- Đặc trưng của tính năng bảo vệ hệ thống điện phân phối O/C ngắn mạch 50P/51P
Chạm đất độ nhay cao 50N/51N Kém dòng pha 37P
Quá tải 49
Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch NPS (46) (IDMTL, DTL) Bảo vệ chống đứt dây
Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 50BF Bảo vệ tải lạnh
Quá điện áp pha (59) (IDMLT, DTL) Kém điện áp pha (27) (IDMLT, DTL)
Quá điện áp thứ tự không (59N ZPS) (IDMLT, DTL) Quá điện áp thứ tự nghịch (47 NPS) (IDMLT, DTL) Quá dòng có hướng (67) (IDMLT, DTL)
Quá dòng chạm đất có hướng (67N) (IDMLT, DTL) Chạm đất hướng độ nhạy cao (67 SEF) (IDMLT, DTL) Quá dòng có hướng thứ tự nghịch (67/46) (IDMLT, DTL) Quá dòng điều khiển điện áp 51V
Quá tân số/kém tần số 81U/81O Mạch tự đồng lặp lại (79) Thiết bị định vị sự cố Giám sát CT Giám sát VT Giám mạch cắt Giám sát nội bộ
Giám sát trọng thái máy cắt Cảnh báo trạng thái máy cắt Nhiều nhóm cài đặt
Đo
Ghi chép sự cố Ghi chép hiện tượng Ghi chép sự nhiễu loạn
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 76 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương
5.3. Vận hành rơ le
5.3.1.Giao diện vận hành
Màn hình LCD:
Màn hình LCD hiển thị 2 dòng 16 ký tự và đèn chiếu sáng nền, cho phép người sử dụng truy cập rơ le các thông tin về các bản ghi, trạng thái và cài đặt rơ le. Trong trạng thái bình thường màn hình tắt, khí bấm một phím bất kì ngoài hai phím VIEW và reset màn hình sẽ hiển thị danh mục chính. Màn hình sẽ tắt khi ấn phím RESET và phím END và tự động tắt sau 5 phút
Đèn LED:
Có 6 đèn LED được dán nhãn và chia mầu, cụ thể như sau:
Nhãn Mầu Chức năng
IN SERVIC Xanh Sáng khi rơle đang làm việc.
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 77 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương
ALARM Đỏ Sáng lên khi phát hiện lỗi.
(LED1) vàng Do người dùng cài đặt.
(LED2) vàng Do người dùng cài đặt.
(LED3) vàng Do người dùng cài đặt.
5.3.2.Phím vận hành.
Phím vận hành được sử dụng để hiển thị bản ghi, trạng thái, các giái trị cài đặt, cài đặt thay đổi các giá trị trên màn hình LCD. Cụ thể như sau:
1- Được sử dụng để di chuyển giữa hai dòng trên màn hình.
2- Được sử dụng để huỷ giá trị nhập vào và quay trở lại danh mục cao hơn.
3- : được sử dụng để kết thúc nhập thông số và quay lại màn hình danh mục cao hơn hoặc để tắt hiển thị.
4- : Được sử dụng để lưu hoặc xác nhận thông số.
5- VIEW: hiển thị thông tin đo lường, lỗi sự cố cuối cùng và tự động giám sát. 6- RESET: Tắt màn hình hiển thị.
Giắc cắm giám sát:
Có 2 giắc cắm giám sát A và B kèm theo đèn LED có thể được sử dụng trong chế độ kiểm tra được lựa chọn trên màn hình LCD. Các tín hiệu đưa ra được lựa chọn sẽ hiển thị trạng thái trên đèn LED A hoặc B hay trên thiết bị mô phỏng thông qua giắc cắm.
Cổng RS232C:
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 78 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương
5.4. Bảo vệ quá dòng có hướng
Trong hệ thống bao gồm các mạch trung chuyển song song, mạch vòng hoặc mạch nhiều nguồn cấp, dòng điện ngắn mạch có thể chạy theo 2 hướng. Trong trường hợp như vậy, định hướng cần được thêm vào các phần tử quá dòng điện.
GRD140 cung cấp chức năng định hướng cho các phần tử quá dòng điện pha và quá dòng chạm đất. Các phần tử OC1 đến OC4 , EF1 đến EF4, SEF1 đến SEF4, NOC1 và NOC2 có thể được bật hoặc tắt thông qua cài đặt sơ đồ đóng cắt. Các đặc tính có hướng có thể được lựa chọn là “thuận” hay “nghịch” hoặc “không” bằng cách cài đặt mục [***-DIR] trong sơ đồ đóng cắt. Các phần tử OC1, EF1 và SEF1 có hai đặc tính gồm thời gian phụ thuộc và đặc tính thời gian độc lập.
5.4.1.Ứng dụng của bảo vệ quá dòng có hướng
Dòng điện trên hai đường dây song song
Nếu bảo vệ vô hướng được áp dụng cho dòng điện hiển thị trên hình 2.1.9 thì sự cố tại điểm F sẽ làm 2 nhánh dây bị ngắt ra tại cả điểm A và B, tải sẽ bị cắt ra hoàn toàn.
Rơ le có hướng được áp dụng để khoá lại đúng đường dây, chắc chắn rằng chỉ đường dây bị sự cố cắt ra. Rơ le tại A và B bình thường được cài đặt ở 50% dòng tải lớn nhất của mạch, thông qua các chức năng OC1 và EF1, với bộ phận định hướng được thể hiện như hướng của các mũi tên trong hình dưới.
Giá trị cài đặt chức năng quá dòng của rơ le GRD140 được cài đặt độc lập để phục vụ vận hành có hướng. Vì thế, chức năng OC2 và EF2 được cài đặt không hướng để tạo thời gian trễ khôi phục bảo vệ cho tải.
Hình 5-1 Ứng dụng của rơ le GRD140 bảo vệ hai đường dây song song
Dòng điện chạy trong mạch vòng
Mạch vòng thông thường được bảo vệ bằng rơ le quá dòng có hướng, vì dòng điện có thể chạy theo các hướng khác nhau. Phương pháp chọn lọc thông thường được áp
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 79 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương dụng riêng cho hướng thuân chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đông hồ. Thông thường, hai rơ le có hướng sẽ được đặt ở mỗi đầu đường dây.
Một hệ thống đơn giản được minh họa trong Hình 5-2 cho thấy rõ ràng thời gian tác động, mặc dù thời gian ngược lại cũng có thể được áp dụng. Rơle vô hướng được áp dụng ở hai đầu phía nguồn của mạch vòng. Tất cả các bảo vệ khác là rơle có hướng. Có thể thấy rằng sự cố ở F được cắt tại A trong 1.0s và tại B trong 0.4s.
Ngoài ra, kể từ khi GRD140 cung cấp nhiều chức năng, độc lập giai đoạn quá dòng bi-directional, một chương trình có thể được thực hiện trong đó một relay duy nhất có thể thực hiện các chức năng bảo vệ cần thiết ở cả hai hướng tại mỗi điểm kết nối tải. Mỗi phần tử quá dòng GRD140 có thể được lập trình với các thiết lập khác nhau cho hướng về phía trước và ngược lại, do đó khả năng chọn lọc phải chính xác theo hai hướng thuận và ngược chiều kim đồng hồ.
Hình 5-2 Ứng dụng rơ le GRD140 bảo vệ mạch vòng
Hệ thống hai nguồn ở hai đầu đường dây
Trong hệ thống hai nguồn đầu cuối đường dây như Hình 5-3, dòng điện ngắn mạch chạy về điểm sự cố từ cả hai phía.
Hình 5-3 Ứng dụng rơ le GRD140 bảo vệ hệ thống có 2 nguồn đặt ở 2 đầu
Việc bảo vệ được thực hiện bằng cách cài đặt thêm các yếu tố định hướng tại các điểm 1, 2 3 kèm theo yếu tố thời gian trễ. Khi có sự cố, các rơ le có hướng công suất
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 80 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương nét liền chỉ tác động khi có dòng chảy theo hướng từ G1 sang G2, các rơ le có hướng công suất nét đứt chỉ tác động khi có dòng chảy theo hướng từ G2 sang G1.
5.4.2.Đặc tính có hướng
Hình 5-4 minh họa đặc tính định hướng, với khu vực Forward Operate được tô
màu tối. Khu vực Reverse Operate chỉ đơn giản là một hình ảnh phản chiếu của khu vực Forward Operate. Khu vực Forward Operate và Reverse Operate được lựa chọn bởi các sơ đồ bật tắt [OC-DIR], [EF-DIR], [SE-DIR] và [NC-DIR]. Như thể hiện trong
Hình 5-5, mỗi đặc tính có hướng được điều chỉnh theo đặc tính thuận, đặc tính nghịch
và ngưỡng quá dòng.
(a) Đặc tính của OC, EF, (b) Đặc tính của SEF
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 81 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương Hình 5-5 Phần tử có hướng
Tín hiệu phân cực của các yếu tố định hướng được hiển thị trong Hình 5-6. Sự phân cực của yếu tố quá dòng pha có hướng OC đạt được bằng các phương pháp hình bình hành, mỗi góc pha của dòng điện được so sánh với pha-pha điện áp giữa hai pha khác nhau. Kể từ khi điện áp đầu vào được nhập vào rơ le thì thông thường sẽ được kết nối với pha với trung tính, phân cực pha-pha điện áp được bắt nguồn trong nội bộ. Các thành phần điện áp thứ tự nghịch cũng được bắt nguồn trong nội bộ. Các thành phần điện áp thứ tự không có nguồn gốc từ một điện áp dư hoặc nội bộ tùy thuộc vào mô hình. Hướng được xác định trong từng trường hợp bằng cách đo góc pha của dòng điện đối với một số lượng phân cực phù hợp.
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 82 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương Bảng 5-1 Tín hiệu tham chiếu định hướng
Directional element Current Input Polarising Signal OC-A Ia Vbc90(*) OC-B Ib Vca90(*) OC-C Ic Vab90(*) EF Ie -Ve
SEF Ise -Ve
NOC I2 -V2
5.5. Sơ đồ logic
Dưới đây là một số sơ đồ logic của các bảo vệ mà đồ án yêu cầu sử dụng:
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 83 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương Hình 5-8 Bảo vệ quá dòng chạm đất EF1
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 84 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương
CHƯƠNG 6:TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CHỈNH ĐỊNH 6.1. Chọn BI dùng cho bảo vệ của đường dây
Chọn tỷ số biến cho các BI như sau:
Tỷ số biến cho BI34, BI43 trên đường dây AB:
AB-BI34-BI43
250
n = = 250
1
Tỷ số biến cho BI35, BI53 trên đường dây AC:
AC-BI35-BI53
500
n = =100
1
Tỷ số biến cho BI56, BI65 trên đường dây CD:
CD-BI56-BI65
200
n = = 200
1
Tỷ số biến cho BI46, BI64 trên đường dây BD:
BD-BI46-BI64
500
n = = 500
1
Tỷ số biến cho BI47, BI74 trên đường dây BT:
BT-BI47-BI74
600
n = = 600
1
Tỷ số biến cho BI76, BI67 trên đường dây TD:
TE-BI76-BI67
250
n = = 250
1
Tỷ số biến cho BI78, BI87 trên đường dây TE:
TE-BI78-BI87
500
n = = 500
1
Tỷ số biến cho BI45, BI54 trên đường dây BC:
BC-BI45-BI54
250
n = = 250
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 85 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương Bảng 6-1 Bảng lựa chọn BI cho đường dây
Đường dây Dòng làm việc max I
LVmaxDD BI AB 230,57 250/1 AC 469,79 500/1 CD 195,23 200/1 BD 492,38 500/1 BT 580,24 600/1 TD 112,29 150/1 TF 499,20 500/1 BC 224,43 250/1
6.2. Tính toán thông số chỉnh định cho BVQDĐ cho đường dây
6.2.1.Bảo vệ quá dòng cực đại có hướng
6.2.1.1. Bảo vệ quá dòng pha cực đại (51)
Tính toán dòng khởi động cho bảo vệ rơ le:
Dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng cực đại trên đường dây AB:
(3) at mm sd kd34 kd43 LVmaxDD_AB AB-3412-BI43 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .230,57 = 2,029(A) n .k 250.1
Dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng cực đại trên đường dây AC:
(3) at mm sd kd35 kd53 LVmaxDD_AC AC-BI35-BI53 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .469,79 = 2,067(A) n .k 500.1
Dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng cực đại trên đường dây CD:
(3) at mm sd kd56 kd65 LVmaxDD_CD CD-BI56-BI65 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .195,23= 2,148(A) n .k 200.1
Dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng cực đại trên đường dây BD:
(3) at mm sd kd46 kd64 LVmaxDD_BD BD-BI46-BI64 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .492,38 = 2,166(A) n .k 500.1
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 86 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương (3) at mm sd kd47 kd74 LVmaxDD_BT BE-BI47-BI74 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .580,24 = 2,128(A) n .k 600.1
Dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng cực đại trên đường dây TD:
(3) at mm sd kd76 kd67 LVmaxDD_BT ED-BI76-BI67 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .112,29 =1,647(A) n .k 150.1
Dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng cực đại trên đường dây TE:
(3) at mm sd kd78 kd87 LVmaxDD_TE EF-BI78-BI87 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .499,20 = 2,196(A) n .k 500.1
Dòng điện khởi động cho các bảo vệ quá dòng cực đại trên đường dây BC:
(3) at mm sd kd45 kd54 LVmaxDD_BC BC-BI45-BI54 trv k .k .k 1,1.2.1 I = I = .I = .224,43=1,975(A) n .k 250.1
Bảng 6-2 Dòng khởi động cho rơ le quá dòng pha cực đại
Đường dây Dòng làm việc max I
LVmaxDD BI IKĐ AB 230,57 250/1 2,029 AC 469,79 500/1 2,067 CD 195,23 200/1 2,148 BD 492,38 500/1 2,166 BT 580,24 600/1 2,128 TD 112,29 150/1 1,647 TF 499,20 500/1 2,196 BC 224,43 250/1 1,975
Kiểm tra độ nhạy:
Độ nhạy của rơ le quá dòng có thời gian được tính theo công thức sau: Nmin nh BI kd I k = 1, 2 n .I
Như vậy dòng ngắn tối thiểu để đảm bảo độ nhạy trên các đường dây được tính theo công thức sau:
BI
Nmin kd
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 87 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương Bảng 6-3 Dòng ngắn mạch nhỏ nhất để rơ le quá dòng pha cực đại đủ độ nhạy
Đường dây Dòng làm việc max
ILVmaxDD BI IKĐ INmin AB 230,57 250/1 2,029 760,88 AC 469,79 500/1 2,067 1550,25 CD 195,23 200/1 2,148 644,28 BD 492,38 500/1 2,166 1624,80 BT 580,24 600/1 2,128 1914,84 TD 112,29 150/1 1,647 370,58 TF 499,20 500/1 2,196 1647,30 BC 224,43 250/1 1,975 740,63
Kết hợp với kết quả tính toán trong Bảo vệ quá dòng cực đại sử dụng dòng ngắn mạch
cực tiểu để kiểm tra độ nhạy. Dưới dây là bảng tính toán dòng ngắn mạch cực tiểu qua
các BI trong các trường hợp điển hình (ngắn mạch trên thanh cái, ngắn mạch giữa đường dây)
Bảng 4-18 Dòng ngắn mạch pha cực tiểu xác định khả năng phối hợp của các bảo vệ
SVTH: Nguyễn Tấn Linh – Đ7H1 88 GVHD: Th.S Nguyễn Sỹ Chương
Bảng 6-4 Xác định các bảo vệ đủ độ nhạy khi xảy ra ngắn mạch trên mỗi đường dây
BI34 BI43 BI35 BI53 BI45 BI54 BI46 BI64 BI47 BI74 BI56 BI65 BI76 BI67 BI87 BI78 N3 2049,92 2049,92 1482,13 1482,13 734,42 734,42 415,39 415,39 332,31 332,31 747,7 747,7 332,31 332,31 0,00 0,00 N4 1720,73 1720,73 1244,12 1244,12 616,48 616,48 348,69 348,69 278,95 278,95 627,64 627,64 278,95 278,95 0,00 0,00 N5 609,65 609,65 2401,71 2401,71 1601,87 1601,87 906,03 906,03 724,82 724,82 1630,85 1630,85 724,82 724,82 0,00 0,00 N6 1034,17 1034,17 1496,98 1496,98 439,32 439,32 2010,31 2010,31 1608,25 1608,25 1501,01 1501,01 1608,25 1608,25 0,00 0,00 N7 1130,91 1130,91 1244,52 1244,52 204,01 204,01 1101,26 1101,26 2836,86 2836,86 1160,19 1160,19 2140,24 2140,24 0,00 0,00 N8 964,36 964,36 1019,47 1019,47 203,39 203,39 889,67 889,67 2254,64 2254,64 927,48 927,48 1691,32 1691,32 3860,49 3860,49 N34 2922,82 3335,21 424,42 424,42 210,31 210,31 118,95 118,95 95,16 95,16 214,11 214,11 95,16 95,16 0,00 0,00 N35 1076,22 1076,22 3443,76 2290,18 1134,83 1134,83 641,86 641,86 513,49 513,49 1155,36 1155,36 513,49 513,49 0,00 0,00 N45 908,67 908,67 1604,44 1604,44 3088,84 2018,24 362,7 362,7 290,16 290,16 652,86 652,86 290,16 290,16 0,00 0,00 N46 1216,8 1216,8 1260,75 1260,75 227,3 227,3 3541,22 1762,77 755,58 755,58 1106,77 1106,77 755,58 755,58 0,00 0,00 N47 1314,91 1314,91 1185,93 1185,93 323,13 323,13 518,1 518,1 4148,64 1275,87 885,41 885,41 1275,87 1275,87 0,00 0,00 N56 766,54 766,54 1832,18 1832,18 960,96 960,96 1380,8 1380,8 1104,64 1104,64 2565,32 2485,44 1104,64 1104,64 0,00 0,00 N76 1066,52 1066,52 1340,43 1340,43 302,81 302,81 1513,51 1513,51 2188,18 2188,18 1390,5 1390,5 2188,24 2785,78 0,00 0,00 N78 1036,38 1036,38 1117,79 1117,79 203,66 203,66 982,92 982,92 2430,13 2430,13 1029,76 1029,76 1889,34 1889,34 0,00 4315,79 Dây AB AC BC BD BT CD TD TE gh Nmin I 760,88 1550,25 740,63 1624,80 1914,84 644,28 370,58 1647,30 Ô bôi màu, chữ đậm là các ô mà bảo vệ rơ le trong trường hợp đó đủ độ nhạy để tác động khi ngắn mạch xảy ra.