II. MODUL THÍNGHIỆM RAMPING
2. Giới thiệu lý thuyết
Rơ le khoảng cách được sử dụng như bảo vệ ngắn mạch trong hầu hết các hệ thống điện khi bảo vệ q dịng khơng được sử dụng vì tính chọn lọc, u cầu xác định sự cố hoặc khi cần thời gian cơ lập sự cố ngắn. Nó thường dùng trong mạng mạch vòng với nhiều ngăn lộ.
Trang 88 / 187
2.1 Sơ đồ tổng trở
Dựa vào thông số đường dây và đối tượng bảo vệ, vùng bảo vệ và phản ứng trong quá trình sự cố được mô tả trên sơ đồ tổng trở.
Hình 4: Cấu hình đường dây 110kV
Hình 5: Thời gian cắt tương ứng với các vùng bảo vệ
Có nhiều loại đặc tuyến tổng trở khác nhau. Ở ví dụ này đặc tuyến tứ giác và Mho sẽ được sử dụng.
Trang 89 / 187
Trang 90 / 187
Trang 91 / 187
2.2 Góc tổng trở đường dây (góc ngắn mạch)
Một hệ số là đặc tính của một số sự cố đặc biệt là góc ngắn mạch giữa điện áp sự cố và dịng điện. Góc này phụ thuộc vào cấp điện áp và đối tượng được bảo vệ (đường dây khơng, cáp, MBA). Nó có thể được kiểm chứng chính xác hơn.
Bảng 3: Góc ngắn mạch và cấp điện áp
380kV 220kV 110kV 10..30kV Hồ quang
Góc ngắn mạch φsc Xấp xỉ 85o Xấp xỉ 80o Xấp xỉ 72o 30o..50o Xấp xỉ 0o
Hình 8: Góc tổng trở đường dây cho các thiết bị bảo vệ khoảng cách khác nhau
Trang 92 / 187
2.3 Bù thứ tự không
Sự cố pha-pha, khoảng cách giữa rơ le và sự cố có thể tính tốn từ mạch vịng tổng trở bằng cách sử dụng tổng trở đường dây. Với sự cố pha-đất cần có tổng trở đất. Để tính đến tổng trở đất, một hệ số bù thứ tự 0 (hệ số đất) được sử dụng. Định nghĩa hệ số này phụ thuộc vào nhà sản xuất rơ le.
Trang 93 / 187
Một số ví dụ cho cài đặt chỉnh định các thơng số này được chỉ ra sau đây:
Hình 9: Hệ số bù thứ tự 0 cho SEL 421
Hình 10: Hệ số bù thứ tự 0 cho rơ le bảo vệ khoảng cách SIEMENS Cài đặt chỉnh định hệ số này sẽ ảnh hưởng đến kết quả vùng bảo vệ với sự cố pha-đất như thể hiện dưới đây:
Trang 94 / 187
3. Giới thiệu thực hành
Module thí nghiệm Advanced Distance và Distance được thiết kế để thí nghiệm chức
năng bảo vệ khoảng cách (ví dụ: sơ đồ tổng trở, thời gian cắt).
Lưu ý: Các chức năng của module thí nghiệm Advanced Distance và Distance có sự khác
nhau.
Hình 12: Giao diện Test View của module thí nghiệm Advanced Distance và Distance Phần trình bày dưới đây sẽ sử dụng module thí nghiệm Advanced Distance. Module thí nghiệm này bao trùm các chức năng có trong module thí nghiệm Distance.
Module thí nghiệm có thể tìm thấy ở giao diện Start Page của phần mềm OMICRON Test Universe, hoặc cũng có thể insert từ file OCC (OMICRON Control
Center)
3.1 Khai báo đối tượng thí nghiệm (Test Object)
Trước khi thí nghiệm bắt đầu cần phải khai báo các cài đặt chỉnh định cho rơ le được thí nghiệm.
Thực hiện bằng cách nhấn chuột vào biểu tượng Test Object trong OCC hoặc trong module thí nghiệm.
Trang 95 / 187
3.1.1 Cài đặt cho rơ le
Các thông tin cài đặt cho rơ le (loại rơ le, kí hiệu, thơng tin trạm, thơng số CT và VT) được nhập vào phần RIO/ Device :
Lưu ý: Thông số Vmax và Imax giới hạn giá trị dòng và áp phát ra, để tránh hư hỏng cho thiết bị được thí nghiệm. Giá trị này cần được điều chỉnh tương ứng với phần Hardware Configuration khi nối đầu ra song song. Cần tham khảo hướng dẫn sử dụng của rơ le để tránh phát quá giá trị qui định.
3.1.2 Khai báo thông số bảo vệ khoảng cách
Các thông tin liên quan đến rơ le bảo vệ khoảng cách cũng như sơ đồ tổng trở khoảng cách có thể nhập vào ở phần chức năng RIO/Distance.
Trang 96 / 187
Cài đặt hệ thống
Tab « System Settings » chứa dữ liệu thông số hệ thống, phản ứng của rơ le cũng như độ lệch (sai số) rơ le.
Trang 97 / 187
1. Chiều dài đường dây và góc đường dây là biên độ và góc của tổng trở Z của đường dây được bảo vệ. Nó cần thiết để tính tốn sự cố chính xác tương ứng với hệ thống điện :
Nếu điện kháng đường dây X được đặt trong rơ le, tổng trở Z có thể được suy ra từ điện kháng X và góc đường dây φ.
Chiều dài đường dây Z = X/ sinφ = (X’.l)/sinφ = (0.218Ω/km x 32.5km)/ sin 64o = 7.88Ω 2. Liên quan đến sơ đồ đấu nối ngăn lộ (Hình 2), cần chọn nếu biến điện áp PT được đặt ở đường dây (at line) hoặc ở thanh cái (at busbar). Nếu chọn at busbar, điện áp sẽ có giá trị định mức sau khi cắt.
3. Trung tính CT starpoint cần được đặt tương ứng với sơ đồ cuộn dây thứ cấp của CT. Trong ví dụ này sơ đồ đấu nối ngăn lộ (Hình 2) thể hiện trung tính CT hướng về đường dây.
Trang 98 / 187
4. Độ lệch (sai số) tổng trở và thời gian có thể tìm thấy trong tài liệu hướng dẫn rơ le. 5. Hệ số đất bù ảnh hưởng của tổng trở đất với vùng khoảng cách (xem phần 2.3) 6. Nhấp chuột vào checkbox để nhập các thông số tổng trở bằng giá trị sơ cấp.
7. Cần phải kích hoạt checkbox này, nếu rơ le 5A được thí nghiệm và sử dụng 1A như tham chiếu tính tốn tổng trở.
Cài đặt vùng bảo vệ
Tab « Zone Settings » dùng để nhập thông tin các vùng bảo vệ :
Như thể hiện ở hình trên, khơng có vùng bảo vệ nào được đặt theo mặc định. Nhấn chuột vào New để insert một vùng bảo vệ. Sau đó, chỉnh sửa đặc tuyến có thể thực hiện bằng cách nhấn vào edit. Tại đây có thể nhập vùng bảo vệ.
Trang 99 / 187
Nhấn chuột vào Add để thêm vào bộ phận đặc tuyến (element) trong danh sách Element list. Bộ phận này có thể là đường thẳng hoặc cung tròn.
- Một đường thẳng có thể được thiết lập với một góc và một điểm trên đường thẳng. Đường thẳng này có thể khai báo ở dạng cartesian (tọa độ đề các) hoặc polar (cực tuyến) sử dụng tùy chọn Line cartesian hoặc Line polar.
- Một đường tròn được thiết lập với một điểm, một bán kính, một góc bắt đầu, một góc kết thúc và hướng. Do tâm có thể khai báo ở dạng cartesian hoặc polar, tùy chọn Arc cartesian hoặc Arc polar có thể được sử dụng.
Cũng có thể sử dụng các đặc tuyến được định nghĩa trước (Predefined shapes)
Bây giờ, các vùng có thể được xây dựng bằng cách kết hợp nhiều bộ phận.
Lưu ý : Đặc tuyến của một vùng bảo vệ phụ thuộc vào loại rơ le cũng như cài đặt chỉnh định trong rơ le. Đặc tuyến có thể tìm thấy trong sổ tay rơ le. Các bộ phận của một đặc tuyến tứ giác hoặc Mho được thể hiện dưới đây.
Trang 100 / 187
Trang 101 / 187
Nếu cần bổ sung các vùng bảo vệ, vùng bảo vệ đầu tiên có thể copy (1) và thêm vào (Append) (2) danh sách. Sau đó, cài đặt chỉnh định của từng vùng có thể chỉnh sửa. Sau khi tất cả các vùng bảo vệ được nhập vào, danh sách sẽ trông giống như sau :
3. Số thứ tự vùng có thể định nghĩa ở đây.
4. Mô tả (nhãn Label) được tự động tạo ra tuy nhiên mơ tả tên này cũng có thể nhập bằng tay.
5. Bốn loại vùng bảo vệ khác nhau có thể được khai báo : Tripping : Tập hợp các vùng cắt của rơ le
Starting : Vùng này thường chỉ gây ra khởi động. Cũng có thể định nghĩa một dải trên mặt phẳng tổng trở ở đó khởi động sẽ dẫn đến cắt sau một thời gian giới hạn lớn nhất.
Extended: Vùng này chỉ được kích hoạt trong một số trường hợp, chẳng hạn phát hiện đóng bằng tay (manual close) hoặc tự động đóng lặp lại.
Non tripping: Khơng có lệnh cắt ở vùng này, ngay cả khi có lấn vùng bởi vùng cắt. Một ví dụ sử dụng nó là mơ hình load blinding.
6. Với tùy chọn này mạch vịng sự cố cho mỗi vùng bảo vệ có thể được định nghĩa. Do đó, có thể thiết lập các vùng khác nhau cho sự cố pha-pha hoặc pha-đất.
7. Mỗi vùng có thể kích hoạt hoặc vơ hiệu.
Sau khi khai báo tất cả các vùng, thời gian cắt cho mỗi vùng có thể được đặt. Cũng có thể đặt độ lệch (sai số) riêng rẽ cho mỗi vùng bảo vệ.
Trang 102 / 187
Lưu ý: Trong ví dụ này các vùng khởi động (Starting) cũng được khai báo. Các vùng ZS1 chỉ có hướng thuận. Do đó thời gian cuối hướng thuận được đặt như thời gian cắt cho các vùng này. Các vùng ZS2 bao trùm tồn bộ mặt phẳng tổng trở, do đó thời gian cuối vô hướng là thời gian cắt cho vùng này.
3.2 Cấu hình chung về phần cứng (Global Hardware Configuration) hợp bộ CMC Cấu hình chung (global Hardware Configuration) sẽ qui định cấu hình đầu vào đầu ra chung của hợp bộ CMC. Nó áp dụng cho mọi module thí nghiệm con, do đó, cần được định nghĩa theo đấu nối của rơ le. Có thể mở bằng cách nhấp đúp chuột vào biểu tượng Hardware Configuration trong OCC
Trang 103 / 187
3.2.1 Ví dụ cấu hình đầu ra hợp bộ CMC cho rơ le bảo vệ với dòng định mức thứ cấp 1A
Trang 104 / 187
3.2.2 Ví dụ cấu hình đầu ra hợp bộ CMC cho rơ le bảo vệ với dòng định mức thứ cấp 5A
Lưu ý: Hãy đảm bảo rằng kích cỡ dây đủ để nối song song Các diễn giải sau đây chỉ áp dụng cho rơ le bảo vệ với dòng định mức thứ cấp 1A.
Trang 105 / 187
3.2.3 Đầu ra tương tự (Analog Outputs)
Đầu ra tương tự (AO), đầu vào và ra số (BI & BO) có thể kích hoạt riêng rẽ trong từng Hardware Configuration của từng module thí nghiệm cụ thể (xem phần 3.3)
3.2.4 Đầu vào số (Binary Inputs)
1. Tín hiệu khởi động Start là tùy chọn (cần thiết nếu Starting được lựa chọn như thời gian tham chiếu trong thí nghiệm)
2. Tín hiệu cắt Trip cần được nối tới một BI (có thể sử dụng BI1…BI10)
3. Tiếp điểm có điện (wet contacts) đáp ứng điện áp định mức của đầu vào BI với điện áp của lệnh cắt máy cắt hoặc chọn Potential Free với tiếp điểm khô (dry contacts). 4. BO và AI không được sử dụng cho thí nghiệm này.
Trang 106 / 187
3.2.5 Sơ đồ nối dây với hợp bộ thí nghiệm cho rơ le bảo vệ có dịng định mức thứ cấp 1A
Lưu ý: Sơ đồ nối dây sau đây chỉ là ví dụ. Việc nối dây của đầu vào dịng tương tự có thể khác đi nếu các chức năng bảo vệ bổ sung (ví dụ bảo vệ chạm đất độ nhạy cao) được sử dụng. Trong trường hợp này IN có thể được đấu dây riêng rẽ.
Trang 107 / 187
3.3 Cấu hình riêng về phần cứng (Global Hardware Configuration) hợp bộ CMC cho thí nghiệm bảo vệ khoảng cách
Cấu hình riêng (local Hardware Configuration) sẽ kích hoạt đầu ra/ đầu vào của hợp bộ thí nghiệm CMC cho module thí nghiệm được lựa chọn. Do đó cần phải khai báo cho mỗi module thí nghiệm riêng rẽ. Có thể mở bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng Hardware Configuration trong module thí nghiệm:
3.3.1 Đầu ra tương tự phát dòng/ áp
Trang 108 / 187
3.4 Khai báo cấu hình thí nghiệm 3.4.1 Giới thiệu chung
Khi thí nghiệm chức năng bảo vệ khoảng cách, các bước sau đây được khuyến cáo: - Thí nghiệm tác động (Pick-up Test): Chức năng tác động tương ứng (ví dụ khởi động q dịng) được thí nghiệm. Thí nghiệm này khơng được diễn giải trong tài liệu này.
- Thí nghiệm thời gian cắt (Trip time test): Thời gian cắt của chức năng bảo vệ khoảng cách sẽ được thí nghiệm.
- Thí nghiệm tác động vùng biên (Zone reach test): Vùng biên của bảo vệ khoảng cách sẽ được kiểm tra.
Thí nghiệm thời gian tác động, thí nghiệm vùng biên được thực hiện với module Advance
Trang 109 / 187
3.4.2 Thí nghiệm thời gian cắt Các thẻ Trigger và Settings:
1. Điều kiện trigger cho thí nghiệm này là tiếp điểm đi cắt (Trip)
2. Mơ hình thí nghiệm sẽ là dịng thí nghiệm khơng đổi (Constant test current). Dịng thí nghiệm được tự động đặt ở 2 lần dòng định mức. Dòng điện này cần phải lớn hơn dịng tác động và do đó có thể phải tăng lên.
3. Ở đây là góc mà sự cố có thể xuất hiện. Trong ví dụ này chế độ xuất hiện sự cố được để ở chế độ ngẫu nhiên (random)
4. Dòng tải (Load current) trong trạng thái trước sự cố khơng được sử dụng ở ví dụ này.
5. Bỏ qua đặc tuyến định mức (Ignore nominal characteristic) sẽ bỏ qua cài đặt vùng của đối tượng thí nghiệm trong search test. Trong ví dụ này khơng chọn.
6. Các thời gian này được khai báo cho chế độ trước sự cố (bình thường), sự cố và sau sự cố. Cần phải đảm bảo rằng: Thời gian sự cố lớn nhất (Max. fault) lớn hơn chỉnh định thời gian vô hướng cuối.
7. Thời gian tham chiếu qui định sự cố xuất hiện hoặc tiếp điểm khởi động được sử dụng như tham chiếu cho đo thời gian cắt hay không. Trong ví dụ này được đặt là Fault inception.
Trang 110 / 187
Thẻ Shot Test:
Thời gian tác động được thí nghiệm với thẻ shot test. Với chế độ thí nghiệm này, các điểm thí nghiệm có thể được đặt trên mặt phẳng tổng trở. Các điểm này có thể được đặt bằng tay bằng cách nhập giá trị (R, X) hoặc (|Z|, Phi) hoặc một góc có thể nhập vào (1) và giá trị có thể đặt ở giá trị tương đối so với vùng tương ứng (2) (tùy chọn |Z| relative cần được chọn). Nếu tùy chọn này được sử dụng, các điểm thí nghiệm sẽ đáp ứng khi cài đặt vùng thay đổi. Tùy chọn Follow line angle change có thể được lựa chọn khi đó góc của các điểm thí nghiệm sẽ đáp ứng khi góc đường dây thay đổi.
Với thí nghiệm này, các điểm thí nghiệm được đặt ở cả phía trong và phía ngồi của vùng tác động. Do đó, có khả năng thí nghiệm thời gian tác động của tất cả các vùng tác động, cũng như thời gian cuối có hướng hoặc vơ hướng.
3.4.3 Thí nghiệm vùng biên
Giữ nguyên các cài đặt trong tab Trigger và Settings giống như trong thí nghiệm thời gian cắt.
Với thí nghiệm tác động vùng biên, tab Search Test sẽ được sử dụng. Với tab này, người thí nghiệm có thể định nghĩa các đường thẳng tìm kiếm (search line). Module thí nghiệm sẽ tự đặt các điểm thí nghiệm dọc các đường thẳng này để tìm vùng biên của mỗi vùng. Cũng có thể sử dụng Check Test. Với thí nghiệm này các đường thẳng sẽ được khai báo lại. Tuy nhiên, lần này các điểm thí nghiệm sẽ được đặt dọc các đường thẳng nằm ngồi vùng lệch (sai số). Nó khẳng định xem vùng biên có nằm trong sai số khai báo không.
Trang 111 / 187
1. Các đường tìm kiếm (search lines) có thể được định nghĩa bằng cách kéo một đường thẳng trên mặt phẳng tổng trở hoặc chọn một điểm bắt đầu, góc và độ dài. Sau khi một đường thẳng được định nghĩa, nhấp chuột vào Add để thêm vào danh sách các đường thí nghiệm.
2. Bằng cách chọn Follow line angle change và Relative đường thẳng thí nghiệm sẽ được định nghĩa theo cách nó đáp ứng thay đổi của cài đặt vùng hoặc góc đường dây. 3. Theo hướng thuận và ngược, một đường thẳng tìm kiếm được khai báo để thí nghiệm cài đặt chỉnh định điện kháng X của các vùng.
4. Cài đặt chỉnh định điện trở R của các vùng được thí nghiệm tương tự.
5. Sử dụng đường thẳng tìm kiếm song song với đường tìm kiếm điện trở, đặc tính góc sẽ được kiểm tra.
6. Đường thí nghiệm nằm dọc góc tác động cũng có thể khai báo. Nó sẽ khẳng định rơ le làm việc chính xác trong vùng mà sự cố thường xảy ra.
Trang 112 / 187
VII. MODULE THÍ NGHIỆM DIFFERENTIAL 1. Differential 1. Differential
Module thí nghiệm Differential cung cấp một giải pháp thí nghiệm trọn bộ cho rơ le bảo
vệ so lệch máy phát, thanh cái, máy biến áp, thí nghiệm đặc tính tác động (giá trị khởi động, thí nghiệm độ dốc) và chức năng khóa xung kích (thí nghiệm hãm sóng hài) ở chế độ đơn pha, ví dụ cho rơ le bảo vệ 3 pha riêng rẽ cho test object.
1.1 Giới thiệu về Differential
Để thí nghiệm đặc tính tác động, các điểm thí nghiệm được định nghĩa trên mặt phẳng Idiff/Ibias bằng cách nhấp chuột trực tiếp hoặc nhập thơng số bằng bàn phím .
Differential cũng cung cấp một mơi trường thí nghiệm thích hợp cho chức năng hãm
sóng hài. Biên độ của thành phần cơ bản và phần trăm của sóng hài xếp chồng có thể