V 1.3.1 Mạch đầu vào
- Dũng điện danh định: 1A, 5A hoặc 0,1A ( cú thể lựa chọn đƣợc) - - Tần số danh định: 50 Hz, 60 Hz, 16,7 Hz ( cú thể lựa chọn đƣợc) - Cụng suất tiờu thụ đối với cỏc đầu vào:
+ Với Iđm= 1 A: 0,55 VA + Với Iđm= 5 A: 0,3 VA + Với Iđm= 0,1 A: 1 mVA + Đầu vào nhạy: 0,55 VA - Khả năng quỏ tải về dũng: + Theo nhiệt độ ( trị hiệu dụng): Dũng lõu dài cho phộp : 4.Iđm Dũng trong 10s : 30.Iđm
Dũng trong 1s : 100.Iđm
+ Theo giỏ trị dũng xung kớch: 250Iđm trong 1/2 chu kỡ
- Khả năng quỏ tải về dũng điện cho đầu vào chống chạm đất cú độ nhạy cao : - Theo nhiệt độ ( trị hiệu dụng):
Dũng trong 10s : 100 A
Dũng trong 1s : 300 A
+ Theo giỏ trị dũng xung kớch: 750A trong1/2 chu kỡ. - Điện ỏp cung cấp định mức:
+ Điện ỏp một chiều: 24 đến 48 V 60 đến 125 V 110 đến 250 V
+ Điện ỏp xoay chiều: 115 V ( f=50/60Hz) 230 V Khoảng cho phộp : - 20% +20% (DC) 15% (AC) Cụng suất tiờu thụ : 5 7 W V 1.3.2 Đầu vào nhị phõn - Số lƣợng: 5 - Điện ỏp danh định : 24 250 V (DC) - Dũng tiờu thụ: 1,8 mA - Điện ỏp lớn nhất cho phộp: 300 V (DC) V 1.3.3 Đầu ra nhị phõn
- Số lƣợng: 8 tiếp điểm và 1 tiếp điểm cảnh bỏo .
- Khả năng đúng cắt: Đúng : 1000 W/VA Cắt : 30 W/VA
- Cắt với tải là điện trở: 40 W
- Cắt với tải là L/R 50 ms: 250 W
- Điện ỏp đúng cắt: 250 V
- Dũng đúng cắt cho phộp: 30 A cho 0,5 s 5 A khụng hạn chế thời gian
V.1.3.4 Đốn Tớn Hiệu LED
- 1 đốn màu xanh bỏo rơle đó sẵn sàng làm việc
- 1 đốn màu đỏ bỏo sự cố xảy ra trong rơle
V 1.4 Cỏch Chỉnh Định Và Cài Đặt Thụng Số Của Rơ Le 7UT613
Việc cài đặt và chỉnh định cỏc thụng số, cỏc chức năng bảo vệ trong rơle 7UT613 đƣợc thực hiện theo hai cỏch sau:
- - Bằng bàn phớm ở mặt trƣớc của rơle.
- - Bằng phần mềm điều khiển rơle DIGSI 4 cài đặt trờn mỏy tớnh thụng qua cỏc cổng giao tiếp.
Rơle của hóng Siemens thƣờng tổ chức cỏc thụng số trạng thỏi và chức năng bảo vệ theo cỏc địa chỉ, tức là đối với mỗi chức năng, thụng số cụ thể sẽ ứng với một địa chỉ nhất định. Mỗi địa chỉ lại cú những lựa chọn để cài đặt.
Bảng V 1 :
Địa
chỉ Cỏc lựa chọn Cài đặt Nội dung
105 3 phase Transformer 1 phase Transformer Autotransformer Generator/Motor 3 phase Busbar 1 phase Busbar 3phase Transformer Chọn đối tƣợng đƣợc bảo vệ:mỏy biến
ỏp 3 pha 112 Disable Enable Enable Bật chức năng bảo vệ so lệch 113 Disable Enable Enable Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 142 Disable Enable
Disable Bảo vệ quỏ tải nhiệt.
V 1.5 Cỏc Chức Năng Bảo Vệ Của Rơ Le 7UT613 V 1.5.1 Chức năng bảo vệ so lệch của rơ le 7UT613
a) Phối hợp cỏc đại lƣợng đo lƣờng.
Cỏc phớa của mỏy biến ỏp đều đặt mỏy biến dũng, dũng điện thứ cấp của cỏc mỏy biến dũng này khụng hoàn toàn bằng nhau. Sự sai khỏc này phụ thuộc vào nhiều
yếu tố nhƣ tỉ số biến đổi, tổ nối dõy, sự điều chỉnh điện ỏp của mỏy biến ỏp, dũng điện định mức, sai số, sự bóo hoà của mỏy biến dũng. Do võy để tiện so sỏnh dũng điện thứ cấp mỏy biến dũng ở cỏc phớa mỏy biến ỏp thỡ phải biến đổi chỳng về cựng một phớa, chẳng hạn phớa sơ cấp.
Việc phối hợp giữa cỏc đại lƣợng đo lƣờng ở cỏc phớa đƣợc thực hiện một cỏch thuần tuý toỏn học nhƣ sau:
Im = k.Im.In.K Trong đú:
Im - ma trận dũng điện đó đƣợc biến đổi ( IA, IB, IC) k - hệ số
K - ma trận hệ số phụ thuộc vào tổ nối dõy mỏy biến ỏp In - ma trận dũng điện pha ( IL1, IL2)
b).So sỏnh cỏc đại lƣợng đo lƣờng và đặc tớnh tỏc động
Sau khi dũng đầu vào đó thớch ứng với tỉ số biến dũng, tổ đấu dõy, xử lớ dũng thứ tự khụng, cỏc đại lƣợng cần thiết cho bảo vệ so lệch đƣợc tớnh toỏn từ dũng trong cỏc pha IA, IB và IC, bộ vi xử lớ sẽ so sỏnh về mặt trị số: ISL =I1 +I2 IH =I1 +I2 1 I ,I2
là dũng điện cuộn cao ỏp và hạ ỏp mỏy biến ỏp.
Cỏc kết quả trờn cho thấy khi cú sự cố (ngắn mạch) xảy ra trong vựng bảo vệ thỡ ISL= IH, do vậy đƣờng đặc tớnh sự cố cú độ dốc bằng 1.
Để đảm bảo bảo vệ so lệch tỏc động chắc chắn khi cú sự cố bờn ngoài ta cần chỉnh định cỏc trị số tỏc động cho phự hợp với yờu cầu cụ thể. Rơle 7UT613 dƣợc sử dụng cú đƣờng đặc tớnh tỏc động cho chức năng bảo vệ so lệch thoả món cỏc yờu cầu bảo vệ .
I N I IN DIFF I Vù ng tá c động Vù ng khoá Vù ng hã m bổ sung
Hỡnh V_ 2. Đặc tớnh tỏc động của rơle 7UT613.
Theo hỡnh vẽ đƣờng đặc tớnh tỏc động gồm cỏc đoạn:
- Đoạn a: Biểu thị giỏ trị dũng điện khởi động ngƣỡng thấp IDIFF> của bảo vệ ( địa chỉ 1221), với mỗi mỏy biến ỏp xem nhƣ hằng số. Dũng điện này phụ thuộc dũng điện từ hoỏ mỏy biến ỏp.
- Đoạn b: Đoạn đặc tớnh cú kể đến sai số biến đổi của mỏy biến dũng và sự thay đổi đầu phõn ỏp của mỏy biến ỏp. Đoạn b cú độ dốc SLOPE 1( địa chỉ 1241) với điểm bắt đầu là BASE POINT 1( địa chỉ 1242)
- Đoạn c: Đoạn đặc tớnh cú tớnh đến chức năng khoỏ bảo vệ khi xuất hiện hiện tƣợng bóo hoà khụng giống nhau ở cỏc mỏy biến dũng. Đoạn c cú độ dốc SLOPE 2 (địa chỉ 1243) với điểm bắt đầu BASE POINT 2 (địa chỉ 1244)
- Đoạn d: Là giỏ trị dũng điện khởi động ngƣỡng cao IDIFF>> của bảo vệ ( địa chỉ đoạn 1231). Khi dũng điện so lệch ISL vƣợt quỏ ngƣỡng cao này bảo vệ sẽ tỏc động khụng cú thời gian mà khụng quan tõm đến dũng điện hóm IH và cỏc súng hài dựng để hóm bảo vệ. Qua hỡnh vẽ ta thấy đƣờng đặc tớnh sự cố luụn nằm trong vựng tỏc động. Cỏc dũng điện ISL và IH đƣợc biểu diễn trờn trục toạ độ theo hệ tƣơng đối định mức. Nếu điểm hoạt động ( ISL, IH) xuất hiện gần đặc tớnh sự cố ( 90% độ dốc) sẽ xảy ra tỏc động.
- Vựng hóm bổ sung:
Đõy là vựng hóm khi mỏy biến dũng bóo hoà. Khi xảy ra ngắn mạch ngoài vựng bảo vệ, ở thời điểm ban đầu dũng điện ngắn mạch lớn làm cho mỏy biến dũng bóo hoà
mạnh. Cỏc giỏ trị đo đƣợc bị biến dạng đƣợc nhận ra trong cả thành phần so lệch cũng nhƣ thành phần hóm. Hiện tƣợng bóo hoà mỏy biến dũng dẫn đến dũng điện so lệch đạt trị số khỏ lớn, đặc biệt khi mức độ bóo hoà của cỏc mỏy biến dũng là khỏc nhau. Trong thời gian đú nếu điểm hoạt động (IH, ISL) rơi vào vựng tỏc động thỡ bảo vệ sẽ tỏc động nhầm. Rơle 7UT613 cung cấp chức năng tự động phỏt hiện hiện tƣợng bóo hoà và sẽ tạo ra vựng hóm bổ sung. Sự bóo hoà của mỏy biến dũng trong suốt thời gian xảy ra ngắn mạch ngoài đƣợc phỏt hiện bởi trị số dũng hóm cú giỏ trị lớn hơn. Trị số này sẽ di chuyển điểm hoạt động đến vựng hóm bổ sung giới hạn bởi đoạn đặc tớnh b và trục IH ( khỏc với 7UT513). I N I IDIFF IN DIFF Vù ng tá c động Vù ng khoá Vù ng hã m bổ sung I
Hỡnh V_ 3 Vựng hóm bổ sung của bảo vệ 7UT613.
Từ hỡnh vẽ ta thấy:
Tại điểm bắt đầu xảy ra sự cố A, dũng sự cố tăng nhanh sẽ tạo nờn thành phần hóm lớn. BI lập tức bị bóo hoà (B). Thành phần so lệch đƣợc tạo thành và thành phần hóm giảm xuống kết quả là điểm hoạt động (ISL, IH) sẽ chuyển dịch sang vựng tỏc động (C). Ngƣợc lại, khi sự cố trong vựng bảo vệ xảy ra, điểm hoạt động ngay lập tức dịch chuyển dọc theo đƣờng đặc tớnh sự cố. Hiện tƣợng bóo hoà mỏy biến dũng đƣợc phỏt hiện ngay trong 1/4 chu kỳ đầu xảy ra sự cố, khi sự cố ngoài vựng bảo vệ đƣợc xỏc định. Bảo vệ so lệch sẽ bị khoỏ với lƣợng thời gian cú thể điều chỉnh đƣợc. Lệnh khoỏ đƣợc giải trừ ngay khi điểm hoạt động chuyển sang đƣờng đặc tớnh sự cố. Điều này
cho phộp phõn tớch chớnh xỏc cỏc sự cố liờn quan đến mỏy biến ỏp. Bảo vệ so lệch làm việc chớnh xỏc và tin cậy ngay cả khi BI bóo hoà.
Vựng hóm bổ sung cú thể hoạt động độc lập cho mỗi pha đƣợc xỏc định bằng việc chỉnh định cỏc thụng số, chỳng đƣợc sử dụng để hóm pha bị sự cố hoặc cỏc pha khỏc hay cũn gọi là chức năng khoỏ chộo.
Chức năng hóm theo cỏc súng hài:
Khi đúng cắt mỏy biến ỏp khụng tải hoặc khỏng bự ngang trờn thanh cỏi đang cú điện cú thể xuất hiện dũng điện do từ hoỏ đột biến. Dũng đột biến này cú thể lớn gấp nhiều lần Iđm và cú thể tạo thành dũng điện so lệch. Dũng điện này cũng xuất hiện khi đúng mỏy biến ỏp làm việc song song với mỏy biến ỏp đang vận hành hoặc quỏ kớch thớch mỏy biến ỏp.
Phõn tớch thành phần đột biến này, ta thấy cú một thành phần đỏng kể súng hài bậc hai, thành phần này khụng xuất hiện trong dũng ngắn mạch. Do đú ngƣời ta tỏch thành phần hài bậc hai ra để phục vụ cho mục đớch hóm bảo vệ so lệch. Nếu thành phần hài bậc hai vƣợt quỏ ngƣỡng đó chọn, thiết bị bảo vệ sẽ bị khoỏ lại.
Bờn cạnh súng hài bậc hai, cỏc thành phần súng hài khỏc cũng cú thể đƣợc lựa chọn để phục vụ cho mục đớch hóm nhƣ: thành phần bậc bốn thƣờng đƣợc phỏt hiện khi cú sự cố khụng đồng bộ, thành phần hài bậc ba và năm thƣờng xuất hiện khi mỏy biến ỏp quỏ kớch thớch. Hài bậc ba thƣờng bị triệt tiờu trong mỏy biến ỏp cú cuộn tam giỏc nờn hài bậc năm thƣờng đƣợc sử dụng hơn. Bộ lọc kĩ thuật số phõn tớch cỏc súng vào thành chuỗi Fourier và khi thành phần nào đú vƣợt quỏ giỏ trị cài đặt, bảo vệ sẽ gửi tớn hiệu tới cỏc khối chức năng để khoỏ hay trễ.
V 1.5.2Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) của 7UT613 :
Đõy chớnh là bảo vệ so lệch dũng điện thứ tự khụng. Chức năng REF dựng phỏt hiện sự cố trong mỏy biến ỏp lực cú trung điểm nối đất. Vựng bảo vệ là vựng giữa mỏy biến dũng đặt ở dõy trung tớnh và tổ mỏy biến dũng nối theo sơ đồ bộ lọc dũng điện thứ tự khụng đặt ở phớa đầu ra của cuộn dõy nối hỡnh sao của mỏy biến ỏp.
a) Nguyờn lớ làm việc của REF trong rơle 7UT613.
Bảo vệ chống chạm đất hạn chế REF sẽ so sỏnh dạng súng cơ bản của dũng điện trong dõy trung tớnh ( ISP) và dạng súng cơ bản của dũng điện thứ tự khụng tổng ba pha.
Hỡnh V_ 4 : . Nguyờn lớ bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT612. SP 0 I ' I 3
(Dũng chạy trong dõy trung tớnh)
3 L 2 L 1 L 0 I I I '' I 3 ( Dũng điện tổng từ cỏc BI đặt ở cỏc pha) Trị số dũng điện cắt IREF và dũng điện hóm IH đƣợc tớnh nhƣ sau: IREF =3I'0 IH = k.3I'0 3I''0 +3I'0 3I''0
Trong đú k là hệ số, trong trƣờng hợp chung, giả thiết k =1 Thực tế 3I ''0
và 3I'0
khụng trựng pha nhau khi chạm đất trong vựng bảo vệ và ngƣợc pha nhau khi chạm đất ngoài vựng bảo vệ do cỏc mỏy biến dũng khụng phải là lớ tƣởng. Giả sử gúc lệch pha của 3I ''0
và 3I'0
là . Dũng điện hóm IH phụ thuộc trực tiếp vào hệ số k, hệ số này lại phụ thuộc vào gúc lệch pha giới hạn gh. Vớ dụ ở rơle
7UT612 cho k = 4 thỡ gh = 100, cú nghĩa là với > 100 sẽ khụng cú lệnh cắt gửi đi. Ta cú đặc tớnh tỏc động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong rơle 7UT612.
900 0 80 700 0 60 0 100 1100 0 120 1 2 3 4 I I > REF REF Vù ng khóa Vù ng tá c động (3I ,3I )0 0 Hỡnh V_ 5 :. Đặc tớnh tỏc động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế. V 1.5.3 Chức năng bảo vệ quỏ dũng của rơle 7UT613 :
Rơle 7UT612 cung cấp đầy đủ cỏc loại bảo vệ quỏ dũng nhƣ: - Bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng cú trễ
- Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng cú trễ - Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian, đặc tớnh độc lập hay phụ thuộc
- Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cú thời gian, đặc tớnh độc lập hay phụ thuộc
V.1.5.4 Chức năng bảo vệ chống quỏ tải :
Rơle 7UT612 cung cấp hai phƣơng phỏp bảo vệ chống quỏ tải:
- Phƣơng phỏp sử dụng nguyờn lý hỡnh ảnh nhiệt theo tiờu chuẩn IEC 60255-8. Đõy là phƣơng phỏp cổ điển, dễ cài đặt
- Phƣơng phỏp tớnh toỏn theo nhiệt độ điểm núng và tỉ lệ già húa theo tiờu chuẩn IEC 60354
V.1.5.5 Chức năng bảo vệ chống hƣ hỏng mỏy cắt :
Khi bảo vệ chớnh phỏt tớn hiệu cắt tới mỏy cắt thỡ bộ đếm thời gian của bảo vệ 50BF ( T-BF ) sẽ khởi động. T-BF vẫn tiếp tục làm việc khi vẫn tồn tại tớn hiệu cắt và dũng sự cố. Nếu mỏy cắt từ chối lệnh cắt ( mỏy cắt bị hỏng ) và bộ đếm thời gian T-BF đạt tới ngƣỡng thời gian giới hạn thỡ bảo vệ 50BF sẽ phỏt tớn hiệu đi cắt cỏc mỏy cắt đầu nguồn cú liờn quan với mỏy cắt hỏng để loại trừ sự cố.
Cú thể khởi động chức năng 50BF của 7SJ612 từ bờn ngoài thụng qua cỏc đầu vào nhị phõn
V.2 Rơle 7SJ612 :
V 2.1 Gới Thiệu Tổng Quan Về Rơ Le 7SJ612 :
Rơle số 7SJ612 do hạng Siemens chế tạo, dựng để bảo vệ đƣờng dõy trong mạng cao ỏp và trung ỏp cú trung điểm nối đất, nối đất tổng trở thấp, mạng khụng nối đất hoặc nối đất bự điện dung, bảo vệ cỏc loại động cơ khụng đồng bộ. Nú cú đầy đủ cỏc chức năng để làm bảo vệ dự phũng cho mỏy biến ỏp với chức năng chớnh là bảo vệ quỏ dũng.
Rơle này cú những chức năng điều khiển đơn giản cho mỏy cắt và cỏc thiết bị tự động. Logic tớch hợp lập trỡnh đƣợc (CFC) cho phộp ngƣời dựng thực hiện đƣợc tất cả cỏc chức năng sẵn cú, vớ dụ nhƣ chuyển mạch tự động (khoỏ liờn động).
Giao diện linh hoạt mở rộng cho những hệ thống điều khiển cú kiến trỳc giao tiếp hiện đại.
V 2.2 Cỏc Chức Năng Của Bảo Vệ :
- Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian ( đặc tớnh thời gian độc lập/ đặc tớnh phụ thuộc/ đặc tớnh do ngƣời sử dụng cài đặt).
- Phỏt hiện chạm đất với độ nhạy cao. - Bảo vệ chống hƣ hỏng cỏch điện. - Hạm dũng đột biến.
- Bảo vệ động cơ
- Giỏm sỏt dũng cực tiểu. - Giỏm sỏt thời gian khởi động. - Hạn chế khởi động lại.
- Kẹt rotor. - Bảo vệ quỏ tải.
- Giỏm sỏt nhiệt độ.
- Bảo vệ chống hƣ hỏng mỏy cắt. - Bảo vệ quỏ dũng thứ tự nghịch. - Tự động đúng lại.
- Chức năng khoỏ.
V 2.3 Nguyờn Lớ Hoạt Động Chung Của Rơ le 7SJ612: - Hệ thống vi xử lớ 32 bit. - Hệ thống vi xử lớ 32 bit.
- Thực hiện xử lớ hoàn toàn bằng tớn hiệu số cỏc quỏ trỡnh đo lƣờng, lấy mẫu, số hoỏ cỏc đại lƣợng đầu vào tƣơng tự.
- Khụng liờn hệ về điện giữa khối xử lớ bờn trong thiết bị với những mạch bờn ngoài nhờ bộ biến đổi DC, cỏc biến điện ỏp đầu vào tƣơng tự, cỏc đầu vào ra nhị