*) Cỏc đại lượng đầu vào, đầu ra
−Đầu vào đo lường Dũng điện
Dũng dạnh định: 1A hoặc 5A ac
Tiờu thụ danh định/pha: <0,1 VA khi Idđ Khả năng tải: Lõu dài: 4 Idđ Trong 10s: 30 Idđ Trong 1s: 100 Idđ Dũng xung kớch danh định: 250 Idđ Điện ỏp
Điện ỏp danh định: 50 ữ 130 V ac (theo đơn đặt hàng) Tiờu thụ danh định/pha: <0,3 VA khi Udđ =130V ac Khả năng tải lõu dài: 150 V ac
Tần số
Tần số danh định fdđ: 50 hoặc 60 Hz
Chức năng bảo vệ tần số: dải vận hành 40 ữ 70 Hz Tất cả cỏc chức năng khỏc: dải vận hành 0,95 ữ 1,05 fdđ
−Đầu vào tớn hiệu nhị phõn
Điện ỏp danh định: Uin,dđ = 24 ữ250 Vdc
Dải vận hành: 0,8 ữ 1,1 Uin,dđ (với gợn súng dư lờn đến 12% Uin,dđ) Cụng suất tiờu thụ trờn đầu vào: Vin = 1 ữ 110V dc là 0,5W ±30% Vin =110V dc 0,5 mA ±30%
−Đầu vào dũng một chiều Dũng đầu vào: 0 ữ 26 mA
Dải trị số: 0,00 ữ 1,2 IDCdđ (IDCdđ = 20 mA) Dũng lõu dài lớn nhất cho phộp: 50 mA Điện ỏp đầu vào lớn nhất cho phộp: 17 V Tải đầu vào: 100 Ω
Theo dừi quỏ tải: >24,8 mA
−Cỏc rơle đầu ra
Điện ỏp định mức: 250 V dc, 250 V ac Dũng lõu dài: 5 A
Khoảng thời gian ngắt dũng điện: 30 A cho 0,5s Dung lượng đúng: 1000 W lỳc L/R = 40 ms
Dung lượng ngắt: 0,2 A tại 220 V dc là L/R = 40 ms 4 A tại 230 V ac và cosφ= 0,4
−Dữ liệu đầu ra mó BCD
Trị số max cú thể hiển thị được là 399 Dữ liệu đo đầu ra tương tự:
Dải trị số: 0 ữ 20 mA Tải cho phộp: 0 ữ 500 Ω Điện ỏp đầu ra là: 15 V
*) Giao diện:
- Bảng điều khiển trước mặt rơle: Vào và ra thụng qua 7 phớm ấn và 1 màn hỡnh LCD 4 dũng, mỗi dũng 20 kớ tự.
Tớn hiệu trạng thỏi hiển thị qua 16 đốn LED chỉ thị (1 đốn xanh hoạt động,1 đốn đỏ bỏo sự cố, 14 đốn cú thể cài đặt).
- Giao diện mỏy tớnh (PC): Tốc độ truyền 300-115200 baud (cú thể điều chỉnh) - Giao diện truyền tin
Thủ tục truyền tin: Dựa trờn cỏc tiờu chuẩn IEC60870-5; IEC870-5-101. MODBUS và DNP 3.0 (người sử dụng lựa chọn).
Dõy dẫn : Trờn kờnh chuẩn RS485 hoặc RS422, 2kV cỏch điện.
*) Cỏc chức năng chớnh của Rơle P633
Cỏc tham số khai bỏo
−Mục chức năng chớnh (Main Function)
Xung đầu ra bộ nhất cho một lệnh cắt: 0,1 ữ 10 s (điều chỉnh được)
Xung đầu ra cho một lệnh đúng: 0,1 ữ 10 s (điều chỉnh được)
−Mục bảo vệ so lệch (Differential protection)
Thời gian tỏc động nhỏ nhất: 19 ms
−Mục bảo vệ quỏ dũng thời gian độc lập (DTOC) và phụ thuộc (IDMT) Thời gian thao tỏc bao gồm rơle đầu ra: ≤ 40 ms, ≈ 30 ms
Hệ số trở về: ≈ 0,95
∗) Cỏc sai số:
Sai số giá trị bảo vệ. −Bảo vệ so lệch
Sai số đo lường: Idiff ≥ 0,2 Iref: ±0,5% Sai số ổn định dòng từ hóa: ±10%
−Bảo vệ so lệch chống chạm đất hạn chế Sai số đo lường Idiff ≥ 0,2 Iref: ±0,5%
−Bảo vệ quỏ dũng đặc tớnh thời gian độc lập và phụ thuộc Sai số đo lường: ±0,5%
−Bảo vệ quỏ tải nhiệt: ±0,5% −Dũng DC đầu vào: ±1% −Dữ liệu đo lường đầu ra: ±1%
*) Sai sụ́ về thời gian.
−Đặc tớnh thời gian độc lập: 1% hoặc 20 ữ 40 ms
−Đặc tớnh thời gian phụ thuộc: I ≥ 2Iref là ±5% hoặc từ 10 ữ 20 ms
2) Chức năng bảo vệ so lệch
Rơle số P633 được thiết kế để bảo vệ MBA 2 và 3 cuộn dõy, mỏy phỏt điện và động cơ điện. Với ứng dụng để bảo vệ so lệch MBA trước khi đưa vào so sỏnh phải qua cỏc bước sau.
*) Cõn bằng sai lệch về biờn độ.
Để đảm bảo được sự cõn bằng về biờn độ, cỏc đại lượng tớnh toỏn cần được qui về cựng một hệ đơn vị cơ sở. Với MBA cú từ 3 cuộn dõy trở lờn thỡ cụng suất cơ sở là cụng suất danh định của cuộn dõy cú cụng suất lớn nhất.
Dũng điện cơ sở của từng cuộn dõy và hệ số cõn bằng sai lệch về biờn độ sẽ được rơle tự tớnh toỏn và hiển thị trong rơle.
∗ Cõn bằng pha
Do cú sự lệch pha của dũng điện và điện ỏp cỏc phớa của cuộn dõy MBA nờn trước khi đưa vào để tớnh toỏn so lệch rơle phải cõn bằng sự lệch pha của dũng điện. Dựa vào cỏc tham số của đối tượng được bảo vệ đú khai bỏo trong rơle mà rơle sẽ tớnh toỏn với hệ số cõn bằng thớch hợp.
*) Đặc tớnh tỏc động của bảo vệ so lệch:
Sau khi dũng đầu vào đó cõn bằng về biờn độ và gúc pha, loại trừ ảnh hưởng của dũng thứ tự khụng khi trung tớnh mỏy biến ỏp nối đất, 7UT613 sẽ tớnh toỏn và so sỏnh về mặt trị số theo cụng thức sau:
Dũng điện so lệch: Id = + +I.1 I.2 I.3 Dũng điện hóm: 1 .1 .2 .3 ( ) 2 R I = I + I + I
Trong đú: lần lượt là dũng điện chạy qua cỏc BI1, BI2, BI3 đặt ở ba phớa mỏy biến ỏp.
Hình 4.8: Đặc tính tác đụ̣ng của rơle P633.
Để đảm bảo bảo vệ so lệch tỏc động chắc chắn khi cú sự cố trong vựng bảo vệ và khụng tỏc động khi ngắn mạch ngoài ta cần chỉnh định cỏc chỉ số tỏc động cho phự hợp. Hỡnh vẽ đường đặc tớnh tỏc động như sau:
Đặc tớnh vựng tỏc động cú 2 điểm gập. Điểm gập đầu tiờn phụ thuộc vào trị số chỉnh định bảo vệ so lệch ngưỡng thấp DIFF: Idiff > . Điểm gập thứ hai được xỏc định bằng hệ số chỉnh định dũng điện hóm DIFF: IR,m2
Ta cú phương trỡnh đặc tớnh của 3 đoạn tỏc động là: Phương trỡnh đặc tớnh cho dải: 0 ≤ IR ≤ 0,5Idiff
Id = Idiff >
Phương trỡnh đặc tớnh cho dải: 0,5Idiff > < IR ≤ IR,m2 Id = m1IR + Idiff >(1 - 0,5m1)
Phương trỡnh đặc tớnh cho dải: IR,m2 < IR
Id = m2IR + Idiff >(1 - 0,5m1) + 4(m1 – m2)
Trong đú:
m1: là hệ số gúc của đặc tớnh trong dải 0,5Idiff > < IR ≤ IR,m2 m2: là hệ số gúc của đặc tớnh trong dải IR,m2 < IR
Ngưỡng điều chỉnh xỏc định DIFF: Idiff > xỏc định theo dũng qua MBA trong chế độ làm việc bỡnh thường nhằm trỏnh tỏc động nhầm do dũng khụng cõn bằng sinh ra bởi sai số của thiết bị đo lường.
Trờn ngưỡng điều chỉnh DIFF: Idiff >> rơle sẽ tỏc động khụng cần tớnh toỏn đến hóm hài bậc cao.
Trờn ngưỡng điều chỉnh DIFF: Idiff >>> dũng hóm và bộ phỏt hiện bóo hoà khụng cũn được tớnh đến, lỳc đú rơle sẽ tỏc động mà khụng cần quan tõm đến biến hóm và bộ phỏt hiện bóo hoà.
+ Vựng hóm bổ xung cú thể hoạt động độc lập cho mỗi pha được xỏc định bằng việc chỉnh định cỏc thụng số, chỳng được sử dụng để hóm cỏc pha bị sự cố hoặc cỏc pha khỏc, hay gọi là chức năng khúa chộo.
−Cắt phần tử sự cố tuy thuộc vào dũng so lệch lớn Id> hay rất lớn Id>>.
−Tuy vào tỡnh trạng sự cố mà vecto sự cố nằm trong vựng yờu cầu bảo vệ khỏc nhau ( cắt tức thời hoặc cú hóm).
−Nhanh chúng loại bỏ sự cố ngắn mạch trong vựng bảo vệ với Id>> −Hóm bổ sung bằng súng hài bậc hai (2f0)
P633 được trang bị bộ lọc dũng điện so lệch và xỏc định được thành phần súng hài cơ bản và thành phần súng hài bậc hai. Khi tỉ lệ giữa súng hài bậc hai và súng hài cơ bản I(2f0)/I(f0) vượt quỏ một giỏ trị đặt trước ở ớt nhất một trong ba pha thỡ tớn hiệu khúa tỏc động được thực hiện theo một trong hai cỏch là khúa cả 3 pha hoặc chọn lọc khúa pha vượt qua giỏ trị. Tớn hiệu tỏc động sẽ khụng bị khúa nếu dũng so lệch vượt quỏ ngưỡng Id>>.
−Hóm quỏ từ thụng:
Khi mỏy biến ỏp truyền tải ở điện ỏp vượt quỏ Udđ của mỏy biến ỏp, hiện tượng quỏ kớch từ sẽ xảy ra. Nếu quỏ trỡnh này khụng ổn định thỡ bảo vệ so lệch sẽ tỏc động nhầm.
Thực tế phõn tớch cho thấy khi xuất hiện quỏ kớch từ mỏy biến ỏp, thành phần dũng điện chủ yếu là súng hài bậc 5 (5f0). Vỡ vậy, rơle sẽ dựa vào hiện tượng này để hóm tỏc động nhầm. P633 sẽ lọc dũng điện so lệch và xỏc định cỏc thành phần súng hài cơ bản I(f0) và hài bậc 5 (5If0). Nếu tỉ lệ I(5f0)/I(f0) vượt quỏ giỏ trị đặt trước thỡ bảo vệ tỏc động. Nếu dũng hóm nhỏ hơn 4Iref tớn hiệu cắt pha bị sự cố sẽ bị khúa một cỏch cú chọn lọc.
- Bảo vệ quỏ dũng cú đặc tớnh thời gian độc lập DOTC (Define – Time Overcurrent Protection)
Rơ le cú 3 bộ chức năng bảo vệ quỏ dũng điện cú đặc tớnh thời gian độc lập (DOTC1, DOTC2, DOTC3). Mỗi chức năng được cài đặt bởi người sử dụng, chức năng này sẽ theo dừi dũng điện pha, dũng điện thứ tự nghịch và dũng điện dư 3I0.
- Bảo vệ quỏ dũng đặc tớnh thời gian phụ thuộc IDMT (Inverse-time
Overcurrent Protection)
Rơle số P633 cú 3 bộ chức năng bảo vệ quỏ dũng điện cú đặc tớnh thời gian phụ thuộc (IDMT1, IDMT2, IDMT3). Mỗi chức năng sẽ theo dừi dũng điện pha, dũng điện thứ tự nghịch và dũng điện thứ tự khụng (3I0).
Với bảo vệ quỏ dũng cú đặc tớnh thời gian phụ thuộc, đường đặc tớnh cú thể được lựa chọn trong bảng dưới đõy.
Bảng 4:9 Các đường đặc tính phụ thuụ̣c của chức năng bảo vợ̀ quá dòng trong rơle P633
- Chức năng bảo vệ quỏ dũng pha
Chức năng IDMT cú thể bị khúa bởi chức năng hóm đúng mỏy biến ỏp khụng tải của bảo vệ.
4) Bảo vệ quỏ tải nhiệt.
Quỏ tải nhiệt làm tăng nhiệt độ của MBA. Nếu mức quỏ tải cao và kộo dài MBA bị tăng nhiệt độ vượt mức cho phộp làm cho tuổi thọ của mỏy bị suy giảm nhanh chúng. Với cỏc MBA nhỏ, bảo vệ quỏ tải được thực hiện bằng rơle quỏ dũng điện, tuy nhiờn rơle quỏ dũng điện thụng thường khụng thể phản ỏnh được chế độ mang tải của MBA trước khi xảy ra quỏ tải. Vỡ vậy, đối với MBA cú cụng suất lớn người ta sử dụng nguyờn lý “Hỡnh ảnh nhiệt” để thực hiện bảo vệ chống quỏ tải.
Việc giỏm sỏt nhiệt độ của P633 thực hiện bằng cỏch nối tiếp kết nối của một hộp đo nhiệt độ. Hộp này cú 12 điểm đo
P633 cú hai nhúm chức năng bảo vệ quỏ tải theo nhiệt độ. Nhiệt độ dầu thụng qua cỏc cảm biến. Một cảnh bỏo đưa ra khi tối đa nhiệt độ tại chỗ của ba chõn vượt quỏ giỏ trị ngưỡng.
Chức năng THRM1 và THRM2 dựng để bảo vệ quỏ tải cho MBA, mỗi chức năng cú thể lựa chọn đầu vào đo lường cho việc thu nhận nhiệt độ và cỏc đặc tớnh tỏc động. P633 được thiết kế để bảo vệ cho MBA tự ngẫu.
Chức năng THRM2 cú thể được gỏn cho cuộn dõy MBA “yếu” hơn hoặc cho sự kết hợp của 2 cuộn dõy “yếu” hơn (bằng việc kết nối cuộn dõy MBA ảo) với sự lựa chọn thớch hợp của đặc tớnh tỏc động cho chức năng THRM2.
- Đặc tớnh vựng tỏc động
Dũng điện pha lớn nhất Ip,max ở cuộn dõy MBA được lựa chọn để phục vụ cho việc
theo dừi hỡnh ảnh nhiệt. Cỏc tham số đặt sau ảnh hưởng tới thời gian tỏc động.
Hằng số thời gian nhiệt (τ) của đối tượng bảo vệ THRM1: Tim.const.1,>|b| PSx
Mức nhiệt độ tỏc động (θTrip) cài đặt cho THRM1: θTrip
Nhiệt độ tải tớch trữ: θP
Hệ số quỏ tải k =1,1 ữ 1,4 IB dũng danh định qua MBA I dũng quỏ tải MBA
Nhiệt độ dầu làm mỏt đo được qua đầu vào PT100, hoặc qua đầu vào 20 mA thay vỡ sử dụng một giỏ trị nhiệt độ mặc định.
2 2 2 . .ln 1 1 . . B P Trip B B I k I t I I k I k I θ τ θ ữ ữ ữ = − ữ ữ − ữ ữ ữ
Việc cài đặt hoạt động cú thể lựa chọn là hỡnh ảnh nhiệt tuyệt đối hay tương đối. Nếu sự cài đặt là hỡnh ảnh nhiệt tuyệt đối thỡ rơle P633 sẽ hoạt động với ngưỡng tỏc động cố định θTrip là 100%.
- Cảnh bỏo.
Tớn hiệu cảnh bỏo sẽ đưa ra khi nhiệt độ tải đạt đến mức ngưỡng được cài đặt THRM1: θ warning PSx. Hơn nữa thời gian một tớn hiệu cảnh bỏo tỏc động cú thể được xỏc định. Sự khỏc nhau về thời gian giữa thời gian cảnh bỏo và thời gian thời gian tỏc động được cài đặt là THRM1: Warning pre-trip PSx. Thời gian cũn lại cho đến khi chức năng bảo vệ quỏ tải nhiệt THRM1 sẽ đạt ngưỡng tỏc động cú thể được hiển thị lỳc OL_DA: pre-trip.left THRM1.
Nếu dũng chạy qua dưới ngưỡng mặc định 0,1Iref bộ nhớ đệm sẽ được giải trừ với hằng số thời gian đó được đặt THRM1: Tim.const.2, < |b| PSx. Nguyờn lý này cú thể cài đặt hay khoỏ thụng qua bảng điều khiển phớa trước mặt rơle hay thụng qua đầu vào tớn hiệu nhị phõn.
5) Bảo vệ tần số
Rơle P633 kiểm tra sự biến thiờn của điện ỏp xung quanh giỏ trị đặt. Tần số được xỏc định từ khoảng thời gian giữa cỏc lần điện ỏp vượt qua 0. Bảo vệ tần số trong rơle P633 cú thể đặt được 4 cấp tỏc động.
Cỏc chế độ làm việc của bảo vệ tần số
Đối với mỗi cấp làm việc của bảo vệ tần số, người sử dụng cú thể lựa chọn cỏc chế độ làm việc sau:
−Giỏm sỏt tần số
−Giỏm sỏt tần số kết hợp với giỏm sỏt tốc độ biến thiờn (gradient) tần số (df/dt) −Giỏm sỏt tần số kết hợp với tốc độ biến thiờn trung bình của tần số (∆f/∆t)
CHƯƠNG 5
CÀI ĐẶT RƠ LE VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ
5.1 Thụng số tớnh toỏn bảo vệ
Bảng 5.1 : Thụng số cơ bản của MBA
Phớa
Thụng số 220 kV 110 kV 35kV
Cụng suất danh định, MVA 125 125 63
Điện ỏp danh định, kV 230 121 38,5
Dũng điện danh định, A 314 596 944,8
Tổ đấu dõy Yo Yo Δ-11
Tỷ số biến dũng 500/1 1000/1 2000/1
Giới hạn điều chỉnh điện ỏp 16%
Bảng 5.2: Cài đặt cỏc thụng số cơ bản cho rơle 7UT613
Địa chỉ Cỏc lựa chọn Cài đặt Nội dung
0105 3 phase Transformer 1 phase Transformer Autotransformer Generator/Motor 3 phase Busbar 1 phase Busbar Autotransforme
r Chọn đối tượng cần bảo vệ là MBA tự ngẫu
0311 0,4ữ800 kV 230 Điện ỏp phớa cao ỏp
0312 0,2ữ5000 MVA 125 Cụng suất phớa cao ỏp
0313 Solid Earthed Isolated Solid Earthed Trung tớnh trực tiếp nối đất
0314 YD
Z
Y Cuộn cao ỏp nối sao
0321 0,4ữ800 kV 121 Điện ỏp phớa trung ỏp
0322 0,2ữ5000 MVA 125 Cụng suất cuộn trung ỏp
0323 Solid Earthed
Isolated
Solid Earthed Trung tớnh trực tiếp nối đất
0324 YD
Z
Y Cuộn trung nối sao
0325 0ữ11 0 Tổ đấu dõy
0331 0,4ữ800 kV 38,5 Điện ỏp phớa hạ ỏp
0332 0,2ữ5000 MVA 63 Cụng suất cuộn hạ ỏp
0333 Solid Earthed
Isolated
0334 YD Z
D Cuộn hạ đấu tam giỏc
0335 0ữ11 11 Tổ đấu dõy
0372 1ữ100000 A 314 Dũng điện làm việc phớa cao
0373 1ữ100000 A 596 Dũng điện làm việc phớa trung
0374 1ữ100000 A 945 Dũng điện làm việc phớa hạ
5.2 Cài đặt thụng số cho bảo vệ
5.2.1. Bảo vệ so lệch cú hóm, ∆I (87T)
Hỡnh 5.1: Đường đặc tớnh của bảo vệ so lệch cú hóm
Đoạn a: Biểu thị giỏ trị khởi động của bảo vệ. ISL>- dũng so lệch ngưỡng thấp, xỏc định theo dũng khụng cõn bằng Ikcb trong chế độ làm việc bỡnh thường (chủ yếu là dũng từ hoỏ của mỏy biến ỏp). ISL> = 0,1ữ 0,5. Thường chọn ISL>= 0,3
Đoạn b: Đặc trưng cho độ hóm thấp tương ứng với dũng ngắn mạch cú trị số khụng lớn lắm ( quỏ tải hoặc ngắn mạch ngoài ở xa). Xỏc định theo độ dốc α1 : tgα1 = 0,1ữ 0,5. Đoạn b đi qua gốc tọa độ.
Đoạn c: Đặc trưng cho độ hóm cao tương ứng với dũng ngắn mạch trị số lớn, thường ứng với ngắn mạch ngoài ở gần MBA. Xỏc định theo độ dốc α2 : tgα2= 0,3 ữ 0,75. Chọn tgα2 = 0,5. và dũng điện ICS2 = 2,5;
Đoạn d: Biểu thị giỏ trị dũng khởi động so lệch ngưỡng cao, ISL>>. Khi dũng điện so lệch vượt qua ngưỡng cao này dũng điện so lệch tỏc động khụng phụ thuộc
