Chức năng bảo vệ so lệch mỏy biến ỏp của rơle 7UT613

Hỡnh 5.5 Nguyờn lớ bảo vệ so lệch dũng điện trong rơle 7UT613 1.Phối hợp cỏc đại lượng đo lường.

Cỏc phớa của mỏy biến ỏp đều đặt mỏy biến dũng, dũng điện thứ cấp của cỏc mỏy biến dũng này khụng hồn tồn bằng nhau. Sự sai khỏc này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tỉ số biến đổi, tổ nối dõy, sự điều chỉnh điện ỏp của mỏy biến ỏp, dũng điện định mức, sai số, sự bĩo hồ của mỏy biến dũng. Do vậy 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 lượng đo lường ở cỏc phớa được thực hiện một cỏch thuần tuý toỏn học như sau:

Im = k.K.In

Trong đú: - Im ma trận dũng điện đĩ được 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, IL3)

2.So sỏnh cỏc đại lượng đo lường và đặc tớnh tỏc động

Sau khi dũng đầu vào đĩ thớch ứng với tỉ số biến dũng, tổ đấu dõy, xử lớ dũng thứ tự khụng, cỏc đại lượng cần thiết cho bảo vệ so lệch được tớnh toỏn từ dũng trong cỏc pha IA, IB và IC, bộ vi xử lớ sẽ so sỏnh về mặt trị số:

ISL = I.1I.2I.3 IH = I.1 +I.2 +I.3    Đối tượng được bảo vệ 87/I IT1+IT2 IT1 IT2 IS1 IS2

Đồ ỏn tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan

Cú hai trường hợp sự cố xảy ra

* Trường hợp sự cố ngắn mạch ngồi vựng bảo vệ hoặc ở chế độ làm việc bỡnh thường. Khi đú I1 ngược chiều với

2 I  , 3 I  và 1 2 3 I I I ISL= I1I2 I3 0 IH = Ii 2. I1

*Trường hợp ngắn mạch trong vựng bảo vệ, nguồn cung cấp từ phớa cao ỏp nờn: ISL= I +I +I 1 2 3  I1 ( 2 I  = 3 I  =0) IH = I1  I2  I3  I1

Cỏc kết quả trờn cho thấy khi cú sự cố (ngắn mạch) xảy ra trong vựng bảo vệ thỡ ISL= IH, do vậy đường 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 ngồi ta cần chỉnh định cỏc trị số tỏc động cho phự hợp với yờu cầu cụ thể. Rơle 7UT613 được sử dụng cú đường đặc tớnh tỏc động cho chức năng bảo vệ so lệch thoả mĩn cỏc yờu cầu bảo vệ . IH* * ISL 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1221 IDIFF> a b c d Miền haừm ẹaởc tớnh sửù coỏ

Miền haừm boồ sung

IH1

IDIFF>>

Miền taực ủoọng

20,7 1241 SLOPE2 SLOPE2 1243 1231 BASE POINT1 1242 1244 1256

BASE POINT2 I-ADD ON STAB

Hỡnh 5-3 Đặc tớnh tỏc động của rơle 7UT613.

Đồ ỏn tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan

- Đoạn a: Biểu thị giỏ trị dũng điện khởi động ngưỡng thấp IDIFF> của bảo vệ ( địa chỉ 1221), với mỗi mỏy biến ỏp xem như 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 tượng bĩo hồ 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 ngưỡng cao IDIFF>> của bảo vệ ( địa chỉ 1231). Khi dũng điện so lệch ISL vượt quỏ ngưỡng cao này bảo vệ sẽ tỏc động khụng cú thời gian mà khụng quan tõm đến dũng điện hĩm IH và cỏc súng hài dựng để hĩm bảo vệ. Qua hỡnh vẽ ta thấy đường đặc tớnh sự cố luụn nằm trong vựng tỏc động. Cỏc dũng điện ISL và IH được biểu diễn trờn trục toạ độ theo hệ tương đối định mức. Nếu toạ độ điểm hoạt động ( ISL, IH) xuất hiện gần đặc tớnh sự cố sẽ xảy ra tỏc động.

Vựng hĩm bổ sung:

Đõy là vựng hĩm khi mỏy biến dũng bĩo hồ. Khi xảy ra ngắn mạch ngồi vựng bảo vệ, ở thời điểm ban đầu dũng điện ngắn mạch lớn làm cho mỏy biến dũng bĩo hồ mạnh. Hằng số thời gian của hệ thống dài, hiện tượng này khụng xuất hiện khi xảy ra sự cố trong vựng bảo vệ. Cỏc giỏ trị đo được bị biến dạng được nhận ra trong cả thành phần so lệch cũng như thành phần hĩm. Hiện tượng bĩo hồ mỏy biến dũng dẫn đến dũng điện so lệch đạt trị số khỏ lớn, đặc biệt khi mức độ bĩo hồ 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 tượng bĩo hồ và sẽ tạo ra vựng hĩm bổ xung. Sự bĩo hồ của mỏy biến dũng trong suốt thời gian xảy ra ngắn mạch ngồi được phỏt hiện bởi trị số dũng hĩm cú giỏ trị lớn hơn. Trị số này sẽ di chuyển điểm hoạt động đến vựng hĩm bổ sung giới hạn bởi đoạn đặc tớnh b và trục IH, (khỏc với 7UT513).

Đồ ỏn tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan

B

20,7 Miền taực ủoọng

C

Miền haừm boồ sung ẹaởc tớnh sửù coỏ Miền haừm d c b a A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SL I* * H I

Hỡnh 5.4 .Nguyờn tắc hĩm của chức năng bảo vệ so lệch trong 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 hĩm lớn. BI lập tức bị bĩo hồ (B). Thành phần so lệch được tạo thành và thành phần hĩm giảm xuống kết quả là điểm hoạt động (ISL, IH) cú thể chuyển dịch sang vựng tỏc động (C).

Ngược lại, khi sự cố xảy ra trong vựng bảo vệ, dũng điện so lệch đủ lớn, điểm hoạt động ngay lập tức dịch chuyển dọc theo đường đặc tớnh sự cố. Hiện tượng bĩo hồ mỏy biến dũng được phỏt hiện ngay trong 1/4 chu kỳ đầu xảy ra sự cố, khi sự cố ngồi vựng bảo vệ được xỏc định. Bảo vệ so lệch sẽ bị khoỏ với lượng thời gian cú thể điều chỉnh được. Lệnh khoỏ được giải trừ ngay khi điểm hoạt động chuyển sang đường 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 bĩo hồ.

Vựng hĩm bổ sung cú thể hoạt động độc lập cho mỗi pha được xỏc định bằng việc chỉnh định cỏc thụng số, chỳng được sử dụng để hĩm pha bị sự cố hoặc cỏc pha khỏc hay cũn gọi là chức năng khoỏ chộo.

+ Chức năng hĩm 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 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 người ta tỏch thành phần hài bậc hai ra để phục vụ cho mục đớch hĩm bảo vệ so lệch. Nếu thành phần hài bậc hai vượt quỏ ngưỡng đĩ chọn, thiết bị bảo vệ sẽ bị khoỏ lại.

Đồ ỏn tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan

Bờn cạnh súng hài bậc hai, cỏc thành phần súng hài khỏccũng cú thể được lựa chọn để phục vụ cho mục đớch hĩm như: thành phần hài bậc bốn thường được phỏt hiện khi cú sự cố khụng đồng bộ, thành phần hài bậc ba và năm thường xuất hiện khi mỏy biến ỏp quỏ kớch thớch. Hài bậc ba thường bị triệt tiờu trong mỏy biến ỏp cú cuộn tam giỏc nờn hài bậc năm thường được sử dụng hơn. Bộ lọc kĩ thuật số phõn tớch cỏc súng vào thành chuỗi Fourier và khi thành phần nào đú vượt quỏ giỏ trị cài đặt, bảo vệ sẽ gửi tớn hiệu tới cỏc khối chức năng để khoỏ hay trễ.

Tuy nhiờn bảo vệ so lệch vẫn làm việc đỳng khi mỏy biến ỏp đúng vào một pha bị sự cố, dũng đột biến cú thể xuất hiện trong pha bỡnh thường. Đõy gọi là chức năng khoỏ chộo.

5.1.6.Chức 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.

1.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. 0 ISL = 3I'0 7UT613 3I'' L1 IL1 IL2 IL3 L2 L3

Hỡnh 5-5. Nguyờn lớ bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT613.

3I'0  ISP (Dũng chạy trong dõy trung tớnh)

''

0 L 1 L 2 L 3

3 I  I  I  I ( Dũng điện tổng từ cỏc BI đặt ở cỏc pha) Trị số dũng điện cắt IREF và dũng điện hĩm IH được tớnh như sau: ' REF 0 ' '' ' '' H 0 0 0 0 I 3I I k.( 3I 3I 3I 3I )          

Đồ ỏn tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan

+ Sự cố chạm đất ngồi vựng bảo vệ: khi đú 3 I''0 và ' 0 3 I sẽ ngược pha và cựng biờn độ, do đú 3 I''0 = - ' 0 3 I . Vậy ta cú: IREF = 3I'0 IH  3 I'0  3 I0''  3 I'0  3 I0''  2 . 3 I0'

Dũng tỏc động cắt (IREF) bằng dũng chạy qua điểm đấu sao, dũng hĩm bằng 2 lần dũng cắt.

+ Sự cố chạm đất trong vựng bảo vệ của cuộn dõy nối sao mà khụng cú nguồn ở phớa cuộn dõy nối sao đú. Trong trường hợp này thỡ 3I''0= 0, do đú ta cú:

IREF = 3I'0

IH  3I0'  0  3I0'  0  0

Dũng tỏc động cắt (IREF) bằng dũng chạy qua điểm đấu sao, dũng hĩm bằng 0. + Sự cố chạm đất trong vựng bảo vệ ở phớa cuộn dõy hỡnh sao cú nguồn đi đến: 3I''0  '

0

3I IREF = 3I'0

IH  3I'0  3I0''  3I'0  3I0''  2 . 3I0''

Dũng tỏc động cắt (IREF) bằng dũng chạy qua điểm đấu sao, dũng hĩm õm. Từ kết quả trờn ta thấy:

. Khi sự cố chạm đất trong vựng bảo vệ, dũng hĩm luụn cú giỏ trị õm hoặc bằng khụng (IH  0) và dũng cắt luụn tồn tại (IREF > 0) do đú bảo vệ luụn tỏc động.

. Khi sự cố ở ngồi vựng bảo vệ khụng phải là sự cố chạm đất sẽ xuất hiện dũng điện khụng cõn bằng do sự bĩo hồ khỏc nhau giữa cỏc BI đặt ở cỏc pha, bảo vệ sẽ phản ứng như trong trường hợp chạm đất một điểm trong vựng bảo vệ. Để trỏnh bảo vệ tỏc động sai, chức năng REF trong 7UT613 được trang bị chức năng hĩm theo gúc pha.

. Thực tế 3I''0và ' 0

3 I khụng trựng pha nhau khi chạm đất trong vựng bảo vệ và

ngược pha nhau khi chạm đất ngồi vựng bảo vệ do cỏc mỏy biến dũng khụng phải là lớ tưởng. Giả sử gúc lệch pha của3I''0và '

0

3 I là . Dũng điện hĩm 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 7UT613 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 7UT613.

Đồ ỏn tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan

Hỡnh 5-6. Đặc tớnh tỏc động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế. 5.1.7.Chức năng bảo vệ quỏ dũng của rơle 7UT613.

Rơle 7UT613 cung cấp đầy đủ cỏc loại bảo vệ quỏ dũng như: . Bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng trễ

. Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cắt nhanh, cú trễ hoặc khụng trễ

. Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian, đặc tớnh thời gian độc lập hay phụ thuộc.

. Bảo vệ quỏ dũng thứ tự khụng cú thời gian, đặc tớnh thời gian độc lập hay phụ thuộc.

Loại bảo vệ quỏ dũng, quỏ dũng thứ tự khụng cú đặc tớnh thời gian phụ thuộc của 7UT613 cú thể hoạt động theo cỏc chuẩn đường cong của IEC, ANSI và IEEE hoặc theo đường cong do người dựng tự thiết lập.

5.1.8.Chức năng bảo vệ chống quỏ tải.

Rơle 7UT613 cung cấp hai phương phỏp bảo vệ chống quỏ tải:

 Phương phỏp sử dụng nguyờn lớ hỡnh ảnh nhiệt theo tiờu chuẩn IEC 60255-8. Đõy là phương phỏp cổ điển, dễ cài đặt.

 Phương phỏp tớnh toỏn theo nhiệt độ điểm núng và tỉ lệ già hoỏ theo tiờu chuẩn IEC 60354. Người sử dụng cú thể đặt đến 12 điểm đo trong đối tượng được bảo vệ qua 1 hoặc 2 hộp RTD (Resistance Temperature Detector) nối với nhau. RTD-box 7XV566 được sử dụng để thu nhiệt độ của điểm lớn nhất. Nú chuyển giỏ trị nhiệt độ sang tớn hiệu số và gửi chỳng đến cổng hiển thị.Thiết bị tớnh toỏn nhiệt độ của điểm núng từ những dữ liệu này và chỉnh định đặc tớnh tỉ lệ. khi ngưỡng đặt của nhiệt độ bị vượt quỏ, tớn hiệu ngắt hoặc cảnh bỏo sẽ được phỏt ra. Phương phỏp này đũi hỏi phải cú thụng tin đầy đủ về đối tượng được bảo vệ: đặc tớnh nhiệt của đối tượng, phương thức

Đồ ỏn tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan

 Ngồi chức năng theo chế độ nhiệt như trờn, rơle 7UT613 cũn chống quỏ tải theo dũng, tức là khi dũng điện đạt đến ngưỡng cảnh bỏo thỡ tớn hiệu cảnh bỏo cũng được đưa ra cho dự độ tăng nhiệt độ  chưa đạt tới cỏc ngưỡng cảnh bỏo và cắt.

Chức năng chống quỏ tải cú thể được khoỏ trong trường hợp cần thiết thụng qua đầu vào nhị phõn.