7. một số thông số chức năng của rơle
1.3. Khối chuyển đổi tín hiệu AD:
Quá trình biến đổi tín hiệu tương tự → số (AD) có các thành phần bộ nhớ, bộ trộn và bộ chuyển đổi AD. Bộ chuyển đổi AD xử lý các tín hiệu tương tự lấy từ bộ khuyếch đại IA. Các tín hiệu số được chuyển đến hệ thống vi xử lý và ở đây chúng được xử lý như một đại lượng số trong các thuật toán.
1.4. Hệ thống vi xử lý (C):
Các chức năng điều khiển và bảo vệ của rơle 7SJ610 thực chất được xử lý trong hệ thống vi xử lý. Thêm vào đó, àC còn kiểm soát điều khiển các giá trị đo được. àC thực hiện cá nhiệm vụ sau:
+ Lọc và xử lý thô các đại lượng đo được. + Liên tục giám sát các đại lượng đo được.
+ Giám sát các giá trị tác động riêng biệt cho từng phần tử và từng chức năng.
+ Đánh giá các giá trị tới hạn và trình tự thời gian. + Điều khiển các tín hieuụ cho các chức năng lôgic. + Quyết định lệnh đóng, cắt và cá lệnh khác.
+ Đưa ra các lệnh thao tác, điều khiển các thiết bị bằng các tiếp điểm đầu ra.
1.5. Khối các đầu vào nhị phân và rơle đầu ra:
Bộ vi xử lý àC sẽ thu nhận các tín hiệu qua các đầu vào nhị phân như cá lệnh khoá các chức năng bảo vệ hoặc chỉ thị vị trí đóng mở của các máy cắt. Bộ vi xử lý àC đưa các lệnh ra ngoài đến các thiết bị khác thông qua các rơle đầu ra. Các rơle đầu ra này thực thi các nhiệm vụ như thao tác đóng cắt máy cắt hoặc các thiết bị đóng cắt khác, chúng cũng được dùng để đưa tín hiệu đến các thiết bị bảo vệ khác, các đèn báo tín hiệu hoặc là truyền các tín hiệu cho các rơle trung gian ...
1.6. Các bộ phận mặt trước rơle:
Mặt trước của rơle bao gồm các điôt phát quang (đèn LED) màn hình tinh thể lỏng LCD. Chúng thông báo cho người vận hành biết các thông tin như là cá đại lượng đo lường, các sự cố xảy ra, các trạng thái của rơle 7SJ610.
Các phím thực hiện các chức năng điều khiển phối hợp với màn hình tinh thể lỏng LCD để thực hiện các nhiệm vụ. Tất cả các thông tin trong rơle 7SJ610 đều có thể truy cập được thông qua các phím bấm của rơle. Các thông tin bao gồm: ác giá trị đặt cho bảo vệ và điều khiển, thông báo sự cố, thông số vận hành, giá trị đo lường. Ngoài ra, ta cũng có thể điều khiển được máy cắt hay cá thiết bị khác qua các phím rơle.
- Để giao tiếp với rơle, ngoài bàn phím để giao tiếp trực tiếp với rơle, còn có cổng kết nối giữa rơle với máy tính (RS485).
- Một bộ nguồn cung cấp nguồn nuôi cho rơle với nhiều cấp điện áp khác nhau phục vụ cho các khối chức năng:
+ Nguồn +18V sử dụng cho các rơle đầu ra. + Nguồn±15V cấp cho các đầu vào tương tự.
+ Nguồn±5V cấp cho bộ VXL và các thiết bị trung chuyển.
2. Các chức năng của Rơle
2.1. Bảo vệ quá dòng (50, 50N, 51, 51N):
Bảo vệ quá dòng có thời gian là chức năng bảo vệ chính của rơle 7SJ61.
Có 4 phần tử thời gian độc lập và 2 phần tử thời gian phụ thuộc trong rơle. Các phần tử thời gian độc lập bao gồm 2 phần tử cho sự cố pha – pha và 2 phần tử cho sự cố pha – đất. Phần tử quá dòng sự cố pha – pha thời gian độc lập hoặc cắt nhanh là 50-2 và 50-1, phần tử quá dòng sự cố pha – đất thời gian độc lập hoặc cắt nhanh là 50N-2 và 50N-1. Phần tử quá dòng sự cố pha – pha thời gian phụ thuộc là 51, phần tử quá dòng sự cố pha – đất thời gian phụ thuộc là 51N.
Tất cả các phần tử quá dòng, thời gian độc lập hoặc phụ thuộc, có thể có trong rơle bảo vệ đều có thể bị khoá bằng các tín hiệu từ bên ngoài thông qua các đầu vào nhị phân của rơle. Khi các tín hiệu khoá bị loại bỏ thì các phần tử bảo vệ lại phục hồi lại chức năng.
Lệnh cắt bởi các phần tử 50-1, 51, 50N-1, 51N có thể bị khoá lại trong cá điều kiện đóng xung kích.
2.1.1. Bảo vệ quá dòng:
2.1.1.1. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh, thời gian độc lập (50, 50N):
- Các phần tử quá dòng 50-2, 50N-2 là được so sánh một cách độc lập với các giá trị đặt tác động của nó. Các dòng điện và các giá trị tác động được phát hiện và ghi lại trong rơle bảo vệ, sau một thời gian đã định, nó sẽ đưa ra lệnh cắt.
- Các phần tử quá dòng 50-1, 50N-1 là được so sánh một cách độc lập với các giá trị tác động được phát hiện và ghi lại trong rơle bảo vệ, sau một thời gian đã định nó sẽ đưa ra lệnh cắt.
Sơ đồ lôgic của các bảo vệ 50-1, 50N-1(Hình 3).
2.1.1.2. Bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc (51, 51N):
Các phần tử bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc 51 và 51N có thể sử dụng đặc tuyến IEC hoặc đặc tuyến ANSI tuỳ chọn. Ta cũng có thể xác định đặc tuyến riêng của người dùng cho các phần tử quá dòng đặc tuyến phụ thuộc.
Các đặc tuyến theo IEC:
Normal Inverse (Type A): Dốc bình thường. Very Inverse (Type B): Rất dốc.
Extremely Inverse (Type C): Cực dốc. Long Inverse (Type D): Dốc vô cùng.
Từng dòng điện pha và đất được so sánh một cách riêng rẽ với các giá trị đặt tương ứng 51 và 51N. Khi dòng điện trong các phần tử 51, 51N bị vượt quá khoảng 1,1 lần giá trị đặt của nó, phần tử quá đso sẽ tác động, và có một thông báo được ghi lại và hiển thị. Giá trị tác động của các phần tử 51 và 51N là dựa trên giá trị hiệu dụng của thành phần dòng điện cơ bản. Khi các phần tử 51 và 51N tác động, thời gian trễ cho lệnh cắt là được tính toán. Việc tính toán thời gian phụ thuộc vào giá trị dòng sự cố thực tế và đặc tính thời gian được lựa chọn. Khi thời gian trễ đã hết một lệnh cắt sẽ được đưa ra.
Đặc tính thời gian của các phần tử 51 và 51N có thể lựa chọn riêng rẽ, ngoài ra, các thông số như giá trị khởi động, hệ số nhân thời gian ... cũng có thể đặt độc lập.
Sơ đồ lôgic của các bảo vệ 51, 51N(Hình 4).
2.1.2. Bảo vệ thanh cái sử dụng sơ đồ liên động ngược.
Sự tác động của các phần tử bảo vệ trong rơle có thể bị khoá bằng các đầu vào nhị phân, các đầu vào này có thể đặt để kích hoạt khi có điện áp hoặc không có điện áp. Sơ đồ liên động ngược được sử dụng đối với mạng kết nối hình sao hoặc mạng mạch vòng hở.
Khi rơle 7SJ610 được sử dụng như một rơle phía nguồn trong sơ đồ khoá ngược, cần phải đặt thời gian trễ ngắn cho phần tử quá dòng cắt nhanh cấp cao 50-2, do vậy rơle đặt phía tải có thể đưa ra lệnh khoá. Rơle phía tải phải tác động ngay khi phát hiện ra sự cố ngoài đường dây, tín hiệu khoá cũng được gửi ngay lập tức đến đầu vào nhị phân của rơle đặt ở phía nguồn. Sau đó bảo vệ đặt ở phía tải có thể khởi động một lệnh cắt có thời gian trễ, miễn là thời gian trễ này nhỏ hơn thời gian trễ đặt trong các phần tử quá dòng cắt nhanh cấp thấp 50- 1, 50N-1 của rơle đặt ở phía nguồn. Các phần tử bảo vệ của rơle phía nguồn sẽ đóng vài trò bảo vệ dự phòng
2.2. Bảo vệ quá dòng theo tải (Cold Load Pickup):
Với chức năng tác động thay đổi theo tải, rơle có khả năng tăng giá trị tác động của các phần tử bảo vệ quá dòng khi xác nhận rằng các điều kiện tải “nguội” đã thay đổi. Với chức năng này, rơle không cần phải đưa kết hợp đặc tính tải nguội vào các giá trị đặt thông thường và bảo vệ quá dòng sẽ có độ nahỵ cao hơn.
Có 2 cách xác định về nhất thứ để nhận biết thiết bị được bảo vệ là không có điện:
- Thông qua một đầu vào nhị phân: Một tiếp điểm trung gian của máy cắt được sử dụng để xác định máy cắt đang ở trạng thái mở hay đóng. Nếu máy cắt ở trạng thái mở, thiết bị được xem như là không mang điện. Nếu cách này được sử dụng thì địa chỉ 1702 Start Condition phải được đặt là Breaker Contact.
- Ta cũng có thể sử dụng ngưỡng giám sát dòng để xác định thiết bị không mang điện, địa chỉ 1702 Start Condition phải được đặt là No Current.
Nếu thiết bị không mang điện thì một giá trị đặt cao hơn sẽ được áp dụng trong các phần tử của rơle trong một khoảng thời gian xác định. Thời gian mở máy cắt được đặt trong địa chỉ 1703 sẽ xác định, kiểm soát xem thiết bị có thể không đóng điện bao lâu trước khi chức năng bảo vệ này hoạt động.
Khi thiết bị được bảo vệ mang điện trở lại, một thời gian trễ thứ hai
trình mang điện trở lại của thiết bị được bảo vệ, nếu dòng đo được thấp hơn giá trị đặt, một thời gian gọi là Stop Time sẽ được kích hoạt. Stop Time kiểm soát các giá trị đặt ở trạng thái tải “nguội” bao lâu khi dòng điện đo được của thiết bị được bảo vệ còn ở dưới ngưỡng giá trị đặt.
2.3. Chức năng chống dòng xung kích (Inrush Restraint).
Khi rơle 7SJ610 được sử dụng để bảo vệ cho máy biến áp lực, sẽ có một dòng từ hoá lớn khi máy biến áp được mang điện. Dòng từ hoá này có thể gấp một vài lần dòng làm việc bình thường của máy biến áp, nó phụ thuộc vào kích cỡ và cấu trúc thiết kế của máy biến áp, nó có thể kéo dài một vài mili giây hoặc vài giây.
Mặc dù giá trị tác động của các phần tử trong rơle là chỉ dựa trên thành phần cơ bản của dòng điện đo được, nhưng rơle có thể tác động sai do trong dòng điện từ hoá vẫn có nguy cơ chứa một lượng lớn thành phần dòng điện cơ bản.
Rơle 7SJ61 có một chức năng chống lại dòng xung kích (hãm dòng xung kích) áp dụng khi bảo vệ cho máy biến áp. Nó giám sát việc đưa ra lệnh cắt của các phần tử bảo vệ 50-2, 50N-2,... Khi đóng điện vào máy biến áp các mức đòng điện có thể vượt quá giá trị đặt tác động của các phần tử quá dòng đặt trong rơle bảo vệ. Nếu điều kiện đóng xung kích máy biến áp được xác định (tức là thành phần hài bậc hai vượt quá giá trị đặt trong bảo vệ ở địa chỉ 2202), sẽ có thông báo đógn xung kích trong rơle bảo vệ và rơle sẽ khoá lệnh cắt đưa ra bởi các bảo vệ quá dòng đặt trong rơle. Chú ý rằng, chỉ các phần tử cắt chịu ảnh hưởng do tình trạng đóng xung kích các giá trị tác động và thời gian khác vẫn hoạt động bình thường. Nếu các điều kiện đóng xung kích vẫn tồn tại sau khi các thời gian trễ đã hết sẽ có thông báo tương ứng được đưa ra, nhưng lệnh cắt từ bảo vệ quá dòng vẫn bị khoá.
Các dòng từ hoá có chứa một thành phần hài bậc hai đủ lớn trong một số trường hợp nó gần bằng dòng xuất hiện khi có sự cố gắn mạch. Do vậy, việc xác định điều kiện đóng xuang kích sẽ dựa trên cơ sở đánh giá thành phần hài bậc 2 có trong các điều kiện đógn xung kích. Đối với việc phân tích thành phần tần số, các bộ lọc số được sử dụng để phân tích tất cả các dòng 3 pha cũng như
2.4. Chức năng phát hiện sự cố chạm đất độ nhạy cao.
Ta có thể sử dụng bảo vệ chạm đất có độ nhạy cao để phát hiện sự cố chạm đất trong hệ thống nối đất trực tiếp hoặc nối đất qua điện trở. Trong hệ thống nối đất trực tiếp hoặc nối đất qua điện trở thấp thì bảo vệ chạm đất có độ nhạy cao được sử dụng để phát hiện các sự cố chạm đất có tổng trở cao. Bảo vệ chạm đất có độ nhạy cao còn được sử dụng để phát tín hiệu cảnh báo, đưa ra các thông báo hoặc đưa ra lệnh cắt. Các bộ đếm thời gian có thể cài đặt để giám sát việc đưa ra lệnh cắt hoặc đưa ra tín hiệu cảnh báo.
Chức năng bảo vệ chạm đất độ nhạy cao được sử dụng tương tự như các chức năng bảo vệ quá dòng.
Các phần tử quá dòng liên kết với bộ phát hiện sự cố chạm đất độ nhạy cao thông thường là kích hoạt với dòng điện thứ tự không có giá trị nhỏ. Chúng thường được áp dụng đối với các hệ thống mà dòng chạm đất bị giới hạn bởi các điện trở nối đất.
Có 2 phần tử dòng được dùng cho bảo vệ chạm đất có độ nhạy cao. Một phần tử thời gian độc lập tương tự như phần tử 50N-2 được sử dụng, một phần tử khác có thể tác động theo một đặc tuyến thời gian phụ thuộc đã xác định hoặc theo đặc tuyến được xác định bởi người sử dụng.
2.5. Chức năng bảo vệ thứ tự nghịch.
Bảo vệ thứ tự nghịch sẽ phát hiện các sự cố tải không cân bằng trong hệ thống. Ngoài ra, nó có thể sử dụng để phát hiện các sự cố như mất pha, sự cố sai cực tính TI. ảo vệ này đặt biệt hiệu quả trong việc phát hiện các sự cố pha - đất, pha – pha và sự cố 2 pha chạm đất khi mà dòng sự cố nhỏ hơn dòng tải lớn nhất. Bảo vệ thứ tự nghịch của 7SJ61 dùng bộ lọc để phân tách các dòng điện pha thành các thành phần đối xứng. Nếu thành phần thứ tự nghịch vào khoảng 10% dòng định mức thì thành phần thứ tự nghịch sẽ được đưa vào 3 phần tử bảo vệ quá dòng có thời gian của rơle. 2 trong số đó là bảo vệ có thời gian độc lập (46-1, 46-2) và phần tử còn lại là thời gian phụ thuộc (46-TOC).
- Phần tử 46-1, 46-2; Mỗi phần tử sẽ đưa ra một thông báo và kích hoạt
- Phần tử 46-TOC: có thể áp dụng đặc tuyến IEC hoặc ANSI tuỳ theo đặt hàng. Khi cài đặt cho phần tử thời gian phụ thuộc thì các phần tử thời gian dộc lạp vẫn có thể cài đặt riêng. Khi dòng điện thứ tự không vượt quá 110% giá trị đặt tác động của phần tử 46-TOC, phần tử này sẽ đưa ra một thông báo và kích hoạt một bộ đếm thời gian dựa trên một đặc tuyến đã được lựa chọn. Khi thời gian xác định trên đặc tuyến đã hết rơle sẽ đưa lệnh cắt.
2.6. Chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt.
Chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt giám sát phản ứng của máy cắt khi có lệnh cắt được gửi đến. Nếu sau một thời gian trễ đã định sẵn mà máy cắt không cắt thì sẽ có tín hiệu báo máy cắt hư hỏng, rơle sẽ gửi lệnh cắt đến tất cả các máy cắt lân cận liên quan.
Để xác định rằng máy cắt đã được cắt khi có lệnh cắt gửi tới, ta có thể sử dụng một trong các biện pháp sau:
- Xác định dòng điện đi qua máy cắt.
- xác định vị trí của máy cắt thông qua tiếp điểm phụ của nó.
2.7. Chức năng tự động đóng lặp lại.
Kinh nghiệm cho thấy rằng ở đầu các đường dây khoảng 85% của sự cố ngắn mạch gây ra là do hồ quang và nó tự mất đi sau khi bảo vệ tác động cắt máy ngắt, do đó đường dây có thể được cung cấp điện trở lại. Quá trình đóng lại này có thể thực hiện bằng chức năng tự động đóng lặp lại. Nếu sự cố vẫn còn sau khi tự đóng lại (hồ quang chưa tắt hoặc ngắn mạch day dẫn) thì rơle bảo vệ sẽ cắt dứt khoát. Trong một số hệ thống có thể cho phép đóng lại nhiều lần.