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 tỉ 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 tỉ 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.
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.
4.2.1. Giới thiệu tổng quan về rơle 7SJ64.
Hỡnh 4-6.Rơ le 7SJ64
SIPROTEC4 7SJ64 là loại rơ le được dựng bảo vệ và kiểm soỏt cỏc lộ đường dõy phõn phối và đường dõy truyền tải với mọi cấp điện ỏp, mạng trung tớnh nối đất, nối đất qua điện trở thấp, nối đất bự điện dung. Rơ le cũng phự hợp dựng cho mạch vũng kớn, mạng hỡnh tia, đường dõy một hoặc nhiều nguồn cung cấp. 7SJ64 là loại rơ le duy nhất của họ rơ le 7SJ6 cú đặc điểm chức năng bảo vệ linh hoạt, cú thể lờn tới 20 chức năng bảo vệ tương ứng với cỏc yờu cầu riờng. Cỏc chức năng dễ sử dụng, tự động hoỏ.
Rơle này cú những chức năng điều khiển đơn giản cho mỏy cắt và cỏc thiết bị tự động.Logic tớch hợp lập trỡnh được (CFC) cho phộp người dựng thực hiện được tất cả cỏc chức năng sẵn cú, vớ dụ như chuyển mạch tự động (khoỏ liờn động).
4.2.2. Cỏc chức năng của 7SJ64
- Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian (51, 51N) - Bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh (50, 50N)
- Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian cú hướng (67, 67N) - Bảo vệ chống chạm đất độ nhạy cao
- Bảo vệ thay đổi điện ỏp (59N/64) - Bảo vệ chống chạm đất chập chờn
- Bảo vệ chống chạm đất tổng trở cao (87N) - Hóm dũng xung kớch
- Bảo vệ động cơ (14) - Bảo vệ quỏ tải (49) - Kiểm soỏt nhiệt độ (38) - Bảo vệ tần số (81O/U)
- Bảo vệ cụng suất (32)
- Bảo vệ dũng thứ tự nghịch (46) - Kiểm soỏt thành phần pha - Đồng bộ hoỏ (25)
- Tự động đúng lại - Định vị sự cố (21FL) - Lockout (86).
* Chức năng điều khiển / logic lập trỡnh được. . Điều khiển mỏy cắt và dao cỏch li.
. Điều khiển qua bàn phớm, đầu vào nhị phõn, hệ thống DIGSI 4 hoặc SCADA. . Người sử dụng cài đặt logic tớch hợp lập trỡnh được (cài đặt khoỏ liờn động). * Chức năng giỏm sỏt.
. Đo giỏ trị dũng làm việc . Chỉ thị liờn tục.
. Đồng hồ thời gian.
. Giỏm sỏt đúng ngắt mạch. . 8 biểu đồ dao động ghi lỗi. * Cỏc cổng giao tiếp
. Giao diện hệ thống.
Giao thức IEC 60870 – 5 – 103. PROFIBUS – FMS/ - DP. DNP 3.0 / MODBUS RTU
. Cung cấp giao diện cho DIGSI 4 ( modem) / Đo nhiệt độ (RTD – box) . Giao diện ở mặt trước rơle cho DIGSI 4.
. Đồng bộ thời gian thụng qua IRIG B / DCF 77. Biểu đồ cỏc chức năng của rơ le được chỉ ra như sau:
Hỡnh 4-7.Biểu đồ chức năng của 7SJ64
4.2.3. Đặc điểm cấu trỳc của 7SJ64
- Hệ thống vi xử lớ 32 bit.
- Thực hiện xử lớ hoàn toàn bằng tớn hiệu số cỏc quỏ trỡnh đo lường, lấy mẫu, số hoỏ cỏc đại lượng đầu vào tương tự.
- Khụng liờn hệ về điện giữa khối xử lớ bờn trong thiết bị với những mạch bờn ngoài nhờ bộ biến đổi DC, cỏc biến điện ỏp đầu vào tương tự, cỏc đầu vào ra nhị phõn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Phỏt hiện quỏ dũng cỏc pha riờng biệt, dũng điện tổng.
- Chỉnh định đơn giản bằng bàn phớm hoặc bằng phần mềm DIGSI 4. - Lưu giữ số liệu sự cố…
- Bộ biến đổi đầu vào ( MI ) biến đổi dũng điện thành cỏc giỏ trị phự hợp với bộ vi xử lớ bờn trong của rơle. Cú bốn dũng đầu vào ở MI gồm ba dũng pha, một dũng trung tớnh, chỳng được chuyển tới tầng khuyếch đại.
- Tầng khuyếch đại đầu vào IA tạo cỏc tớn hiệu tổng trở cao từ cỏc tớn hiệu analog đầu vào. Nú cú cỏc bộ lọc tối ưu về dải thụng và tốc độ xử lớ.
- Tầng chuyển đổi tương tự – số ( AD ) bao gồm bộ dồn kờnh, bộ chuyển đổi tương tự – số ( A/D ) và những modul nhớ để truyền tớn hiệu số sang khối vi xử lớ.
- Khối vi xử lớ àC bao gồm những chức năng điều khiển, bảo vệ, xử lớ những đại lượng đo được. Tại đõy diễn ra cỏc quỏ trỡnh sau:
. Lọc và sắp xếp cỏc đại lượng đo. . Liờn tục giỏm sỏt cỏc đại lượng đo.
. Giỏm sỏt cỏc điều kiện làm việc của từng chức năng bảo vệ. . Kiểm soỏt cỏc giỏ trị giới hạn và thứ tự thời gian.
. Đưa ra cỏc tớn hiệu điều khiển cho cỏc chức năng logic.
. Lưu giữ và đưa ra cỏc thụng số sự cố phục vụ cho việc tớnh toỏn và phõn tớch sự cố.
. Quản lớ sự vận hành của khối và cỏc chức năng kết hợp như ghi dữ liệu, đồng hồ thời gian thực, giao tiếp truyền thụng.
4.2.4. Chức năng bảo vệ quỏ dũng điện cú thời gian.
- Người sử dụng cú thể chọn bảo vệ quỏ dũng điện cú đặc tớnh thời gian độc lập hoặc phụ thuộc.
- Cỏc đặc tớnh cú thể cài đặt riờng cho cỏc dũng pha và dũng đất. Tất cả cỏc ngưỡng là độc lập nhau.
- Với bảo vệ quỏ dũng cú thời gian độc lập, dũng điện cỏc pha được so sỏnh với giỏ trị đặt chung cho cả ba pha, cũn việc khởi động là riờng cho từng pha, đồng hồ cỏc pha khởi động, sau thời gian đặt tớn hiệu cắt được gửi đi.
- Với bảo vệ quỏ dũng cú thời gian phụ thuộc, đường đặc tớnh cú thể được lựa chọn. Rơle 7SJ64 cung cấp đủ cỏc loại bảo vệ quỏ dũng như sau:
- 50 : Bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng trễ.
- 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 hoặc phụ thuộc
- 51N: Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng với đặc tớnh thời gian độc lập hoặc phụ thuộc.
- 50Ns, 51Ns: Chống chạm đất cú độ nhạy cao, cắt nhanh hoặc cú thời gian. - Loại bảo vệ quỏ dũng, quỏ dũng thứ tự khụng với đặc tớnh thời gian phụ thuộc
của 7SJ64 cú thể hoạt động theo chuẩn đường cong của IEC hoặc đường cong do người dựng thiết lập.
Đặc tớnh dốc bỡnh thường Đặc tớnh rất dốc
Đặc tớnh cực dốc
Hỡnh 4.12.Đặc tớnh thời gian của bảo vệ quỏ dũng Cỏc cụng thức biểu diễn cỏc đường đặc tớnh trờn là:
- Đặc tớnh dốc bỡnh thường (normal inverse) : t ( )0,02 P P 0,14 = .t I/I −1 (s) - Đặc tớnh rất dốc (very inverse) :
t P P 13,5 = .t I/I −1 (s) - Đặc tớnh cực dốc (extremely inverse) : t ( )2 P P 80 = .t I/I −1 (s) Trong đú:
- t : thời gian tỏc động của bảo vệ (sec) - tP : bội số thời gian đặt (sec) - I : dũng điện sự cố (kA) - IP : dũng điện khởi động của bảo vệ (kA)
CHƯƠNG 5
TÍNH TOÁN CÁC THễNG SỐ CỦA RƠLE, KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ
5.1.CÁC SỐ LIỆU CẦN THIẾT PHỤC VỤ TRONG TÍNH TOÁN BẢO VỆ. Bảng 5-1 Phớa Thụng số 220 kV 110 kV 22 kV Cụng suất danh định (MVA) 125 125 25 Điện ỏp danh định (kV) 225 115 23 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dũng điện danh định (A) 320,8 627,6 627,6
Tổ đấu dõy YN YN ∆ - 11
Tỉ số mỏy biến dũng 400/1 800/1 800/1
Điện ỏp cực đại
Umax (kV) 247,5 115 24,15
Điện ỏp cực tiểu Umin (kV) 202,5 115 21,85 Điện ỏp đặt Uđ(kV) max min d max min U .U U 2. U U = + 222,75 115 22,94
5.2. NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7UT613. 5.2.1. Khai bỏo thụng số mỏy biến ỏp.
Việc chỉnh định cỏc thụng số cài đặt cho từng chức năng được thực hiện trong cỏc khối chức năng tương ứng. Trong mỗi khối, cỏc thụng số cú thể chỉnh định bằng cỏch bấm cỏc phớm trờn bề mặt rơle.
Từ những thụng số danh định của mỏy biến ỏp, rơle tự động tớnh toỏn để thớch ứng với tổ đấu dõy và dũng danh định của cỏc cuộn dõy theo cụng thức đó lập sẵn. rơle cần những thụng số sau cho mỗi cuộn dõy:
. Điện ỏp danh định Udđ (kV). . Dũng điện danh định Idđ (A). . Tổ đấu dõy.
. Mỏy biến ỏp cú điều chỉnh dưới tải thỡ khụng khai bỏo điện ỏp danh định mà khai bỏo điện ỏp Uđ theo cụng thức sau:
max min d max min U .U U 2. U U = +
Trong đú Umax ,Umin là giỏ trị điện ỏp cực đại và cực tiểu cú thể đạt được khi thay đổi đầu phõn ỏp.
Khai bỏo thụng số mỏy biến ỏp như trong bảng 5-2. Bảng 5-2
Địa chỉ Cỏc lựa chọn Cài đặt Nội dung
311 0.4 ữ 800 kV 225 kV Điện ỏp phớa cao ỏp 312 0.2 ữ5000
MVA 125 MVA Cụng suất cuộn cao ỏp
313 Solid Earthed
Isolated Solid Earthed Trung tớnh nối đất trực tiếp 314
Y D Z
YN Cuộn cao ỏp nối sao 321 0.4 ữ 800 kV 115 kV Điện ỏp phớa trung ỏp 322 0.2 ữ5000
MVA 125 MVA Cụng suất cuộn trung ỏp 323 Solid Earthed
Isolated Solid Earthed Trung tớnh nối đất trực tiếp 324
Y D Z
YN Cuộn trung ỏp nối sao
325 0 ữ 11 0 Tổ đấu dõy
332 0.2 ữ5000
MVA 25 MVA Cụng suất cuộn hạ ỏp
333 Solid Earthed
Isolated Isolated Trung tớnh cỏch đất 334 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Y D Z
D Cuộn hạ ỏp nối tam giỏc
335 0ữ 11 11 Tổ đấu dõy
372 1 ữ 100000 A
320,8 A Dũng điện làm việc phớa cao ỏp
373 1 ữ 100000 A
627,6 A Dũng điện làm việc phớa trung ỏp
374 1 ữ 100000 A
627,6 Dũng điện làm việc phớa hạ ỏp
5.2.2. Chức năng bảo vệ so lệch cú hóm.
Dũng so lệch mức thấp IDIFF > là giỏ trị khởi động của dũng so lệch đoạn a (Hỡnh 5- 1), giỏ trị này biểu thị độ nhạy của bảo vệ khi xột đến dũng khụng cõn bằng cố định qua rơle, trong chế độ làm việc bỡnh thường thỡ:
IDIFF >= Kat.IKCB
Kat: hệ số an toàn; Kat=1,2 ữ 1,3
IKCB là dũng điện khụng cõn bằng, trong trường hợp bỡnh thường, theo nguyờn lớ đo lường của rơle 7UT613 thỡ dũng so lệch bằng khụng, tuy nhiờn trong thực tế nú đo được dũng khụng cõn bằng bao gồm những thành phần sau:
IKCB= (Kđn.KKCK.fi + ∆U).IdđB
Kđn là hệ số đồng nhất mỏy biến dũng, Kđn=1.
KKCK là hệ số kể đến ảnh hưởng của thành phần khụng chu kỡ của dũng ngắn mạch trong quỏ trỡnh quỏ độ, KKCK= 1.
∆U là phạm vi điều chỉnh điện ỏp của đầu phõn ỏp, với phạm vi điều chỉnh ± 8 ì 1,25 % = 10 %, ∆U= 0,1.
IdđB: dũng điện danh định của mỏy biến ỏp (lấy phớa 220kV làm phớa cơ bản). Do đú IDIFF > = (1,2 ữ 1,3)(1.1.0,1 + 0,1).IdđB IDIFF > = (0,2 ữ 0,3). IdđB Thường chọn IDIFF >* DIFF> ddB I I = 0,3
Độ dốc của đoạn đặc tớnh b đảm bảo cho rơle làm việc tin cậy trong trường hợp khụng cõn bằng xảy ra do sai số của BI và sự thay đổi đầu phõn ỏp của mỏy biến ỏp khi dũng ngắn mạch khụng lớn. Theo nhà sản xuất, chọn α1=14°, vậy KHb= tgα1= 0,25 (KHb là hệ số hóm đoạn b), SLOPE 1 = 0,25.
Độ dốc của đoạn đặc tớnh c cú mức độ hóm lớn hơn, nhằm đảm bảo cho rơle làm việc trong điều kiện dũng khụng cõn bằng lớn, BI bị bóo hoà khi cú ngắn mạch ngoài. Độ dốc này được xỏc định theo độ lớn của gúc α2, nhà sản xuất đó đặt sẵn trong rơle điểm cơ sở là 2,5 và α2=26,56°, SLOPE 2= 0,5.
Ngưỡng thay đổi hệ số hóm thứ nhất:
S1 I DIFF Hb I K > = = 0,3 0, 25 = 1,2
Dũng so lệch mức cao IDIFF >> là giới hạn phớa trờn đường đặc tớnh (đoạn d), đoạn đặc tớnh này phụ thuộc vào giỏ trị dũng ngắn mạch của mỏy biến ỏp. Khi ngắn mạch trong vựng bảo vệ, dũng so lệch lớn hơn giỏ trị IDIFF >> thỡ rơle tỏc động ngay lập tức khụng kể mức độ dũng hóm, ngưỡng này thường được chỉnh định ở mức khi ngắn mạch ở đầu ra mỏy biến ỏp và dũng sự cố xuất hiện lớn hơn 1%
N
định của mỏy biến ỏp, C-T N
U %=10,78% → 1%
N
U = 9,3. Vậy ta chọn giỏ trị IDIFF >> = 9,3.IdđB. Ta cú ngưỡng thay đổi hệ số hóm thứ hai:
* S2 . 2 I 2 1 H I SLOPE SLOPE SLOPE = − = 2,5.0,5 0,5 0, 25− = 5 * S3 I 2 DIFF H I I SLOPE >> = + = 9,3 2,5 0,5+ = 21,1 P2 S2 I =I .SLOPE1 = 5 . 0,25 = 1,25 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Phạm vi hóm bổ sung nhằm trỏnh cho rơle tỏc động nhầm khi BI bóo hoà mạnh khi ngắn mạch ngoài lấy bằng 7.
• Tỷ lệ thành phần hài bậc hai đạt đến ngưỡng chỉnh định, tớn hiệu cắt sẽ bị khoỏ, trỏnh cho rơle khỏi tỏc động nhầm (15%).
• Thời gian trễ của cấp IDIFF > là 0s. • Thời gian trễ của cấp IDIFF >> là 0s.
5.2.3. Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF)
I-REF= kat . fi% .IdđB
kat = 1,2 : hệ số an toàn.
fi% = 0,1 : sai số lớn nhất của mỏy biến dũng. I-REF=1,2.0,1.IdđB = 0,12. IdđB
. Chọn dũng điện khởi động : I-REF> = 0,3. IdđB
. Độ dốc của đường đặc tớnh : SLOPE = 0 . Thời gian trễ tỏc động : T I-REF> = 0 s
Bảng 5-3
Địa chỉ Cỏc lựa chọn Cài đặt Nội dung
1201 OFF ON
Block relay for trip commands ON Đặt chức năng bảo vệ so lệch 1206 OFF ON ON Hóm bằng súng hài bậc hai 1221 0.05..2.00 I/In0 0.30 I/In0 Dũng so lệch mức thấp IDIFF > = 0,3.IdđB
1226A 0.00..60.00sec;∝ 0.00sec Thời gian trễ của cấp IDIFF >
1231 0.05..35.0 I/In0 9.3 I/In0 Dũng so lệch mức cao IDIFF >> = 9,3.IdđB
1236A 0.00..60.00sec;∝ 0.00sec Thời gian trễ của cấp IDIFF >>
1241A 0.10..0.50 0.25 Độ dốc đoạn đặc tớnh b
1242A 0.00..2.00 I/In0 0.00 I/In0 Điểm cơ sở của đoạn đặc tớnh b 1243A 0.25..0.95 0.50 Độ dốc đoạn đặc tớnh c
1244A 0.00..10.00 I/In0 2.50 I/In0 Điểm cơ sở của đoạn đặc tớnh c 1261A 2.00..15.00 I/In0 7 I/In0 Ngưỡng cho phộp hóm bổ sung
tỏc động 1271 10..80% 15% Tỉ lệ thành phần hài bậc hai 1301 OFF ON ON Bật chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 1311 0.05..2.00 I/In 0.3 I/In Dũng khởi động của bảo vệ
REF
1312A 0.00..60.00 sec;∝ 0.00 sec Thời gian trễ của bảo vệ REF 1313A 0.00..0.95 0.00 Độ dốc của đường đặc tớnh
Từ những thụng số chỉnh định ở trờn, ta xõy dựng được đường đặc tớnh làm việc của rơle 7UT613 như hỡnh 5-1.
Vùng hãm bổ sung Vùng khoá Vùng tác động IDIFF N I DIFF I IN I IS1 IP2 = IS2= IS3 =21,1 = 9,3 DIFF I Hỡnh 5-1. Đặc tớnh tỏc động của bảo vệ so lệch cú hóm.
5.3. NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7SJ64.