Bài giảng Hệ thống rơle bảo vệ nhà máy điện và trạm biến áp - Nguyễn Xuân Tùng

 ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Các phương thức bảo vệ thanh góp
 Sơ đồ khóa liên động
 Thường dùng ở lưới phân phối (một đường cấp tới TG)
 Yêu cầu một khoảng phân cấp thời gian ngắn
 Tín hiệu khóa có thể nối trực tiếp giữa các rơle (dây đồng)
313
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
50
50 50 50 50 50
B
L
O
C
K
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Các phương thức bảo vệ thanh góp
 Bảo vệ so lệch tổng trở cao
 Các BI phải có cùng tỷ số biến
 Yêu cầu các biến dòng cấp X
 Thiết bị hạn chế quá áp bảo vệ cho rơle
314
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
59
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Các phương thức bảo vệ thanh góp
 Bảo vệ so lệch tổng trở cao
 Nguyên lý
315
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Các phương thức bảo vệ thanh góp
 Bảo vệ so lệch tổng trở thấp
 Sử dụng nguyên lý hãm
 Dòng hãm: tổng dòng, dòng lớn nhất, một phần tổng dòng..
 Không yêu cầu BI cấp X
316
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
5187
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Đặc điểm:
Số lượng ngăn lộ lớn  số lượng tín hiệu, dây dẫn lớn  sử dụng cấu 
trúc phân tán
Cơ chế kiểm tra chống tác động nhầm: check zone
Dễ gặp hiện tượng bão hòa máy biến dòng
317
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
Vùng bảo vệ
Sự cố trong vùng bảo vệ
Vùng bảo vệ
Sự cố ngoài vùng bảo vệ
Bão hòa
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Đặc tính làm việc của rơle REB 670
Độ dốc cố định
Dòng so lệch ngưỡng thấp thay đổi tùy đặt
318
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Đặc tính tác động độ nhạy cao
Trang bị thêm đặc tính độ nhạy cao: hạ thấp đặc tính làm việc
Kích hoạt thông qua đầu vào nhị phân (Binary Input)
Sử dụng ở các lưới có dòng chạm đất bé
319
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
Cài đặt:
 Dòng khởi động ngưỡng thấp: nhỏ 
hơn dòng ngắn mạch min
 Lớn hơn dòng tải max của một ngăn 
lộ (tránh tác động khi hư hỏng mạch 
dòng)
 Có thể kết hợp khóa U0> để giảm 
dòng đặt
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Chức năng kiểm tra vùng bảo vệ (check zone)
Khi mạch dòng từ một ngăn lộ hỏng  dòng so lêch bằng chính dòng 
tải ngăn lộ đó  rơle tác động nhầm. 
Giải pháp:
 Dòng khởi động lớn hơn Itải max: giảm độ nhạy
 Sử dụng chức năng check zone
320
Bảo vệ các hệ thống thanh góp
Chỉ tác động khi: bảo vệ vùng & bảo vệ check zone cùng tác động
Hệ thống kích từ máy phát điện
Phần 8
321
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
322
Các mạch vòng điều khiển cơ bản của MFĐ
LFC Controller: Thiết bị điều tần
Frequency Sensor: cảm biến đo tần số
AVR: bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát
Excitation system: Phần kích từ của máy phát
Turbine: Tua bin; Shaft: trục nối
Steam: hơi vào tua bin
Valve control mechanism: Cơ cấu điều chỉnh độ mở 
van năng lượng vào tua bin
Thời gian đáp ứng của 
mạch kích từ ngắn hơn rất 
nhiều so với mạch điều 
khiển tua bin, do đó hai 
phần điều khiển có thể coi 
là hai mạch vòng độc lập.
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
323
Điều chỉnh kích từ và điện áp máy phát điện
 Sơ đồ chi tiết của mạch vòng điều khiển kích từ
Step-up transformer: biến áp tăng áp đầu cực MFĐ
Step-down Transformer: biến áp giảm áp cấp cho hệ 
thống tự dùng và kích từ
Exciter: cuộn kích từ
Auxilliary services: Hệ thống tự dùng
AVR: bộ điều khiển kích từ (điều chỉnh điện áp)
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Hệ thống kích từ có thể chia ra 3 loại:
Hệ thống kích từ một chiều (DC)
Hệ thống kích từ xoay chiều (AC) – Không vành trượt.
Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu trực tiếp
324
Các loại hệ thống kích từ
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
1. Hệ thống kích từ một chiều (DC):
325
Các loại hệ thống kích từ
 Hệ thống kích từ một chiều: hiện tại vẫn còn tồn tại, thường dùng cho các máy phát 
có công suất <100MVA.
 Hệ thống gồm 02 máy phát một chiều quay cùng trục với máy phát chính:
 Máy phát kích từ chính (ME): cấp điện áp kích từ cho máy phát chính
 Máy phát kích từ phụ (AE): cấp kích từ cho máy phát kích từ chính ME
 Máy kích từ phụ được kích từ bằng dòng điện qua bộ điều khiển kích từ AVR
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
1. Hệ thống kích từ một chiều (DC):
326
Các loại hệ thống kích từ
 Công suất của nguồn cấp cho kích từ máy phát phụ và thiết bị chỉnh lưu có điều khiển 
rất nhỏ (hệ thống hai máy phát một chiều có thể cung cấp khả năng khuyếch đại công 
suất tới tỷ số 600/1)
 Nhược điểm:
 Thời gian đáp ứng chậm
 Do vẫn dùng chổi than-vành góp nên thường xuyên phải thay thế.
 Vẫn sử dụng hệ thống vành trượt đưa công suất kích từ vào máy phát chính.
 Hệ thống này đang dần dần bị thay thế bởi các hệ thống kích từ thế hệ sau
Vành góp
Vành trượt (slip ring)
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
2. Hệ thống kích từ xoay chiều (AC) – Không vành trượt:
327
Các loại hệ thống kích từ
 Không cần hệ thống vành trượt, vành góp
 Thời gian đáp ứng của quá trình điều chỉnh nhanh hơn
 Công suất của hệ thống nguồn kích từ nhỏ (1/20 (30))
 Hệ thống vẫn được sử dụng trong công nghiệp vì không yêu cầu một nguồn kích từ 
riêng biệt quá lớn
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
3. Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu trực tiếp:
328
Các loại hệ thống kích từ
 Nguồn cấp cho hệ thống kích từ có thể lấy từ đầu cực máy phát hoặc từ hệ thống tự 
dùng
 Cần có biến kích từ để biến đổi điện áp cho phù hợp
 Một giải pháp khác: lấy công suất cấp cho kích từ từ hệ thống biến dòng điện và biến 
điện áp – Với giải pháp nà : điệ áp cấp cho kích từ ít bị ảnh hưởng bởi ngắn mạch 
gần hoặc sụt giảm điện áp đầu cực. 
Máy
phát
MBA kích từ
Từ hệ thống
tự dùng
Từ đầu cực
máy phát
Vành trượt
Máy
phát
Biến điện áp
(BU)
Biến dòng điện
(BI)
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
3. Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu trực tiếp:
329
Các loại hệ thống kích từ
 Để giảm tổn thất trong bộ hệ thống kích từ: dùng hai bộ chỉnh lưu có điều khiển
 Một bộ dùng trong chế độ bình thường (chế độ xác lập)
 Một bộ dùng trong chế độ cần cung cấp kích từ cưỡng bức (cường hành kích thích)
 Thời gian đáp ứng điều khiển nhanh.
 Trong chế độ diệt từ: bộ chỉnh lưu có thể điều khiển trở thành bộ nghịch lưu tiêu thụ 
năng lượng thừ trong cuộn roto. 
Cường hành
kích thích
Kích từ ở 
chế độ bình
thường
MBA kích từ
Tới cuộn kích
từ máy phát
chính
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
330
Các chế độ vận hành của bộ điều khiển kích từ
 Bộ kích từ cho phép điều khiển máy phát với các chế độ vận hành
khác nhau
Chế độ duy trì điện áp đầu cực (AVR):
 Điện áp được duy trì không đổi
 Dùng khi máy phát làm nhiệm vụ giữ điện áp
nút hoa tiêu
 Hoặc khi máy phát vận hành độc lập
Chế độ duy trì hệ số công suất (PF):
 Điều khiển lượng Q phát ra tỷ lệ với lượng P 
đang phát duy trì cosϕ
 Có thể dùng khi máy phát nối lưới
Chế độ duy trì lượng công suất phản
kháng (VAR) :
 Lượng công suất phản kháng của máy phát
được duy trì không đổi
 Có thể dùng khi máy phát nối lưới
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Sơ đồ khối của thiết bị tự động điều chỉnh điện áp máy phát
331
Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp MFĐ (AVR)
Khâu đo lường: đo tần số, dòng điện, điện áp, tốc độ quay
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Bộ phận bù tải: được sử dụng khi cần điều khiển giữ không đổi điện
áp tại nút phụ tải phía xa.
 Điện áp rơi trên tổng trở từ máy phát đến tải:
Với: Vc: điện áp cần bù
Vg: điện áp đầu cực máy phát
Rc & Xc: tổng trở từ máy phát đến tải
 Khi không cần bù tải: đặt Rc=0; Xc=0  khi đó sẽ giữ điện áp tại đầu
cực máy phát
332
Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp MFĐ (AVR)
Bộ so sánh
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Bộ giới hạn dòng kích từ: giới hạn dòng kích từ cực đại và cực tiểu
Cuộn kích từ bị giới hạn về mặt phát nóng do đó phải giới hạn dòng kích từ
cực đại
Với các hệ thống hiện đại: sử dụng hệ thống giới hạn dòng kích từ cực đại
nhiều bậc: dòng kích từ lớn nhất cho phép tùy thuộc vào khoảng thời gian tồn
tại.
Hệ thống giới hạn dòng kích từ là cần thiết để ngăn ngừa quá tải khi máy phát
làm việc với hệ thống: tránh trường hợp thiếu công suất phản kháng lớn và
máy phát sẽ cố điều chỉnh để bù lại sự thiếu hụt này.
333
Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp MFĐ (AVR)
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Bộ giới hạn dòng kích từ: giới hạn dòng kích từ cực đại và cực tiểu
Giới hạn dòng kích từ cực tiểu: cần thiết phải giữ một ngưỡng tối thiểu của
dòng kích từ để tránh trường hợp máy phát dễ bị mất đồng bộ
 Bộ nâng cao ổn định (PSS): có tác dụng điều khiển để tắt nhanh các
dao động điện trong hệ thống
Tín hiệu đầu vào của bộ PSS có thể là tốc độ roto, tần số dòng điện phát ra và
công suất tác dụng thực phát.
Bộ PSS đưa thêm tín hiệu điều khiển vào mạch điều chỉnh điện áp.
334
Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp MFĐ (AVR)
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Sơ đồ khối chi tiết khác
335
Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp MFĐ (AVR)
Follow up Unit: Đảm bảo sự chuyển đổi mềm giữa chế độ tự động/chỉnh tay
Với các hệ thống kích từ kép (hai nhánh kích từ riêng): một nhánh được điều chỉnh chủ động, 
nhánh còn lại điều chỉnh phụ thuộc theo (follow up)
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Mạch điện áp đầu vào bộ ĐK kích từ có vai trò rất quan trọng
Mất tín hiệu điện áp Bộ điều khiển có thể nhầm lẫn và tăng tối đa dòng
kích từ
Giải pháp: dùng 2 BU đầu vào và có rơle kiểm tra điện áp (60)
 Rơle kiểm tra điện áp (60): phát hiện đứt cầu chì và chuyển bộ điều khiển sang chế độ
manual hoặc chuyển sang lấy tín hiệu từ BU còn tốt.
 Thông thường 1 BU dùng cho mạch điều khiển kích từ
 BU còn lại dùng cho mạch bảo vệ, đo lường
 Để tranh đột biến khi chuyển chế độ: nên trang bị chức năng Automatic Tracking để chế
độ manual có thể bám sát thông số của chế độ tự đông trước khi mất điện áp.
336
Mạch điện áp đầu vào
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Mạch điện áp đầu vào bộ ĐK kích từ có vai trò rất quan trọng
Trường hợp chỉ có 1 BU đầu vào
 Dùng rơle điện áp thấp để phát hiện mất điện áp đầu vào chuyển sang chế độ manual 
(rơle này sẽ tạm khóa khi máy phát khởi động)
 Chỉnh định thấp hơn giá trị thường gặp ở vận hành bình thường
 Có thể kết hợp với rơle quá điện áp thứ tự nghịch (47) để phát hiện mất cân bằng điện
áp (đứt cầu chí 1 pha mạch áp)
337
Mạch điện áp đầu vào
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Mạch điện áp đầu vào bộ ĐK kích từ có vai trò rất quan trọng
Trường hợp chỉ có 1 BU đầu vào
 Giải pháp khác: sử dụng rơle giám sát hiện tượng đứt cầu chì (60FL – Fuse Loss)
 Rơle tác động chuyển chế độ vận hành sang manual khi:
 Điện áp thứ tự nghịch vượt quá ngưỡng (chì báo đứt cầu chì) 
 Dòng điện đo được trong ngưỡng bình thường khẳng định sự kiện đứt cầu chì
338
Mạch điện áp đầu vào
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Hệ thống kích từ của nhà máy thủy điện Hòa Bình
339
Ví dụ về hệ thống kích từ
Hòa đồng bộ các nguồn điện
Phần 9
 Automatic Synchronization 
 Chức năng kiểm tra đồng bộ (25)
340
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Là thao tác cần thiết để đưa máy phát điện vào làm việc cùng với hệ 
thống – hoặc để kết nối giữa hai hệ thống.
 Yêu cầu: dòng điện cân bằng trong lúc hòa đồng bộ phải nhỏ nhất, 
giảm thiểu sụt áp và dao động công suất
341
Hòa đồng bộ trong hệ thống điện
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Sơ đồ hòa đồng bộ
Trình tự thao tác
 Máy phát được kích từ - quay tới tốc độ 
đồng bộ
 Kiểm tra các điều kiện hòa
 Cùng thứ tự pha
 Điện áp bằng nhau: 
 Tốc độ góc (tần số) bằng nhau:
 Góc lệch tương đối giữa vecto điện áp hai phía bằng 
không: 
 Khi các điều kiện hòa đảm bảo: đóng máy cắt hòa 
342
Phương pháp hòa đồng bộ chính xác
H F
U U 
H F db

0,
H F
U U 
Góc lệch
H
F
H
U
F
U
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Dòng điện cân bằng xuất hiện tại thời điểm hòa
343
Phương pháp hòa đồng bộ chính xác
cb
IHX dX
H
E
F
E Sơ đồ thay thế
 Độ lớn dòng điện cân bằng Icb:
H F
cb
H d
E E
I
X X
 
Để đơn giản, giả thiết độ lớn EF=EH=E và căn cứ theo đồ thị vecto:
2
2
sin
H F
cb
H d H d H d
E E E E
I
X X X X X X
 
H
E
F
E
E E
E
2
Độ lớn dòng điện Icb phụ thuộc vào góc lệch giữa 
hai vecto điện áp ( )
2
sin
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Dòng cân bằng nhỏ nhất:
Vậy thời điểm thuận lợi nhất để đóng máy cắt hòa đồng bộ là khi góc lệch: 
344
Phương pháp hòa đồng bộ chính xác
0 0 02 0 0 0 360 720
2 2
min
min sin sin ; ; ...
cb
H d
E
I
X X
0 0 00 360 720; ; ...
 Dòng cân bằng lớn nhất:
Thường hệ thống có công suất vô cùng lớn so với máy phát: có thể coi XH=0; khi đó
Vậy thời điểm bất lợi nhất: khi góc lệch iữa vecto điện áp hai phía là 1800
và dòng Icbmax có thể gấp 2 lần dòng ngắn mạch 3 pha đầu cực máy phát
02 2 1 180
2 2
max
max sin sin
cb
H d H d
E E
I
X X X X
3 02 2 180( )
maxcb N daucucMF
d
E
I I
X
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Vai trò của điện áp phách US (điện áp trượt) trong quá trình hòa
 Với giả thiết EH=EF=E
 Điện áp phách biến thiên với hai tần số khác nhau:
345
Phương pháp hòa đồng bộ chính xác
( ) ( ) ( ) sin( ) sin( )
S H F H H F F
u t u t u t E t E t
2 2
2 2 2 2
( ) cos sin cos sin SH F H F H F
S
u t E t t E t t
Với: định nghĩa là tốc độ trượtS H F
-400 
-300 
-200 
-100 
0 
100 
200 
300 
400 
y
 RMSuS(t)
(t)
2
cos H F t
2
sin S t
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Giá trị điện áp phách quan sát được là đường bao biên độ
 Vì là tốc độ trượt nên đại lượng chính là góc lệch tương đối 
giữa hai vecto điện áp theo thời gian.
 Chu kz của điện áp phách thay đổi do trong quá trình hòa luôn có những 
thao tác điều chỉnh sao cho tốc độ góc của máy phát gần nhất với phía hệ 
thống
 Thời điểm thuận lợi để hòa: khi Us=0
346
Phương pháp hòa đồng bộ chính xác
uS(t)
(t)
2 2
2 2
sin sinS
S
U E t E
S ( )S t
Us=0: Thời điểm thuận 
lợi ( )0360
Us=0: Thời điểm thuận 
lợi ( )0720
Us=0: Thời điểm 
thuận lợi ( )00
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Do việc đóng máy cắt cần một khoảng thời gian tđóng MC: xung đóng phải 
gửi trước thời điểm thuận lợi một khoảng thời gian vượt trước
tvượt trước = tđóng MC
 Thời gian vượt trước có thể qui đổi tính theo góc vượt trước (độ) nếu tốc độ 
trượt cho phép khi hòa đòng bộ đã biết:
347
Phương pháp hòa đồng bộ chính xác
uS(t)
(t)
Thuận lợiGửi xung đóng
tđóng MC
Thuận lợiGửi xung đóng
tđóng MC
Thuận lợiGửi xung đóng
tđóng MC
vt scp vt scp dongMC
t t
Góc 
vượt 
trước
Tốc độ 
trượt cho 
phép
Thời gian vượt trước (chính là 
thời gian đóng MC)
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN
 Mô hình điều khiển quá trình hòa (thiết bị cũ)
348
Phương pháp hòa đồng bộ chính xác