SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO MBA

Dựa trờn cỏc yờu cầu về bảo vệ và cỏc chức năng dựng để bảo vệ như đó trỡnh bày ở trờn, ta dựng sơ đồ phương thức bảo vệ cho MBA theo khuyến cỏo của hóng

Siemens như sau :

Hỡnh 3.3: Sơ đồ phương thức bảo vệ MBA

* Cỏc chức năng bảo vệ sử dụng trong sơ đồ phương thức bảo vệ MBA

87T : Bảo vệ so lệch MBA.

87N : Bảo vệ so lệch chống chạm đất hạn chế. 67 : Bảo vệ quỏ dũng cú hướng.

67N : Bảo vệ quỏ dũng tổng ba pha (dũng TTK) cú hướng. 49 : Bảo vệ quỏ nhiệt (quỏ tải ).

46 : Bảo vệ quỏ dũng thứ tự nghịch. 51 : Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian.

50BF: Chức năng chống hư hỏng mỏy cắt. 59 : Bảo vệ quỏ điện ỏp (điện ỏp TKK).

52 : Mỏy cắt dũng xoay chiều.

3.4 Lựa chọn mỏy BI (BI) và mỏy BU (BU)

3.4.1 Lựa chọn BI3.4.1.1 Cỏc thụng số cần quan tõm khi chọn BI3.4.1.1 Cỏc thụng số cần quan tõm khi chọn BI 3.4.1.1 Cỏc thụng số cần quan tõm khi chọn BI - Dũng điện định mức sơ cấp - Dũng điện định mức thứ cấp - Dũng điện ngắn hạn cho phộp - Dũng điện ổn định nhiệt - Dũng điện ổn định động - Số lượng cuộn thứ cấp

- Cụng suất của cỏc cuộn thứ cấp và độ chớnh xỏc của từng cuộn

* Dũng điện định mức sơ cấp

Dũng điện định mức sơ cấp nờn được lựa chọn cao hơn khoảng 10% - 40% dũng điện làm việc lớn nhất. Cỏc giỏ trị dũng điện sơ cấp tiờu chuẩn của nhà chế tạo thường là 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75 A và cỏc bội số 10, 100, 1000 của cỏc giỏ trị tiờu chuẩn trờn.

* Dũng điện ổn định nhiệt

Dũng điện ổn định nhiệt là dũng điện cho phộp chạy liờn tục qua cuộn sơ cấp mà khụng gõy phỏt núng quỏ mức cho phộp theo tiờu chuẩn. Nếu khụng cú thụng tin ghi chỳ thờm thỡ giỏ trị này thường chỉnh là giỏ trị dũng điện định mức sơ cấp.

* Dũng điện định mức thứ cấp

Dũng điện định mức thứ cấp của BI cú thể là 1A hoặc 5A, hiện nay xu hướng sử dụng đang chuyển dần sang loại 1A. Do cỏc thiết bị như rơle số, đồng hồ đo số hiện nay cú mức tiờu thụ cụng suất rất thấp nờn tổn hao cụng suất trờn cỏc dõy dẫn phụ lại là vấn đề cần quan tõm. Tổn hao trong cỏc dõy dẫn phụ cú thể tớnh sơ bộ theo I2R, nghĩa là BI cú dũng thứ cấp là 1A thỡ sẽ chịu một tổn hao dõy dẫn phụ nhỏ hơn 25 lần so với loại 5A thứ cấp. Điều này dẫn tới cú thể giảm kớch thước và giỏ thành của BI.

* Dũng điện cho phộp trong 1s và dũng điện ổn định động

Dũng điện cho phộp lớn nhất trong 1s là dũng điện lớn nhất cho phộp chạy qua mỏy biến dũng trong 1s mà khụng làm cho biến dũng bị phỏt núng quỏ mức cho phộp. (vớ dụ 2500C đối với loại mỏy biến dũng ngõm trong dầu).

Dũng điện cho phộp trong 1s theo tiờu chuẩn chế tạo thường là:

6,3 – 8 – 10 – 12,5 – 16 – 20 – 25 – 31,5 – 40 – 50 – 63 – 80 – 100 (kA).

Thụng thường, một biến dũng cú thể cú nhiều cuộn thứ cấp hay nhiều đầu ra phục vụ cho nhiều mục đớch khỏc nhau. Tải danh định và độ chớnh xỏc của cỏc cuộn thứ cấp này tựy thuộc vào loại tải cần nối tới nú.

Cỏc dụng cụ đo như kW, kVAr, A hoặc kW hoặc kVArh là loại thiết bị thường yờu cầu làm việc chớnh xỏc trong chế độ tải bỡnh thường hoặc định mức. Cỏc cuộn thứ cấp phục vụ cho mục đớch đo lường thường yờu cầu cú độ chớnh xỏc cao. Phạm vi họat động chớnh xỏc trong khoảng 5-120% của dũng điện định mức với độ chớnh xỏc thường là 0,2 hoặc 0,5 (IEC) hoặc 0,6 (IEEE).

Đối với cỏc loại rơle bảo vệ và cỏc thiết bị ghi sự cố thỡ thụng tin ở phớa sơ cấp bắt buộc phải được thể hiện đầy đủ ở phớa thứ cấp. Việc đo cỏc thụng số sự cố khụng yờu cầu độ chớnh xỏc thật cao nhưng phải đảm bảo việc biến đổi trung thực cỏc thụng tin phớa sơ cấp sang thứ cấp. Cỏc cuộn thứ cấp phục vụ cho mục đớch bảo vệ rơle thường cú độ chớnh xỏc 5P, 10P hoặc TP (IEC) hoặc C 100-800 (IEEE).

Thụng thường mỗi mỏy biến dũng cú thể cú 1 hoặc 2 cuộn thứ cấp phục vụ cho mục đớch đo lường và từ 2 tới 4 cuộn thứ cấp phục vụ cho cỏc ứng dụng bảo vệ rơle.

3.4.1.2 Yờu cầu đối với cỏc lừi từ phục vụ cho mục đớch đo lường

Để bảo vệ cỏc thiết bị và dụng cụ đo khỏi cỏc nguy hiểm do dũng điện tăng đột biến trong quỏ trỡnh sự cố thỡ cỏc lừi từ phục vụ cho đo lường thường được chế tạo với yờu cầu là lừi từ sẽ bóo hũa khi dũng điện vượt quỏ mức 5 tới 20 lần dũng điện danh định.

3.4.1.3 Yờu cầu đối với cỏc lừi từ phục vụ cho mục đớch bảo vệ rơle

Cỏc lừi từ phục vụ cho mục đớch bảo vệ rơle thường hoạt động với mức dũng điện cao hơn dũng điện định mức. Theo tiờu chuẩn IEC đối với cỏc BI phục vụ mục đớch bảo vệ rơle, thường cú cấp chớnh xỏc là 5P và 10P.

Cỏc đặc điểm của loại biến dũng phục vụ mục đớch bảo vệ rơle là: - Độ chớnh xỏc thấp hơn so với loại dựng cho mục đớch đo lường. - Điện ỏp bóo hũa cao hơn (khú bị bóo hũa).

Điện ỏp bóo hũa được đặc trưng bởi hệ số ALF (Accuracy Limit Factor). Hệ số này là tỷ số giữa dũng điện lớn nhất cho phộp mà tại đú BI cũn đảm bảo độ chớnh xỏc theo quy định (với tải định mức) và dũng điện danh định.

Từ cỏc yờu cầu trờn, ta sẽ chọn BI loại IMB. Thụng số của chỳng được cho trong bảng 3.2

Bảng 3.2: Lựa chọn BI cỏc phớa của MBA

Phớa Loại BI Ucho phộp max Ilvmax (kA) IđmscBI (A) IđmtcBI (A) Cấp chớnh xỏc

220kV IMB 245 245kV 0,377 500 1 10P

110kV IMB 123 123kV 0,715 1000 1 10P

35kV IMB 35 35kV 1133 2000 1 10P

Trong đú: Ilvmax=1,2IdđBA

3.4.2 Lựa chọn biờ́n điợ̀n áp (BU)

3.4.2.1 Cỏc loại BU thụng dụng

Biờ́n điợ̀n áp cú 2 loại thụng dụng: loại cảm ứng điện từ thụng thường và kiểu tụ phõn ỏp:

- BU loại cảm ứng điện từ là lựa chọn kinh tế nhất đối với cấp điện ỏp tới 145kV, khi cấp điện ỏp cao hơn nờn lựa chọn VT kiểu tụ phõn ỏp.

- BU kiểu tụ phõn ỏp thường được sử dụng, kết hợp với hệ thống thụng tin tải ba PLC (phương thức truyền tin dựng chớnh cỏc đường dõy dẫn điện)

3.4.2.2 Cỏc thụng số cần quan tõm khi chọn BU * Điện ỏp danh định sơ cấp và thứ cấp

BU loại bố trớ ngoài trời thường sử dụng điện ỏp pha, do vậy điện ỏp danh định của cuộn sơ cấp là _{1/ 3 điện ỏp danh định của lưới điện.}

Điện ỏp danh định thứ cấp thường tựy theo mỗi quốc gia, cú thể là 100 / 3V, cú thể là110 / 3 V.

Tỷ số biến đổi điện ỏp nờn chọn theo tiờu chuẩn, nếu khụng cú thể chọn theo cỏc tỷ số như sau: 100, 200, 300, 400, 500, 600, 1000, 2000. và cỏc bội số của tỷ số trờn.

* Hệ số điện ỏp giới hạn Vt

Khi xảy ra sự cố trong hệ thống thỡ điện ỏp cỏc pha cú thể tăng lờn tới một giỏ trị là Vf lần giỏ trị điện ỏp danh định.

Tiờu chuẩn IEC đưa ra cỏc giỏ trị hệ số Vf như sau:

- 1,9 đối với cỏc hệ thống cú trung tớnh khụng nối đất trực tiếp. - 1,5 đối với cỏc hệ thống cú trung tớnh nối đất trực tiếp.

Lừi từ của cỏc BU khụng được phộp bóo hũa khi điện ỏp tăng tới cấp điện ỏp giới hạn theo hệ số Vf.

Cấp chớnh xỏc của BU cũng được chia ra theo ứng dụng: đo lường và bảo vệ rơle.

Đối với mục đớch sử dụng cho đo đếm chớnh xỏc thỡ một điều rất quan trọng là BU phải hoạt động chớnh xỏc đối với cỏc nhiệt độ mụi trường khỏc nhau. Cỏc BU kiểu cảm ứng điện từ cú mức độ sai số phụ thuộc rất ớt vào nhiệt độ mụi trường (cú thể bỏ qua ảnh hưởng này), trong khi đú cỏc BU kiểu tụ phõn ỏp với cỏch điện giấy và cỏch điện polyme tổng hợp thể hiện sai số rất lớn khi nhiệt độ thay đổi do sự thay đổi của điện dung. Đối với cỏc BU kiểu tụ phõn ỏp hiện đại, người ta thường sử dụng kết hợp cả cỏch điện giấy và cỏch điện polymer vỡ mức độ phụ thuộc vào nhiệt độ của hai loại cỏch điện này là trỏi ngược (dấu) nhau nờn tỏc động tổng hợp được bự trừ tới giới hạn cho phộp như đối với cỏc BU cảm ứng điện từ thụng thường.

Cấp chớnh xỏc và tải danh định của BU cú thể lựa chọn theo tiờu chớ sau:

Khi tải của BU gồm cả cỏc dụng cụ đo và hệ thống rơle bảo vệ thỡ cấp chớnh xỏc được chọn theo ứng dụng đo lường.

Tải của BU được tớnh là tổng cụng suất tất cả cỏc thiết bị nối tới BU.

Từ cỏc yờu cầu trờn, ta sẽ chọn BU loại EMF, với phía 220 kV chọn loại CPB của ABB. Thụng số của chỳng được cho trong bảng 3.3

Bảng 3.3: Lựa chọn BU cỏc phớa của MBA do ABB sản xuṍt

Loại Cấp điện ỏp cao nhất 1min wet/dry kV LIWL 1.2/50 às kV RIV test voltage kV max RIV lever àV Cấp chớnh xỏc EMF 24 24 50/50 125 - - 6P EMF 145 145 275/275 650 92 2500 6P CPB 245 245 460/460 1050 108 2500 6P

CHƯƠNG 4

GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG THễNG SỐ CỦA RƠLE SỬ DỤNG

Như đa đề cập ở chương 3, ta sử dụng sơ đồ phương thức bảo vệ và cỏc loại rơ le bảo vệ theo khuyến cỏo của hóng Siemens. 7UT613 và 7SJ63 là 2 loại rơ le sẽ được sử dụng. Chương này sẽ giới thiệu kỹ về 2 loại rơle này để cú được cỏi nhỡn tổng quan về đặc điểm cũng cỏch thức lắp đặt, cài đặt, theo dừi, kiểm tra ... của rơle khi đưa vào sử dụng thực tế.

4.1. Rơle bảo vệ so lệch 7UT613

4.1.1 Giới thiệu tổng quan về rơle 7UT613

Rơle số 7UT613 do tập đoàn Siemens AG chế tạo, được sử dụng để bảo vệ chớnh cho MBA 3 cuộn dõy hoặc MBA tự ngẫu ở tất cả cỏc cấp điện ỏp. Rơle này cũng cú thể dựng để bảo vệ cho cỏc loại mỏy điện quay như mỏy phỏt điện, động cơ, cỏc đường dõy ngắn hoặc cỏc thanh cỏi cỡ nhỏ (cú từ 3-5 lộ ra). Cỏc chức năng khỏc được tớch hợp trong rơle 7UT613 làm nhiệm vụ dự phũng như bảo vệ quỏ dũng, quỏ tải nhiệt, bảo vệ quỏ kớch thớch, chống hư hỏng mỏy cắt. Bằng cỏch phối hợp cỏc chức năng tớch hợp trong 7UT613 ta cú thể đưa ra phương thức bảo vệ phự hợp và kinh tế cho đối tượng cần bảo vệ chỉ cần sử dụng một rơle. Đõy là quan điểm chung để chế tạo cỏc rơle số hiờn đại ngày nay.

4.1.2 Đặc điểm chớnh của rơle 7UT613:

- Rơle 7UT613 được trang bị hệ thống vi xử lý 32 bớt. - Thực hiện xử lý hoàn toàn tớn hiệu số .

- Cỏch ly hoàn toàn về điện giữa mạch xử lý bờn trong của 7UT613 với cỏc mạch đo lường, điều khiển và nguồn điện .

- Sử dụng panel điều khiển tớch hợp hoặc mỏy tớnh cỏ nhõn sử dụng phần mềm DIGSI .

4.1.3 Giới thiệu cỏc chức năng bảo vệ được tớch hợp trong rơle 7UT613 :

* Cỏc chức năng chớnh

+ Chức năng bảo vệ so lệch MBA: Đõy là chức năng bảo vệ chớnh của rơle 7UT613.

+ Bảo vệ so lệch cho mỏy phỏt điện, động cơ điện, đường dõy ngắn hoặc thanh gúp cỡ nhỏ.

+ Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF). + Bảo vệ so lệch trở khỏng cao.

+ Bảo vệ chống chạm vỏ cho MBA. + Bảo vệ chống mất cõn bằng tải.

+ Bảo vệ quỏ dũng đối với dũng chạm đất. + Bảo vệ quỏ dũng pha.

+ Bảo vệ quỏ tải theo nguyờn lớ hỡnh ảnh nhiệt. + Bảo vệ quỏ kớch thớch.

+ Bảo vệ chống hư hỏng mỏy cắt.

* Ngoài ra rơle 7UT613 cũn cú cỏc chức năng sau

+ Đúng cắt trực tiếp từ bờn ngoài.

+ Cung cấp cỏc cụng cụ thuận lợi cho việc kiểm tra, thử nghiệm rơle.

+ Cho phộp người dựng xỏc định cỏc hàm logic phục vụ cho cỏc phương thức bảo vệ.

+ Liờn tục tự giỏm sỏt cỏc mạch đo lường bờn trong, nguồn điện của rơle, cỏc phần cứng, phần mềm tớnh toỏn của rơle với độ tin cậy cao.

+ Liờn tục đo lường, tớnh toỏn và hiển thị cỏc đại lượng vận hành lờn màn hỡnh hiển thị (LCD) mặt trước rơle.

+ Ghi lại, lưu giữ cỏc số liệu cỏc sự cố và hiển thị chỳng lờn màn hỡnh hoặc truyền dữ liệu đến cỏc trung tõm điều khiển thụng qua cỏc cổng giao tiếp.

+ Giỏm sỏt mạch tỏc động ngắt.

+ Cú khả năng ổn định đối với quỏ trỡnh quỏ độ gõy ra bởi cỏc hiện tượng quỏ kớch thớch MBA bằng cỏch sử dụng cỏc súng hài bậc cao, chủ yếu là bậc 3 và bậc 5.

+ Cú khả năng ổn định đối với cỏc dũng xung kớch dựa vào cỏc súng hài bậc hai. + Khụng phản ứng với thành phần một chiều và bóo hoà mỏy biến dũng.

+ Ngắt với tốc độ cao và tức thời đối với dũng sự cố lớn.

4.1.4 Khả năng truyền thụng, kết nối của rơle 7UT613

* Cú cỏc cổng giao tiếp sau:

- Cổng giao tiếp với mỏy tớnh tại trạm (Local PC): Cổng giao tiếp này được đặt ở mặt trước của rơle, hỗ trợ chuẩn truyền tin cụng nghiệp RS232. Kết nối qua cổng giao tiếp này cho phộp ta truy cập nhanh tới rơle thụng qua phần mềm điều khiển DIGSI 4 cài đặt trờn mỏy tớnh, do đú ta cú thể dễ dàng chỉnh định cỏc thụng số, chức năng cũng như cỏc dữ liệu cú trong rơle.

- Cổng giao tiếp dịch vụ: Cổng kết nối này được đặt phớa sau của rơle, sử dụng chuẩn truyền tin cụng nghiệp RS 485, do đú cú thể điều khiển tập trung một số bộ bảo vệ rơle bằng phần mềm DIGSI 4. Với chuẩn RS 485, việc điều khiển vận hành rơle từ xa cú thể thực hiện thụng qua MODEM cho phộp nhanh chúng phỏt hiện xử lớ sự cố từ xa. Với phương ỏn kết nối bằng cỏp quang theo cấu trỳc hỡnh sao cú thể thực hiện việc thao tỏc tập trung. Đối với mạng kết nối quay số, rơle hoạt động như một Web-server nhỏ và gửi thụng tin đi dưới dạng cỏc trang siờu liờn kết văn bản đến cỏc trỡnh duyệt

- Cổng giao tiếp hệ thống: Cổng này cũng được đặt phớa sau của rơle, hỗ trợ chuẩn giao tiếp hệ thống của IEC: 60870-5-103. Đõy là chuẩn giao thức truyền tin quốc tế cú hiệu quả tốt trong lĩnh vực truyền thụng bảo vệ hệ thống điện. Giao thức này được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất và được ứng dụng trờn toàn thế giới. Thiết bị được nối qua cỏp điện hoặc cỏp quang đến hệ thống bảo vệ và điều khiển trạm như SINAULT LAS hoặc SICAM qua giao diện này. Cổng kết nối này cũng hỗ trợ cỏc giao thức khỏc như PROFIBUS cho hệ thống SICAM, PROFIBUS-DP, MOSBUS, DNP3.0

4.1.5 Nguyờn lý hoạt động chung của rơle 7UT613 :

Đầu vào tương tự AI truyền tớn hiệu dũng và ỏp nhận được từ cỏc thiết bị BI, BU sau đú lọc, tạo ngưỡng tớn hiệu cung cấp cho quỏ trỡnh xử lý tiếp theo. Rơle 7UT613 cú 12 đầu vào dũng điện và 4 đầu vào điện ỏp. Tớn hiệu tương tự sẽ được đưa đến khối khuếch đại đầu vào IA.

Khối IA làm nhiệm vụ khuếch đại, lọc tớn hiệu để phự hợp với tốc độ và băng thụng của khối chuyển đổi số tương tự AD.

IL1M1 L2M1 I L3M1 I L1M2 I IL2M2 L3M2 I IL1M3 L2M3 I IL3M3 X2 I IX1 àC à

C

AI IA OA

LEDs on the front panel,

user-programmable

Display on the front panel

Time synchronization Serial service interface Front serial operarating interface Additional serial interface Serial System interface 7 8 9 5 4 6 3 1 2 0 . _+/-