
+ kI
0

B U
b
I
b
+ kI
0
C U
c
I
c
+ kI
0
Khi NM pha A chạm đất chỉ có 1RZ nối
với áp của nhánh NM U
a
tác động đúng:
U
a
=U
1
+U
2
+U
0
Điện áp thứ tự bằng tổng của áp ở điểm
NM và áp rơi trên chiều dài từ chỗ BV
đến điểm NM
U
0
=U

0N
+I
0
Z
0
l
U
1
=U
1N
+I
1
Z
1
l U
2
=U
2N
+I
2
Z
2
l
U
0
=U
0N
+I
0
Z

0
l
Tổng áp NM: U
N
=U
1N
+U
2N
+U
0N
=0 nên U
a
=I
1
Z
1
l+I
2
Z
2
l+I
0
Z
0
l
Đối với đường dây thì Z
1
=Z
2
nên

U
a
=I
1
Z
1
l+I
2
Z
2
l+I
0
Z
0
l+(I
0
Z
1
l-I
0
Z
1
l) U
a
=I
a
Z
1
l+I
0

(Z
0
-Z
1
)l
Nếu chọn hệ số bù
0 1
1
Z Z
k
Z
−
=
0 1
a 0
a
1
(1)
R1 1 1
a 0 a 0
Z Z
I I
U
Z
Z .Z l Z l
I kI I kI
−
+
= = =
+ +

U
a
=U
1
+U
2
+U
0
U
1
=U
1N
+I
1
Z
1
l; U
2
=U
2N
+I
2
Z
2
l;
2. Sơ đồ nối RZ vào áp pha và dòng pha có bù I
0
. (sơ đồ bù dòng)
U
a

=U
1N
+I
1
Z
1
l+U
2N
+I
2
Z
2
l+U
0N
+I
0
Z
0
l
Do góc tổng trở Z
1
≠Z
2

nên hệ số k là số phức.
Để đơn giản cũng coi
như Z
1
=Z
2

và chọn hệ
số k=(Z
0
-Z
1
)/Z
1
hay
k=(x
0
-x
1
)/x
1

VI. NHỮNG YẾU TỐ LÀM SAI LỆCH SỰ LÀM VIỆC CỦA
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
1. Ảnh hưởng của điện trở quá độ tại chỗ NM, tổng trở
nguồn và tổng trở liên kết mạch ngoài.
N
h
s
r
q
đ
I
RS
A
B
R

Q
Z
E
Z
L
C D
Với hs là hệ số đặt
của RZ bảo vệ đường
dây RQ. R sẽ cắt NM
khi điểm NM ở trước
điểm này.
Sau điểm này BV tác động cấp II có thời gian.
Đây còn gọi là điểm cân bằng hay ngưỡng tác động của RZ.
NM 3 pha tại điểm cân bằng: điện áp tại rơle là:
U
R
=h
s
.Z
L
. I
RS
I
RS
dòng điện qua rơle
Z
L
tổng trở đường dây RQ
Tổng trở qua rơle là:
R

RS S L
RS
U
Z h Z
I
= =
Z
RS
là ranh giới giữa tác động và không tác động gọi là ngưỡng
tác động.
Nếu NM gần R thì tổng trở qua RZ giảm nên Z
R
<h
s
Z
L
nằm trong
giới hạn tác động.
Nếu NM xa R và lớn hơn hệ số hs thì rơle không tác động.
VI. NHỮNG YẾU TỐ LÀM SAI LỆCH SỰ LÀM VIỆC CỦA
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
1. Ảnh hưởng của điện trở quá độ tại chỗ NM, tổng trở
nguồn và tổng trở liên kết mạch ngoài.
B
A
N
AN
AB
A
RA

Z
I
U
Z ==


RZ
C RZ
BN
AB
BN
ABRA
AB
BNBNABAB
AB
A
RA
Z
I
I
ZZ
I
ZIZI
I
U
Z







+=
+
==
1. Ảnh hưởng của điện trở quá độ tại chỗ NM, tổng trở
nguồn và tổng trở liên kết mạch ngoài.
•
In case <1
⇒
Z
RA
< Z
1
(l
AB
+l)
⇒
OVERREACH
AB
BN
I
I


•
In case >1
⇒
Z
RA

> Z
1
(l
AB
+l)
⇒
UNDERREACH
B
A
RZ
RZ
A
C
RZ
AB
BN
I
I


1. Ảnh hưởng của điện trở quá độ tại chỗ NM, tổng trở
nguồn và tổng trở liên kết mạch ngoài.
2. Ảnh hưởng do điểm NM gần chỗ BV
Khi điểm NM quá gần chỗ đặt BV thì điện áp NM đặt vào
rơle U
N
≈0 nên sử dụng BVKC dạng MHO có thể không đủ
độ nhạy để tác động.
Để khắc phục có thể dùng loại MHO đặc biệt hoặc thêm vào
một phần áp từ các pha không bị sự cố.

3. Ảnh hưởng do sai số đo lường
Sai số BU, BI có thể làm giá trị tổng trở Z
R
đặt vào rơle thay
đổi. Nên dùng các loại BI có sai số nhỏ hơn 10% và sử dụng
dây dẫn phụ có tiết diện lớn.
VI. NHỮNG YẾU TỐ LÀM SAI LỆCH SỰ LÀM VIỆC CỦA
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
5. Ảnh hưởng của dao động điện (DĐĐ)
Khi các MF làm việc mất đồng bộ dễ dẫn đến DĐĐ. Khi có DĐĐ
dòng tăng lên còn áp giảm xuống BV sẽ phản ứng như NM đối xứng.
Yêu cầu BVKC không được tác động khi có DĐĐ bằng cách chọn
đặc tuyến khởi động không chứa tâm DĐĐ, hoặc cho BV tác động
với thời gian trì hoãn khoảng 1 đến 2s. Hiện nay thường dùng bộ
khoá tự động khi xuất hiện DĐĐ đối với các đường dây cao thế dựa
vào tốc độ thay đổi tổng trở vì NM có tốc độ thay đổi nhanh hơn.
VI. NHỮNG YẾU TỐ LÀM SAI LỆCH SỰ LÀM VIỆC CỦA
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
4. Ảnh hưởng của cách đấu dây MBA giữa điểm NM và
thiết bị BV
Nếu NM sau MBA Y/Y thì rơle làm việc bình thường.
Nếu MBA đổi nối Y/∆ hoặc ∆/Y thì BV tác động sai do dòng sơ cấp
và thứ cấp khác nhau về trị số và góc pha.
6. Ảnh hưởng của tụ bù dọc
VI. NHỮNG YẾU TỐ LÀM SAI LỆCH SỰ LÀM VIỆC CỦA
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
Các tụ bù làm giảm kháng trở của đường dây tăng giới hạn truyền
tải công suất theo điều kiện ổn định của HT, giảm tổn thất, cải thiện
phân bố điện áp…
Với các đường dây có tụ bù dọc, BVKC có thể bị sai lệch khi NM ở

các vị trí khác nhau của đường dây do kháng trở của tụ bù gây nên.
Để ngăn chặn tình trạng này dùng phương pháp nối tắt tụ bù khi xảy
ra NM và cho vùng I của BVKC làm việc chậm khoảng 0,1÷0,15s.
Các bộ tụ bù dọc hiện đại, dùng hệ thống BV bằng điện trở phi
tuyến, khe phóng điện mà MC điện song song với bộ tụ. Tuỳ theo
mức độ INM mà các thiết bị này sẽ nối tắt bộ tụ lại.
VI. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA BVKC
Ưu điểm:
Chọn lọc trong mạng bất kỳ có số nguồn cung cấp tuỳ ý.
Vùng I chiếm 80% đến 90% chiều dài BV có thời gian tác
động nhỏ, bảo đảm an toàn cho các phần tử gần thanh góp
nhà máy và các trạm nút công suất lớn.
Có độ nhạy cao.
Nhược điểm:
Sơ đồ phức tạp, cần nhiều tiếp điểm cũng như phần tử chức
năng.
Không cắt tức thời toàn bộ đường dây BV.
Phản ứng theo DĐĐ và phụ tải