Hồ sơ phối hợp bảo vệ trung thế: bộ dữ liệu phải khóa trước khi chạy TCC

Một hồ sơ phối hợp bảo vệ trung thế không bắt đầu bằng việc chọn đường cong rơle. Nó bắt đầu bằng việc khóa đúng sơ đồ vận hành, dòng ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất, tỷ số–cấp chính xác CT, đặc tính máy biến áp, cáp, thiết bị đóng cắt và các chế độ nguồn. Thiếu một nhóm dữ liệu, đường cong TCC vẫn có thể trông “đẹp” nhưng không chứng minh được sự cố nhỏ nhất sẽ được cắt, thiết bị hạ nguồn tác động trước hay thiết bị còn chịu được ứng suất nhiệt–điện động.

Bài viết này là checklist kỹ thuật cho nhà máy, trung tâm thương mại hoặc cụm phụ tải 22–35 kV. Ví dụ 22/0,4 kV–1.250 kVA bên dưới là tình huống giả định để kiểm phương pháp, không phải hồ sơ đã duyệt của một khách hàng. Cài đặt thực tế phải dựa trên dữ liệu điện lực, nhãn thiết bị, file cấu hình rơle và kết quả thí nghiệm của đúng công trình.

Biên soạn: QuangAnhcons · Chuyên đề: engineering · Đối chiếu nguồn: 12/10/2026.

1. Trước hết phải thống nhất “hồ sơ phối hợp bảo vệ” gồm những gì

Bộ hồ sơ dùng được không chỉ là một trang đồ thị thời gian–dòng. Tối thiểu phải có sơ đồ một sợi có mã thiết bị; bảng chế độ vận hành; cơ sở tính dòng ngắn mạch lớn nhất/nhỏ nhất; danh mục CT/VT; thông số và firmware rơle; đặc tính máy cắt, cầu chì, cáp, máy biến áp và động cơ; bảng cài đặt đề xuất; biên bản kiểm tra logic; file gốc của phần mềm tính; và danh sách giả định chưa được đóng.

Đầu ra còn phải chỉ rõ ranh giới trách nhiệm. Điểm bảo vệ của điện lực, ngăn lộ khách hàng, RMU, MBA, ACB/MSB và nguồn dự phòng không được gộp thành một “đường cong tổng”. Với dự án mở rộng nhà máy, cần tách trạng thái hiện hữu, trạng thái sau nâng công suất và trạng thái chuyển tiếp khi một MBA hoặc một nhánh cáp bị cô lập.

• Calculation report: mô hình, giả định, phương pháp và kết quả max/min.
• Setting schedule: từng chức năng 50/51, 50N/51N hoặc chức năng khác thực sự có trong triết lý bảo vệ.
• TCC plots: thể hiện đường cong thiết bị, vùng khởi động/inrush và điểm dòng sự cố.
• Commissioning record: giá trị đã nạp, kết quả secondary injection, tín hiệu trip và đối chiếu as-left.

2. Khóa sơ đồ một sợi và mọi chế độ vận hành trước khi tính

SLD phải cho biết nguồn vào, điểm đấu nối, cấp điện áp, trạng thái thường mở/thường đóng, thanh cái phân đoạn, bus-coupler, số MBA, nguồn máy phát/UPS/PV/BESS nếu có, và hướng công suất ở từng chế độ. Một sơ đồ chỉ ghi “22 kV–MBA–MSB” chưa đủ vì dòng sự cố nhìn từ rơle thay đổi khi đóng liên lạc thanh cái, vận hành song song hai MBA hoặc chuyển sang máy phát.

Với mỗi chế độ, lập một dòng trong bảng mode matrix: tên chế độ, phần tử đóng, phần tử mở, nguồn đóng góp, công suất ngắn mạch tại PCC, máy biến áp tham gia và bảo vệ có hiệu lực. Những liên động vận hành phải kiểm với logic thực tế của tủ RMU trung thế, không suy từ ký hiệu bản vẽ.

Điểm thường bị bỏ sót là cấu hình nối đất trung tính. Dòng chạm đất không thể suy từ dòng ngắn mạch ba pha nếu chưa biết trung tính nguồn nối đất trực tiếp, qua điện trở, qua cuộn dập hồ quang hay cách ly; vị trí CT thứ tự không cũng ảnh hưởng tín hiệu rơle. Nếu điện lực chưa cấp dữ liệu chạm đất, phải đánh dấu blocker thay vì tự chọn một giá trị tiện cho đồ thị.

3. Dữ liệu nguồn: phải có cả biên lớn nhất và nhỏ nhất

Phía điện lực hoặc chủ lưới cần cung cấp cấp điện áp, tần số, điểm đấu nối, công suất hoặc dòng ngắn mạch ba pha và một pha/chạm đất ở trạng thái max/min, tỷ số X/R khi có, và thời điểm dữ liệu có hiệu lực. “Dòng cắt của máy cắt thượng nguồn” không phải là dòng ngắn mạch của hệ thống. Tương tự, công suất định mức trạm nguồn không thay thế trở kháng tương đương nhìn từ PCC.

Trường hợp chưa có mô hình nguồn đầy đủ, có thể biểu diễn nguồn bằng công suất ngắn mạch S_k hoặc trở kháng Thévenin tương đương, nhưng phải ghi rõ cách quy đổi và điện áp cơ sở. Hồ sơ cần chạy ít nhất hai biên: nguồn mạnh để kiểm khả năng chịu/cắt và nguồn yếu để kiểm độ nhạy. Nếu chỉ tính max, bảo vệ có thể không nhìn thấy sự cố xa cuối tuyến; nếu chỉ tính min, thiết bị có thể bị đánh giá thiếu về khả năng cắt.

IEC 60909-0:2026 cung cấp phạm vi phương pháp tính dòng ngắn mạch trong hệ thống AC ba pha hạ áp và cao áp 50/60 Hz. Bài này chỉ dùng quan hệ số học minh họa; việc chọn hệ số điện áp, nguồn đóng góp và thành phần dòng phải theo bản tiêu chuẩn đầy đủ mà nhóm thiết kế được quyền truy cập.

4. CT, VT, rơle và máy cắt: lấy đúng dữ liệu của đúng mã thiết bị

Đối với CT bảo vệ, cần tỷ số sơ/thứ cấp, số lõi, cực tính, cấp chính xác, công suất tải định mức, khả năng chịu dòng ngắn hạn, dây dẫn thứ cấp và burden thực tế. Một tỷ số CT quá lớn có thể làm giảm độ phân giải ở dòng sự cố nhỏ; tỷ số quá nhỏ có thể đưa CT vào bão hòa ở sự cố lớn. IEC 61869-2:2012 áp dụng cho CT cảm ứng mới dùng với thiết bị đo và/hoặc bảo vệ ở 15–100 Hz; hồ sơ phải đọc thêm Interpretation Sheet 1:2022 và tài liệu nhà chế tạo khi đánh giá đúng kiểu CT.

Đối với rơle, không chỉ ghi hãng hoặc series. Cần mã đầy đủ, firmware, file setting gốc, các chức năng được license, đường cong khả dụng, dải pickup, thời gian reset, logic blocking/interlock, nguồn nuôi, đầu vào CT 1 A hay 5 A và mapping trip. IEC 60255-151:2009 nêu các yêu cầu chức năng tối thiểu cho bảo vệ quá dòng/dưới dòng; nó không cung cấp thay một giá trị pickup cho công trình.

Đối với máy cắt và RMU, thu thập dòng định mức, khả năng cắt, khả năng đóng, dòng chịu ngắn hạn/thời gian, thời gian mở, cơ cấu trip, cuộn trip, điện áp nguồn điều khiển, sơ đồ nhị thứ và đường cong/certificate của đúng model. IEC 62271-200:2021 cùng AMD1:2024 liên quan tủ hợp bộ kim loại trên 1 kV đến 52 kV; còn máy cắt AC có tiêu chuẩn sản phẩm riêng. Không được lấy đường cong của một model “gần giống” làm bằng chứng cho model đã đặt hàng.

5. MBA, cáp và tải: ba nhóm đường cong giới hạn

Máy biến áp cần kVA, điện áp hai phía, tổ đấu dây, uk%, tổn hao, nấc phân áp, trung tính, dữ liệu chịu ngắn mạch, dòng từ hóa/inrush hoặc dải do OEM công bố và bảo vệ nhiệt. IEC 60076-5:2006 liên quan khả năng MBA chịu tác động nhiệt và động của ngắn mạch ngoài. Tuy nhiên, đường cong damage/inrush để phối hợp phải lấy từ nhà chế tạo hoặc cơ sở thiết kế đã phê duyệt, không dựng bằng một tỷ lệ cố định truyền miệng.

Cáp cần vật liệu, tiết diện, cấu trúc, điện áp định mức, chiều dài, cách lắp đặt, nhiệt độ, nhóm mạch, màn chắn, dòng tải cho phép sau hiệu chỉnh và khả năng chịu ngắn mạch theo tài liệu/tiêu chuẩn được chỉ định. Bảo vệ phải cắt trước khi vượt giới hạn nhiệt của cáp, nhưng vẫn cho phép dòng khởi động hợp lệ. Bài thi công đầu cáp 24 kV giúp rà thêm dữ liệu đầu cáp và nghiệm thu tuyến.

Tải động cơ cần công suất, dòng định mức, dòng khởi động, thời gian tăng tốc, phương thức khởi động và số lần khởi động. Tải biến tần, UPS, PV hoặc BESS cần dòng sự cố do nhà chế tạo công bố và logic ride-through/trip. Không được coi mọi nguồn điện tử công suất như máy điện quay.

6. Ví dụ giả định 1.250 kVA: phép tính chỉ để kiểm dữ liệu có hợp lý

Giả định một MBA ba pha 22/0,4 kV, 1.250 kVA, uk = 6%. Đây là dữ liệu loại E để học phương pháp. Dòng định mức phía 22 kV:

I_HV = 1.250.000 /(√3 × 22.000) = 32,80 A.

Dòng định mức phía 0,4 kV:

I_LV = 1.250.000 /(√3 × 400) = 1.804,22 A.

Nếu tạm bỏ qua trở kháng nguồn và cáp, dùng riêng uk = 0,06 để ước tính dòng ngắn mạch đối xứng tại đầu cực hạ áp của MBA:

I_k,LV ≈ I_LV/0,06 = 30,07 kA.

Kiểm tra độc lập theo công suất ngắn mạch của riêng MBA: S_k ≈ 1,25/0,06 = 20,833 MVA. Quy đổi về 0,4 kV cho 20,833 MVA/(√3 × 0,4 kV) = 30,07 kA; quy đổi về 22 kV cho 20,833 MVA/(√3 × 22 kV) = 546,7 A. Hai đường kiểm cho cùng kết quả làm tròn.

Nhưng 30,07 kA không phải kết quả được phép chốt. Nguồn thượng lưu hữu hạn làm giảm dòng, trong khi các nguồn khác hoặc hai MBA song song có thể làm tăng dòng tại thanh cái. Cáp làm giảm dòng ở cuối tuyến. uk thực, nấc phân áp và biên dung sai phải lấy từ nhãn/datasheet. Bài dòng định mức hai phía trạm 1.250 kVA giải thích thêm ranh giới giữa dòng tải và lựa chọn MSB.

Giả sử CT chỉ để kiểm phép đổi đơn vị là 50/1 A. Một pickup 1,20 A thứ cấp tương đương 60 A sơ cấp, tức khoảng 1,83 lần dòng định mức 32,80 A phía 22 kV. Đây chưa phải setting đề xuất: phải đặt điểm đó lên TCC cùng inrush, dòng sự cố min, bảo vệ thượng/hạ nguồn và giới hạn thiết bị.

7. Dựng TCC và kết luận chọn lọc theo từng vùng sự cố

Một TCC có giá trị phải dùng cùng cơ sở dòng: sơ cấp hay thứ cấp, phía 22 kV hay quy đổi qua MBA. Ghi rõ CT ratio, vector group và hệ số quy đổi. Trên đồ thị cần có đường của bảo vệ điện lực khi được cung cấp, rơle ngăn tổng, cầu chì hoặc rơle MBA, ACB/MCCB hạ áp, đường chịu của cáp/MBA và vùng khởi động/inrush hợp lệ.

Không tồn tại một khoảng thời gian phối hợp duy nhất đúng cho mọi cặp thiết bị. Khoảng cách phải xét tổng thời gian clearing của máy cắt, overshoot/reset của rơle, dung sai, CT saturation và hướng dẫn OEM. Vì vậy hồ sơ phải nêu tiêu chí riêng ở vùng quá tải, quá dòng có thời gian, tức thời và chạm đất; không chỉ ghi “margin đạt”.

8. Biến tính toán thành ITP, FAT, SAT và T&C

Ở FAT, đối chiếu nameplate CT/VT, mã rơle, firmware, nguồn nuôi, sơ đồ đấu dây, ma trận I/O và chứng chỉ máy cắt; kiểm logic trip bằng secondary injection khi phạm vi hợp đồng cho phép. Ở SAT, xác nhận cực tính CT, continuity, cách điện, tỷ số, pha, mạch trip, tín hiệu SCADA và interlock. Trước đóng điện, bảng setting được phê duyệt phải trùng file nạp và bản as-left.

An toàn ưu tiên: CT thứ cấp không được hở mạch khi sơ cấp mang dòng; mọi thử nghiệm phải theo phiếu công tác, cô lập, xác nhận hết điện, nối đất và thẩm quyền thao tác của đơn vị vận hành. Bài viết không thay quy trình an toàn điện tại hiện trường.

9. Mini-WBS để không trễ đóng điện vì thiếu dữ liệu

Thời lượng trên chỉ là giả định lập kế hoạch, không phải lead time cam kết. W1 và W2 có thể chạy song song; không được cộng máy móc tất cả thời lượng hoặc tuyên bố critical path nếu chưa có lịch thực tế. Nếu dữ liệu điện lực hoặc FAT report chưa đến, mốc đóng điện phải giữ ở hold point tương ứng.

10. Mẫu yêu cầu đầu vào gửi chủ đầu tư, điện lực và nhà cung cấp

1. SLD mới nhất, revision, trạng thái đóng/mở và mode matrix.
2. Dữ liệu nguồn max/min tại PCC, nối đất trung tính, yêu cầu bảo vệ điện lực.
3. Danh sách MBA với kVA, điện áp, uk%, vector group, tap, inrush/damage data OEM.
4. CT/VT: tỷ số, core, class, burden, polarity, short-time rating và bản vẽ terminal.
5. Relay/circuit breaker: mã, firmware, manual, curve, trip time, logic và file setting hiện hữu.
6. Cáp: loại, chiều dài, tuyến, phương thức lắp, derating và giới hạn nhiệt ngắn mạch.
7. Động cơ/nguồn phân tán: starting, contribution và chế độ kết nối.
8. FAT/SAT/T&C plan, I/O list, SCADA, interlock và biểu mẫu as-left.

Với dự án đang chọn công suất nguồn, nên đọc thêm cách tính và chọn MBA 22/0,4 kV–35/0,4 kV cho nhà máy. Phối hợp bảo vệ chỉ có ý nghĩa khi topology và thiết bị nguồn đã được xác lập đủ sâu.

11. Căn cứ kỹ thuật và mức độ truy cập

Cần bổ sung TCVN/QCVN, quy định đấu nối và yêu cầu bảo vệ của đúng đơn vị điện lực khi chúng thực sự áp dụng cho dự án. Không dùng tên một tiêu chuẩn như “tem đảm bảo” cho setting chưa có đầu vào.

Bài viết liên quan

• Chọn cấu hình RMU 22–35 kV cho trạm nhà máy
• Dòng định mức hai phía trạm 1.250 kVA và kiểm tra MSB
• Tính chọn MBA cho nhà máy 22/0,4 kV và 35/0,4 kV
• Thi công đầu cáp ngầm trung thế 3×240 mm²–24 kV

CTA: Gửi SLD, bảng phụ tải, dữ liệu ngắn mạch điện lực, nhãn MBA/CT/relay và hồ sơ hiện trạng để QuangAnhcons rà phạm vi khảo sát, thiết kế, phối hợp bảo vệ, thi công và T&C.