Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch máy biến áp đợc thể hiện trên hình 6.4.
Hình 6.3:Rơle so lệch 7UT512 và cấu trúc phần cứng của rơle.
Hai phía sơ cấp và thứ cấp có đặt các máy biến dòng, dòng điện thứ cấp các phía máy biến dòng không hoàn toàn bằng nhau. Sự khác nhau này phụ thuộc vào: tỷ số biến dòng, tổ nối dây máy biến áp, sự bão hoà của các máy biến dòng,... Vì những lý do trên, để so sánh dòng thứ cấp máy biến dòng cần phối hợp thực hiện chuyển đổi các đại lợng đo lờng ở các phía máy biến áp về cùng một dạng để tiện so sánh chúng về mặt trị số.
Việc chuyển đổi các đại lợng đợc thực hiện theo ma trận sau: [Im] = k.[K].[In]
trong đó:
[Im] - ma trận các dòng điện đã đợc biến đổi (Ia, Ib, Ic); [In] – ma trận các dòng điện pha (La, Lb, Lc);
[K] – ma trận hệ số tuỳ thuộc vào tổ đấu dây của máy biến áp.
Sau khi đã thực hiện phối hợp các chuyển đổi đại lợng đo lờng ở các phía máy biến áp về cùng một dạng, tiếp theo bộ xử lý tiến hành so sánh chúng về mặt trị số với quy ớc:
I1, i1 – dòng điện sơ cấp và thứ cấp máy biến dòng ở phía cao áp máy biến áp; I2, i2- dòng điện sơ cấp và thứ cấp máy biến dòng ở phía hạ áp máy biến áp. Dòng điện so lệch đợc tính: 2 1 i i Isl = + Dòng điện hãm đợc tính: 2 1 i i Im = +
Đem so sánh Isl với Im sẽ xảy ra các trờng hợp sau đây:
-Khi xảy ra ngắn mạch ngoài hoặc máy biến áp làm việc bình thờng, dòng điện i1, i2 có cùng độ lớn nhng ngợc chiều nhau nên:
2 1 i i Isl = + = 0 2 1 i i Im = + = 2.i1
- Khi ngắn mạch bên trong vùng bảo vệ, máy biến áp cấp nguồn từ một phía (i2 = 0) khi đó:
2
1 i
i
2
1 i
i
Im = + = i1
Thành phần tác động cắt (Isl) và thành phần hãm (Im) luôn bằng nhau bằng dòng sự cố từ một phía.
Đờng đặc tính sự cố và đờng đặc tính tác động của rơle đợc xây dựng nh hình 6.4
a b c d Đặc tính sự cố Vùng tác động Vùng khóa bảo vệ Vùng ổn định sóng hài bậc cao Isl Idm Im Idm 0 2.,5 8 15 1 5 10
Hình 6.4. Đờng đặc tính tác động của rơle so lệch 7UT512.
Đoạn a: biểu thị giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ (Isl), với những máy biến áp coi nh là hằng số, dòng điện này phụ thuộc vào dòng từ hoá máy biến áp.
Isl> = (0,05ữ0,2).Idm; chọn Isl = 0,3.Iđm
Đoạn b: đoạn đặc tính kể đến sai số của máy biến dòng, các sai số của bản thân rơle, sai số do điều chỉnh điện áp máy biến áp. Đoạn b đợc xác định:
Base point = 0, tgα = 0,1 ữ 0,5, chọn tgα = 0,25.
Đoạn c: đoạn đặc tính có tính đến chức năng khoá bảo vệ khi xuất hiện hiện tợng bão hoà không giống nhau ở các máy biến dòng. Đoạn c đợc xác định:
Đoạn d: là giá trị dòng điện khởi động nguỡng cao (Isl ) của bảo vệ so lệch. Khi dòng điện so lệch (Isl) vợt quá giá trị so lệch ngỡng cao (Isl>>), lệnh tác động đợc triển khai mà không phụ thuộc vào dòng hãm (Im).
dm sl dm n sl I I I U I >> = ì = * ì % 1
Các dòng điện so lệch (Isl) và dòng hãm (Im) đợc biểu diễn trên hệ trục tạo độ theo hệ tơng đối định mức. Nếu toạ độ tính đợc của bảo vệ rơi vào vùng tác động thì rơle sẽ tác động cắt, ngợc lại nếu toạ độ tính đợc rơi vào vùng khoá thì rơle không phát tín hiệu cắt.
Khi xảy ra ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, ở thời điểm ban đầu dòng ngắn mạch lớn làm cho các máy biến dòng bị bão hoà mạnh tạo ra dòng không cân bằng đi qua thiết bị bảo vệ, đặc biệt khi mức độ bão hoà các máy biến dòng là khác nhau thì dòng cân bằng sẽ lớn, bảo vệ có thể tác động nhầm, để loại trừ trờng hợp này rơle 7UT512 có thêm chức năng hãm cộng thêm nh trên sơ đồ đặc tính làm việc.