Phạm vi áp dụng và định nghĩa

IV.2.1. Chương này áp dụng cho các thiết bị bảo vệ bằng rơle (bảo vệ rơle) của các phần tử của hệ thống điện, trang bị điện công nghiệp và trang bị điện khác có điện áp trên 1kV đến 500kV.

Chương này không áp dụng cho trang bị điện trên 500kV cũng như các trang bị điện của nhà máy điện nguyên tử và tải điện một chiều.

Những yêu cầu về bảo vệ lưới điện điện áp đến 1kV được qui định ở Chương IV.1.

Bảo vệ rơle của các phần tử của trang bị điện không được nêu ở chương này và các chương khác phải thực hiện theo những qui định của mục yêu cầu chung của chương này.

Bảo vệ chính là bảo vệ chủ yếu, tác động trước tiên.

Bảo vệ kép là hai bảo vệ chính, độc lập, cùng tên, cùng tác động.

Bảo vệ dự phòng (bảo vệ phụ) là bảo vệ tác động khi bảo vệ chính không tác động.

Yêu cầu chung

IV.2.2. Thiết bị điện phải có bảo vệ rơle để:

1. Cắt tự động phần tử hư hỏng ra khái phần không hư hỏng của hệ thống điện (trang bị điện) bằng máy cắt; nếu sự cố không trực tiếp phá vì chế độ làm việc của hệ thống điện (Ví dụ ngắn mạch chạm đất trong lưới điện có trung tính cách ly) thì cho phép bảo vệ rơle chỉ tác động báo tín hiệu.

2. Phản ứng với các chế độ làm việc nguy hiểm và không bình thường của các phần tử của hệ thống điện (Ví dụ quá tải, tăng điện áp ở cuộn dây stato của máy phát điện tuabin nước); tuỳ thuộc vào chế độ làm việc và điều kiện vận hành các trang bị điện mà bảo vệ rơle phải tác động báo tín hiệu hoặc tác động cắt những phần tử mà nếu để lại có thể gây ra sự cố.

IV.2.3. Để giảm giá thành cho các thiết bị điện có thể dùng cầu chảy hoặc dây chảy đặt hở thay cho máy cắt, áptômát và bảo vệ rơle khi:

• Có thể chọn cầu chảy đảm bảo các thông số yêu cầu (điện áp và dòng điện danh định, dòng điện cắt danh định v.v.).

• Đáp ứng được yêu cầu về tính chọn lọc và độ nhạy.

• Không cản trở việc sử dụng các thiết bị tự động (tự động đóng lại - TĐL, tự động đóng nguồn dự phòng - TĐD v.v.) cần thiết theo điều kiện làm việc của thiết bị điện.

Khi sử dụng cầu chảy hoặc dây chảy đặt hở, tuỳ thuộc vào mức không đối xứng trong chế độ không toàn pha và đặc điểm của phụ tải, phải xem xột khả năng cần thiết đặt thiết bị bảo vệ chống chế độ không toàn pha ở trạm biến áp của hộ tiêu thụ.

IV.2.4. Bảo vệ rơle phải đảm bảo cắt ngắn mạch với thời gian ngắn nhất có thể được nhằm đảm bảo cho phần không bị hư hỏng tiếp tục làm việc bình thường (làm việc ổn định của hệ thống điện và của hộ tiêu thụ điện, đảm bảo khả năng khôi phục sự làm việc bình thường bằng tác động của TĐL và TĐD, tự khởi động của các động cơ điện, tự kéo vào đồng bộ v.v.), hạn chế phạm vi và mức độ hư hỏng của phần tử bị sự cố.

IV.2.5. Bảo vệ rơle phải đảm bảo cắt có chọn lọc để khi sự cố ở một phần tử nào thì chỉ cắt phần tử đó.

Cho phép bảo vệ tác động không chọn lọc (sau đó hiệu chỉnh lại bằng tác động của TĐL hoặc TĐD):

1. Để đảm bảo tăng tốc độ cắt ngắn mạch, nếu việc đó cần thiết (xem Điều IV.2.4).

2. Khi sử dụng sơ đồ điện chính đơn giản dùng dao cách ly tự động ở mạch đường dây hoặc mạch MBA, dao cách ly tự động cắt thành phần sự cố ở thời điểm không điện.

IV.2.6. Cho phép dùng bảo vệ rơle có thời gian để đảm bảo tác động có chọn lọc khi:

• Cắt ngắn mạch có thời gian vẫn đảm bảo thực hiện yêu cầu của Điều VI.2.4.

• Bảo vệ làm nhiệm vụ dự phòng, xem Điều IV.2.14.

IV.2.7. Độ tin cậy của bảo vệ rơle (tác động khi xuất hiện điều kiện phải tác động và không tác động khi không xuất hiện điều kiện đó) phải đảm bảo bằng cách sử dụng các thiết bị có các thông số và kết cấu tương ứng với nhiệm vụ cũng như phù hợp với việc vận hành các thiết bị này.

Khi cần thiết nên dùng các biện pháp đặc biệt để tăng độ tin cậy, Ví dụ như sơ đồ có dự phòng, có kiểm tra tình trạng làm việc một cách liên tục hoặc định kỳ v.v. Cũng phải tính đến khả năng nhầm lẫn của nhân viên vận hành khi thực hiện các thao tác cần thiết với bảo vệ rơle.

IV.2.8. Trường hợp bảo vệ rơle có mạch điện áp phải có những thiết bị sau:

• Tự động khóa các bảo vệ khi áptômát mạch điện áp cắt, cầu chảy đứt hoặc có hư hỏng ở mạch điện áp (nếu hư hỏng đó có thể dẫn đến tác động sai khi vận hành bình thường) và báo tín hiệu về các hư hỏng của mạch này.

• Báo tín hiệu hư hỏng mạch điện áp nếu những hư hỏng không dẫn đến bảo vệ tác động sai trong chế độ làm việc bình thường nhưng lại gây nên tác động sai trong những điều kiện khác (Ví dụ khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ).

IV.2.9. Đối với bảo vệ rơle có thời gian, tuỳ từng trường hợp cụ thể mà xem xột có nên đảm bảo cho bảo vệ tác động theo trị số dòng điện ban đầu hoặc điện trở ban đầu hoặc không, nhằm loại trừ việc tác động sai hoặc từ chối làm việc của bảo vệ (do dòng điện ngắn mạch tắt dần theo thời gian, do dao động điện, do xuất hiện hồ quang ở chỗ sự cố v.v.).

IV.2.10. Bảo vệ ở lưới điện 110kV trở lên phải có thiết bị liên động để khóa tác động của bảo vệ khi có dao động điện hoặc khi xuất hiện không đồng bộ nếu ở lưới này có khả năng có những dao động hoặc không đồng bộ làm cho bảo vệ có thể tác động sai.

Có thể dùng thiết bị liên động tương tự cho đường dây điện áp dưới 110kV nối các nguồn cung cấp lớn (do ở đó có thể có dao động điện và bảo vệ có thể làm việc sai).

Cho phép bảo vệ không cần có khóa chống dao động nếu bảo vệ đã hiệu chỉnh theo dao động điện bằng thời gian (thời gian duy trỡ của bảo vệ khoảng 1,5 ¸ 2 giây).

IV.2.11. Phải thể hiện sự tác động của bảo vệ rơle bằng bộ chỉ thị đặt sẵn trong rơle, bằng rơle tín hiệu riêng hoặc bằng bộ đếm số lần tác động của bảo vệ và các thiết bị tương đương khác để có thể phân tích, nghiên cứu hoạt động của bảo vệ.

IV.2.12. Phải có tín hiệu báo tác động đi cắt của bảo vệ rơle báo tín hiệu của từng bảo vệ, đối với bảo vệ phức tạp phải báo tín hiệu riêng từng phần của bảo vệ (cấp bảo vệ khác nhau, các bảo vệ phức hợp riêng biệt chống các dạng hư hỏng khác nhau v.v.).

IV.2.13. Trên từng phần tử của hệ thống điện phải có bảo vệ chính để tác động khi có sự cố trong giới hạn phần tử được bảo vệ với thời gian nhỏ hơn các bảo vệ khác đặt cùng trên phần tử đó.

Đường dây 220kV trở lên nên có hai bảo vệ chính cho một phần tử. Việc đấu nối các bảo vệ này vào máy biến dòng phải thực hiện theo Điều IV.2.15.

Các máy phát điện 300MW trở lên, các khối ghép đôi tổ máy phát điện có tổng công suất 300MW trở lên, ĐDK 500kV, máy biến áp 500/220kV nên cân nhắc việc đặt bảo vệ kép (không kể rơle hơi).

IV.2.14. Trong trường hợp bảo vệ hoặc máy cắt của các phần tử lân cận từ chối làm việc, phải đặt bảo vệ dự phòng xa.

Nếu bảo vệ chính có tính chọn lọc tuyệt đối (Ví dụ bảo vệ cao tần, bảo vệ so lệch dọc, ngang), thì trên phần tử đó phải đặt bảo vệ dự phòng làm chức năng không những bảo vệ dự phòng xa cho phần tử lân cận mà còn làm chức năng bảo vệ dự phòng gần cho chính phần tử đó, nghĩa là nó sẽ tác động khi bảo vệ chính của phần tử đó từ chối làm việc hoặc khi đưa bảo vệ chính ra khái làm việc. Ví dụ nếu bảo vệ chính chống ngắn mạch giữa các pha dùng bảo vệ so lệch pha thì bảo vệ dự phòng có thể dùng bảo vệ khoảng cách.

Nếu bảo vệ chính của đường dây 110kV trở lên có tính chọn lọc tương đối (Ví dụ bảo vệ nhiều cấp với thời gian trễ) thì:

• Cho phép không đặt bảo vệ dự phòng riêng với điều kiện bảo vệ dự phòng xa của các phần tử lân cận đảm bảo tác động khi có ngắn mạch trên đường dây đó.

• Phải có biện pháp đảm bảo bảo vệ dự phòng gần làm việc nếu như khi có ngắn mạch bảo vệ dự phòng xa không đảm bảo.

IV.2.15. Phải thực hiện bảo vệ dự phòng bằng thiết bị trọn bộ riêng sao cho có thể kiểm tra riêng rẽ hoặc sửa chữa bảo vệ chính hoặc bảo vệ dự phòng riêng ngay khi phần tử được bảo vệ đang làm việc. Trong trường hợp đó bảo vệ chính và bảo vệ dự phòng thông thường được cung cấp từ các cuộn dây thứ cấp khác nhau của máy biến dòng. Nên đấu mạch đi cắt của rơle vào hai cuộn cắt riêng biệt của máy cắt.

Ở các thiết bị điện áp 220kV trở lên, thông thường bảo vệ được cấp nguồn từ hai phân đoạn một chiều khác nhau.

IV.2.16. Đối với đường dây 22kV trở lên, với mục đích tăng độ tin cậy cắt sự cố ở đầu đường dây, có thể đặt bảo vệ dòng điện cắt nhanh không thời gian làm bảo vệ bổ sung theo các yêu cầu nêu ở Điều III.2.25.

IV.2.17. Nếu việc đáp ứng yêu cầu dự phòng xa làm cho bộ phận bảo vệ quá phức tạp hoặc về mặt kỹ thuật không thể thực hiện được thì cho phép:

1. Rút ngắn vùng dự phòng xa (bảo vệ dự phòng có thể không cắt ngắn mạch sau máy biến áp, trên đường dây có điện kháng, những đường dây lân cận khi có nguồn điện phụ thêm, dòng điện tại chỗ bảo vệ nhỏ hơn nhiều so với dòng điện ở chỗ sự cố).

2. Chỉ thực hiện dự phòng xa đối với những dạng sự cố thường gặp, không tính đến chế độ làm việc ít gặp và khi tính đến tác động bậc thang của bảo vệ.

3. Bảo vệ tác động không chọn lọc khi có ngắn mạch ở phần tử lân cận (khi bảo vệ làm nhiệm vụ dự phòng xa) có thể làm cho một số trạm mất điện, nhưng phải cố gắng khắc phục bằng cách dùng TĐL và TĐD.

IV.2.18. Bảo vệ dự phòng khi máy cắt từ chối cắt (DTC) phải được đặt ở các trang bị điện 110kV - 500kV. DTC có tác dụng đi cắt toàn bộ các phần tử nối vào một thanh cái khi bảo vệ của một trong các phần tử trên bị sự cố có khởi động mà không cắt ngắn mạch sau thời gian đã định. Cho phép không đặt thiết bị DTC ở các trang bị điện 110 - 220kV khi có đủ các điều kiện sau đây:

1. Đảm bảo độ nhạy theo yêu cầu và thời gian cắt của bảo vệ dự phòng xa theo điều kiện ổn định.

2. Khi bảo vệ dự phòng tác động không có thêm phần tử bị cắt do cắt các máy cắt không trực tiếp đấu vào máy cắt từ chối làm việc (Ví dụ không có máy cắt phân đoạn, đường dây rẽ nhánh).

Ở các nhà máy điện có máy phát điện làm mát trực tiếp trong cuộn dây, để tránh hư hỏng máy phát điện khi máy cắt 110kV - 500kV từ chối làm việc, nên đặt thiết bị DTC không phụ thuộc vào bất cứ điều kiện gỡ.

Khi một trong các máy cắt của phần tử hư hỏng (đường dây, MBA, thanh cái) từ chối làm việc, thiết bị DTC phải tác động đi cắt các máy cắt lân cận.

Nếu bảo vệ đấu nối với máy biến dòng bố trí ở ngoài MBA, thì DTC phải tác động khi có ngắn mạch ở vùng giữa máy biến dòng và máy cắt.

Cho phép dùng DTC đơn giản, tác động cắt khi ngắn mạch kèm theo từ chối cắt máy cắt không phải của tất cả các phần tử (Ví dụ chỉ khi có ngắn mạch ở đường dây); ngoài ra ở điện áp 35 - 220kV cho phép dùng DTC chỉ tác động cắt các máy cắt phân đoạn.

Khi bảo vệ dự phòng xa không đủ hiệu quả cần tăng độ tin cậy của dự phòng gần bằng cách có thêm thiết bị DTC.

IV.2.19. Để đánh giá độ nhạy của các loại rơle bảo vệ chính phải dựa vào hệ số độ nhạy. Hệ số độ nhạy được xác định như sau:

• Đối với bảo vệ phản ứng theo trị số tăng khi sự cố là tỷ số giữa trị số tính toán (dòng điện hoặc điện áp) khi ngắn mạch chập dây trực tiếp trong vùng bảo vệ và trị số khởi động.

• Đối với bảo vệ phản ứng theo trị số giảm khi sự cố là tỷ số giữa trị số khởi động và trị số tính toán (điện trở hoặc điện áp) khi ngắn mạch chập dây trực tiếp trong vùng bảo vệ.

Những trị số tính toán đó phải được tính theo dạng sự cố bất lợi nhất có thể xảy ra trong thực tế.

IV.2.20. Khi đánh giá độ nhạy của các bảo vệ chính cần phải căn cứ vào việc đảm bảo những hệ số độ nhạy sau đây:

1. Bảo vệ quá dòng có hoặc không có khởi động kém áp có hướng hoặc không có hướng, cũng như bảo vệ một cấp có hướng hoặc không có hướng có bộ lọc thứ tự nghịch và thứ tự không: đối với các mạch dòng điện và điện áp - khoảng 1,5.

• Đối với mạch có hướng công suất thứ tự nghịch và thứ tự không - khoảng 2 theo công suất và 1,5 theo dòng điện và điện áp.

• Đối với mạch có hướng công suất đấu vào mạch dòng điện toàn phần và điện áp toàn phần thì không quy định đối với công suất, đối với dòng điện bằng khoảng 1,5.

Đối với bảo vệ quá dòng của MBA có điện áp phía hạ áp 0,23 ¸ 0,4kV hệ số độ nhạy nhỏ nhất có thể bằng 1,5.

2. Bảo vệ dòng điện từng cấp hoặc bảo vệ dòng điện và điện áp có hướng và không có hướng đấu vào mạch dòng điện toàn phần và mạch điện áp toàn phần hoặc đấu vào các thành phần thứ tự không: Đối với mạch dòng điện và mạch điện áp của cấp bảo vệ được dùng để tác động khi ngắn mạch ở cuối đoạn được bảo vệ, hệ số độ nhạy không kể tác động dự phòng bằng khoảng 1,5; còn khi có cấp dự phòng đảm bảo tác động có chọn lọc cho phép giảm hệ số độ nhạy của cấp dự phòng xuống bằng khoảng 1,3; khi có bảo vệ thanh cái riêng ở đầu đường dây có độ nhạy tương ứng khoảng 1,5 và 1,3 đối với bảo vệ thứ tự không cho phép tác động theo chế độ bậc thang cắt theo từng cấp.

• Đối với mạch có hướng công suất thứ tự không và thứ tự nghịch - khoảng 2 theo công suất và khoảng 1,5 theo dòng điện và điện áp.

• Đối với mạch có hướng công suất đấu vào dòng điện và điện áp toàn phần thì không qui định theo công suất và bằng khoảng 1,5 theo dòng điện.

3. Bảo vệ khoảng cách chống ngắn mạch nhiều pha:

• Đối với mạch khởi động của bất kỳ loại bảo vệ nào, và đối với bảo vệ khoảng cách cấp ba - khoảng 1,5.

• Đối với mạch bảo vệ khoảng cách cấp hai dùng để tác động khi có ngắn mạch ở cuối đường dây được bảo vệ không kể đến tác động dự phòng - khoảng 1,5 và đối với cấp ba của bảo vệ khoảng cách - khoảng 1,25; đối với các mạch nêu trên, độ nhạy theo dòng điện - khoảng 1,3 (theo tỷ số với dòng điện làm việc) khi có sự cố ở tại điểm này.

4. Bảo vệ so lệch dọc máy phát điện, MBA, đường dây và các phần tử khác, cũng như bảo vệ so lệch toàn phần của thanh cái - khoảng 2,0; đối với mạch khởi động theo dòng điện của bảo vệ so lệch không toàn phần, bảo vệ khoảng cách của thanh cái điện áp máy phát điện thì hệ số độ nhạy phải bằng khoảng 2,0, còn đối với cấp một của bảo vệ so lệch không toàn phần của thanh cái điện áp máy phát điện được thực hiện theo dạng cắt nhanh - khoảng 1,5 (khi ngắn mạch tại thanh cái).

Đối với bảo vệ so lệch máy phát điện và MBA, độ nhạy được kiểm tra khi có ngắn mạch ngay đầu ra của chúng. Tuy nhiên, đối với máy phát điện tuabin nước hoặc máy phát điện tuabin có làm mát trực tiếp dây dẫn của cuộn dây stato thì không phụ thuộc vào độ nhạy, dòng điện tác động phải lấy nhỏ hơn dòng điện danh định của máy phát điện (xem Điều IV.2.35). Đối với MBA tự ngẫu và MBA tăng áp công suất 63MVA trở lên, dòng điện tác động không tính đến chế độ hãm nên lấy nhỏ hơn dòng điện danh định (đối với MBA tự ngẫu - nhỏ hơn dòng điện tương ứng với công suất chuẩn). Đối với các MBA công suất 25MVA trở lên và dòng điện tác động không tính đến chế độ hãm nên lấy không lớn hơn 1,5 dòng điện danh định của MBA.

Cho phép giảm hệ số độ nhạy đối với bảo vệ so lệch MBA hoặc khối máy phát điện - MBA đến trị số 1,5 trong những trường hợp sau vì đảm bảo hệ số độ nhạy bằng khoảng 2,0 sẽ phức tạp hoặc không thực hiện được về mặt kỹ thuật):

• Khi ngắn mạch ở đầu ra phía hạ áp của MBA tăng áp công suất nhỏ hơn 80MVA (có tính đến điều chỉnh điện áp).

• Trong chế độ đóng MBA dưới điện áp, cũng như ở chế độ làm việc ngắn hạn của MBA (Ví dụ khi cắt một trong các nguồn cung cấp của MBA 3 cuộn dây).

Khi đóng điện từ một trong các nguồn cung cấp vào thanh cái bị sự cố cho phép giảm hệ số độ nhạy đối với bảo vệ so lệch thanh cái đến 1,5.

Đối với bảo vệ so lệch MBA khi ngắn mạch đằng sau cuộn điện kháng đặt ở phía hạ áp của MBA và nằm trong vùng bảo vệ so lệch thì hệ số độ nhạy cũng bằng 1,5. Khi có các bảo vệ khác bao trùm cả cuộn điện kháng và thoả món yêu cầu về độ nhạy của bảo vệ so lệch MBA khi ngắn mạch ở cùng điểm trên thì không qui định độ nhạy.

5. Bảo vệ so lệch ngang có hướng cho các đường dây làm việc song song:

• Đối với rơle dòng điện và rơle điện áp của bộ phận khởi động thuộc hợp bộ bảo vệ chống ngắn mạch giữa các pha và ngắn mạch chạm đất - khoảng 2,0, khi các máy cắt ở hai đầu đường dây có sự cố đều đóng (ngắn mạch ở điểm có cùng hệ số độ nhạy) và bằng khoảng 1,5 khi máy cắt ở phía đầu đối diện của đường dây sự cố mở.

• Đối với mạch có hướng công suất thứ tự không - khoảng 4,0 theo công suất và bằng khoảng 2,0 theo dòng điện và điện áp khi máy cắt ở đầu đối diện mở.

• Đối với mạch có hướng công suất đấu vào dòng điện và điện áp toàn phần thì hệ số độ nhạy theo công suất không qui định còn theo dòng điện bằng khoảng 2,0 khi máy cắt ở hai đầu đường dây đều đóng và khoảng 1,5 khi máy cắt ở đầu đối diện mở.

6. Bảo vệ có hướng với khóa liên động tần số cao:

• Đối với mạch có hướng công suất thứ tự nghịch hoặc thứ tự không để kiểm sóat mạch cắt - khoảng 3,0 theo công suất, khoảng 2,0 theo dòng điện và điện áp.

• Đối với mạch khởi động kiểm sóat mạch cắt - khoảng 2,0 theo dòng điện và điện áp, khoảng 1,5 theo điện trở.

7. Bảo vệ so lệch pha tần số cao:

• Đối với mạch khởi động kiểm sóat mạch cắt - khoảng 2,0 theo dòng điện và điện áp, khoảng 1,5 theo điện trở (khoảng cách).

8. Bảo vệ dòng điện cắt nhanh không thời gian đặt ở máy phát điện công suất đến 1MW và đặt ở MBA, khi ngắn mạch tại chỗ đặt bảo vệ - khoảng 2,0.

9. Bảo vệ chạm đất trên các đường cáp ngầm trong lưới điện có trung tính cách ly (tác động đi báo hiệu hoặc cắt): đối với bảo vệ phản ứng theo dòng điện tần số cơ bản - khoảng 1,25; đối với bảo vệ phản ứng theo dòng điện tần số tăng cao - khoảng 1,5.

10. Bảo vệ chống chạm đất trên ĐDK trong lưới điện có trung tính cách ly tác động báo tín hiệu hoặc cắt - khoảng 1,5.

IV.2.21. Khi xác định độ nhạy nêu trong Điều IV.2.20 mục 1, 2, 5 và 7 cần thiết phải tính đến những điểm sau đây:

1. Độ nhạy theo công suất của rơle cảm ứng định hướng công suất chỉ kiểm tra khi nó đấu vào dòng điện và điện áp thành phần thứ tự nghịch và thứ tự không.

2. Độ nhạy của rơle định hướng công suất đấu theo sơ đồ so sánh (trị số tuyệt đối hoặc pha) thì kiểm tra theo dòng điện khi nó đấu vào dòng điện và điện áp toàn phần; kiểm tra theo dòng điện và điện áp khi nó đấu vào dòng điện và điện áp thành phần thứ tự nghịch và thứ tự không.

IV.2.22. Đối với các máy phát điện nối trực tiếp vào thanh cái, độ nhạy của bảo vệ dòng điện chống ngắn mạch chạm đất trong cuộn dây stato tác động đi cắt được xác định bằng dòng điện khởi động không lớn hơn 5A, ngoại lệ cho phép tăng dòng điện khởi động đến 5,5A.

Đối với các máy phát điện làm việc theo khối với MBA hệ số độ nhạy của bảo vệ chống ngắn mạch một pha chạm đất bao trùm toàn bộ cuộn dây stato phải không nhỏ hơn 2,0; đối với bảo vệ điện áp thứ tự không không bao trùm hết cuộn dây stato, điện áp khởi động không được lớn hơn 15V.

IV.2.23. Độ nhạy của bảo vệ dùng nguồn điện thao tác xoay chiều được thực hiện bằng sơ đồ khử mạch shunt của cuộn cắt điện từ, phải được kiểm tra sai số thực tế của máy biến dòng sau khi khử mạch shunt. Khi đó hệ số độ nhạy tối thiểu của cuộn cắt điện từ để chúng tác động tin cậy phải lớn hơn khoảng 20% so với các bảo vệ tương ứng (xem Điều IV.2.20).

IV.2.24. Hệ số độ nhạy nhỏ nhất đối với các bảo vệ dự phòng khi ngắn mạch ở cuối phần tử lân cận hoặc ở cuối của phần tử xa nhất trong các phần tử nối tiếp nằm trong vùng bảo vệ dự phòng phải bằng (xem Điều IV.2.17):

• Đối với mạch dòng điện, điện áp và điện trở bằng 1,2.

• Đối với mạch có hướng công suất thứ tự nghịch và thứ tự không: bằng 1,4 theo công suất và bằng 1,2 theo dòng điện và điện áp.

• Đối với mạch có hướng công suất đấu vào dòng điện và điện áp toàn phần không qui định đối với công suất và bằng 1,2 theo dòng điện.

Khi đánh giá độ nhạy của các cấp bảo vệ dự phòng gần (xem Điều IV.2.14) căn cứ vào các hệ số độ nhạy nêu trong Điều IV.2.20 đối với các bảo vệ tương ứng.

IV.2.25. Đối với bảo vệ dòng điện cắt nhanh không thời gian đặt trên các đường dây làm nhiệm vụ bảo vệ phụ, hệ số độ nhạy phải bằng khoảng 1,2 khi ngắn mạch ở nơi đặt bảo vệ trong điều kiện có lợi nhất về độ nhạy.

IV.2.26. Nếu bảo vệ của phần tử ở phía sau tác động mà bảo vệ của phần tử ở phía trước không tác động có thể do không đủ độ nhạy thì độ nhạy của các bảo vệ này phải được phối hợp với nhau.

Cho phép không phải phối hợp độ nhạy với nhau đối với các bảo vệ dự phòng xa, nếu như việc không cắt được ngắn mạch do không đủ độ nhạy của bảo vệ của phần tử phía sau (Ví dụ bảo vệ thứ tự nghịch của máy phát điện điện, MBA tự ngẫu) có thể dẫn đến hư hỏng nghiờm trọng.

IV.2.27. Trong lưới điện có trung tính nối đất trực tiếp, do yêu cầu của bảo vệ rơle, phải chọn chế độ trung tính của các MBA (nghĩa là phân bố số lượng MBA có trung tính nối đất trực tiếp) sao cho khi có ngắn mạch chạm đất các trị số về dòng điện và điện áp đủ đảm bảo cho bảo vệ của các phần tử tác động ở mọi chế độ vận hành của hệ thống điện.

Đối với MBA tăng áp hoặc MBA được cung cấp nguồn từ hai hoặc ba phía (hoặc được cung cấp đáng kể từ các động cơ đồng bộ hoặc máy bù đồng bộ) mà cuộn dây phía đầu ra trung tính có cách điện giảm dần, phải loại trừ khả năng xuất hiện chế độ làm việc bị cấm đối với MBA ở chế độ trung tính cách ly ở phần thanh cái hoặc phần lưới điện 110 - 220kV bị tách ra khi xuất hiện chạm đất một pha (xem Điều IV.2.62). Muốn vậy, khi vận hành đồng thời một số MBA trung tính cách ly và trung tính nối đất, phải dự tính bảo vệ đảm bảo cắt MBA trung tính cách ly hoặc có biện pháp tự động nối đất trung tính trước khi cắt các MBA có trung tính nối đất làm việc cùng chung thanh cái hoặc ở phần lưới đó.

IV.2.28. Máy biến dòng dùng để cung cấp cho mạch dòng điện của thiết bị bảo vệ rơle chống ngắn mạch phải thoả món những yêu cầu sau:

1. với mục đích ngăn chặn tác động sai khi ngắn mạch ở ngoài vùng bảo vệ, sai số (toàn phần hoặc sai số dòng điện) của máy biến dòng không được quá 10%. Cho phép sai số lớn hơn trong trường hợp dùng bảo vệ mà khi sai số lớn, tác động đúng của bảo vệ đảm bảo bằng các biện pháp đặc biệt (Ví dụ bảo vệ so lệch thanh cái có hãm).

Những yêu cầu trên phải thực hiện:

• Đối với các bảo vệ nhiều cấp - khi ngắn mạch ở cuối vùng tác động của cấp bảo vệ, còn đối với bảo vệ có hướng nhiều cấp - cũng như trên và khi ngắn mạch ngoài.

• Đối với các bảo vệ còn lại - khi ngắn mạch ngoài.

Đối với bảo vệ so lệch dòng (thanh cái, MBA, máy phát điện điện v.v.) phải tính đến sai số toàn phần. Đối với các bảo vệ còn lại - sai số dòng điện, còn khi đấu theo tổng dòng điện của hai hoặc nhiều hơn máy biến dòng và khi ngắn mạch ngoài thì tính đến sai số toàn phần.

2. Để tránh việc các bảo vệ từ chối làm việc khi ngắn mạch ở đầu vùng bảo vệ, sai số dòng điện không được lớn hơn:

• Trị số cho phép theo độ rung tăng cao của tiếp điểm rơle định hướng công suất hoặc rơle dòng điện - trị số cho phép đối với loại rơle đã chọn.

• Đối với rơle định hương công suất và rơle định hướng điện trở sai số góc là 50%.

3. Điện áp đầu ra của cuộn thứ cấp của máy biến dòng khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ không được lớn hơn trị số cho phép của bảo vệ và tự động.

IV.2.29. Mạch dòng điện của dụng cụ đo lường (cùng với công tơ điện) và bảo vệ rơle, thông thường được đấu vào các cuộn khác nhau của máy biến dòng. Cho phép chúng được đấu chung vào cuộn thứ cấp của máy biến dòng khi thoả món các yêu cầu nêu ở Điều I.5.16 - Phần I và IV.2.28. Khi đó mạch bảo vệ về nguyên tắc có thể làm việc sai khi hư hỏng mạch dòng điện, chỉ cho phép đấu các dụng cụ đo lường qua máy biến dòng trung gian với điều kiện máy biến dòng chính đảm bảo các yêu cầu nêu ở Điều IV.2.28 khi mạch nhị thứ của máy biến dòng trung gian hở.

IV.2.30. Nên sử dụng loại rơle tác động trực tiếp (sơ cấp hoặc thứ cấp) và bảo vệ sử dụng nguồn điện thao tác xoay chiều, nếu việc đó có khả năng làm đơn giản, hạ giá thành công trình mà vẫn đảm bảo độ tin cậy và tính chọn lọc.

IV.2.31. Thông thường dùng máy biến dòng của phần tử được bảo vệ làm nguồn điện thao tác xoay chiều cho bộ bảo vệ chống ngắn mạch. Cũng cho phép dùng máy biến điện áp hoặc MBA tự dùng làm nguồn điện thao tác xoay chiều.

Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể phải sử dụng một trong các sơ đồ sau: sơ đồ khử mạch shunt của cuộn cắt điện từ của máy cắt, sơ đồ có khối nguồn nuôi, sơ đồ có thiết bị nạp tụ điện.

VI.2.32. Những thiết bị bảo vệ rơle cần tách khái làm việc theo yêu cầu phương thức làm việc của lưới điện, theo điều kiện tính chọn lọc hoặc theo các nguyên nhân khác, phải có thiết bị đổi nối riêng để nhân viên vận hành có thể tách chúng khái sơ đồ làm việc.

Để tiện việc kiểm tra và thớ nghiệm, trong các sơ đồ bảo vệ phải có hộp thử nghiệm hoặc các kẹp đầu dây thử nghiệm ở những nơi cần thiết.

Bảo vệ máy phát điện nối trực tiếp vào thanh cái điện áp máy phát điện

VI.2.33. Đối với máy phát điện điện áp cao hơn 1kV, công suất lớn hơn 1MW nối trực tiếp vào thanh cái điện áp máy phát phải dùng các thiết bị bảo vệ rơle chống các dạng sự cố và các chế độ làm việc không bình thường sau:

1. Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây stato của máy phát điện và ở các đầu ra.

2. Chạm đất một pha trong cuộn dây stato.

3. Chạm đất hai điểm, một điểm trong cuộn dây stato và một điểm ngoài lưới.

4. Ngắn mạch giữa các vòng dây của một pha trong cuộn dây stato (trường hợp các nhánh song song của cuộn dây được đưa ra ngoài).

5. Ngắn mạch ngoài.

6. Quá tải dòng điện thứ tự nghịch (đối với máy phát điện công suất lớn hơn 30MW).

7. Quá tải đối xứng của cuộn dây stato.

8. Quá tải dòng điện kích thích của rôto (đối với máy phát điện làm mát trực tiếp dây dẫn của cuộn dây).

9. Ngắn mạch chạm đất một điểm hoặc hai điểm trong mạch kích thích (tương ứng với Điều IV.2.47 và 84.)

10. Chế độ không đồng bộ cùng với mất kích thích (tương ứng với Điều IV.2.48).

11. Quá điện áp cuộn dây stato máy phát điện tuabin nước.

IV.2.34. Đối với máy phát điện điện áp cao hơn 1kV có công suất đến 1MW nối trực tiếp vào thanh cái điện áp máy phát điện cần phải có các thiết bị bảo vệ rơle tương ứng với Điều IV.2.33 mục 1, 2, 3, 5, 7.

Đối với máy phát điện điện áp đến 1kV công suất đến 1MW nối trực tiếp vào thanh cái điện áp máy phát điện các bảo vệ thực hiện đơn giản theo Điều IV.2.49.

IV.2.35. Đối với bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây stato của máy phát điện điện áp cao hơn 1kV công suất lớn hơn 1MW mà có các đầu ra riêng từng pha của cuộn dây stato ở phía trung tính cần phải đặt bảo vệ so lệch dọc, bảo vệ phải tác động đi cắt tất cả các máy cắt của máy phát điện, đi dập từ và dừng tuabin.

Trong vùng bảo vệ ngoài bản thõn máy phát điện, còn phải bao gồm các đoạn đấu nối của máy phát điện với thanh cái của nhà máy điện (đến máy cắt).

Bảo vệ so lệch dọc được thực hiện với dòng tác động không lớn hơn 0,6 Idđ (Idđ là dòng điện danh định của máy phát điện). Đối với máy phát điện công suất đến 30MW có làm mát gián tiếp cho phép thực hiện bảo vệ với dòng tác động bằng (1,3 ¸ 1,4)Idđ. Kiểm tra đứt mạch dòng điện của bảo vệ nên thực hiện khi dòng điện tác động của bảo vệ lớn hơn Idđ.

Bảo vệ so lệch dọc phải được chỉnh định theo trị số dòng điện quá độ không cân bằng (Ví dụ rơle với máy biến dòng bão hoà).

Bảo vệ thực hiện theo sơ đồ ba pha ba rơle. Đối với máy phát điện công suất đến 30MW cho phép dùng sơ đồ hai pha hai rơle khi có bảo vệ chống chạm đất tại hai điểm.

IV.2.36. Để bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây stato của máy phát điện điện áp trên 1kV công suất đến 1MW làm việc song song với các máy phát điện khác hoặc với hệ thống điện phải đặt bảo vệ dòng điện cắt nhanh không thời gian ở phía các đầu ra của máy phát điện nối với thanh cái. Nếu bảo vệ cắt nhanh không đủ độ nhạy thì cho phép đặt bảo vệ so lệch dọc.

Đối với máy phát điện công suất lớn hơn không có đầu ra riêng từng pha ở phía trung tính của stato có thể dùng bảo vệ cắt nhanh thay cho bảo vệ so lệch dọc.

Đối với máy phát điện làm việc độc lập điện áp cao hơn 1kV công suất đến 1MW cho phép dùng bảo vệ chống ngắn mạch ngoài làm bảo vệ chống ngắn mạch các pha trong cuộn dây stato (xem Điều IV.2.43). Bảo vệ phải tác động cắt tất cả các máy cắt của máy phát điện và dập từ.

IV.2.37. Để bảo vệ chống chạm đất một pha trong cuộn dây stato của máy phát điện điện áp trên 1kV khi dòng điện điện dung tự nhiên lúc chạm đất là 5A và lớn hơn (không kể có hoặc không có bù) phải đặt bảo vệ dòng điện phản ứng theo dòng điện chạm đất toàn phần hoặc theo thành phần súng hài bậc cao của nó. Khi cần, phải dùng máy biến dòng thứ tự không đặt trực tiếp tại đầu ra của máy phát điện. Cũng nên dùng bảo vệ trong trường hợp dòng điện điện dung khi chạm đất nhỏ hơn 5A. Bảo vệ phải được chỉnh định theo quá trình quá độ và tác động như ở Điều IV.2.35 hoặc IV.2.36.

Trường hợp không đặt bảo vệ chạm đất (do dòng điện điện dung khi chạm đất nhỏ hơn 5A nếu không đủ độ nhạy) hoặc bảo vệ không tác động (Ví dụ khi có bù dòng điện điện dung trong lưới điện điện áp máy phát) thì dùng thiết bị kiểm tra cách điện đặt trên thanh cái tác động báo tín hiệu.

IV.2.38. Khi đặt máy biến dòng thứ tự không trên máy phát điện để bảo vệ chống chạm đất một pha, phải dự kiến bộ bảo vệ chống chạm đất hai điểm được đấu vào máy biến dòng này.

Để nâng cao độ tin cậy của bảo vệ khi dòng điện lớn nên dùng rơle có máy biến dòng bão hoà. Bảo vệ phải thực hiện không thời gian và tác động theo Điều IV.2.35 hoặc IV.2.36.

IV.2.39. Để bảo vệ chống ngắn mạch giữa các vòng dây của một pha trong cuộn dây stato khi cuộn dây có các nhánh ra song song phải đặt bảo vệ so lệch ngang một hệ thống tác động không thời gian như bảo vệ ở Điều IV.2.35.

IV.2.40. Để bảo vệ máy phát điện công suất lớn hơn 30MW chống ngắn mạch ngoài không đối xứng cũng như bảo vệ chống quá tải dòng điện thứ tự nghịch phải đặt bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch tác động cắt với hai cấp thời gian (xem Điều IV.2.44).

Đối với máy phát điện làm mát trực tiếp dây dẫn của cuộn dây thì dùng bảo vệ nhiều cấp thời gian hoặc có đặc tính thời gian phụ thuộc, khi đó thời gian cấp hai và thời gian của đặc tính phụ thuộc không được lớn hơn đặc tính quá tải dòng điện thứ tự nghịch cho phép.

Đối với máy phát điện làm mát gián tiếp cuộn dây, phải dùng bảo vệ có đặc tính thời gian không phụ thuộc với dòng điện tác động không lớn hơn dòng điện thứ tự nghịch cho phép của máy phát điện này trong thời gian 2 phút; cấp thời gian nhỏ của bảo vệ không lớn hơn thời gian cho phép khi ngắn mạch hai pha ở đầu ra của máy phát điện.

Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch tác động cắt phải có thêm phần tử nhạy hơn tác động báo tín hiệu với đặc tính thời gian không phụ thuộc. Dòng điện tác động của phần tử này phải không được lớn hơn dòng điện thứ tự nghịch cho phép lâu dài đối với loại máy phát điện này.

IV.2.41. Để bảo vệ máy phát điện công suất lớn hơn 30MW chống ngắn mạch ngoài đối xứng phải đặt bảo vệ dòng điện có khởi động kém áp thực hiện bằng một rơle dòng điện đấu vào dòng điện pha và một rơle kém áp đấu vào điện áp dây. Dòng điện tác động của bảo vệ này phải bằng khoảng (1,3 ¸ 1,5)Idđ và điện áp khởi động bằng khoảng (0,5 ¸ 0,6)Udđ.

Đối với máy phát điện làm mát trực tiếp dây dẫn của cuộn dây, thay cho bảo vệ trên, có thể đặt bảo vệ khoảng cách một rơle.

IV.2.42. Để bảo vệ máy phát điện công suất trên 1MW đến 30MW chống ngắn mạch ngoài phải dùng bảo vệ dòng điện có với khởi động điện áp, thực hiện bằng một rơle kém áp đấu vào điện áp dây và một thiết bị rơle lọc điện áp thứ tự nghịch để cắt mạch của rơle kém áp.

Dòng điện khởi động của bảo vệ và điện áp khởi động của mạch kém áp lấy theo trị số cho ở Điều IV.2.41, điện áp khởi động của rơle lọc điện áp thứ tự nghịch bằng (0,1 ¸ 0,12) Udđ.

IV.2.43. Đối với máy phát điện điện áp cao hơn 1kV công suất đến 1MW để chống ngắn mạch ngoài phải dùng bảo vệ quá dòng điện đấu vào máy biến dòng ở phía trung tính máy phát điện. Trị số chỉnh định phải chọn theo dòng điện phụ tải với mức độ dự trữ cần thiết. Cũng cho phép dùng bảo vệ kém áp đơn giản (không có rơle dòng điện).

IV.2.44. Đối với máy phát điện công suất lớn hơn 1MW, bảo vệ chống ngắn mạch ngoài phải thực hiện những yêu cầu sau:

1. Bảo vệ phải đấu vào máy biến dòng đặt ở phía đầu ra trung tính của máy phát điện.

2. Khi thanh cái điện áp máy phát điện có phân đoạn thì bảo vệ phải thực hiện theo hai cấp thời gian: cấp thứ nhất - thời gian ngắn - tác động cắt máy cắt phân đoạn; cấp thứ hai - thời gian dài - tác động cắt máy cắt của máy phát điện và dập từ.

IV.2.45. Đối với máy phát điện làm mát trực tiếp dây dẫn của cuộn dây phải có bảo vệ chống quá tải rôto khi làm việc với máy kích thích chính hoặc máy kích thích phụ. Bảo vệ thực hiện theo đặc tính thời gian phụ thuộc hoặc không phụ thuộc và phản ứng khi dòng điện hoặc điện áp tăng cao trong cuộn dây rôto. Bảo vệ tác động cắt máy phát điện và dập từ. với cấp thời gian ngắn hơn phải tác động giảm tải cho rôto.

IV.2.46. Bảo vệ chống quá tải đối xứng của máy phát điện phải dùng dòng điện một pha của stato cho bộ bảo vệ quá dòng điện có thời gian đi tác động báo tín hiệu.

Để giảm tải hoặc khi cần thiết tự động cắt máy phát điện làm mát trực tiếp dây dẫn của cuộn dây khi có quá tải đối xứng, cho phép dùng bảo vệ rôto theo Điều IV.2.45 và phản ứng theo quá tải rôto dẫn đến quá tải máy phát điện.

IV.2.47. Chỉ cần đặt một bộ bảo vệ chống ngắn mạch chạm đất điểm thứ hai trong mạch kích thích chính của máy phát điện chung cho một số máy phát điện (nhưng không quá 3 máy) có các thông số của mạch kích thích gần giống nhau. Chỉ đưa bảo vệ vào làm việc khi định kỳ kiểm tra cách điện phát hiện một điểm chạm đất trong mạch kích thích (xem Chương I.6 - Phần I). Bảo vệ phải tác động cắt máy cắt của máy phát điện đồng thời dập từ của máy phát điện làm mát trực tiếp dây dẫn cuộn dây và tác động báo tín hiệu hoặc cắt máy phát điện đối với máy phát điện làm mát gián tiếp.

IV.2.48. Đối với máy phát điện làm mát trực tiếp dây dẫn của cuộn dây cần đặt thiết bị bảo vệ chống chế độ không đồng bộ kèm theo mất kích thích. Cho phép thay thế bằng cách tự động phát hiện chế độ không đồng bộ chỉ theo tình trạng của thiết bị dập từ. Khi thiết bị bảo vệ trên tác động hoặc khi cắt bộ tự động dập từ (TDT), đối với máy phát điện cho phép làm việc ở chế độ không đồng bộ thì phải tác động đi báo tín hiệu mất kích thích.

Các máy phát điện loại không cho phép làm việc ở chế độ không đồng bộ xem Điều IV.2.85.

IV.2.49. Để bảo vệ máy phát điện điện áp đến 1kV công suất đến 1MW có điểm trung tính không nối đất, chống mọi dạng sự cố và chế độ làm việc không bình thường, cho phép đặt áptômát có bộ cắt quá dòng điện hoặc máy cắt có thiết bị bảo vệ quá dòng điện thực hiện theo sơ đồ hai pha. Trong trường hợp có đầu ra ở phía trung tính, nếu có thể, nên đấu bảo vệ nói trên vào máy biến dòng đặt ở đầu ra này.