GRB 200 (relay bảo vệ so lệch thanh cái) là rơle kỹ thuật số thuộc thế hệ GR200 của Toshiba, được thiết kế để bảo vệ so lệch cho các cấu hình thanh cái đa dạng đảm bảo đáp ứng tất cả các yêu cầu về kỹ thuật, công nghệ, chất lượng và vận hành. GRB200 được thiết kế với đặc tính lựa chọn, tin cậy và tác động nhanh. Dùng bảo vệ cho thanh cái ở các cấp điện áp cao áp, trung áp, hạ áp với các sơ đồ thanh cái khác nhau: Thanh cái đơn có hoặc không có ngăn phân đoạn Thanh cái đôi có hoặc không có ngăn phân đoạn Hai thanh cái có thanh cái đường vòng có hoặc không có ngăn phân đoạn Sơ đồ thanh cái 32 Sơ đồ thanh cái tứ giác GRB 200 có thể phát hiện dòng sự cố pha và chạm đất trong phạm vi thanh cái bằng việc sử dụng thuật toán tính toán so lệch dòng mỗi pha nối vào thanh cái. GRB 200 có thể bảo vệ tối đa 64 ngăn lộ (mỗi ngăn lộ bao gồm đầu vào 3 pha dòng điện) mà vẫn đảm bảo làm việc chính xác, ổn định với sự cố bên trong hoặc bên ngoài kể cả khi CT bị bão hoà. Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt, chức năng check zone cũng được tích hợp. Bảo vệ quá dòng và chạm đất cho mỗi ngăn. Tích hợp nhiều chức năng bảo vệ dự phòng. Tuân theo giao thức IEC61850 cho IEDs dùng trong trạm biến áp.
Mục lục Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Các chức rơle Chương 3: Khai thác thông tin Chương 4: Giao diện truyền thông 31 Chương 5: Các quy định vận hành 32 Chương 6: Thí nghiệm bảo dưỡng 34 Chương 7: Xử lý cố 35 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Thế hệ GR 200 hệ IEDs Toshiba thiết kế cho bảo vệ hệ thống truyền tải phân phối với nhiều tính linh hoạt lựa chọn phần cứng sử dụng phần mềm dạng module định hướng giải pháp cơng nghệ hồn hảo đáp ứng nhu cầu khách hàng GRB 200 (relay bảo vệ so lệch cái) rơle kỹ thuật số thuộc hệ GR-200 Toshiba, thiết kế để bảo vệ so lệch cho cấu hình đa dạng đảm bảo đáp ứng tất yêu cầu kỹ thuật, công nghệ, chất lượng vận hành - GRB200 thiết kế với đặc tính lựa chọn, tin cậy tác động nhanh Dùng bảo vệ cho cấp điện áp cao áp, trung áp, hạ áp với sơ đồ khác nhau: Thanh đơn có khơng có ngăn phân đoạn Thanh đơi có khơng có ngăn phân đoạn Hai có đường vòng có khơng có ngăn phân đoạn Sơ đồ 3/2 Sơ đồ tứ giác - GRB 200 phát dòng cố pha chạm đất phạm vi việc sử dụng thuật tốn tính tốn so lệch dòng pha nối vào GRB 200 bảo vệ tối đa 64 ngăn lộ (mỗi ngăn lộ bao gồm đầu vào pha dòng điện) mà đảm bảo làm việc xác, ổn định với cố bên bên kể CT bị bão hoà - Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt, chức check zone tích hợp - Bảo vệ dòng chạm đất cho ngăn - Tích hợp nhiều chức bảo vệ dự phòng - Tuân theo giao thức IEC61850 cho IEDs dùng trạm biến áp Cấu tạo chung Rơle bao gồm phận phần cứng phần mềm - Phần cứng bao gồm: Vỏ (case), hình giao diện (HMI) chọn mở rộng để làm chức điều khiển mức ngăn, phím bấn mặt rơle, đèn LED cảnh báo chế độ/ tín hiệu rơle Cổng giao tiếp trực tiếp với rơle thơng qua máy tính cá nhân Card CPU: Card điều khiển trung tâm Card đầu vào (BI) Card đầu vào tương tự (AI) Đối với khối điều khiển trung tâm: Card mạng truyền thông hộ trợ giao thức IEC61850/IEC60870-5-103/Modbus với giao diện quang (optical-FX) điện (100 Base- TX) Khối Central Unit Bay Unit kết nối với cáp quang qua giao thức nhà sản xuất - Phần mềm: Cho phép tuỳ chon linh loạt: Các chức cần dùng tương ứng cấu hình phần cứng Giao thức sử dụng TBA Ngôn ngữ CHƯƠNG 2: CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA RƠLE 2.1 Chức bảo vệ (Protection function): 2.1.1 Bảo vệ so lệch trở kháng thấp GRB 200 sử dụng đồng thời phương thức kiểm tra cố kiểm tra cố theo phân vùng kiểm tra cố theo phân vùng tồn có trạm để đưa lệnh cắt Việc kiểm tra cố phân vùng thực trạng thái DCL ngăn lộ thực tế bán vào Phân vùng thay đổi tuỳ thuộc vào cấu hình thực tế trạng thái đóng mở DCL bám vào Sau phát cố cái, GRB 200 kiểm tra phân vùng cố toàn khác có cấu hình Việc sử dụng đồng thời đặc tính bảo vệ mà GRB 200 tin cậy bảo vệ nhiều cấu hình khác Sơ đồ nguyên lý BVSL 2.1.2 Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt Khi cố dòng tồn lâu thời gian dự kiến kể từ lệnh cắt đến dòng cố trở rơle khơng, rơle kích hoạt chức chống hư hỏng máy cắt Có hai mức hoạt động độc lập: Retrip (cắt lại máy cắt lần nữa); gửi tín hiệu cắt 50BF qua BO tới rơle máy cắt ngăn lộ khác 2.1.3 Bảo vệ dòng GRB200 tích hợp chức bảo vệ q dòng có hướng vơ hướng cho ngăn lộ thơng qua khối Bay Unit Mỗi BU trang bị 02 cấp bảo vệ dòng chạm đất cho: - Chức bảo vệ q dòng có thời gian tích hợp đặc tính thời gian phổ biến như: tiêu chuẩn, dốc, cực dốc - Chức bảo vệ dòng thời gian độc lập tích hợp rơle với việc đo lường dòng điện cố lệnh cắt với thời gian định sẵn * Quá dòng có đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc bảo vệ q dòng có đặc tính độc lập khơng phụ thuộc vào dòng điện chạy qua bảo vệ Đặc tính thời gian độc lập bảo vệ q dòng * Q dòng có đặc tính thời gian phụ thuộc: Thời gian làm việc bảo vệ có đặc tính phụ thuộc tỷ lệ nghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ, dòng điện lớn thời gian tác động nhanh Đặc tính thời gian phụ thuộc bảo vệ dòng 2.1.4 Các chức bảo vệ khác Ngoài chức bảo vệ hay dùng TBA, GRB200 tích hợp chức bảo vệ phụ khác như: Cảnh báo khối BU hư hỏng đứt cáp quang, kiểm tra điện áp 2.2 Chức điều khiển Màn hình tiêu chuẩn dạng tinh thể lỏng (LCD) với 21 ký tự, hiển thị dòng kẻ Ở tuỳ chọn cao cấp hơn, GRB200 làm việc BCU (khối điều khiển mức ngăn) Với trang bị hình lớn 40 dòng loại cảm ứng, người sử dụng vẽ sơ đồ Mimic rơle, việc điều khiển thiết bị thứ thực thơng qua BO rơle GRB200 qua mức khác nhau: Trung tâm điều độ, hình máy tính hệ thống điều khiển máy tính nút (function key) mầu xanh/ đỏ mặt rơle 2.3 Chức đo lường – giám sát 2.3.1 Đo lường Rơle đo lường tất thơng số với cấp xác ±0,5% cho đại lượng U, I, P, Q giá trị định mức ±0,03Hz với tần số Các đại lượng thể hình rơle hệ thống máy tính điều khiển 2.3.2 Giám sát trạng thái làm việc Toàn trạng thái thiết bị thứ hư hỏng đối tượng giám sát GRB200 thông qua khối BI Rơle tự trang bị chức giám sát hư hỏng cảnh báo cho người sử dụng qua BO riêng biệt 2.4 Chức thu thập liệu Toàn liệu như: Sự kiện, cố, nhiễu loạn thu thập ghi lại nhớ GRB200 2.4.1 Ghi kiện Rơle ghi 1024 kiện với thời gian cụ thể cho kiện, độ phân giải thời gian tối thiểu 1ms 2.4.2 Ghi cố Tất thông tin thời điểm trước xảy cố, giá trị cố cho dòng điện điện áp thu thập, ghi lại lưu trữ nhớ Có tới cố gần với thời gian xảy cố ghi lại với độ phân giải thời gian tối thiểu 1ms Các cố ghi lại thường là: Ngày tháng, pha cố, pha bị cắt, chức tác động, liệu dòng điện điện áp trước sau cố 2.4.3 Ghi nhiễu động Chức ghi cung cấp cách nhanh đầy đủ thơng tin nhiễu động hệ thống Nó giúp người sử dụng đánh giá tình trạng phản ứng hệ thống qua đại lượng thứ nhị thứ sau thời điểm nhiễu loạn CHƯƠNG III: KHAI THÁC THÔNG TIN 3.1 Giao diện với rơle qua hình bàn phím Giao diện người-thiết bị (HMI) GRB200 đặt mặt trước rơle để cài đặt rơ le kiểm tra liệu lưu trữ Bao gồm đèn 26 LED, hình tinh thể lỏng (LCD), 11 nút điều khiển, nút thao tác chức kèm theo LED, ba giắc cắm thí nghiệm A, B, C kèm theo đèn LED hiển thị cổng USB giao tiếp rơle máy tính cá nhân - Đèn LED: Màu, tín hiệu cho 24 LED cấu hình LED thể tình trạng rơle - Cổng USB: Type B để kết nối với máy tính cá nhân - Màn hình LCD: Thể thơng số chi tiếu bên rơle như: Giá trị đo lường, ghi cố, cài đặt Để tắt hình, bấm phím ◄ Sau thời gian khơng hoạt động, đèn hình tự động đắt Để bật đèn, bấm phím trừ phím CLEAR Nút ấn chức năng: Các đèn LED thông tin trạng thái làm việc rơle: Đèn LED Màu hiển thị IN SERVICE Xanh TRIP Đỏ Chức Sáng rơ le tình trạng làm việc tốt Sáng có lệnh cắt thực Bẩy nút thao tác chức từ F1 đến F7 kèm theo LED cài đặt q trình chỉnh định Ba giắc cắm thí nghiệm A, B C kèm theo đèn LED hiển thị chúng sử dụng lựa chọn chế độ test mode Bằng cách lựa chọn tín hiệu nhận biết từ danh sách tín hiệu thiết lập hình, tín hiệu hiển thị đèn LED A đèn LED B chuyển qua thiết bị thí nghiệm kết nối qua ổ cắm thí nghiệm 3.2 Khai thác thơng tin phần mềm: 3.2.1 Giới thiệu phần mềm GR-TIEMS Có hai cách cài đặt, khai thác thông tin rơle: Bằng tay thao tác trực tiếp rơle máy tính cá nhân có phần mềm cài đặt giám sát rơle GR-TIEMS Hai cách chất giống nhau, nhiên cài đặt từ máy tính cá nhân chứng minh tính tiện lợi nên dùng thực tế Để cài dặt rơle, người sử dụng phải có đầy đủ thơng tin muốn cài đặt cho rơle, thông tin thể rõ phiếu chỉnh định đơn vị điều độ Phần mềm GR-TIEMS phần mềm cho phép truy cập phân tích thơng số đo lường hệ thống, lấy thông tin cố kiện rơle Việc kết nối máy tính cá nhân rơle dùng cách: Kết nối trực tiếp với cổng USB-COM (cáp máy in) trước mặt rơle kết nối thơng qua switch mạng LAN trạm có hạ tầng mạng LAN phục vụ hệ thống máy tính điều khiển 10 3.3.2 Record (Chức lưu trữ) Hiển thị thông tin ghi cố, kiện nhiễu động rơle, người vận hành lựa chọn ghi để kiểm tra thông tin kiện, cố xố chúng Trong q trình vận hành, người sử dụng thường làm việc nhiều với phần Record (chức lưu trữ), phần khác thường cài đặt lúc ban đầu khơng khuyến khích thay đổi thay đổi người có quyền chỉnh định * Fault record (bản ghi cố): - Mở thư mục “Menu” - Chọn Record để truy cập - Tiếp tục chọn Fault Record - Chọn Record List để vào danh sách ghi cố 20 - Chọn ghi cố bạn cần truy cập danh sách ghi cố - Sử dụng phím di chuyển lên xuống để lựa chọn cố Trên hình hiển thị thời gian xảy cố, để truy cập khai thác chi tiết cố ta sử dụng phím ENTER để truy cập - Các giá trị khơng hiển thị hình truy cập cách sử dụng phím lên xuống Thời gian Pha cố Cắt pha Quá dòng cấp Khoảng cách - Để xóa tất cố ta làm sau: + Truy cập thư mục Record + Lựa chọn Fault Record để truy cập ghi cố + Lựa chọn Clear Record để xóa tồn ghi cố 21 + Nhấn phím Enter để xác nhận xóa tồn ghi cố thư mục ghi cố * Event record (bản ghi kiện): - Mở thư mục “Menu” - Chọn Record để truy cập - Sự kiện rơle ghi nhận thư mục Event Record1, Event Record2, Event Record3 Chọn Event Record1 để vào kiện 22 - Trong thư mục Event Record1, chọn Record List Các kiện liệt kê theo thời gian - Sử dụng phím di chuyển lên xuống để lựa chọn kiện, hình hiển thị thời gian xảy kiện - Để xóa tất kiện ta làm sau: + Truy cập thư mục Record + Lựa chọn Event Record để truy cập ghi kiện + Lựa chọn Clear Record để xóa tồn ghi kiện + Nhấn phím Enter để xác nhận xóa tồn ghi kiện thư mục ghi kiện * Disturbance record (Bản ghi nhiễu động): Thông tin chi tiết nhiễu động hiển thị máy tính hình LCD hiển thị thông tin thời điểm xảy nhiễu động Để truy cập làm sau: - Mở thư mục “Menu” 23 - Chọn Record để truy cập - Chọn Disturbance Record - Trong thư mục Disturbance Record, chọn Record List - Các nhiễu động liệt kê theo thời gian 24 - Để xóa tất ghi nhiễu động ta làm sau: + Truy cập thư mục Record + Lựa chọn Disturbance Record để truy cập ghi nhiễu động + Lựa chọn Clear Record để xóa tồn ghi nhiễu động + Nhấn phím Enter để xác nhận xóa tồn ghi nhiễu động thư mục ghi nhiễu động 3.3.3 Monitoring (Chức giám sát): Monitoring sử dụng để hiển thị trạng thái rơle Dữ liệu cập nhật giây hình LCD Người sử dụng xem chức Monitoring: - Metering: Dữ liệu đo lường - KCT : Hiển thị trạng thái tương ứng KCT (hệ số CT) - Binary I/O: Trạng thái đầu vào/ đầu nhị phân I/O - Communication: Truyền thông - Relay Elements: Phần tử đo lường - Statistics: Thống kê - GOOSE Monitoring: Giám sát GOOSE - Diagnostics: Chuẩn đoán Các liệu làm liên tục * Metering (Dữ liệu đo lường): - Chọn Monitoring hình hiển thị thư mục 25 - Chọn Metering để truy cập hình hiển thị đo lường: * Binary I/O (Trạng thái đầu vào, nhị phân I/O): - Chọn Monitoring hình hiển thị thư mục - Chọn Binary I/O để truy cập trạng thái đầu vào, nhị phân: 26 - Chọn Slot tương ứng để kiểm tra trạng thái đầu vào, nhị phân: - Ví dụ, trạng thái đầu vào, nhị phân slot#1: * Relay Element (Trạng thái chức rơle): - Chọn Monitoring hình hiển thị thư mục - Chọn Relay Element để truy cập trạng thái phần tử đo lường: 27 - Chọn phần tử tương ứng để kiểm tra: - Ví dụ, trạng thái phần tử đo lường OC: 3.3.4 Change setting group (Thay đổi nhóm cài đặt) Rơle trang bị nhóm cài đặt Tuỳ vào điều kiện làm việc lưới, người sử dụng dễ dàng thay đổi nhóm cài đặt nhóm kể Trong thư mục “Setting” bao gồm cài đặt: - Cài đặt ghi - Cài đặt điều khiển - Cài đặt đo lường - Cài đặt đếm - Giao diện truyền thông - Cài đặt nút chức - Cài đặt bảo vệ - Cài đặt chuẩn đoán Trong thư mục “Protection” người sử dụng thay đổi chép nhóm cài đặt khơng thể cấu hình chức bảo vệ Sau sơ đồ hướng dãn thay đổi nhóm cài đặt Từ hình chính, cuộn trỏ xuống phần “Setting” Ấn nút ►để vào bên Dùng nút ▲ ▼di chuyển đến phần “Protection” ấn nút ► để vào bên Quy trình thay đổi nhóm cài đặt nhóm cài đặt sơ đồ bên dưới: 28 29 CHƯƠNG 4: GIAO DIỆN TRUYỀN THÔNG Hệ thống cài đặt giám sát rơ le Hệ thống điều khiển giám sát trạm 30 CHƯƠNG 5: CÁC QUY ĐỊNH TRONG VẬN HÀNH Điều Quy định chung an toàn Khi làm việc với Rơle, nhân viên vận hành phải tuân thủ biện pháp an toàn làm việc với thiết bị điện cao áp Ngay cắt attomat nguồn nuôi cho Rơle, mạch điều khiển liên động nối với Rơle có điện đưa từ TU, TI đến tích trong tụ điện mạch điện Chỉ nhân viên đào tạo, học tập đạt quy trình an tồn huấn luyện quy trình phép làm việc với Rơle Các mạch điện Rơle nhạy cảm với điện áp (kể điện áp tĩnh điện) phải lưu ý thực biện pháp khử tĩnh điện nối tiếp địa với người thiết bị đeo vòng khử tĩnh điện trước phải tiếp xúc với bảng mạch Rơle Việc không tuân thủ quy định an tồn hướng dẫn nêu gây tai nạn hư hỏng thiết bị Điều Quy định môi trường làm việc Rơ le - Nhiệt độ mơi trường: -100C ÷ +550C - Nhiệt độ bảo quản vận chuyển: -400C ÷ +850C - Độ ẩm : 10% - 90% - Không phép để Rơle vận hành độ ẩm tới 100% độ ẩm tới mức nước ngưng tụ thiết bị - Không để Rơle trực tiếp nắng mặt trời - Khơng đặt Rơle gần nơi có nguồn nhiệt dao động lớn dễ gây ngưng tụ nước Rơle - Không đặt Rơle môi trường có độ rung động lớn Điều Quy định nối đất an toàn Vỏ Rơle phải nối đất an toàn theo quy định nối đất thiết bị hành Các đầu đấu mạch nhị thứ nối vào Rơle phải nối đất trực tiếp gián tiếp để đảm bảo an toàn trường hợp thiết bị đầu vào TU, TI bị hư hỏng cách điện (VD: Mạch dòng phải nối đất điểm) 31 Điều Quy định cấp điện cho Rơle Trước cấp điện cho Rơle lắp đặt sau sửa chữa mạch điện có liên quan đến Rơle, phải tiến hành kiểm tra chủng loại Rơle sơ đồ đấu nối Rơle phù hợp với mạch điện nội dung: - Đúng điện áp định mức nguồn nuôi Rơle, sơ đồ mạch nhị thứ đấu mạch có nguồn bảo vệ attomat định mức - Đúng giá trị định mức đầu vào, Rơle Mạch dòng điện TI khép kín qua mạch dòng điện Rơle - Các tiếp điểm Rơle phải để hở đấu sơ đồ phê duyệt tuyệt đối không để ngắn mạch tiếp điểm đầu Rơle tác động Điều Quy định theo dõi, vận hành Rơle Chỉ nhân viên vận hành (NVVH) huấn luyện thi đạt quy trình vận hành thiết bị làm việc với Rơle Việc kiểm tra thường xuyên phổ biến kiến thức cho NVVH lãnh đạo trạm thực Việc kiểm tra, bồi huấn hàng năm phòng Kỹ thuật thực với chương trình kiểm tra quy trình hàng năm Trong ca vận hành NVVH phải thường xuyên theo dõi đảm bảo Rơle hoạt động thông số định mức (Xem phần thông số kỹ thuật) Mỗi có tác động liên quan đến Rơle, NVVH phải thực ghi lại tác động, thông tin cố ghi lại Rơle vào sổ theo dõi Mọi việc thao tác, làm việc với Rơle phải tuân thủ tài liệu kỹ thuật hướng dẫn vận hành Rơle 32 CHƯƠNG : THÍ NGHIỆM VÀ BẢO DƯỠNG Điều Quy định kiểm tra, bảo dưỡng, đại tu Kiểm tra, bảo dưỡng thường xuyên đơn vị trực tiếp vận hành Rơle Việc kiểm tra thường xuyên phải trì ca trực Rơle tác động Thường xuyên lau chùi, vệ sinh Rơle Không để Rơle bị bụi bẩn, ẩm ướt nhiệt độ môi trường cao định mức Kiểm tra môi trường hoạt động Rơle phù hợp với thông số kỹ thuật cho phép Nếu phát bất hợp lý phải có ý kiến đề đạt với cấp để giải Kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ Tối thiểu năm lần phải kiểm tra định kỳ với việc kiểm tra định kỳ thiết bị khác Nội dung kiểm tra gồm mục kiểm tra thường xuyên Ngoài phải kiểm tra lại hoạt động Rơle theo thông số cài đặt mà Rơle vận hành Đại tu, sửa chữa Việc đại tu, sửa chữa thực khi: - Kết thí nghiệm định kỳ kết luận Rơle không đạt tiêu chuẩn vận hành - Rơle bị hư hỏng thiết nội hư hỏng cấu hình phần mềm 33 CHƯƠNG 7: XỬ LÝ SỰ CỐ Điều Xử lý cố Trong trình vận hành, phát hư hỏng, làm việc không hay không làm việc Rơle, nhân viên vận hành phải: - Nhanh chóng báo cáo cho cấp điều độ hư hỏng thiết bị - Báo cáo hư hỏng trang bị cho cấp hay người chịu trách nhiệm Xưởng Thí nghiệm, Phòng kỹ thuật để xử lý - Trước cắt Rơle hư hỏng phải có biện pháp loại trừ khả xuất cố thiết bị bảo vệ Rơle hư hỏng không bị tác động sai từ chối tác động - Ghi vào số theo dõi tất khuyết tật, kể khuyết tật loại trừ 34 ... cấp hơn, GRB200 làm việc BCU (khối điều khiển mức ngăn) Với trang bị hình lớn 40 dòng loại cảm ứng, người sử dụng vẽ sơ đồ Mimic rơle, việc điều khiển thiết bị thứ thực thơng qua BO rơle GRB200. .. bên Quy trình thay đổi nhóm cài đặt nhóm cài đặt sơ đồ bên dưới: 28 29 CHƯƠNG 4: GIAO DIỆN TRUYỀN THÔNG Hệ thống cài đặt giám sát rơ le Hệ thống điều khiển giám sát trạm 30 CHƯƠNG 5: CÁC QUY. .. đưa từ TU, TI đến tích trong tụ điện mạch điện Chỉ nhân viên đào tạo, học tập đạt quy trình an tồn huấn luyện quy trình phép làm việc với Rơle Các mạch điện Rơle nhạy cảm với điện áp (kể điện