5/ Một số chức năng khác trong 7UT51* 5.1/ Bảo vệ quá dòng có thời gian.
5.6/Các chức năng phụ thuộc.
Các chức năng phụ của bảo vệ so lệch dòng 7UT51* bao gồm: - Xử lý các tín hiệu.
- L−u các so lệch ngắn mạch cho việc ghi sự cố. - Đo dòng vận hành.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
• Xử lý các tín hiệu.
Sau một sự cố trong đối t−ợng bảo vệ, thông tin liên quan đến đáp ứng của thiết bị bảo vệ và các giá trị đo đ−ợc là rất quan trọng để phân tích chính xác diễn biến sự cố. Cho mục đích này, rơle cung cấp các tín hiệu và chỉ thị có ảnh h−ởng ở 3 mức.
Các chỉ thị và các đầu ra nhị phân (các rơle tín hiệu)
Các điều kiện và sự kiện quan trọng đ−ợc chỉ thị bằng các chỉ thị quang (LED) ở mặt tr−ớc. Rơle cũng có các rơle tín hiệu cho việc truyền tín hiệu đi xa. Phần lớn các chỉ thị và tín hiệu có thể đ−ợc sắp đặt, chúng có thể đ−ợc gán cho các ý nghĩa khác nhau với chỉnh định của nhà máy.
Các rơle tín hiệu làm việc ở chế độ không nhớ và trở về sau khi điều kiện chỉ thị biến mất. Các chỉ thị LED có thể làm việc ở chế độ nhớ hoặc không nhớ.
Các bộ nhớ của các chỉ thị có thể l−u lại khi mất nguồn. Chúng có thể đ−ợc giải trừ :
- Tại chỗ, qua bàn phím ở mặt tr−ớc rơle.
- Từ xa bằng cách cấp nguồn vào đầu vào nhị phân, giải trừ từ xa. - Từ xa thông qua một trong các giao tiếp nối tiếp.
- Tự động bởi mỗi tác động mới của rơle.
Một số rơle và chỉ thị các điều kiện (trạng thái) sẽ không thích hợp khi chúng đ−ợc l−u. Thông th−ờng chúng không thể đến khi điều kiện gốc của nó ch−a bị loại trừ. Nó chủ yếu liên quan tới các chỉ thị sự cố nh− là “sự cố điện áp nguồn nuôi” vv…
Đèn LED xanh chỉ thị sẵn sàng làm việc. LED này không thể giải trừ và duy trì khi bộ VXL làm việc đúng và rơle không có h− hỏng. Đèn LED này tắt khi chức năng tự kiểm tra của bộ VXL phát hiện có h− hỏng hoặc khi mất điện áp nguồn nuôi.
Khi có điện áp nguồn nh−ng vẫn có h− hỏng bên trong thiết bị, LED đỏ phát sáng (“khóa-Block”) và khóa thiết bị.
Thông tin trên màn chỉ thị hoặc đến máy tính cá nhân.
Các sự kiện và điều kiện có thể đọc trên màn hình chỉ thị của thiết bị. Ngoài ra, một máy tính cá nhân có thể nối với rơle qua giao tiếp vận hành và tất cả thông tin khi đó đ−ợc gửi qua máy tính.
Trong trạng thái tĩnh, khi không có sự cố nào trên hệ thống, màn hình chỉ thị đ−a ra các thông tin vận hành có thể lựa chọn (th−ờng là giá trị vận hành đo đ−ợc) trên mỗi dòng. Khi có sự cố hệ thống, thông tin (có thể lựa chọn) sự cố
xuất hiện thay cho các thông tin vận hành, chức năng bảo vệ và các pha nào đã cắt. Các thông tin ỏ trạng thái tĩnh sẽ lại xuất hiện ngay các tín hiệu sự cố này đã đ−ợc chấp nhận.
Rơle cũng có một số bộ nhớ đệm cho các sự kiện nh− các cảnh báo vận hành, các tín hiệu sự cố có thể l−u lại tránh tr−ờng hợp mất điện áp nguồn bằng pin bộ nhớ đệm. Các cảnh báo cũng nh− các giá trị vận hành sẵn có, có thể đ−ợc đ−a ra màn hình chỉ thị bất cứ khi nào bằng bàn phím hoặc máy tính cá nhân qua giao tiếp vận hành.
Sau một sự cố, các thông tin quan trọng liên quan đến diễn biến của nó, nh− là tác động và cắt có thể đ−ợc gọi ra màn hình rơle. Thời điểm bắt đầu sự cố đ−ợc chỉ thị bằng thời gian tuyệt đối của hệ điều hành, cung cấp bởi đồng hồ thời gian thực. Chuỗi các sự kiện đ−ợc đánh dấu bằng thời gian quy chiếu theo thời điểm bộ phận phát hiện sự cố đã tác động. Do vậy, thời gian trôi qua đến khi lệnh cắt bắt đầu và đến khi tín hiệu cắt trở về có thể đọc đ−ợc. Độ phân giải là 1ms.
Các sự kiện cũng có thể đọc bằng máy tính cá nhân sử dụng ch−ơng trình DIGSI. Hơn nữa, các dữ liệu có thể đ−a ra máy in hoặc l−u trong đĩa mềm.
Rơle bảo vệ l−u các giá trị so lệch của 4 sự cố hệ thống cuối cùng, nếu có sự cố thứ 5, thì sự cố cũ nhất sẽ bị ghi đè trong bộ nhớ sự cố, 3 sự cố cuối cùng có thể đọc trên màn hình chỉ thị của thiết bị.
Một sự cố hệ thống bắt đầu bằng việc tác động của bất kỳ bộ phận phát sự cố nào và kết thúc bằng sự trở về của chức năng bảo vệ cuối cùng.
Các thông tin đến thiết bị trung tâm (tùy chọn)
Các thông tin đ−ợc l−u có thể đ−ợc chuyển đến qua cổng nối cáp quang hoặc giao tiếp cách ly thứ 2 (giao tiếp hệ thống), trung tâm điều khiển, hệ thống tác động hóa các trạm địa ph−ơng của SIEMENSI.SA678. Việc truyền so lệch sử dụng giao thức truyền so lệch đ−ợc chuẩn hóa theo VDEW/ZVEI và IEC 870-5- 103 hoặc theo DIN19244.
• L−u và truyền dữ liệu cho việc ghi sự cố
Các giá trị tức thời của các giá trị đo đ−ợc iL1, iL2, iL3 của bộ biến dòng của mỗi cuộn dây máy biến áp, máy phát hoặc động cơ cũng nh− mỗi phía của điểm rẽ nhánh, iA, iB là các đầu vào thêm ở 7UT513 đ−ợc lấy mẫu sau mỗi 1.66 ms (với tần số 50 Hz) và đ−ợc l−u trong bộ ghi chuyển dịch quay vòng. Khi có 1 sự cố, dữ liệu đ−ợc l−u qua thời gian đã chọn, nh−ng lớn nhất không quá 5s. Số bản ghi sự cố lớn nhất trong thời gian này là 8. Khi đó các sự cố này sẵn sàng cho
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
phân tích sự cố. Đối với các sự cố mới, các dữ liệu sự cố thực tế mới đ−ợc l−u không cần việc xác nhận các dữ liệu cũ.
Các dữ liệu có thể đ−a sang máy tính cá nhân thông qua giao tiếp vận hành ở mặt tr−ớc rơle và đ−ợc xử lý bằng phần mềm DIGSI. Các dòng điện đ−ợc quy đổi theo các giá trị cực đại của chúng, chuẩn hóa theo các giá trị định mức và chuẩn bị cho các đồ thị dễ nhìn. Ngoài ra các tín hiệu có thể đ−ợc đánh dấu nh− các bản ghi nhị phân.
Hơn nữa, các dữ liệu ghi sự cố cũng có thể truyền tới trung tâm điều khiển thông qua giao tiếp hệ thống nối tiếp (nếu có). Việc đánh giá các dữ liệu sẽ đ−ợc thực hiện ở trung tâm điều khiển, sử dụng các ch−ơng trình phần mềm thích hợp. Khi các dữ liệu đ−ợc truyền tới trung tâm điều khiển, việc truyền có thể đ−ợc tiến hành tự động, sau mỗi lần rơle tác động hoặc cắt. Khi đó những việc sau có thể ứng dụng:
- Rơle báo hiệu các dữ liệu ghi sự cố sẵn sàng.
- Các dữ liệu sẵn sàng cho việc truyền đến, khi chúng bị ghi đè bởi dữ liệu mới.
- Quá trình truyền dữ liệu có thể bị hủy bỏ từ thiết bị trung tâm. • Các đo l−ờng vận hành hàng ngày và các số liệu tải
Các giá trị hiệu dụng của tất cả các dòng pha luôn sẵn sàng cho việc đọc tại chỗ hoặc truyền so lệch đi xa ở mặt tr−ớc hoặc thông qua giao tiếp vận hành. Ngoài ra các dòng sự cố chạm đất giới hạn và các số liệu tính toán của bảo vệ quá tải luôn sẵn sàng:
- I1L1, I1L2, I1L3: Các dòng pha của phía thứ nhất (cuộn 1 của MBA, các biến dòng phía đấu sao của máy phát hoặc động cơ, phía 1 của điểm rẽ nhánh) bằng ampe nhất thứ và bằng % của dòng định mức.
- I2L1, I2L2, 21L3: Các dòng pha của phía thứ hai (cuộn 2 của MBA, các biến dòng phía đấu sao của máy phát hoặc động cơ, phía 2 của điểm rẽ nhánh) bằng ampe nhất thứ và bằng % của dòng định mức.
- I3L1, I3L2, I3L3: Các dòng pha của phía thứ ba (cuộn 3 của MBA, các biến dòng phía đấu sao của máy phát hoặc động cơ, phía 3 của điểm rẽ nhánh) bằng ampe nhất thứ và bằng % của dòng định mức.
- θ/θtrip L1, θ/θtrip L2, θ/θtrip L3: Tính toán độ tăng nhiệt theo phần trăm của độ tăng nhiệt cắt cho mỗi phía mà bảo vệ quá tải có tác dụng.
- Igh: dòng chạm vỏ cho bảo vệ dòng chạm vỏ (chỉ có ở 7UT513). • Các chức năng kiểm soát .
Trong rơle tổ hợp nhiều chức năng kiểm soát hữu hạn của phần cứng và phần mềm, hơn nữa các giá trị đo đ−ợc luôn đ−ợc kiểm tra. Vì vậy, các mạch dòng cũng nằm trong hệ thống đ−ợc kiểm soát.
Kiểm soát phần cứng
Toàn bộ phần cứng luôn đ−ợc giám sát, từ các đầu vào nhị phân cho đến các rơle đầu ra để phát hiện kịp thời các h− hỏng và các chức năng không đ−ợc chấp nhận. Nó đ−ợc thực hiện bằng cách kiểm soát:
- Các điện áp nguồn nuôi và điện áp chuyển đổi.
Bộ vi xử lý kiểm tra việc bù và điện áp chuyển đổi của bộ ADC (bộ chuyển đổi t−ơng tự/số). Bảo vệ sẽ bị khóa ngay khi có sự sai lệch không cho phép. Các sự cố vĩnh cửu đ−ợc cảnh báo.
H− hỏng hoặc tắt nguồn nuôi sẽ làm cho hệ thống ngừng hoạt động. Trạng thái này đ−ợc chỉ thị bằng một tiếp điểm “an toàn” khi có h− hỏng (“Fail safe contact”). Sụt áp thoáng qua ≤ 50 ms không ảnh h−ởng đến sự hoạt động của rơle (Un≥110 V).
- Các mạch cắt :
Các rơle điều khiển cắt (Command relay) đ−ợc điều khiển bằng hai kênh điều khiển và một kênh phát phụ. Các mạch điều khiển và sự liên tục hay ngắn mạch trong rơle liên tục đ−ợc kiểm soát.
- Các modul nhớ:
Kiểm tra tổng định kỳ cho bộ nhớ ch−ơng trình (EPROM), bộ nhớ gán thông số (EEPROM) và bộ nhớ làm việc (RAM) và so sánh với kiểm tra tổng đ−ợc l−u. (Kiểm tra tổng của các EEPROM đ−ợc tính toán mỗi khi có thông số gán mới).
Kiểm soát phần mềm.
Để kiểm soát liên tục sự làm việc của ch−ơng trình, một đồng hồ kiểm tra (Watch-dog timer) sẽ khởi động lại bộ VXL khi có lỗi tại bộ VXL hoặc nếu ch−ơng trình chạy sai. Hơn nữa, các kiểm tra nội bộ hợp lý bảo đảm tất cả các lỗi trong quá trình xử lý ch−ơng trình, gây ra bởi nhiễu sẽ đ−ợc nhận ra. Những lỗi nh− vậy sẽ đ−ợc xác lập lại và khởi động tại bộ VXL.
Nếu các lỗi này không thể loại trừ bằng việc khởi động lại, các khởi động lại khác sẽ đ−ợc thi hành. Nếu vẫn còn lỗi sau 3 lần cố gắng khởi động lại, hệ thống bảo vệ sẽ tự ngắt nó ra và chỉ thị trạng thái này bằng cách giải phóng rơle có hiệu lực, do vậy đ−a ra lỗi “Equipment fault” (h− hỏng thiết bị) và đồng thời đèn LED sáng báo hiệu khóa “Blocked”.
Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46
Kiểm soát mạch biến dòng bên ngoài.
Để phát hiện sự dán đoạn hoặc ngắn mạch trong các mạch biến dòng bên ngoài hoặc h− hỏng tại các điểm nối, các giá trị đo đ−ợc kiểm tra tuần hoàn trong các khoảng thời gian, chỉ cần điều kiện không tồn tại tín hiệu khởi động nào.
- Sự cân xứng dòng: Khi làm việc bình th−ờng, có thể cho là các dòng điện
gần đối xứng thích hợp với các biểu thức sau:
max min I I <SYM.Hsố.I (3-34) Nếu: N I Imax >SYM.Ing−ỡng/IN (3-35) Imax luôn là dòng lớn nhất trong các dòng 3 pha.
Imin là dòng nhỏ nhất.
SYM.Hsố.I: Là hệ số đối xứng mô tả độ lớn của sự đối xứng dòng của các dòng điện pha.
SYM.Ing−ỡng là giới hạn thấp hơn của vùng xử lý của chức năng kiểm soát (xem hình vẽ). Cả hai thông số có thể đặt.
Hình 3 - 15: Kiểm soát sự đối xứng dòng
- Giám sát dòng tổng:
Nếu rơle đ−ợc sử dụng cho bảo vệ so lệch điểm rẽ nhánh, các dòng so lệch đ−ợc giám sát ở mức thấp. Chức năng giám sát này làm việc trên từng pha. H− hỏng đ−ợc phát hiện trong mạch thứ cấp của các biến dòng khi dòng so lệch có độ lớn của dòng tải trong điều kiện làm việc bình th−ờng. Nó đ−a ngay ra tín hiệu, đồng thời bảo vệ so lệch cũng bị khóa.
ch−ơng 4