. . . 1. Thông s kỹ thu tố ậ
Rơ le số bảo vệ quá dòng có thời gian 7SJ600 được trang bị một bộ vi xử lý mạnh 16 bit. Nó trợ giúp cho quá trình xử lý số hoàn toàn cho tất cả các chức năng từ việc các số liệu thu nhận các thông số đo được đến đưa ra các tín hiệu cắt cho các máy cắt.
Hình 4. 3: Rơ le 7SJ600 của hãng Siemens Thông số của rơ le 7SJ600 được tra theo số liệu của nhà sản xuất Siemens Bảng 4. 2: Thông số của rơ le 7SJ600
4.3.2.2. Các ch c năng b o v tích h p trong r le 7SJ600ứ ả ệ ợ ơ
Rơ le 7SJ600 được sử dụng cho bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian độc lập hoặc phụ thuộc cho các đường dây trên không, cáp, máy biến áp, động cơ trong các hệ thống phân phối cao áp với nguồn cấp từ một phía hoặc các nguồn cấp hình tia hay các nguồn cấp mạch vòng hở. Nó cũng có thể dùng như một bảo vệ dự phòng cho các bảo vệ so lệch như: đường dây, máy biến áp, máy phát, động cơ và bảo vệ so lệch thanh cái.
Bên cạnh bảo vệ quá dòng có thời gian, 7SJ600 còn có khả năng bảo vệ quá tải theo nhiệt độ, bảo vệ tải không cân bằng, cũng như chức năng giám sát thời gian khởi động cho động cơ được tích hợp bên trong.
Chức năng bảo vệ quá dòng điện
- Người sử dụng có thể chọn bảo vệ quá dòng điện có đặc tính thời gian độc lập hoặc phụ thuộc.
- Các đặc tính có thể cài đặt riêng cho các dòng pha và dòng đất. Tất cả các ngưỡng là độc lập nhau.
- Với bảo vệ quá dòng có thời gian độc lập, dòng điện các pha được so sánh với giá trị đặt chung cho cả ba pha, còn việc khởi động là riêng cho từng pha, đồng hồ các pha khởi động, sau thời gian đặt tín hiệu cắt được gửi đi.
- Với bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc, đường đặc tính có thể được lựa chọn. - Rơle 7SJ600: Cung cấp đủ các loại bảo vệ quá dòng như sau: (50) Bảo vệ quá dòng cắt nhanh, có trễ hoặc không trễ;(51 ) Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian độc lập hoặc phụ thuộc.
Loại bảo vệ quá dòng, quá dòng thứ tự không với đặc tính thời gian phụ thuộc của 7SJ600 có thể hoạt động theo chuẩn đường cong của IEC :
Chọn đặc tính tác động của rơle
Hình 4.4 Đặc tính dốc chuẩn theo IEC Hình 4.5 Đặc tính rất dốc theo IEC
Hình 4.6 Đặc tính cực dốc theo tiêu chuẩn IEC
Các công thức biểu diễn các đường đặc tính trên là: - Đặc tính dốc bình thường (normal inverse) :
(s) - Đặc tính rất dốc (very inverse) : (s) - Đặc tính cực dốc (extremely inverse) : (s) Trong đó:
t : thời gian tác động của bảo vệ (sec) tP : bội số thời gian đặt (sec)
I : dòng điện sự cố (kA)
IP : dòng điện khởi động của bảo vệ (kA)
4.4. Chọn máy biến dòng
Vị trí đặt máy biến dòng được thể hiện trên hình 4.5:
Hình 4. 7: Vị trí đặt biến dòng
Điều kiện chọn biến dòng:
- Điện áp định mức (UđmCT): UđmCT Uđmlưới . - Dòng điện định mức (IđmCT): I1đmCT 1,2.IF-L
- Tổng trở tải của CT: ZCT = ZS + a.ZL + ZR.
Trong đó :
ZS: là tổng trở phía thứ cấp biến dòng điện tra theo đặc tính của nhà sản xuất. ZL: là tổng trở của dây nối thứ cấp CT tới rơle .
ZR: là tổng trở của bản thân rơle và được tính như sau : ZR = SR/I2R . a=1,2,3: phụ thuộc vào dạng sơ đồ nối dây CT với rơ le.
Điều kiện kiểm tra biến dòng ÷
- Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa: US ≤ (0,5 0,7)UK ( tra theo đường cong từ hóa) Trong đó:
(4. 5)
IS: dòng điện thứ cấp CT.
INmax: là dòng ngắn mạch lớn nhất quy đổi về phía thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái ở phía đặt CT.
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5 = 100 (A) sao cho UK > (0,5÷0,7).100.ZS
Dòng điện ngắn mạch lớn nhất trên các thanh cái thể hiện trong Bảng 2.2-Chương 2. Dưới đây là bảng tra của máy biến dòng họ C theo tiêu chuẩn IEC
Hình 4. 8: Thông số của họ máy biến dòng C theo tiêu chuẩn IEC
Cấp chính xác được xác định trên cơ sở là CT đầy tải (ngưỡng đặt lớn nhất). Nếu đặt ngưỡng thấp hơn cần phải quy đổi theo ngưỡng lớn nhất.
4.4.1. Ch n và ki m tra CT cho r le 7UT613ọ ể ơ
a) Phía 220 kV
Chọn CT
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 220 (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,012 =2,332 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=15,3 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là: US =2,332.95,63 = 223 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,332 = 466,4 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
Chọn CT loại C800 có CTR = Uk= 872 V và tải định mức B-8 có ZB=8Ω, 3 bộ, cấp điện áp 220 kV. b) Phía 110 kV Chọn CT - Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 110 (kV) - Dòng điện định mức: IđmCT IlvmaxT1= 1,2 = (A) => Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,012 =2,332 (Ω)
- Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 có IN1(3)=7,96 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là: US = 2,332.49,75 = 116,02 (V) => chọn CT có
thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa
-Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) sao cho UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,332 =466,4 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa. -Chọn CT loại C800 có CTR = , Uk= 872 V và tải định mức B-8 có ZB=8Ω, 3 bộ, cấp điện áp 110 kV. c) Phía 22 kV Chọn CT -Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 22 (kV)
-Dòng điện định mức: IđmCT 1,2.IlvmaxT1= 1,2. = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.800 = 1,6 (Ω)
Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=0,25(Ω) -Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất:
Như vậy tổng trở rơle là:
-CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS + RL + ZR = 1,6+0,5+0,012=2,112(Ω)
- Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 có IN1(3)=19,6 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US = 2,112.24,5 = 51,74 (V) => chọn CT có để thỏa
mãn điều kiện tránh bão hòa.
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) sao cho UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,112 = 422,4 (V) để thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa. - Chọn CT loại C400 có CTR = , Uk= 540 V và tải định mức B-4 có ZB=4Ω, 3 bộ, cấp điện áp 22 kV 4.4.2. Ch n và ki m tra CT cho r le 7SJ600 kVọ ể ơ a) Phía 220kV Chọn CT download by : skknchat@gmail.com
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 220 (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,008 =2,328 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥1,4. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=15,3 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,328.95,63 = 222,63 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 1,4.100.ZS=1,4.100.2,328 = 325,92 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
-Chọn CT loại C400 có CTR = ,Uk= 452 V và tải định mức B-4 có ZB=4Ω, download by : skknchat@gmail.com
3 bộ, cấp điện áp 220 kV. d) Phía 110 kV
Chọn CT
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 110 (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,008 =2,328 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥1,4. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=7,96 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,328.49,75 = 115,82 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 1,4.100.ZS=1,4.100.2,328 = 333,48 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
-Chọn CT loại C400 có CTR = ,Uk= 452 V và tải định mức B-4 có ZB=4Ω, 3 bộ, cấp điện áp 110 kV.
e) Phía 22 kV
Chọn CT
-Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 22 (kV)
-Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 =1,2 (A)
Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.800 = 1,6 (Ω)
- Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=0,25(Ω) - Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất:
Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 1,6+0,5+0,008 =2,108 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥1,4. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=19,6 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,108. 24,5 = 51,65 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 1,4.100.ZS=1,4.100.2,108 = 295,12 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
-Chọn CT loại C200 có CTR = ,Uk= 330 V và tải định mức B-2 có ZB=2Ω, 3 bộ, cấp điện áp 22 kV.
Bảng 4. 4: Bảng chọn thông số CT
Cấp điện áp Thông số
Loại CT CTR
4.4.3. Ch n và ki m tra bi n dòng phía trung tínhọ ể ế
Chọn CT
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,012 =2,332 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) IN1(3)=3.4,8=14,4 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,332.90 = 209,88 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,332 = 466,4 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
Chọn CT loại C800 có CTR = Uk= 872 V và tải định mức B-8 có ZB=8Ω, 3 bộ, cấp điện áp trung tính 127,02 kV.
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỈNH ĐỊNH THÔNG SỐ CỦA RƠLE 5.1. Các thông số cần thiết để tính toán cho bảo vệ
5.1.1. Thông s c a MBAố ủ
Thông số của máy biến áp được cho trước là:
Bảng 5. 1: Thông số máy biến áp
Số Sđm lượng (MVA) 2 125 ∆PN (kW) C-T C-H - 290
5.1.2. K t qu tính ng n m ch c n thi t đ tính toán cho b o v MBAế ả ắ ạ ầ ế ể ả ệ
Kết quả sau khi tính toán ngắn mạch ở chương 2
Bảng 5. 2: Kết quả tính toán ngắn mạch. Dạng N NM Điểm NM N1 14,1 N2 14,1 N3 7,9 N4 7,9 N5 19,6
N6 19,6
5.2. Tính toán và chỉnh định các thông số cài đặt đối với rơle 7UT613.5.2.1 . B o v so l ch 87Tả ệ ệ 5.2.1 . B o v so l ch 87Tả ệ ệ
a) Tính toán các thông số cơ bản của bảo vệ
- Dòng từ hóa ổn định của MBA : I0=0,5 % - Sai số cơ bản của rơle : hoặc - Sai số do điều chỉnh dưới tải của MBA:
- Sai số bản thân CT loại C :10% b) Sai số tổng
Sai số tổng
Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có hãm gồm 4 đoạn (a, b, c, d) như hình trên với các thông số được tính toán như sau:
Đoạn đặc tính (a): Thường được gọi là ngưỡng thấp (I>) hay ngưỡng khởi động (Ipick- up)
Ipick-up =ε∑ + kdt
Trong đó:
ε∑ : là tổng các sai số (%). kdt = 5% là hệ số dự trữ.
Ipick-up =ε∑ + kdt =25,5% +5% = 30,5% = 0,305
Đoạn đặc tính (b): Nhánh b là nhánh mà rơle bắt đầu hãm do ảnh hưởng của sai số (không thể bù) của các thiết bị
Độ dốc tối thiểu:
SLb = SLbmin+ kdt < SLbmax (%)
Trong đó độ dốc cực đại: chức năng so lệch dòng điện của rơ le 7UT613 của hãng SIEMENS là loại có đặc tính hãm tổng (k=1). SLbmax = 100%.
Độ dốc tối thiểu áp dụng biểu thức (4.14)
SLb = SLbmin + kdt = 14,6% + 5% = 19,6 %
Đoạn đặc tính (c): Có độ dốc lớn hơn do có kể đến CT bão hòa