Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện

Quá dòng điện là hiện tượng khi dòng điện chạy qua phần tử của hệ thống điện vượt quá trị số dòng điện tải lâu dài cho phép. Quá dòng điện có thể xảy ra khi ngắn mạch hoặc do quá tải.

1. Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện:

Nguyên lý quá dòng điện là một trong những nguyên lý được sử dụng sớm nhất để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện bằng cầu chì.

Đối với các rơle quá dòng điện, dòng điện khởi động của bảo vệ được chọn theo điều kiện dưới đây:

2. Độ nhạy:

Sự nhạy cảm của rơle quá dòng đối với mức tăng dòng điện được đặc trưng bằng hệ số độ nhạy Kn:

Trong một số trường hợp rất khó để phân biệt giữa quá tải và ngắn mạch, thậm chí điều kiện chọn dòng khởi động không thực hiện được, khi ấy cần có biện pháp kết hợp với rơle quá dòng để xác định loại ngắn mạch, chẳng hạn thông qua các thành phần đối xứng của dòng và áp. Trong lưới điện hở có một nguồn cung cấp, độ chọn lọc của bảo vệ quá dòng điện có thể đảm bảo bằng nguyên tắc chọn thời gian tăng dần từng cấp Δt (gọi là cấp chọn lọc về thời gian), càng về phía gần nguồn thời gian làm việc của bảo vệ càng lớn. Độ chọn lọc của bảo vệ quá dòng điện cũng có thể được đảm bảo bằng cách chọn dòng điện khởi động của bảo vệ lớn hơn trị số của dòng điện ngắn mạch lớn nhất khi sự cố ở đầu phần tử tiếp theo:

Bảo vệ quá dòng với dòng điện khởi động chọn theo công thức trên có tên gọi là bảo vệ cắt nhanh, thường làm việc tức thời hoặc có một độ trễ rất bé (0,1 giây) để đề phòng khả năng bảo vệ có thể làm việc mất chọn lọc khi có giông sét và thiết bị chống sét tác động.

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh có nhược điểm là không bảo vệ được toàn bộ đối tượng, khi ngắn mạch ở cuối phần tử, bảo vệ cắt nhanh không tác động. Hơn nữa vùng bảo vệ có thể thay đổi nhiều khi chế độ làm việc của hệ thống và dạng ngắn mạch thay đổi.

Nhược điểm chung của nguyên lý quá dòng điện là không đảm bảo được tính chọn lọc của bảo vệ trong các lưới điện phức tạp, có nhiều nguồn cung cấp.

(Tham khảo Bảo vệ các hệ thống điện – Trần Đình Long).