7UT613.
Đõy chớnh là bảo vệ so lệch dũng điện thứ tự khụng. Chức năng REF dựng phỏt hiện sự cố trong mỏy biến ỏp lực cú trung điểm nối đất. Vựng bảo vệ là vựng giữa mỏy biến dũng đặt ở dõy trung tớnh và tổ mỏy biến dũng nối theo sơ đồ bộ lọc dũng điện thứ tự khụng đặt ở phớa đầu ra của cuộn dõy nối hỡnh sao của mỏy biến ỏp.
Nguyờn lý làm việc của REF trong rơle 7UT613.
Bảo vệ chống chạm đất hạn chế REF sẽ so sỏnh dạng súng cơ bản của dũng điện trong dõy trung tớnh ( ISP) và dạng súng cơ bản của dũng điện thứ tự khụng tổng ba pha.
Trang98
Hỡnh 5.4Nguyờn lý bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT613
'
0 SP
3I =I (Dũng chạy trong dõy trung tớnh). ''
0 L 1 L 2 L 3
3 I = I + I + I (Dũng điện tổng từ cỏc BI đặt ở cỏc pha). Trị số dũng điện cắt IREF và dũng điện hóm IH được tớnh như sau:
' REF 0 ' '' ' '' H 0 0 0 0 I 3I I k.( 3I 3I 3I 3I ) = = − − + Xột cỏc trường hợp sự cố sau:
- Sự cố chạm đất ngoài vựng bảo vệ: khi đú 3I''0và3 I'0 sẽ ngược pha và cựng biờn độ, do đú 3I''0= -3 I'0 . Vậy ta cú:
IREF = 3I'0
' '' ' '' '
H 0 0 0 0 0
I = 3I − 3I − 3I + 3I = 2 . 3I
+ Dũng tỏc động cắt (IREF) bằng dũng chạy qua điểm đấu sao, dũng hóm bằng 2 lần dũng cắt.
- Sự cố chạm đất trong vựng bảo vệ của cuộn dõy nối sao mà khụng cú nguồn ở phớa cuộn dõy nối sao đú. Trong trường hợp này thỡ 3I''0= 0, do đú ta cú:
IREF = 3I'0 L1 L2 L3 ISP IT1 IT2 IT3 3I0'' =IT1+IT2 +IT3 3I 0 '' = I SP 7UT613
Trang99
' '
H 0 0
I = 3I − 0 − 3I + 0 = 0
+ Dũng tỏc động cắt (IREF) bằng dũng chạy qua điểm đấu sao, dũng hóm bằng 0. - Sự cố chạm đất trong vựng bảo vệ ở phớa cuộn dõy hỡnh sao cú nguồn đi đến:
'' 0 3I ≠ ' 0 3 I ' R E F 0 I = 3I ' '' ' '' '' H 0 0 0 0 0 I = 3I − 3I − 3I + 3I = −2. 3I
+ Dũng tỏc động cắt (IREF) bằng dũng chạy qua điểm đấu sao, dũng hóm õm. Từ kết quả trờn ta thấy:
- Khi sự cố chạm đất trong vựng bảo vệ, dũng hóm luụn cú giỏ trị õm hoặc bằng khụng (IH ≤ 0) và dũng cắt luụn tồn tại (IREF > 0) do đú bảo vệ luụn tỏc động.
- Khi sự cố ở ngoài vựng bảo vệ khụng phải là sự cố chạm đất sẽ xuất hiện dũng điện khụng cõn bằng do sự bóo hoà khỏc nhau giữa cỏc BI đặt ở cỏc pha, bảo vệ sẽ phản ứng như trong trường hợp chạm đất một điểm trong vựng bảo vệ. Để trỏnh bảo vệ tỏc động sai, chức năng REF trong 7UT613 được trang bị chức năng hóm
theo gúc pha.
Thực tế 3I''0 và ' 0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3 I khụng trựng pha nhau khi chạm đất trong vựng bảo vệ và ngược pha nhau khi chạm đất ngoài vựng bảo vệ do cỏc mỏy biến dũng khụng phải là lớ tưởng. Giả sử gúc lệch pha của3I''0 và '
0
3 I là φ. Dũng điện hóm IH phụ thuộc trực tiếp vào hệ số k, hệ số này lại phụ thuộc vào gúc lệch pha giới hạn φgh. Vớ dụ ở rơle 7UT613 cho k = 4 thỡ φgh = 100, cú nghĩa là với φ> 100 sẽ khụng cú lệnh cắt gửi đi. Ta cú đặc tớnh tỏc động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong rơle 7UT613.
Trang100
Hỡnh 5.5Đặc tớnh tỏc động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế
5.1.7Chức năng bảo vệ quỏ dũng của rơle 7UT613.
Rơle 7UT613 cung cấp đầy đủ cỏc loại bảo vệ quỏ dũng như: - Bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng trễ.
- Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng trễ.
- Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian, đặc tớnh thời gian độc lập hay phụ thuộc.
- Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cú thời gian, đặc tớnh thời gian độc lập hay phụ thuộc. Loại bảo vệ quỏ dũng, quỏ dũng thứ tự khụng cú đặc tớnh thời gian phụ thuộc của 7UT613 cú thể hoạt động theo cỏc chuẩn đường cong của IEC, ANSI và IEEE hoặc theo đường cong do người dựng tự thiết lập.
5.1.8Chức năng bảo vệ chống quỏ tải.
Rơle 7UT613 cung cấp hai phương phỏp bảo vệ chống quỏ tải:
- Phương phỏp sử dụng nguyờn lớ hỡnh ảnh nhiệt theo tiờu chuẩn IEC 60255-8. Đõy là phương phỏp cổ điển, dễ cài đặt.
- Phương phỏp tớnh toỏn theo nhiệt độ điểm núng và tỷ lệ già hoỏ theo tiờu chuẩn IEC 60354. Người sử dụng cú thể đặt đến 12 điểm đo trong đối tượng được bảo vệ qua 1 hoặc 2 hộp RTD (Resistance Temperature Detector) nối với nhau. RTD-box 7XV566 được sử dụng để thu nhiệt độ của điểm lớn nhất. Nú chuyển giỏ trị nhiệt độ sang tớn hiệu số và gửi chỳng đến cổng hiển thị.Thiết bị tớnh toỏn nhiệt độ của điểm núng từ những dữ liệu này và chỉnh định đặc tớnh tỷ lệ. khi ngưỡng đặt của nhiệt độ bị vượt quỏ, tớn hiệu ngắt hoặc cảnh bỏo sẽ được phỏt ra. Phương phỏp này đũi hỏi phải cú thụng tin đầy đủ về đối tượng được bảo vệ: đặc tớnh nhiệt của đối tượng, phương thức làm mỏt.
Trang101
Ngoài chức năng theo chế độ nhiệt như trờn, rơle 7UT613 cũn chống quỏ tải theo dũng, tức là khi dũng điện đạt đến ngưỡng cảnh bỏo thỡ tớn hiệu cảnh bỏo cũng được đưa ra cho dự độ tăng nhiệt độ θ chưa đạt tới cỏc ngưỡng cảnh bỏo và cắt.
Chức năng chống quỏ tải cú thể được khoỏ trong trường hợp cần thiết thụng qua đầu vào nhị phõn.
5.2RƠLE SỐ 7SJ621
5.2.1Giới thiệu tổng quan về rơle số 7SJ621
Rơle số 7SJ621 là rơle quỏ dũng điện do hóng Siemens chế tạo. Đõy là thiết bị hợp bộ tớch hợp nhiều chức năng bảo vệ nhưng chức năng bảo vệ quỏ dũng là chức năng chớnh được thiết kế để bảo vệ, điều khiển và giỏm sỏt một cỏch linh hoạt và tin cậy cỏc đường dõy trờn khụng, dõy cỏp, mỏy biến ỏp cỡ nhỏ, động cơ trong mạng điện phõn phối với cỏc cấu trỳc khỏc nhau: mạng cú 1 nguồn cung cấp, mạng hỡnh tia, mạng kớn vận hành hở…Ngoài ra chỳng ta cú thể sử dụng bảo vệ như một bảo vệ dự phũng cho cỏc đường dõy trong lưới truyền tải, mỏy biến ỏp cụng suất lớn, mỏy phỏt và thanh cỏi…
1.Cỏc chức năng bảo vệđược tớch hợp trong rơle 7SJ621:
* Bảo vệ quỏ dũng: 50,50N, 51, 51N. * Bảo vệ quỏ dũng cú hướng: 67, 67N. * Bảo vệ điện ỏp: 27, 59.
* Bảo vệ dũng điện thứ tự nghịch: 46.
* Bảo vệ động cơ: gồm cú bảo vệ khởi động động cơ và bảo vệ ngăn chặn khởi động lại: 66.
* Bảo vệ tần số: 81O/U.
* Bảo vệ quỏ tải theo nguyờn lý hỡnh ảnh nhiệt: 49. * Bảo vệ chống chạm đất với độ nhạy cao.
* Bảo vệ chống chạm đất thoỏng qua. * Bảo vệ chống hư hỏng mỏy cắt 50BF. * Tự động đúng lại một pha hay nhiều pha.
Ngoài ra, 7SJ621 cũn cú cỏc chức năng khỏc như:
- Liờn tục tớnh toỏn và hiển thị thụng số đo lường lờn mặt trước của thiết bị trong điều kiện bỡnh thường cũng như sự cố.
Trang102 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Lưu giữ cỏc thụng tin, số liệu chi tiết về cỏc sự cố, truyền đến trung tõm điều khiển để phục vụ việc phõn tớch và xử lý sự cố. Thiết bị cú thể lưu giữ tối đa 8 sự cố.
- Thường xuyờn giỏm sỏt cỏc phần cứng cũng như phần mềm của rơle. Bất kể một sự cố nhỏ nào cũng đưa ra tớn hiệu cảnh bỏo, do đú rơle hoạt động với độ tin cậy cao.
- Cỏc chức năng hỗ trợ: kiểm tra sự kết nối, xỏc định hướng, hiển thị cỏc trạng thỏi đầu vào, đầu ra…
2.Vấn đề truyền thụng:
a) Cổng giao tiếp trạm (PC Port): Cổng này đặt ở mặt trước của rơle sử dụng cho việc giao tiếp cục bộ với thiết bị qua mỏy tớnh cỏ nhõn sử dụng phần mềm DIGSI4.
b) Cổng dịch vụ (Service Port): Người sử dụng cú thể thực hiện giao tiếp từ xa qua Modem hoặc qua mỏy tớnh đặt tại trạm bằng việc sử dụng phần mềm DIGSI4. Cổng này cú thể được sử dụng để nối với bộ cảm ứng nhiệt sử dụng nguyờn lý nhiệt điện trở (RTD - Resistance Temprature Detector).
c) Cổng giao tiếp hệ thống: Cổng này đặt ở phớa sau rơle được sử dụng để kết nối với trung tõm điều khiển, điều độ của hệ thống điện. Cổng này sử dụng giao thức chuẩn IEC60870-3-103, hỗ trợ chuẩn RS232 và cú thể kết nối bằng sợi quang.
3.Nguyờn lý hoạt động chung của 7SJ621:
Rơle số 7SJ621 được trang bị bộ vi xử lý 32 bớt, thực hiện xử lý hoàn toàn bằng tớn hiệu số từ quỏ trỡnh đo lường, lấy mẫu, số hoỏ cỏc đại lượng đầu vào tương tự đến việc xử lý tớnh toỏn và tạo cỏc lệnh, tớn hiệu đầu ra.
- Cỏc đầu vào đo lường MI (Measured Inputs) chuyển và biến cỏc đại lượng dũng và ỏp để phự hợp cho quỏ trỡnh xử lý bờn trong của thiết bị.
- Cỏc đại lượng đầu vào tương tự đi tiếp đến bộ khuếch đại IA bao gồm bộ lọc tớn hiệu để phự hợp với tốc độ và băng thụng của khối chuyển đổi tương tự – số A/D.
- Thiết bị chuyển đổi tương tự – số A/D gồm một bộ dồn kờnh, một bộ chuyển đổi A/D, cỏc modul nhớ để truyền tớn hiệu đến mỏy tớnh (àC).
- Hệ thống vi xử lý àC: cú chức năng bảo vệ và điều khiển cỏc đại lượng đo lường đó được xử lý trong mỏy tớnh (àC). Tại đõy thực hiện cỏc nhiệm vụ sau:
+ Lọc và chuẩn hoỏ cỏc tớn hiệu nhận được. + Liờn tục tớnh toỏn cỏc đại lượng đo lường.
+ Kiểm soỏt cỏc giỏ trị giới hạn và thứ tự thời gian. + Điều khiển cỏc tớn hiệu cho cỏc chức năng logic. + Đưa ra cỏc lệnh đúng ngắt.
Trang103
+ Quản lý hệ thống điều hành và cỏc chức năng giao tiếp như ghi dữ liệu, đồng hồ thời gian thực.
Bộ vi xử lý àC cú thể nhận được và phỏt đi cỏc tớn hiệu số thụng qua cỏc cổng vào, ra nhị phõn. Cỏc tớn hiệu đầu vào đó được xử lý được đưa tới cỏc thiết bị đúng cắt và hiển thị cỏc thụng tin liờn quan đến cỏc trạng thỏi, hiện tượng, cỏc giỏ trị đo lường và tỡnh trạng của thiết bị qua cỏc đốn LED và màn hỡnh hiển thị LCD ở mặt trước của rơle.
Hỡnh 5.6Sơđồ khối của bảo vệ quỏ dũng 7SJ621
5.2.2Một số thụng số kỹ thuật của rơle7SJ621
1.Mạch đầu vào:
- Dũng vào danh định: IN = 1A hoặc 5A (cú thể lựa chọn).
PS aux U Power supply Binary inputs, programmable ENTER ESC Operator control panel +/- 0 . 1 2 3 6 5 4 9 8 7 DCF77/IRIG B To SCADA To RTD-box PC/Modem/ RTD-box To PC Time synchronization Serial system interface Rear Service Port Front PC Port Display on the front panel
LED on the front panel, user-programmable Output relays user-programmable Run Error OA IA D Va n I Ic b I Ia /INs b V Vc 0 3V / Vsym A CTRL Status To PC Additional Port C àC MI AD
Trang104
- Điện ỏp danh định: 100ữ225V (cú thể lựa chọn). - Dũng điện chạm đất nhạy: INs≤1,6A
- Tần số danh định : fN = 50Hz; 60 Hz; 16,5 Hz (cú thể lựa chọn). - Cụng suất tiờu thụ:
IN = 1A : 0,05VA IN = 5A : 0,3VA IN = 0,1A : 0,05 mVA - Khả năng quỏ tải về nhiệt:
Theo giỏ trị dũng xung kớch: dũng trong 1/2sec (nửa chu kỳ): 250xIN Theo nhiệt độ (trị hiệu dụng): - Dũng trong 1sec: 100xIN
- Dũng trong 10sec: 30xIN (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Dũng lõu dài cho phộp : 4xIN
- Khả năng quỏ tải về dũng điện cho đầu vào chống chạm đất cú độ nhạy cao: Theo nhiệt độ (trị hiệu dụng): - Dũng trong 1sec: 300A
- Dũng trong 10sec: 100A - Dũng lõu dài cho phộp : 15A Theo giỏ trị dũng xung kớch : 750A trong 1/2 chu kỳ.
2.Điện ỏp cung cấp một chiều:
Bảng 5.2Điện ỏp cung cấp một chiều
Điện ỏp một chiều danh định 24/48VDC 60/110/125VDC 220/250VDC Dải thay đổi cho phộp 19ữ58VDC 48ữ150VDC 88ữ300VDC
- Cụng suất tiờu thụ: 5W – 7W
3. Cỏc đầu vào nhị phõn:
- 8 đầu vào
Trang105
- Dũng tiờu thụ: 1,8mA
- Điện ỏp cho phộp lớn nhất: 300VDC
4.Đầu ra nhị phõn:
- Lệnh, hiển thị, cảnh bỏo: cú 8 tiếp điểm. Mỗi tiếp điểm cắt với trạng thỏi thường hở (NO) cú thể chuyển đổi được, 1 tiếp điểm cảnh bỏo với trạng thỏi thường hở (NO) hoặc thường đúng (NC) (khụng thể chuyển đổi được).
- Khả năng đúng cắt: Đúng: 1000 W/VA Cắt : 30W/VA - Điện ỏp đúng cắt: 250V
- Dũng cho phộp: 30A trong 1sec
5A khụng hạn chế về thời gian.
5.2.3Cỏch chỉnh định và cài đặt thụng số cho rơle 7SJ621
Việc cài đặt cỏc thụng số, cỏc chức năng bảo vệ và chỉnh định cỏc chức năng đú trong rơle 7SJ621 được thực hiện theo hai cỏch sau:
- Bằng bàn phớm ở mặt trước của rơle.
- Bằng phần mềm điều khiển rơle DIGSI4 cài đặt trờn mỏy tớnh thụng qua cỏc cổng giao tiếp.
Rơle của hóng Siemens thường tổ chức cỏc thụng số trạng thỏi và chức năng bảo vệ theo cỏc địa chỉ tức là đối với một chức năng, thụng số cụ thể sẽ ứng với một địa chỉ nhất định. Mỗi địa chỉ thường cú cỏc lựa chọn để cài đặt.
Vớ dụ, khi ta cần bật chức năng quỏ dũng ta phải vào địa chỉ 1201 và lựa chọn giỏ trị là ON. Nội dung cụ thể:
Bảng 5.3Cỏch chỉnh định và cài đặt thụng số cho rơle 7SJ621
Nội dung Cài đặt theo yờu cầu Đặt trước
Bật chức năng bảo vệ quỏ dũng
ON
OFF ON
5.2.4Chức năng bảo vệ quỏ dũng trong rơle 7SJ621
Bảo vệ quỏ dũng là chức năng bảo vệ chớnh trong rơle 7SJ621 bao gồm cỏc chức năng bảo vệ sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trang106
- 50N: Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng trễ.
- 51: Bảo vệ quỏ dũng với đặc tớnh thời gian độc lập hay phụ thuộc.
- 51N: Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng với đặc tớnh thời gian độc lập hay phụ thuộc.
- 67: Bảo vệ quỏ dũng cú hướng.
- 67N: Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cú hướng.
- Hóm bằng súng hài bậc hai.
Mỗi chức năng bảo vệ cú 3 đường đặc tớnh khỏc nhau. Cỏc đặc tớnh cú thể sử dụng độc lập với nhau hoặc tổ hợp theo yờu cầu của người sử dụng. Cỏc đường đặc tớnh bao gồm 2 đặc tớnh thời gian độc lập và một đặc tớnh thời gian phụ thuộc.
* Đặc tớnh dốc bỡnh thường (Normal Inverse): (sec)
* Đặc tớnh rất dốc (Very Inverse): (sec)
* Đặc tớnh cực dốc (Extremely Inverse): (sec)
Trong đú: t – thời gian tỏc động của bảo vệ (sec). IP – Dũng điện khởi động của bảo vệ (kA). I – Dũng điện sự cố (kA).
TP – Bội số thời gian đặt (sec).
P 0,02 P 0,14 t .T I 1 I = − P 1 P 13,5 t .T I 1 I = − P 2 P 80 t .T I 1 I = −
Trang107
Đặc tớnh dốc bỡnh thường Đặc tớnh rất dốc
Đặc tớnh cực dốc