I: là dòng điện danh định của đối tượng bảo vệ.
a. Bảo vệ so lệch
4.2.2.3. Nguyên lý hoạt động của SEL-451-
a. Bảo vệ quá dòng
- Quá dòng cắt nhanh
Rơ le SEL-451-5 trang bị bộ phận quá dòng cắt nhanh 50 cho các pha (P), quá dòng cắt nhanh thứ tự không 50N, (G, tổng các vector IA, IB, IC) và quá dòng thứ tự nghịch (Q). Có 4 mức quá dòng cắt nhanh 50P1-50P4, 50G1-50G4, 50Q1-50Q4. Trong đó:
• 50Pn (n=1-4) là quá dòng pha cắt nhanh mức 1-4
• 50Gn, 50Qn là quá dòng cắt nhanh thứ tự không và thứ tự nghịch mức n Dải dòng điện hoạt động của chức năng 50 trong khoảng (0,02÷20).INOM
Với INOM=1A hoặc 5A, tùy thuộc vào dòng điện danh định đầu vào.
Cài đặt khởi động E50P, E50Q, E50G để điều khiển số lượng chức năng quá dòng cắt nhanh làm việc.
Ví dụ:
E50P:=2, chỉ có 50P1, 50P2làm việc, các chức năng còn lại không làm việc. - Quá dòng có thời gian
Người sử dụng có thể lựa chọn bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian độc lập hoặc phụ thuộc.
Các đặc tính thời gian phụ thuộc của bảo vệ quá dòng điện có các dạng sau (theo tiêu chuẩn IEC):
• Độ dốc tiêu chuẩn (Standard Inverse): cho trên hình 4.8
TDM M TP ). 1 14 , 0 ( 0,02 − =
• Rất dốc (Very Inverse): cho trên hình 4.9
TDM M TP ). 1 5 , 13 ( − =
• Cực dốc (Extremely Inverse): cho trên hình 4.10 TD M TP ). 1 80 ( 2 − =
• Bảo vệ có thời gian kéo dài (Long-time Inverse): cho trên hình 4.11
TDM M TP ). 1 120 ( − =
• Bảo vệ có thời gian ngắn (Short-time Inverse): cho trên hình 4.12
TDM M TP ). 1 120 ( − = Trong đó: P
T là thời gian làm việc của bảo vệ (s)
TDlà bội số thời gian tác động
Mlà bộ số đặt của dòng điện khởi động (dòng điện chạy qua rơle tính quy đổi về
Hình 4.12. Đặc tính thời gian ngắn (Short-time Inverse)
b. Bảo vệ quá dòng có hướng
Rơ le SEL-451-5 trang bị chức năng bảo vệ quá dòng có hướng để tăng độ tin cậy và độ nhạy. Sử dụng chức năng quá dòng có hướng thứ tự nghịch và thứ tự không để phát hiện các sự cố điện trở cao khi sử dụng kênh thông tin trong sơ đồ cắt.
Quá dòng thứ tự không được điều khiển hướng bởi 3 phần tử định hướng hoạt động cùng nhau:
- Phần tử định hướng điện áp không cân bằng thứ tự nghịch
- Phần tử định hướng điện áp không cân bằng thứ tự không
- Phần tử định hướng dòng điện không cân bằng thứ tự không Các mức quá dòng có hướng dùng trong SEL-451-5:
• 67Pn (n=1-4) là quá dòng pha có hướng mức 1-4
• 67Gn, 67Qn là quá dòng có hướng thứ tự không và thứ tự nghịch mức n • 67PnT là quá dòng pha có hướng thời gian độc lập mức n
• 67GnT, 67QnT là quá dòng có hướng thứ tự không và thứ tự nghịch thời gian độc lập, mức n (n=1-4).
Quá dòng có hướng mức 1 và mức 2 luôn được sử dụng cho các sự cố trong vùng bảo vệ, mức 3 và mức 4 sử dụng cho sự cố trong vùng bảo vệ hoặc ngoài vùng bảo vệ phụ thuộc vào việc lựa chọn cài đặt.
Quá dòng cắt nhanh là đầu vào của quá dòng có hướng cắt nhanh và quá dòng có hướng thời gian độc lập. Mỗi quá dòng cắt nhanh có cài đặt torque control (TC): 67PnTC, 67QnTC, 67GnTC để giám sát sự hoạt động. Logic này được trình bày trong hình 4.13.
Hình 4.13. Quá dòng pha cắt nhanh và thời gian độc lập (với lựa chọn điều khiển có hướng)
c. Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt
Rơle SEL-451-5 trang bị chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt, dòng điện có thể điều khiển riêng rẽ cho hai máy cắt (máy cắt 1 và máy cắt 2).Logic chống hư hỏng để cắt dòng điện sự cố là ứng dụng cơ bản để bảo vệ chống hư hỏng máy cắt.Logic này được mô tả như hình 4.14.
Hình 4.14. Logic hư hỏng máy cắt điện để cắt dòng điện sự cố
Khi quá dòng pha cắt nhanh của pha A, máy cắt 1 xác nhận (50FA1) cho phép Relay Word bit BFI3P1 của chức năng chống hư hỏng máy cắt 1 khởi động, timer BFPU1 của máy cắt 1 bắt đầu đếm thời gian (tạo trễ). Timer BFPU1 tiếp tục đếm nếu vẫn còn tồn tại tín hiệu cắt và dòng sự cố. Nếu máy cắt từ chối lệnh cắt (máy cắt bị hỏng), BFPU1 đạt tới ngưỡng tác động và phát tín hiệu (FBF1) đi cắt máy cắt có liên quan để loại trừ sự cố.Nếu máy cắt cắt sự cố thành công khi timer chưa đếm đến giá trị giới hạn, FBF1 sẽ không tác động.
d. Bảo vệ điện áp cao 59 và điện áp thấp 27
Rơ le SEL-451-5 trang bị 6 phần tử bảo vệ điện áp cao và 6 phần tử bảo vệ điện áp thấp.Mỗi phần tử có 2 mức bảo vệ.Riêng chỉ có mức 1 là có bộ đếm, nếu muốn tạo độ trễ cho phần tử mức 2 thì phải cần một timer để tạo trễ đầu ra. Các giá trị điện áp có thể là:
- Điện áp pha-đất (pha A, B,C đối với đất)
- Điện áp pha-pha (pha A với pha B, pha B với pha C, pha C với pha A)
- Điện áp thứ tự thuận
Riêng chức năng 59 còn có thể dùng điện áp thứ tự không và điện áp thứ tự nghịch.
Sơ đồ logic của chức năng bảo vệ điện áp cao và bảo vệ điện áp thấp được trình bày trong hình 4.15a và 4.15b.
Bảng 4.2. Giá trị cài đặt của chức năng bảo vệ quá điện áp và bảo vệ điện áp thấp
Mô tả Dải hoạt động Cài đặt ban đầu
27On Undervoltage Element Operating Quantity Lựa chọn điện áp hoạt động (pha-pha, pha-đất…) Điện áp thứ tự thuận: V1FIM
27PnP1 Undervoltage Level 1 Pickup 2÷300 V 20 V
27PnP2 Undervoltage Level 2 Pickup 2÷300 V 15 V
27TCn Undervoltage Torque Control SELogic Equation 1
27PnD1 Undervoltage Level 1 Time Delay 0÷16000 chu kỳ 10 chu kỳ 59On Overvoltage Element Operating
Quantity
Lựa chọn điện áp hoạt động
V1FIM
59PnP1 Overvoltage Level 1 Pickup 2÷300 V 76 V
59PnP2 Overvoltage Level 2 Pickup 2÷300 V 80
59TCn Overvoltage Torque Control SELogic Equation 1
59PnD1 Overvoltage Level 1 Time Delay 0÷16000 chu kỳ 10 chu kỳ
Hình 4.15a.Sơ đồ logic bảo vệ chống điện áp thấp
Hình 4.15b.Sơ đồ logic bảo vệ chống điện áp cao
Sử dụng chức năng bảo vệ tần số để bảo hệ cho hệ thống khi tần số biến đổi và vượt qua giá trị cho phép. Bảo vệ tần số của SEL-451-5 có thể hoạt động riêng rẽ với chức năng bảo vệ tần số thấp hoặc tần số cao phụ thuộc vào ngưỡng khởi động cài đặt. Nếu ngưỡng khởi động 81 cài đặt nhỏ hơn tần số danh định của hệ thống, bảo vệ sẽ hoạt động với chức năng bảo vệ tần số thấp, gửi tín hiệu cắt mạch khi tần số nhỏ hơn giá trị cài đặt. Nếu ngưỡng khởi động 81 cài đặt lớn hơn tần số danh định của hệ thống, bảo vệ sẽ hoạt động với chức năng bảo vệ tần số cao, gửi tín hiệu cắt mạch khi tần số vượt qua giá trị cài đặt. SEL-451-5 có 6 phần tử bảo vệ tần số, mỗi phần tử có thể lựa chọn có thời gian trễ hoặc không có thời gian trễ nhờ timer. Lựa chọn thời gian trễ từ 0,04 đến 400s. Nhà sản xuất khuyến cáo với giá trị 2s. Dải tần số hoạt động của 81 trong khoảng 40,01 đến 69,99 Hz (cho lưới 50Hz, 60Hz), giá trị cài đặt do người sử dụng lựa chọn.
Ngoài ra người sử dụng có thể lựa chọn cài đặt chức năng bảo vệ quá nhiệt cho SEL- 451-5, tương tự như SEL-387.
CHƯƠNG 5