Tài liệu Giáo trình kỹ thuật điện: Bảo vệ quá dòng có thời gian kiểu số loại 7SJ512 docx

------ Giáo trình kỹ thuật điện Bảo vệ quá dòng có thời gian kiểu số loại 7SJ512 Bảo vệ quá dòng có thời gian kiểu số loại 7SJ512 Chơng 1 Giới thiệu 1.1 ứng dụng Rơle 7SJ512 đợc sử dụng nh là bảo vệ quá dòng thời gian độc lập hoặc bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc cho các đờng dây trên không, cáp, máy biến áp và động cơ ở lới phân phối cao thế mạch hình tia hoặc các mạch vòng mở. Nó cũng có thể đợc sử dụng nh là bảo vệ dự phòng cho các thiết bị so lệch đờng dây, máy biến áp, thanh cái, máy phát, động cơ. Chế dộ nối đất của điểm trung tính không ảnh hởng đến sự làm việc của bảo vệ. Sử dụng cho đờng dây đợc cấp nguồn từ hai phía, các đờng dây vòng cũng nh các các đờng dây song song hoặc máy biến áp đợc cấp nguồn từ một phía. Model này dợc kết hợp chức năng xác định hớng cho mọi dạng sự cố. Bảo vệ quá dòng có thời gian 4 cấp (hai cấp thời gian cho mối dòng điện pha và dòng điện chạm đất) đợc bổ sung bởi các chức năng nh tự động đóng lại 1 lần và nhièu lần (đối với các đờng dây trên không), bảo vệ chạm đất có độ nhạy cao (đối với hệ thống cách điện hoặc hệ thống bù cũng nh đối với sự cố chạm đất qua tổng trở lớn ở hệ thống nối đất trực tiếp), ổn định xung (cho các đờng dây máy biến áp). Bảo vệ quá tải nhiệt sử dụng phù hợp với hệ thống cáp hoặc máy biến áp hoặc các máy điện. Một cấp thời gian đặc biệt phù hợp cho việc phát hiện sự cố h hỏng máy cắt. Với mọi sự cố trên lới, độ lớncủa giá trị tức thời đợc ghi lại trong chu kỳ tối da là 5 giây và sẵn sàng cho phân tích sự cố. Việc giám sát liên tục các giá trị đo đợc cho phép thông báo các sự cố trong các mạch biến áp đo lờng . Sự giám sát độ tin cậy liên tục của các mạch xử lý các giá trị đo đợc và sự giám sát điện áp nguồn để đảm bảo chúng luôn nằm trong sai số cho phép là đặc tính của rơle. Các giao diện nối tiếp cho phép sự liên lạc phạm vi rộng với các thiết bị điều khiển và lu trữ số liệu. Để truyền số liệu, các nghi thức tiêu chuẩn phụ hợp với tiêu chuẩn DIN 19244 đợc sử dụng. 1.2 Các đặc trng kỹ thuật - Hệ thống xử lý với bộ vi xử lý 16 bit mạnh. 1 - Xử lý số liệu đo đợc hoàn toàn ở dạng số từ khâu tiếp nhận và số hoá các giá trị đo đợc cho tơí các quyết định cắt - đóng cho máy cắt. - Sự cách ly tin cậy của các mạch xử lý trong từ các mạch đo lờng, điều khiển và cấp nguồn của hệ thống, với các bộ biến đổi đầu vào analog (tơng tự) có màn chắn, các modul đầu vào, đầu ra nhị phân, các bộ biến đổi DC. - Không nhậy cảm với các thành phần 1 chiều, dòng xung kích và các quá độ cao tần trong dòng điện đo đợc. -Tính toán liên các giá trị đo trong vận hành và chỉ thị ở mặt trớc của Rơ le - Chỉnh định và vận hành đơn giản, sử dụng bảng vận hành mặt trớc hoặc máy tính cá nhân có phần mềm với modul hớng dẫn. - Có thể lựa chọn tới 4 mức đặt khác nhau của các tham số chức năng. - Lu trữ các số liệu sự cố, lu trữ các giá trị tức thời cho ghi sự cố, ghi nhật ký dòng điện cắt. - Liên lạc với các thiết bị lu trữ và điều khiển trung tâm thông qua các giao diện vận hành với cáp quang. - Giám sát liên tục các giá trị đo đợc cũng nh giám sát phần cứng, phần mềm của hợp bộ. Chơng 2. Thông số kỹ thuật 2.1. Các số liệu chung. Các mạch đo lờng: Dòng điện định mức In 1A hoặc 5A. Điện áp định mức Un 100 v đến 125 V Tần số định mức 50 Hz hoặc 60 Hz. Tiêu thụ công suất In = 1A 0,1 VA mạch pha - đất. In = 5A 0,2 VA mạch pha - đất. phát hiện sự cố chạm đất độ nhạy cao ở 1A 0.3 VA Un=100 V 0.5 VA mỗi pha Khả năng quá tải mạch dòng điện Nhiệt (giá trị hiệu dụng) 100xIn < 1 giây. 10xIn < 10 giây. 4xIn liên tục. 2 Dòng điện động 250xIn nửa chu kỳ. Khả năng quá tải mạch dòng đốivới chạm đất có độ nhạy cao Nhiệt (giá trị hiệu dụng) 300A 1 giây. 100A 10 giây. 15 A liên tục. Động 140 V liên tục. Điện áp nguồn Nguồn cấp thông qua các bộ biến đổi DC/AC Un 24/48 V DC 60/110/125 V DC 220/250 V DC Dao động cho phép 19 - 56 48 - 144 176 - 280 Thành phần xoay chiều 12% U định mức Đỉnh tới đỉnh 6% ở các giới hạn điện áp có thể chấp nhận. Mức tiêu thụ công suất Bình thờng 7 W. Đóng điện 13 W. Thời gian bù khi ngắn mạch 50 ms ở Un 110 V hoặc hng hỏng điện áp nguồn. Các tiếp điểm lệnh Số rơle xung lệnh cắt 4 Số tiếp điểm trên rơle 2 NO hoặc 1 NO Khả năng thao tác Đóng 1000 W/VA. Cắt 30 W/VA. Điện áp thao tác 250 V. Dòng điện cho phép Liên tục 5 A. 0,5 giây 30 A. Các tiếp điểm tín hiệu Các Rơle tín hiệu 9 3 Số tiếp điểm trên rơle 1 CO hoặc 1 NO Khả năng thao tác Đóng/Cắt 20 W/VA Điện áp thao tác 250 V. Dòng điện cho phép 1 A Các đầu vào nhị phân 5 hoặc 8 Điện áp thao tác 24 - 250 VDC. Tiêu thụ dòng điện Khoảng 1,7 mA, độc lập với điện áp thao tác. Các giao diện nối tiếp Giao diện đầu cuối vận hành Không cách ly. Đấu nối Hàng kẹp để đấu nối có 25 cực phù hợp tiêu chuẩn ISO 2110 Tốc độ truyền Cho đấu nối các máy tính cá nhân 9600 baud, min 1200 baud, max 19200 baud Giao diện để truyền số liệu Cách ly. đến trung tâm điều khiển Tiêu chuẩn Tơng tự V24/V28 tới CCITI Tốc độ truyền Nh cung cấp là 9600 baud, min 1200 baud, max 19200 baud Độ bảo đảm truyền tín hiệu Khoảng cách d = 4 Đấu nối trực tiếp Bộ đấu nối modul 4 cực 4 đầu cuối. Khoảng cách truyền tín hiệu Tối đa 1000 m. Điện áp thí nghiệm 2 kV tần số định mức, trong thời gian 1 phút. Đấu nối cáp quang Bộ đấu nối F-5MA cho đấu nối cáp quang trực tiếp với trụ đỡ bằng gốm. Chiều dài sóng quang 820 nm (nano mét). Khoảng cách truyền Max 1.5 km. 2.2. Các số liệu hệ thống. Các thí nghiệm cách điện IEC 255-5 . Thí nghiệm điện áp tăng cao 2 kV, tần số 50 Hz . (định kỳ) trừ thành phần DC Thí nghiệm điện áp tăng cao chỉ có DC 2.8 kV dc 4 Thí nghiệm điện áp xung 5 kV, sóng 1,2/50às, năng lợng 0,5J, 3 lần (thí nghiệm mẫu) sóng âm và 3 lần sóng dơng trong t = 5 . Các thí nghiệm nhiễu loạn (đợc thực hiện bởi nhà chế tạo bằng thí nghiệm mẫu bao gồm: - Thí nghiệm tần số tăng cao. - Thí nghiệm phóng điện tĩnh điện. - Thí nghiệm trờng điện từ. - Thí nghiệm trờng điện từ. - Thí nghiệm quá độ nhanh. Các thí nghiệm cơ học theo IEC 255-21-1. Trong khi làm việc 10-60 Hz biên độ 0,035 mm 60-500 Hz gia tốc 0,5 giây. Trong khi vận chuyển 5-8 Hz, biên độ 7,5 mm 8-100 Hz gia tốc 2 giây Các ứng suất khí hậu Nhiệt độ xung quanh cho phép - Khi làm việc - 5 o C - +55 o C - Khi lu kho -25 o C - +55 o C - Khi vận chuyển -25 o C - +70 o C Độ ẩm cho phép Giá trị trung bình năm < 75% độ ẩm tơng đối, có 30 ngày trên năm, độ ẩm tơng đối = 95% không đợc phép ngng tụ. 2.3. Bảo vệ quá dòng thời gian độc lập. Dải đặt / bớc chỉnh định. - Khởi động quá dòng I > (các pha) I / In 0,05 - 25,00 (bớc 0,01). - Khởi động quá dòng I E > (đất) I / In 0,05 - 25,00 (bớc 0,01). Khởi động quá dòng I>> (các pha) I / In 0,05 - 25,00 (bớc 0,01) Khởi động quá dòng I E >> (đất) I / In 0,05 - 25,00 (bớc 0,01) 5 Thời gian duy trì T 0,00 - 60,00 (bớc 0,01). Thời gian: Thời gian khởi động cho I>, I>>, I E ., I E >> ở hai lần mức đặt, không có đo lập lại 33 ms ở hai lần mức đặt, có đo lập lại 50 ms ở năm lần mức đặt, không có đo lập lại 25 ms ở năm lần mức đặt, có đo lập lại 40 ms Thời gian giải trừ cho I>, I>>, I E ., I E >> 35 ms Tỉ số trở về 0,95 ms Các sai số Giá trị khởi động I>, I>>, I E ., I E >> 3% mức 0 Thời gian duy trì 1% mức đặt hoặc 10 ms Các dao động ảnh hởng Điện áp nguồn trong dải 0,8 U N /U HN 1,15 1% Nhiệt độ trong dải 0 o C nhiệt độ môi trờng 40 o C 0,5%/10K Tần số trong dải 0,98 f/fN 1,02 1% Tần số trong dải 0,95 f/fN 1,05 2.5% Thành phần sóng hài Tới 10% của hài bậc 3 1% Tới 10% của hài bậc 5 1% 2.4. Bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc Giải đặt / bớc điều chỉnh. Khởi động quá dòng I P > (các pha) I/I N 0,10 - 4,00 (bớc 0,01). Khởi động quá dòng I EP > (đất) I/I N 0,10 - 4,00 (bớc 0,01). Khởi động quá dòng I>> (đất) I/I N 0,05 - 25,00 (bớc 0,01). 6 Số nhân thời gian cho I P ,I EP T P 0,05 - 10,00 (bớc 0,01). Thời gian duy trì cho I E >>, I>> T 0,00 s - 60,00 s (bớc 0,01). Đặc tính thời gian cắt - Phụ thuộc bình thờng IEC 255 - 3 loại A P P T II T 1)/( 14.0 02.0 = - Phụ thuộc lớn IEC 255 - 3 loại B P P T II T 1)/( 5,13 1 = - Phụ thuộc lớn IEC 255 - 3 loại C P P T II T 1)/( 80 2 = - Phụ thuộc lâu dài IEC255-3 loại B P P T II T 1)/( 120 1 = Trong đó T thời gian cắt. T P bội số thời gian đặt. I Dòng điện sự cố. I P Mức dòng điện khởi động. Ngỡng khởi động Khoảng 1,1 I P Các sai số - Các giá trị khởi động I>>, I E >> 3% của mức đặt. - Thời gian duy trì cho 2 I/I P 20 5% của mức đặt Các dao động ảnh hởng - Điện áp nguồn trong dải 0,8 U H /U HN 1,15 1%. - Nhiệt độ trong dải 0 o C nhiệt độ môi trờng 40 o C 0,5%/10K. - Tần số trong dải 0,95 f/f N 1,05 8%. 7 H×nh 2.4 C¸c ®Æc tÝnh thêi gian c¾t cña b¶o vÖ qu¸ dßng thêi gian phô thuéc 8 2.5. Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ. Các dải đặt / các bớc chỉnh định. Hệ số theo IEC 255 - 8 0,01 - 4,00 (bớc 0,01). Hằng số thời gian 1,00 - 999,9 phút (bớc 0,01 phút). Cấp cảnh báo nhiệt độ Nhiệt độ cảnh báo / nhiệt độ cắt 50 - 100% tham chiếu theo nhiệt độ Cấp cảnh báo theo dòng điện Dòng điện cảnh báo /I n 0,10 - 4,00 (bớc 0,01). Đặc tính thời gian cắt 1)/( )/()/( ln 2 2 = N NpreN kII kIIkII t Trong đó t thời gian cắt. Hằng số thời gian. I Dòng phụ tải. Ipre Dòng phụ tải trớc đó. k Hệ số theo IEC 255 - 8. Các tỷ số dải trừ Nhiệt độ / nhiệt độ cắt khoảng 0,99 Nhiệt độ / nhiệt độ cảnh báo khoảng 0,99 Dòng điện / dòng điện cảnh báo khoảng 0,99 Các sai số - Tham chiếu theo kI N 10% - Tham chiếu theo thời gian cắt 10%, 2 giây. Các dao động ảnh hởng, tham chiếu theo kI N - Điện áp nguồn một chiều trong dải 0,8 U H /U HN 1,15 1% - Nhiệt độ trong dải -5 o C nhiệt độ môi trờng 40 o C 0,5% / 10K. - Tần số trong dải 0,95 f/f N 1,05 1% 9 [...]... hỏng quá độ tới 50 ms có thể đợc bù bằng các phần tử tích điện một chiều 3.2 Bảo vệ quá dòng thời gian Bảo vệ quá dòng có thời gian có thể sử dụng nh là bảo vệ quá I có thời gian độc lập hoặc bảo vệ quá I có thời gian phụ thuộc Có ba đặc tính thời gian phụ thuộc theo tiêu chuẩn IEC 255 - 3 sẵn có cho chế độ thời gian phụ thuộc Các đặc tính thời gian cắt và công thức áp dụng đợc cho trong phần số liệu kỹ. .. (đất) cùng nh thời gian duy trì liên quan có thể đợc chỉnh định riêng biệt Sơ đồ lôgic của bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc đợc trình bày trên hình 3.2.3 Đối với các cấp bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc có thể lựa chọn sõng cơ sở của dòng điện hoặc giá trị hiệu dụng để xử lý 17 Hình 3.2.2 Sơ đồ lôgíc của bảo vệ quá dòng thời gian độc lập 18 Hình 3.2.3 Sơ đồ lôgíc của bảo vệ quá dòng thời gian phụ... cấp quá dòng có thời gian có hớng (có nghĩa là cấp dòng điện pha I>> và/ hay cấp dòng điện chạm đất IE>>) Bảo vệ quá dòng có thời gian có hớng có thể đợc dùng nh có hớng hay không hớng có thời hạn xác định hay phản thời hạn Đối với loại phản thời hạn việc chọn lựa theo đặc tính khác có thể chọn theo dòng điện pha hay dòng điện chạm đất Hình 3.3.1.1 21 Hình III.3.1.2 3.3.2 Xác định hớng Hớng của dòng. .. đợc cấp nguồn từ phía cao thế vào thanh cái có nhiều lộ ra ( xem hình 3.2.4) Liên động ngợc có nghĩa là bảo vệ quá dòng có thời gian có thể cắt trong phạm vi thời gian ngắn, độc lập với phân cấp thời gian nếu nó không bị cấm bởi một trong số các rơle bảo vệ quá dòng có thời gian của bậc thang dới (hình 3.2.4) Do đó, bảo vệ gần điểm sự cố nhất sẽ cắt trong thời gian ngắn nhất, do nó không thể bị cấm bởi... cấp I> và IP làm việc nh là các cấp dự phòng có duy trì thời gian Hình 3.2.4 20 3.3 Bảo vệ quá dòng có thời gian có hớng (tuỳ chọn) 3.3.1 Tổng quát: 7SJ512 là kiểu theo đơn đặt hàng có thêm loại bảo vệ quá dòng có thời hạn, có hớng Nó đợc dùng trong hệ thống yêu cầu biết hớng điện năng chạy đến điểm sự cố hay nh một tiêu chuẩn cao hơn, ngoài tiêu chuẩn quá dòng để đạt đợc độ nhạy Ví dụ nh hai đờng dây... - Cấp dòng điện các pha có thời gian độc lập I> hay thời gian phụ thuộc Ip - Cấp dòng điện pha có hớng thời gian độc lập I> hoặc phụ thuộc Ip - Cấp dòng điện chạm đất IE>> - Cấp dòng điện chạm đất có thời gian độc lập IE> hay phụ thuộc IEp - Cấp dòng điện chạm đất có hớng thời gian độc lập IE> hoặc phụ thuộc IEp> - Cấp dòng điện chạm đất có độ nhạy cao có hớng IEE>> - Cấp dòng điện chạm đất có độ nhạy... liệu kỹ thuật Các đặc tính thời gian quá dòng đã lựa chọn có thể đợc xếp chồng (kết hợp) với cắt tức thời dòng cao và cấp duy trì thời gian độc lập Các đặc tính có thể đặt riêng cho các dòng điện pha và các dòng điện đất.Tất cả các cấp là độc lập với nhau và có thể chỉnh định riêng biệt Khi đóng điện bằng tay vào điểm sự cố, bảo vệ quá dòng có thời gian có thể trang bị cấp cắt nhanh Sự lựa chọn có thể... giải thời gian cho 1 phút các thông số vận hành Phân giải thời gian cho 1 ms các thông số sự cố Đồng hồ thời gian thực Loại DS 138 -32 K Sai lệch thời gian tối đa 0,01% - Lu trữ số liệu cho sự ghi sự cố Chu kỳ lu trữ (phát hiện sự cố hoặc xung lệnh cắt = 0 ms) Tỷ lệ lấy mẫu Giá trị tức thời / ms khi tần số f = 50 Hz 13 Chơng 3 Chế độ làm việc 3.1 Sự làm việc của hợp bộ Bảo vệ quá dòng có thời gian kiểu. .. nh thời gian duy trì tơng ứng đợc chỉnh định riêng Sơ đồ logic của bảo vệ quá dòng thời gian độc lập đợc trình bày trong hình 3.2.2 3.2.3 Bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc Từng dòng điện pha đợc so sánh với giá trị giới hạn, đợc đặt chung cho cả ba pha Việc khởi động đợc chỉ thị cho từng pha Tiếp sau sự khởi động của cấp thời gian phụ thuộc, thời gian duy trì cắt đợc tính toán từ đặc tính thời gian. .. là mạch vòng có hai nguồn cung cấp ở hai đầu, trong hình vẽ nó đợc kết hợp thành một nguồn cung cấp (về khía cạnh Rơ le, về cách nhìn của Rơ le) 7SJ512 cung cấp thêm cấp bảo vệ quá dòng có thời gian có hớng cho từng các dòng điện pha và dòng điện chạm đất Cấp bảo vệ quá dòng (không hớng) mô tả ở phần 2 có thể đợc dùng thêm (xếp chồng lên) làm bảo vệ dự phòng hay cấp không hớng riêng rẽ có thể đợc dùng . ------ Giáo trình kỹ thuật điện Bảo vệ quá dòng có thời gian kiểu số loại 7SJ512 Bảo vệ quá dòng có thời gian kiểu số loại 7SJ512 Chơng 1 Giới. Các hng hỏng quá độ tới 50 ms có thể đợc bù bằng các phần tử tích điện một chiều. 3.2. Bảo vệ quá dòng thời gian. Bảo vệ quá dòng có thời gian có thể sử dụng