Đồ án Tính toán thiết kế bảo vệ Rơ le cho trạm biến áp 110 kV Vân Đình

hởi động của nó càng lớn, rơ le càng dễ cảm nhận sự xuất hiện của sự cố, hay rơ le càng tác động càng nhậy. Việc thực hiện thiết kế bảo vệ rơ le trạm với loại rơ le 7UT513 và loại bảo vệ 7SJ600. hai loại bảo vệ trên đều là rơ le kỹ thuật số có nhiều tính năng và ưu việt sau. phương thức bảo vệ trạm 110kV vân Đình + Bảo vệ rơ le khí. + Bảo vệ so lệch máy biến áp: 87T + Bảo vệ chạm chạm đất có giới hạn: 87N + Bảo vệ quá dòng cắt nhanh : 50 + Bảo vệ quá dòng có thời gian : 51 + Bảo vệ quá dòng thứ tự không: 51N + Bảo vệ rơ le kém áp: 27 + Bảo vệ rơ le tăng áp: 59 + Bảo vệ quá tải nhiệt: 49 + Rơle nhiệt độ: 4 + Rơle so lệch: 1 + Rơle khí: 4 + Rơle quá dòng thứ tự không: 3 + Rơle quá dòng cắt nhanh: 3 + Rơle quá dòng có thời gian: 5,7 + Rơle bảo vệ quá tải: 1 + Rơle quá áp thứ tự không: 6 110 kV 35 kV 11 kV T2 T1 51N 51 50N 50 3 BH OT OL 87N 59N 87T 59N 7 8 1 2 6 4 51 51 49 Hình 3.1: Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp 3.2. CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐƯỢC ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP: Trạm biến áp 110 kV Vân Đình gồm có 2 máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây 110/ 35/ 10-22 kV, làm việc độc lập công suất mỗi máy là 25 MVA 3.2.1. Những hư hỏng thường xảy ra đối với MBA. Hư hỏng bên trong MBA bao gồm: + Chạm chập giữa các vòng dây. + Chạm chập giữa các pha với nhau. + Ngắn mạch giữa các cuộn dây + Hư hỏng bộ phận chuyển đổi đầu phân áp. + Thùng dầu bị rò dỉ. Hư hỏng ở chế độ làm việc bình thường của MBA. + Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống. + Ngắn mạch một pha trong hệ thống. + Quá tải + Quá bão hoà mạch từ. Tuỳ theo từng loại máy biến áp, vị trí đặt của chúng, vai trò của MBA trong hệ thống mà người ta đưa ra phương thức để lựa chọn hệ thống bảo vệ thích hợp cho từng loại MBA, gồm những loại sau: Loại hư hỏng của máy biến áp và loại bảo vệ + Ngắn mạch một pha hoạc nhiều pha chạm đất + So lệch là loại bảo vệ chính. + Bảo vệ quá dòng. + Bảo vệ quá dòng TTK. + Khoảng cách bảo vệ dự phòng. + Chạm chập các các vòng dây, thùng dầu thủng hoạc bị rò dỉ. + Bảo vệ rơle khí (Buchholz) + Quá tải. + quá nhiệt độ. + Quá dòng điện. + Dùng hình ảnh nhiệt 3.2.2. Các chức năng bảo vệ được sử dụng. 3.2.2.1. Nguyên lý bảo vệ bằng rơ le khí: Bình dầu phụ Thùng dầu MBA Rơle khí Dùng để phát hiện các hư hỏng bên trong thùng dầu máy biến áp. Như dạng ngắn mạch giữa các vòng dây trong cùng một pha hoặc ngắn mạch ở gần điểm trung tính hoặc thùng dầu máy biến áp bị rò dỉ làm mức dầu giảm thấp. Bảo vệ làm việc dựa vào mức độ bốc hơi và tốc độ chuyển động của dầu đẩy lên bình dầu phụ. Hình 3. 2: Sơ đồ bảo vệ rơ le khí. Để rơ le làm việc có độ nhậy cao khi lắp đặt máy biến áp cần kê nghiêng máy biến áp một góc từ (3-50) sao cho phía bình dầu phụ cao hơn. 3.2.2.2. Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện. Nguyên lý: Bảo vệ so lệch dựa trên nguyên tắc so sánh các dòng điện và vì vậy cũng được hiểu như hệ thống cân bằng dòng điện. Chúng sử dụng nguyên tắc là dòng điện rời khỏi đối tượng bảo vệ trong điều kiện bình thường bằng dòng đi vào đối tượng bảo vệ. Bất cứ sự sai lệch dòng nào cũng được hiểu sự cố bên trong vùng được bảo vệ. Các cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng BI1 và BI2 có cùng tỷ số biến, được nối để có được các dòng điện như hình vẽ (Hình 3.1) Khi vận hành bình thường hoặc ngắn mạch ngoài, dòng điện bằng nhau. I1» I2 nên ta có ISL= I1 – I2 » 0 rơ le không tác động. Khi sự cố bên trong vùng bảo vệ, dòng điện ở mỗi đầu không bằng nhau I1¹ I2 nên ta có ISL = I1 - I2 ¹ 0 khi ISL > IKđ rơ le tác động. Đối tượng bảo vệ I2 IS1 I2 I1 BI1 BI2 IS2 DI N 1 N 2 Sơ đồ 3.3: Sơ đồ bảo vệ so lệch: Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm: Trên thực tế do sai số của các máy biến dòng hay hiện tượng bão hoà mạch từ và khi đóng máy biến áp không tải dòng điện thứ cấp của các BI sẽ khác nhau và tạo ra dòng điện không cân bằng. ISL= I1 - I2 = IKcb Dòng điện không cân bằng trong một số trường hợp có thể có giá trị rất lớn dẫn đến rơ le bảo vệ so lệch tác động nhầm. Để khắc phục nhược điểm trên người ta sử dụng nguyên lý hãm sóng hài bậc cao (khoá không cho bảo vệ tác động trong một khoảng thời gian nhất định). Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm sóng hài bậc cao được dùng làm bảo vệ chính cho máy biến áp, chống lại các dạng ngắn mạch một pha hoạc nhiều pha, một pha chạm đất trong cuộn dây máy biến áp. Bảo vệ đảm bảo làm việc ổn định với các dòng không cân bằng suất hiện khi đóng máy biến áp không tải hoặc khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ so lệch. Bảo vệ luôn đảm bảo độ nhậy với các dạng sự cố ngắn mạch trong vùng bảo vệ, có biện pháp tránh tác động nhầm khi có dòng từ hoá tăng cao (khi đóng máy biến áp không tải). 3.2.2.3. Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện: Bảo vệ quá dòng điện đặt ở phía 110 kV dự phòng cho bảo vệ so lệch. Bảo vệ làm việc với hai cấp tác động, cấp tác động cắt nhanh và cấp tác động có thời gian. Bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh: (I>>) có dòng khởi động chọn theo điều kiện giá trị lớn nhất của dòng điện khi ngắn mạch ngoài vùng của bảo vệ máy biến áp. Dòng điện khởi động của bảo vệ được chọn theo công thức. Ikđ=Kat . IN ng.max Trong đó: IN ng.max: Dòng điện ngắn mạch ngoài vùng của bảo vệ lớn nhất. Kat = 1,2 ữ 1,3. Hệ số an toàn thường lấy bằng Bảo vệ quá dòng điện có thời gian: (I>) Tính chọn lọc của bảo vệ qúa dòng điện có thời gian dùng bảo vệ cho máy biến áp được đảm bảo bằng cách. Phối hợp về thời gian với các bảo vệ quá dòng điện có thời gian đặt ở hai phía trung áp và hạ áp của máy biến áp. Bảo vệ quá dòng điện có thời gian đặt ở thanh cái trung và hạ áp có thời gian làm việc phối hợp với bảo vệ ở các lộ đường dây xuất tuyến từ thanh góp và có nhiệm vụ bảo vệ thanh góp và làm dự phòng cho bảo vệ đường dây. Có hai loại đặc tính thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng điện. + Đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc của bảo vệ không phụ thuộc và trị số dòng điện chạy qua bảo vệ. + Đặc tính thời gian phụ thuộc: Thời gian làm việc của bảo vệ càng nhỏ khi dòng điện chạy qua bảo vệ tăng. Dòng điện khởi động của bảo vệ này được chọn như sau: Ikđ = Kat. Kmm Ilv max K tv  Trong đó : Ilv max : Dòng điện làm việc lớn nhất cho phép của phần tử được bảo vệ. Km =1¸1,5 là hệ số mở máy khi xét phụ tải là động cơ. Kat = 1,1¸1,2 là hệ số an toàn. KTV = 0,95¸1 là hệ số trở về của rơle. 3.2.2.4. Nguyên lý bảo vệ dòng điện thứ tự không máy biến áp. Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không máy biến áp (bảo vệ chống chạm đất hạn chế) dựa trên nguyên lý so lệch giữa dòng điện qua dây trung tính nối đất và dòng điện tổng của 3 pha. Bảo vệ cho cuộn dây máy biến áp chống sự cố chạm đất cho cuộn dây có trung tính nối đất trực tiếp. Trong điều kiện làm việc bình thường không có dòng điện đi qua điểm trung tính, tổng dòng điện thứ tự không ở các pha bằng không. Khi xẩy ra sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không ở trung tính máy biến áp và ở các pha I01 và I02 bằng nhau về độ lớn và cùng chiều. ISl 0 = I01 + I02 ¹ 0 Þ Bảo vệ tác động. Ngược lại khi xẩy ra sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không I01, I02 bằng nhau về độ lớn và ngược chiều. ISl 0 = I01 + I02 = 0 Þ Bảo vệ không tác động. Tuy nhiên khi sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ, dòng điện không cân bằng có thể tồn tại do hiện tượng bão hoà mạch từ của BI không giống nhau. Để khắc phục hiện tượng này bảo vệ chống sự cố chạm đất có bộ phận khoá bảo vệ với dòng điện thứ tự không khi xẩy ra chạm đất ở ngoài vùng bảo vệ. 3.2.2.5. Bảo vệ chống quá tải cho máy biến áp. Quá tải làm tăng nhiệt độ dầu và cuộn dây của máy biến áp nếu mức quá tải cao và kéo dài làm cho máy biến áp bị tăng nhiệt độ quá mức cho phép dẫn đến tuổi thọ của MBA bị suy giảm nhiều. Để bảo vệ chống quá tải cho cuộn dây của máy biến áp và bảo vệ chống quá nhiệt cho cách điện của máy biến áp công suất lớn người ta dùng phương pháp đo trực tiếp nhiệt độ dầu và hình ảnh nhiệt, nhiệt độ cuộn dây của MBA, bảo vệ làm việc theo nhiều cấp như tăng cường làm mát, cảnh bảo bằng tín hiệu âm thanh, sa thải bớt các phụ tải. Nếu các cấp tác động này không mang lại hiệu quả thì máy biến áp được tách ra khỏi vận hành, sơ đồ hệ thống cảnh báo khi MBA quá tải. Quạt gió Bơm dầu Tín hiệu cảnh báo Cắt máy biến áp Cảm biến nhiệt độ Bộ phân tích thời gian quá nhiệt Hình 3-4: Sơ đồ khối bảo vệ quá nhiệt cho máy biến áp Để bảo vệ quá tải cho MBA tại trạm 110kV Vân Đình dùng phương pháp hình ảnh nhiệt trong rơ le bảo vệ 7UT513 và phương pháp đo trực tiếp tại máy biến áp. phương pháp trực tiếp tại máy biến áp sử dụng bộ cảm ứng nhiệt đặt ở phía trên thùng dầu nơi có nhiệt độ dầu cao nhất. Khi nhiệt độ tăng lên ³ 550 c bộ khuyếch đại sẽ thực hiện tuần tự các công việc như tăng cường làm mát và báo tín hiệu nếu nhiệt độ vẫn cứ tiếp tục tăng, khi đó tín hiệu được gửi đi cắt máy biến áp. 3.3. GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THỐNG SỐ CỦA RƠ LE 7UT513 : 3.3.1. Tính năng và thống số của 7UT513. 3.3.1.1. Tính năng rơ le 7UT513. Rơle số 7UT-513 dùng cho bảo vệ so lệch máy biến áp. Rơ le có tính ưu việt như tác động nhanh, chọn lọc chống lại các dạng ngắn mạch trong phạm vi bảo vệ. Ngoài bảo vệ máy biến áp, Rơle còn được sử dụng để bảo vệ các điểm phân nhánh có 3 nhánh hoặc phần tử có 3 đầu vào. Rơ le có 5 tiếp điểm cắt, 5 đầu vào nhị phân và 14 chỉ thị đèn (LED). Những chức năng của Rơ le 7UT-513 bao gồm. - Bảo vệ so lệch máy biến áp. Bảo vệ dòng thứ tự không. Bảo vệ quá dòng có thời gian. - Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ. - Bảo vệ chạm vỏ tuỳ chọn. 3.3.1.2. Các thống số kỹ thuật rơ le 7UT-513 . - Mạch đo lường. + Dòng điện danh định : 1A hoặc 5A + Tần số định mức : 50 Hz/60 Hz + Công suất tiêu thụ : 0,1 VA / pha ứng với dòng danh định là 1A. : 0,5 VA / pha ứng với dòng danh định là 5A. - Khả năng quá tải nhiệt : + 100.Idđ trong thời gian £ 1 sec. + 20.Idđ trong thời gian £ 10 sec. + 4.Idđ trong thời gian lâu dài. + Khi có quá tải xung thì : 250.Idd trong 1/2 chu kỳ. - Khả năng quá tải của chức năng phát hiện dòng chạm vỏ , nhiệt độ (giá trị hiệu dụng). + 300 A trong thời gian £ 1 s . + 100 A trong thời gian £ 10 s . + 15 A trong thời gian liên tục . + Cho phát hiện dòng chạm vỏ với độ nhậy cao, dòng bằng 1A. - Điện áp nguồn thao tác nguồn một chiều qua bộ chỉnh lưu 24V ¸ 250V DC. Udđ (VDC) 24/48 60/110/125 220/250 Sai lệch cho phép 19 ¸ 56 4 ¸ 14 176 ¸ 88 - Điện áp xoay chiều £ 12% Uđm + Chỉnh đỉnh £ 6%Ugh + Thời gian phục hồi điện áp khi có sự cố mạch 1 chiều ³ 50 ms ở điện áp Uđm ³ 110 VDC. - Tiếp điểm làm việc . + Số rơle tác động cắt: 5 + Số tiếp điểm / 1 Rơ le: 2 thường mở ( No ) + Dung lượng đóng: 100W/VA + Dung lượng cắt: 30W/VA + Điện áp đóng cắt: 250V + Dòng cho phép: 30A trong 50 s - Tiếp điểm báo tín hiệu. + Số Rơ le tín hiệu: 11 + Số tiếp điểm Rơ le: 1 thường đóng Co hoặc thường mở No + Dung lượng đóng cắt: 20W/VA + Dòng cho phép: 1A + Điện áp đóng cắt: 250V - Số đầu vào nhị phân. + Rơ le tín hiệu /cảnh báo: 5 + Điệp áp làm việc: 24V ¸ 250Vdc + Dòng điện tiêu thụ: 2,5 mA - Các giao diện nối tiếp. + Giao tiếp với người vận hành: Không cách ly . + Giắc nối: Giắc 25 chân cho kết nối với máy tính cá nhân theo ISC 2110 + Tốc độ truyền tin: Mặc định 9600 Baud, min 1200 baud, max 19100 baud + Giao tiếp với trung tâm điều khiển: Cách Ly - Giao điểm truyền số liệu. + Các tiêu chuẩn: Tương tự V24/V25 đến CCITT. + Tốc độ truyền: Mặc định 9600 baud, min 1200baud, max19200baud . + Kết nối trực tiếp: Lắp đặt ngang Lắp đặt bề mặt + Khoảng cách truyền tin: max 1000 m + Điện áp thử: 2 kV với tần số định mức trong thời gian 1 phút . + Cáp quang: Giắc tích hợp F - SMA . + Chiều dài sóng quang: 820 mm + Hệ số suy giảm đường dây cho phép: max 8 dB + Khoảng cách truyền tin: max 1,5 km. + Các thí nhiệm cách điện: Theo IEC 255 - 5 3.3.1.3. Phạm vi chỉnh định đối với chức năng BVSL MBA. + Dòng SL mức thấp (ISL>): 0,15.IdđB ¸ 2,00.IdđB bước chỉnh định 0,01 IdđB + Dòng SL mức cao (ISL>>): 0,5.IdđB ¸20,00. IdđB bước chỉnh định 0,1 IdđB Trong đó : Idđ là dòng danh định của MBA . + Tỷ số hãm dòng từ hoá (hài bậc 2): 10% ¸ 80% bước chỉnh định 1% . + Tỷ số hãm sóng 3 , 4 , 5 : 10% ¸ 80% bước chỉnh định 1% . + Trễ thời gian cắt : 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s . + Thời gian trở về : 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s . Thời gian không tính đến thời gian làm việc song song chức năng bảo vệ. + Thời gian làm việc với nguồn cấp 1 phía : 50 Hz 60Hz 162/3 Hz. ³ 1,5 lần giá trị đặt ISL > : 35ms 35ms 85ms ³ 1,5 lần giá trị đặt ISL>>: 35ms 35ms 85ms ³ 5 lần giá trị đặt ISL>> : 35ms 35ms 85ms Thời gian trở về : 30ms 25ms 40ms Tỷ số trở về : 0,7 - Dung sai với các thông số MBA . + Các thời gian trễ cộng thêm : ± 1% giá trị đặt hoặc 10s . - Các thông số ảnh hưởng . + Điện áp thao tác trong dải 0,8 £ U/Un £ 1,15: £1% - Nhiệt độ trong khoảng 0oc £ t0mt £ 40oC: £ 0,5%/10k - Tần số trong khoảng 0,95 £ f/fn £ 1,05: 1% 3.3.1.4. Bảo vệ chạm đất có giới hạn. - Phạm vi chỉnh định . + Ngưỡng dòng: Ireff > IN 0,05.IdđB ¸ 2,00.IdđB bước chỉnh định 0,01 IdđB + Góc giới hạn: jLimit 90o ¸ 130o bước chỉnh định 10o - Các đặc tính tác động . + Tỷ số hãm dòng xung: 10% ¸ 80% bước chỉnh định 1% + Trễ thời gian cắt: 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s + Thời gian trở về: 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s - Thời gian không tính đến thời gian làm việc song song của các chức năng bảo vệ. Thời gian làm việc với (f) 50 Hz 60 Hz 162/3 Hz + 1,5 lần giá trị đặt: 25 ms 25 ms 70 ms + 5 Lần giá trị đặt: 17 ms 17 ms 25 ms Thời gian trở về: 30 ms 25 ms 40 ms Tỷ số trở về: 0,7 - Dung sai. + Đặc tính tác động: ± 5% giá trị lý thuyết (I < 5.IN) + Các thời gian cộng thêm: ± 51% Giá trị đặt hoạc 10 sec - Các biến có ảnh hưởng. + Điện áp nguồn thao tác ảnh hưởng 0,8 ≤ U/UN ≤1,15 %: ≤ 1% + Nhiệt độ trong khoảng 0Oc = ệMT ≤ 400c: ≤ 0,5%.10K + Tần số trong khoảng 0,8 ≤f/fn ≤ 1,2: ≤ 1% 3.3.1.5. Bảo vệ quá dòng có thời gian. - Các đặc tính có thể đặt: đặc tính thời gian độc lập + Các đặc tính phụ thuộc đặc tính thời gian phụ thuộc. - Tác động / thời gian: + Cấp dòng cắt nhanh I>>/I: 0,10 ¸ 30,00 bước chỉnh định 0,01 s . Thời gian trễ TI >>: 0,00s ¸ 32s bước chỉnh định 0,01 s ; ¥ + Cấp dòng có thời gian độc lập I>/I : 0,10 ¸ 30,00 bước chỉnh định 0,01 s Thời gian trễ TI >: 0,00s ¸ 32s bước chỉnh định 0,01 s ; ¥ + Cấp dòng cắt nhanh Ip/I: 0,01s ¸ 20s bước chỉnh định 0,01 s. Hệ số thời gian trễ TIP >>:0,50s ¸ 32s bước chỉnh định 0,01s ; ¥ + Ngưỡng tác động : » 1,1.IP Thời gian này không tính đến thời gian làm việc song song của các chức năng bảo vệ. I>>, I> tại 2 lần giá trị + Thời gian trở về = 60ms (» 150ms ở 162/3 Hz ) I>>, I> tại 2 lần giá trị + Thời gian trở về = 75ms (» 210ms ở 162/3 Hz ) + Tỷ số trở về : » 0,95 - Dung sai + Các cấp thời gian độc lập I>>,I>: 30% giá trị đặt Thời gian trễ : 1% giá trị đặt hoặc 10ms + Các cấp thời gian phụ thuộc Ip và Icp : Tác động ở 1,05 < I/ Ip < 1,15 Thời gian trễ: 5% giá trị đặt hoặc 30ms - Các biến có ảnh hưởng . + Điện áp nguồn thao tác ảnh hưởng 0,8 £ U/Un £ 1,15: £ 1% + Nhiệt độ trong khoảng 0oC £ tomt £ 40oC: £ 0,5%/10K + Tần số bảo vệ cho thời gian độc lập 0,98 £ f/fn £ 1,02: £ 1,5% 0,95 £ f/fn £ 1,05 £ 2,5% + Tần số bảo vệ cho thời gian phụ thuộc 0,95 £ f/fn £ 1,05 £ 0,8% theo đặc tính thời gian. 3.3.1.6. Bảo vệ quá tải. - Phạm vi chỉnh định ( các dải đặt /bước dặt ) + Hệ số K theo IEC 255 - 8 : 0,10 ¸ 4,00 ( bước chỉnh định 0,01) + Hằng số thời gian: 1,0 ¸ 999,9 phút ( bước chỉnh định 0,01 ) + Cấp cảnh báo nhiệt độ q cảnh báo/qcắt : 50% ¸ 100% theo độ tăng qcắt ( bước chỉnh định 1% ) + Cấp cảnh báo nhiệt độ: 0,10 ¸ 4,00In phút ( bước chỉnh định 0,01In ) - Các hệ số trở về: q /qcắt » 0,99 q /qcảnh báo » 0,99 I /Icảnh báo » 0,97 - Dung sai. Quy chiếu theo k.In: ± 10% Quy chiếu theo thời gian cắt: ± 10% hoặc 2s - Các biến số ảnh hưởng . + Điện áp nguồn thao tác trong dải 0,8 £ U/ Un £ 1,15: £ 1% + Nhiệt độ trong khoảng 0oC £ qmt £ 40oC: £ 0,5%/ 10K + Tần số trong khoảng 0,8 =< f/fn =< 1,2: £ 1% 3.3.2. Nguyên lý hoạt động rơ le 7UT-513. Rơ le số 7UT513 được trang bị một bộ vi sử lý 16 bít, nó xử lý các dữ liệu tất cả các chức năng từ các thông số đo lường, đem các tín hiệu đi cắt máy cắt dưới dạng số. Từ các đại lượng dòng điện, biến dòng đo lường được đưa vào các bộ chuyển đổi ME và biến đổi cho phù hợp với mức xử lý bên trong của rơ le. Các bộ lọc đặt để khử nhiễu và tối ưu theo giải tần và tốc độ sử lý cho phu hợp quá trình sử lý các giá trị đo. Bên cạnh việc giám sát các giá trị đo bộ vi xử lý. Các chức năng bảo vệ hiện có của 7UT513. + Thành lập các giá trị đo theo tổ đấu dây và tỷ số biến áp của MBA được bảo vệ và các máy biến dòng. + Thành lập các đại lượng so lệch và hãm. + Tính toán các giá trị hiệu dụng cho chức năng phát hiện quá tải và kiểm tra sự tăng nhiệt của cuộn dây. + Kiểm tra các giá trị giới hạn và các chuỗi thời gian. + Quyết định đưa ra các lệch cắt. + Lưu và đưa ra các thống báo và các dữ liệu sự cố cho việc tính sự cố. Các khả năng có trong rơ le 7UT-513 để sử dụng bảo vệ cho các đối tượng có 2 nguồn cung cấp. Trong trường hợp này chức năng bổ xung thích hợp cho nguồn cấp thứ 3 (bảo vệ trạm đất có giới hạn, bảo vệ quá dòng có thời gian, bảo vệ quá tải) có thể sử sử dụng cho một đối tượng độc lập khác được gọi là một đối tượng ảo. Khi xảy ra ngắn mạch ngoài gây ra dòng ngắn mạch lớn chạy qua BI các đặc tính từ hoá khác nhau của BI trong điều kiện bão hoà có thể gây ra dòng điện đáng kể chạy qua rơ le (ta gọi là Ikcb ). Nếu độ lớn của dòng này nằm trên ngưỡng tác động Rơ le có thể đưa ra lệnh cắt, chính vì vậy người ta phải sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ. I*SL 7,2 Vùng tác động Vùng hãm Vùng hãm bổ xung 0,5 16,9 5 2 I*Hãm a2=0,5 a1= 0,25 Hình 3.5:Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có hãm Việc làm phù hợp các giá trị đo được đối với các MBA có công suất và tổ đấu dây khác nhau, tỷ số biến khác nhau (cho bảo vệ máy biến áp ). Việc chuyển đổi dòng được thực hiện bằng các ma trận hệ số được lập trình mô phỏng các dòng so lệch trong các cuôn dây MBA. Dạng tổng quát các phương trình nàylà: Imt : là ma trận của các dòng Ia, Ib, Ic. K: là hệ số. (k): là ma trận hệ số In : là ma trận các dòng điện pha I,I,I. Bảo vệ so lệch dùng nguyên lý hãm chỉ có thể thực hiện với tổng số học Phương pháp này được sử dụng trong rơ le TUT-513 đòi hỏi tạo ra tổng Véc tơ (I và tổng véc tơ số học dòng điện (Icho từng cuộn dây. Các định nghĩa sau được sử dụng . Dòng so lệch hoặc tác động cắt Dòng hãm ổn định hoặc hãm (hài). . Iđược lấy từ sóng cơ bản và sinh ra từ đại lượng tác động gây ra lệnh cắt I chống lại ảnh hưởng này. - Ta xét 3 trường hợp . + MBA vận hànhbình thường hoặc có sự cố bên ngoài . Vì I : Như vậy khi sẩy ra ngắn mạch ngoài thì I, còn I bằng 2Ibảo vệ không làm việc + Khi ngắn mạch bên trong mỗi pha được cấp bởi các dòng giống nhau. Các thành phần tác động cắt I và hãm I bằng và tỷ lệ với tổng sự cố. + Khi ngắn mạch bên trong chỉ cấp nguồn một phía I Các thành phần tác động cắt và hãm bằng và tỉ lệ với dòng sự cố cấp từ một phía Kết quả cho thấy với bên trong và hãm bằng và tỷ lệ với dòng sự cố cấp từ một phía Kết quả cho thấy với trong như vậy để bảo vệ làm việc trong trường hợp này dòng điện làm việc phải chọn lớn hơn dòng hãm nghĩa là: Trong đó : K là hệ số hãm K Hãm sóng hài làm việc độc lập cho từng pha tuy vậy cũng có thể đặt bảo vệ để không chỉ pha có dòng từ hoá chứa sóng hài vượt quá ngưỡng cho phép được hãm mà những pha khác của cấp bảo vệ so lệch cũng bị khoá chức năng khoá chéo này có thể bị giới hạn trong khảng thời gian chọn trước. Ngay khi sóng cơ bản của dòng so lệch đạt 85% giá trị đặt hoặc dòng hãm vượt quá 1 lần dòng định mức của MBA bảo vệ tác động. - Bảo vệ chạm đất có giới hạn. Phát hiện sự cố chạm đất trong các MBA lực, MBA trung tính nối đất... Điều kiện trước hết phải có 1 biến dòng được đặt trên dây trung tính nối đất. Biến dòng trung tính và các biến dòng 3 pha xác định chính xác giới hạn cho vùng bảo vệ. 7UT513 3I0' I1 I3 I2 3I0'' Hình 3-7:Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất có giới hạn Trong điều kiện bình thường, không có dòng chạy qua dây trung tính, tổng các dòng pha Khi có một sự cố có chạm đất bên trong vùng được bảo vệ lúc này dây trung tính có dòng chạy qua, tuỳ theo điều kiện nối đất của hệ thống có thể nhận thêm dòng dư trên dây trung tính của các biến dòng pha vì tất cả dòng chạy vào vùng bảo vệ được quy ước là (+), góc dòng dư từ hệ thống sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với góc pha của điểm đấu sao. Khi sự cố chạm đất sảy ra bên ngoài vùng bảo vệ dòng qua điểm đấu sao và dòng dư của máy biến dòng sẽ giống nhau về độ lớn nhưng ngược pha nhau. Bảo vệ chạm đất có giới hạn so sánh sóng cơ bản của dòng điện chạy qua dây trung tính (I'0) với sóng cơ bản của tổng các dòng điện pha (I"0) Khi có sự cố trong vùng bảo vệ luôn có I. Khi có chạm đất sảy ra bên ngoài vùng bảo vệ, một dòng chạm đất khác Ichạy qua các biến dòng phía sơ cấp ngược với dòng điểm đấu sao và cùng độ lớn. Dòng tác động cắt: I Dòng hãm Trong đó k là hệ số hãm và giả thiết k = 1. IREF được lấy từ sóng cơ bản và tạo ra đại lượng gây ảnh hưởng đến lệnh cắt ISTAB chống lại ảnh hưởng này. - Xét 3 trường hợp : + Dòng chạy qua khi có chạm đất bên ngoài. ngược pha nhưng có cùng độ lớn với Dòng tác động cắt IREF bằng dòng qua điểm đấu sao ISTAB tỷ lệ với 2 lần dòng tác động cắt. + Ngắn mạch bên trong, dòng chỉ được cấp từ điểm đấu sao. Trong trường hợp này I”0 = 0 IREF = ISTAB = Dòng tác động cắt bằng dòng chạy qua điểm đấu sao thành phần hãm ISTAB = 0 như vậy bảo vệ tác động cắt máy cắt. + Ngắn mạch bên trong, chỉ cấp dòng từ điểm đấu sao của hệ thống cùng độ lớn với dòng chạm đất. Trường hợp này I’ = I”0 IRE F = ISTAB = Dòng tác động cắt (IREF) bằng dòng chạy qua điêm đấu sao Istab âm vì do đặt bằng không như vậy đảm bảo Rơ le sẽ tác động máy cắt khi có sự cố chạm đất bên trong kết quả này cho thấy rằng với sự bên trong hãm không có tác dụng vì thành phần hãm âm hoặc bằng không. Vì vậy với dòng chạm đất nhỏ cũng có thể gây ra cắt ngược lại thành phần hãm sẽ lớn khi có sự cố chạm đất bên ngoài. 3.4. TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CỦA 7SJ600. 3.4.1. Tính năng. Rơ le 7SJ 600 là loại Rơ le kĩ thuật số. Rơ le này được ta chọn làm bảo vệ dự phòng cho bảo vệ so lệch MBA . Các chức năng. + Bảo vệ quá dòng, dòng điện pha cắt nhanh I>> : 50 + Bảo vệ quá dòng, dòng điện TTK cắt nhanh I0 >> : 50N + Bảo vệ quá dòng, dòng điện pha có thời gian I >, t : 51 + Bảo vệ quá dòng, dòng TTK có thời gian I0 >, t : 51N + Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ : 49 3.4.2. Các thông số kỹ thuật 7SJ600. - Mạch đo lường. Iđm: 1A hoặc 5A Fđ: 50HF I 60HF Công suất tiêu thụ < 0,1 vA/pha ứng với IN = 1A < 0,5 vA/pha ứng với IN = 5A - Khả năng quá tải . Nhiệt độ (giá trị hiệu dụng): 100 IN trong £ 1s 10 IN thời gian £ 10s 4 IN lâu dài Dòng điện xung 250 IN trong 1/2 chu kỳ - Điện áp nguồn thao tác (nguồn một chiều) Uđm(VDC) 24/48 60/110/125 220/250 Sai lệch cho phép 19 ¸ 58 48 ¸ 150 176 ¸ 300 Nguồn thao tác một chiều được cấp qua bộ chuyển đổi + Điện áp xoay chiều £ 12% Uđm + Đỉnh - đỉnh £ 6% ở các Uph có thể chấp nhận + Công suất tiêu thụ » 7w + Công suất làm việc » 11w + Thời gian phục hồi khi có sự cố ³ 50ms ở Uđm ³ 110vdc - Các tiếp điểm làm việc. + Số Rơ le cắt 2 (có thể đặt) + Số tiếp điểm/ Rơle 2 thưởng mở + Dung lượng dòng cắt 1000W/VA + Dung lượng cắt 30W/VA + Điện áp cắt 250v + Dòng cho phép 5A liên tục 30A trong 0,5s - Tiếp điểm tín hiệu. + Số Rơle tín hiệu 4 (có thể đặt )/1 + Số tiếp điểm/Rơle 1 thưởng mở + Dung lượng điện cắt 20w/vA + Điện ap định mức cắt 250v +Dòng cho phép 1A - Số đầu vào nhị phân 2 có thể đặt. + Điện áp làm việc 24 đến 250vdc + Dòng điện tiêu thụ » 2,5 mA độc lập với Uđm - Các dao diện nối tiếp + Giao tiếp với người vận hành: không cách li + Giắc nối: hàng kẹp đấu nối có 25 cực phù hợp với tiêu chuẩn ISO 2110 + Tốc độ chuyền: đấu nối máy tính cá nhân, min 1200 baud, max 19200. - Giao điểm để truyền + Số liệu đến trung tâm điều khiển : cách ly + Các tiêu chuẩn: tương tự 1/24/V28 đến CC1TT + Tốc độ chuyền : mặc định 9600baucl , min 1200, max 19600 + Độ đảm bảo truyền tín hiệu : K/c d= 4 + Đấu nối trực tiếp: Bộ dấu nối mo dul 4 cực + Khoảng cách truyền tín hiệu : tối đa 1000m + Đấu nối cáp quang: F - 5MA cho đấu nối cáp quang trực tiếp + Chiều dài sóng quay: 820mm + Khoảng cách truyền: max 1,5 km - Các ứng suất khí hậu (nhiệt độ xung quanh cho phép) + Khi làm việc -50c đến + 550c + Khi lưu kho -250c đến +550 c + Khi vận chuyển -250c đến +700c 3.4.3. Bảo vệ quá dòng có thời gian độ lập. Phạm vi chỉnh định + Khởi động quá dòng I> (pha -pha) I/In 0,05 ¸ 25 (bước 0,01) + Khởi động quá dòng Ic > (pha - đất ) I/In 0,05 ¸ 25,00 (bước 0,01) + Khởi động quá dòng I >> (pha - pha)