Chng 11: Nguyên lý bảo vệ dòng điện thứ tự không máy biến áp Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không máy biến áp (bảo vệ chống chạm đất hạn chế) dựa trên nguyên lý so lệch giữa dòng điện qua dây trung tính nối đất và dòng điện tổng của 3 pha. Bảo vệ cho cuộn dây máy biến áp chống sự cố chạm đất cho cuộn dây có trung tính nối đất trực tiếp. Trong điều kiện làm việc bình th-ờng không có dòng điện đi qua điểm trung tính, tổng dòng điện thứ tự không ở các pha bằng không. Khi xẩy ra sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không ở trung tính máy biến áp và ở các pha I 01 và I 02 bằng nhau về độ lớn và cùng chiều. I Sl 0 = I 01 + I 02 0 Bảo vệ tác động. Ng-ợc lại khi xẩy ra sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không I 01 , I 02 bằng nhau về độ lớn và ng-ợc chiều. I Sl 0 = I 01 + I 02 = 0 Bảo vệ không tác động. Tuy nhiên khi sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ, dòng điện không cân bằng có thể tồn tại do hiện t-ợng bão hoà mạch từ của BI không giống nhau. Để khắc phục hiện t-ợng này bảo vệ chống sự cố chạm đất có bộ phận khoá bảo vệ với dòng điện thứ tự không khi xẩy ra chạm đất ở ngoài vùng bảo vệ. . Bảo vệ chống quá tải cho máy biến áp. Quá tải làm tăng nhiệt độ dầu và cuộn dây của máy biến áp nếu mức quá tải cao và kéo dài làm cho máy biến áp bị tăng nhiệt độ quá mức cho phép dẫn đến tuổi thọ của MBA bị suy giảm nhiều. Để bảo vệ chống quá tải cho cuộn dây của máy biến áp và bảo vệ chống quá nhiệt cho cách điện của máy biến áp công suất lớn ng-ời ta dùng ph-ơng pháp đo trực tiếp nhiệt độ dầu và hình ảnh nhiệt, nhiệt độ cuộn dây của MBA, bảo vệ làm việc theo nhiều cấp nh- tăng c-ờng làm mát, cảnh bảo bằng tín hiệu âm thanh, sa thải bớt các phụ tải. Nếu các cấp tác động này không mang lại hiệu quả thì máy biến áp đ-ợc tách ra khỏi vận hành, sơ đồ hệ thống cảnh báo khi MBA quá tải. Hình 3-4: Sơ đồ khối bảo vệ quá nhiệt cho máy biến áp Để bảo vệ quá tải cho MBA tại trạm 110kV Vân Đình dùng ph-ơng pháp hình ảnh nhiệt trong rơ le bảo vệ 7UT513 và ph-ơng pháp đo trực tiếp tại máy biến áp. ph-ơng pháp trực tiếp tại máy biến áp sử dụng bộ cảm ứng nhiệt đặt ở phía trên thùng dầu nơi có Qu ạt gió Bơm dầu Tín hiệu cảnh báo Cắt máy bi ến áp Cảm biến nhiệt độ Bộ phân tích thời gian quá nhiệt nhiệt độ dầu cao nhất. Khi nhiệt độ tăng lên 55 0 c bộ khuyếch đại sẽ thực hiện tuần tự các công việc nh- tăng c-ờng làm mát và báo tín hiệu nếu nhiệt độ vẫn cứ tiếp tục tăng, khi đó tín hiệu đ-ợc gửi đi cắt máy biến áp. 3.3. Giới thiệu tính năng và thống số của Rơ le 7UT513 : 3.3.1. Tính năng và thống số của 7UT513. 3.3.1.1. Tính năng rơ le 7UT513. Rơle số 7UT-513 dùng cho bảo vệ so lệch máy biến áp. Rơ le có tính -u việt nh- tác động nhanh, chọn lọc chống lại các dạng ngắn mạch trong phạm vi bảo vệ. Ngoài bảo vệ máy biến áp, Rơle còn đ-ợc sử dụng để bảo vệ các điểm phân nhánh có 3 nhánh hoặc phần tử có 3 đầu vào. Rơ le có 5 tiếp điểm cắt, 5 đầu vào nhị phân và 14 chỉ thị đèn (LED). Những chức năng của Rơ le 7UT-513 bao gồm. - Bảo vệ so lệch máy biến áp. - Bảo vệ dòng thứ tự không. - Bảo vệ quá dòng có thời gian. - Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ. - Bảo vệ chạm vỏ tuỳ chọn. 3.3.1.2. Các thống số kỹ thuật rơ le 7UT-513 . - Mạch đo l-ờng. + Dòng điện danh định : 1A hoặc 5A + Tần số định mức : 50 Hz/60 Hz + Công suất tiêu thụ : 0,1 VA / pha ứng với dòng danh định là 1A. : 0,5 VA / pha ứng với dòng danh định là 5A. - Khả năng quá tải nhiệt : + 100.I dđ trong thời gian 1 sec. + 20.I dđ trong thời gian 10 sec. + 4.I dđ trong thời gian lâu dài. + Khi có quá tải xung thì : 250.I dd trong 1/2 chu kỳ. - Khả năng quá tải của chức năng phát hiện dòng chạm vỏ , nhiệt độ (giá trị hiệu dụng). + 300 A trong thời gian 1 s . + 100 A trong thời gian 10 s . + 15 A trong thời gian liên tục . + Cho phát hiện dòng chạm vỏ với độ nhậy cao, dòng bằng 1A. - Điện áp nguồn thao tác nguồn một chiều qua bộ chỉnh l-u 24 V 250 V DC. U dđ (V DC ) 24/48 60/110/125 220/250 Sai lệch cho phép 19 56 4 14 176 88 - Điện áp xoay chiều 12% U đm + Chỉnh đỉnh 6%U gh + Thời gian phục hồi điện áp khi có sự cố mạch 1 chiều 50 ms ở điện áp U đm 110 V DC . - Tiếp điểm làm việc . + Số rơle tác động cắt: 5 + Số tiếp điểm / 1 Rơ le: 2 th-ờng mở ( No ) + Dung l-ợng đóng: 100W/VA + Dung l-ợng cắt: 30W/VA + Điện áp đóng cắt: 250V + Dòng cho phép: 30A trong 50 s - Tiếp điểm báo tín hiệu. + Số Rơ le tín hiệu: 11 + Số tiếp điểm Rơ le: 1 th-ờng đóng Co hoặc th-ờng mở No + Dung l-ợng đóng cắt: 20W/VA + Dòng cho phép: 1A + Điện áp đóng cắt: 250V - Số đầu vào nhị phân. + Rơ le tín hiệu /cảnh báo: 5 + Điệp áp làm việc: 24V 250Vdc + Dòng điện tiêu thụ: 2,5 mA - Các giao diện nối tiếp. + Giao tiếp với ng-ời vận hành: Không cách ly . + Giắc nối: Giắc 25 chân cho kết nối với máy tính cá nhân theo ISC 2110 + Tốc độ truyền tin: Mặc định 9600 Baud, min 1200 baud, max 19100 baud + Giao tiếp với trung tâm điều khiển: Cách Ly - Giao điểm truyền số liệu. + Các tiêu chuẩn: T-ơng tự V24/V25 đến CCITT. + Tốc độ truyền: Mặc định 9600 baud, min 1200baud, max19200baud . + Kết nối trực tiếp: Lắp đặt ngang Lắp đặt bề mặt + Khoảng cách truyền tin: max 1000 m + Điện áp thử: 2 kV với tần số định mức trong thời gian 1 phút . + Cáp quang: Giắc tích hợp F - SMA . + Chiều dài sóng quang: 820 mm + Hệ số suy giảm đ-ờng dây cho phép: max 8 dB + Khoảng cách truyền tin: max 1,5 km. + Các thí nhiệm cách điện: Theo IEC 255 - 5 3.3.1.3. Phạm vi chỉnh định đối với chức năng BVSL MBA. + Dòng SL mức thấp (I SL ): 0,15.I dđB 2,00.I dđB b-ớc chỉnh định 0,01 I dđB + Dòng SL mức cao (I SL ): 0,5.I dđB 20,00. I dđB b-ớc chỉnh định 0,1 I dđB Trong đó : I dđ là dòng danh định của MBA . + Tỷ số hãm dòng từ hoá (hài bậc 2): 10% 80% b-ớc chỉnh định 1% . + Tỷ số hãm sóng 3 , 4 , 5 : 10% 80% b-ớc chỉnh định 1% . + Trễ thời gian cắt : 0,00 60,00 b-ớc chỉnh định 0,01 s . + Thời gian trở về : 0,00 60,00 b-ớc chỉnh định 0,01 s . Thời gian không tính đến thời gian làm việc song song chức năng bảo vệ. + Thời gian làm việc với nguồn cấp 1 phía : 50 Hz 60Hz 162/3 Hz. 1,5 lần giá trị đặt I SL : 35ms 35ms 85ms 1,5 lần giá trị đặt I SL : 35ms 35ms 85ms 5 lần giá trị đặt I SL : 35ms 35ms 85ms Thời gian trở về : 30ms 25ms 40ms Tỷ số trở về : 0,7 - Dung sai với các thông số MBA . + Các thời gian trễ cộng thêm : 1% giá trị đặt hoặc 10s . - Các thông số ảnh h-ởng . + Điện áp thao tác trong dải 0,8 U/U n 1,15: 1% - Nhiệt độ trong khoảng 0 o c t 0 mt 40 o C: 0,5%/10 k - Tần số trong khoảng 0,95 f/f n 1,05: 1% 3.3.1.4. Bảo vệ chạm đất có giới hạn. - Phạm vi chỉnh định . + Ng-ỡng dòng: I reff > I N 0,05.I dđB 2,00.I dđB b-ớc chỉnh định 0,01 I dđB + Góc giới hạn: Limit 90 o 130 o b-ớc chỉnh định 10 o - Các đặc tính tác động . + Tỷ số hãm dòng xung: 10% 80% b-ớc chỉnh định 1% + Trễ thời gian cắt: 0,00 60,00 b-ớc chỉnh định 0,01 s + Thời gian trở về: 0,00 60,00 b-ớc chỉnh định 0,01 s - Thời gian không tính đến thời gian làm việc song song của các chức năng bảo vệ. Thời gian làm việc với (f) 50 Hz 60 Hz 162/3 Hz + 1,5 lần giá trị đặt: 25 ms 25 ms 70 ms + 5 Lần giá trị đặt: 17 ms 17 ms 25 ms Thời gian trở về: 30 ms 25 ms 40 ms Tỷ số trở về: 0,7 - Dung sai. + Đặc tính tác động: 5% giá trị lý thuyết (I < 5.I N ) + Các thời gian cộng thêm: 51% Giá trị đặt hoạc 10 sec - Các biến có ảnh h-ởng. + Điện áp nguồn thao tác ảnh h-ởng 0,8 U/U N 1,15 %: 1% + Nhiệt độ trong khoảng 0 O c = MT 40 0 c: 0,5%.10 K + Tần số trong khoảng 0,8 f/f N 1,2: 1% . khối bảo vệ quá nhiệt cho máy biến áp Để bảo vệ quá tải cho MBA tại trạm 11 0kV Vân Đình dùng ph-ơng pháp hình ảnh nhiệt trong rơ le bảo vệ 7UT513 và ph-ơng pháp đo trực tiếp tại máy biến áp. . biến áp. 3.3. Giới thiệu tính năng và thống số của Rơ le 7UT513 : 3.3.1. Tính năng và thống số của 7UT513. 3.3.1.1. Tính năng rơ le 7UT513. R le số 7UT-513 dùng cho bảo vệ so lệch máy biến áp. . lệch máy biến áp. Rơ le có tính -u việt nh- tác động nhanh, chọn lọc chống lại các dạng ngắn mạch trong phạm vi bảo vệ. Ngoài bảo vệ máy biến áp, R le còn đ-ợc sử dụng để bảo vệ các điểm phân