thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng, chương 8 ppt

Từ các đại l-ợng dòng điện, biến dòng đo l-ờng đ-ợc đ-a vào các bộ chuyển đổi ME và biến đổi cho phù hợp với mức xử lý bên trong của rơ le.. + Thành lập các giá trị đo theo tổ đấu dây và

Chương 8: 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 b-ớc chỉnh định 0,01 s

Thời gian trễ TI >>: 0,00s  32s b-ớc chỉnh

định 0,01 s ;  + Cấp dòng có thời gian độc lập I>/I : 0,10  30,00 b-ớc chỉnh định 0,01 s

Thời gian trễ TI >: 0,00s  32s b-ớc chỉnh

định 0,01 s ;  + Cấp dòng cắt nhanh Ip/I: 0,01s  20s b-ớc chỉnh

định 0,01 s

Hệ số thời gian trễ TIP >>:0,50s  32s b-ớc chỉnh

định 0,01s ;  + Ng-ỡng 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 h-ởng + Điện áp nguồn thao tác ảnh h-ởng 0,8  U/Un  1,15:

 1%

+ Nhiệt độ trong khoảng 0oC  to

mt  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 /b-ớc dặt )

+ Hệ số K theo IEC 255 - 8 : 0,10  4,00 ( b-ớc chỉnh định 0,01)

+ Hằng số thời gian: 1,0  999,9 phút ( b-ớc chỉnh

định 0,01 )

+ Cấp cảnh báo nhiệt độ  cảnh báo/cắt : 50%  100% theo độ tăng cắt ( b-ớc chỉnh định 1% )

+ Cấp cảnh báo nhiệt độ: 0,10  4,00In phút ( b-ớc chỉnh định 0,01In )

- Các hệ số trở về:

 /cắt  0,99

 /cảnh 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 h-ởng + Điện áp nguồn thao tác trong dải 0,8  U/ Un  1,15:

 1%

+ Nhiệt độ trong khoảng 0oC  mt  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 đ-ợc 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 l-ờng, đem các tín hiệu đi cắt máy cắt d-ới dạng số

Từ các đại l-ợng dòng điện, biến dòng đo l-ờng đ-ợc đ-a 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 -u 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 đ-ợc bảo vệ và các máy biến dòng

+ Thành lập các đại l-ợng 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 đ-a ra các lệch cắt

+ L-u và đ-a 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 t-ợng có 2 nguồn cung cấp Trong tr-ờng 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 t-ợng độc lập khác đ-ợc gọi là một đối t-ợng 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 ng-ỡng tác động Rơ le có thể

đ-a ra lệnh cắt, chính vì vậy ng-ời ta phải sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ

Hình 3.5:Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có

hãm

Việc làm phù hợp các giá trị đo đ-ợc đối với các MBA có công suất và tổ đấu dây khác nhau, tỷ số biến khác nhau (cho bảo vệ máy biến áp )

 2 =0,5

1= 0,25

I * Hãm

0,5

I * SL

Vùng tác động

Vùng hãm

Vùng hãm bổ xung

7,2

Việc chuyển đổi dòng đ-ợc thực hiện bằng các ma trận hệ số

đ-ợc lập trình mô phỏng các dòng so lệch trong các cuôn dây MBA

Dạng tổng quát các ph-ơng trình nàylà:

  N

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 I1,I2,I3 Bảo vệ so lệch dùng nguyên lý hãm chỉ có thể thực hiện với tổng

số học I1  I2  I3.

Ph-ơng pháp này đ-ợc sử dụng trong rơ le TUT-513 đòi hỏi tạo

ra tổng Véc tơ (ISL) và tổng véc tơ số học dòng điện (IH)cho từng cuộn dây

Các định nghĩa sau đ-ợc sử dụng

Dòng so lệch hoặc tác động cắt

3 2

I

Dòng hãm ổn định hoặc hãm (hài)

3 2

I

I STAB   

Idiffđ-ợc lấy từ sóng cơ bản và sinh ra từ đại l-ợng tác

động gây ra lệnh cắt ISTAB chống lại ảnh h-ởng này

- Ta xét 3 tr-ờng hợp

+ MBA vận hành bình th-ờng hoặc có sự cố bên ngoài

1 1 2

 I I II

I dif

Vì I2 I1 :

1 1 1 2

I

Nh- vậy khi sẩy ra ngắn mạch ngoài thì Idiff 0, còn IStab bằng 2I1bảo vệ không làm việc

+ Khi ngắn mạch bên trong mỗi pha đ-ợc cấp bởi các dòng giống nhau

I I I

I diff  1 2  2

1 2

I

I Stab   

Các thành phần tác động cắt Idif và hãm IStab bằng và tỷ

lệ với tổng sự cố

+ Khi ngắn mạch bên trong chỉ cấp nguồn một phía I2 0

1

I I

I diff   

1 2

I

I Stab   

Các thành phần tác động cắt I diff và hãm I Stab bằng và tỉ lệ với dòng sự cố cấp từ một phía

Kết quả cho thấy với bên trong I diffvà hãm I Stabbằng và tỷ lệ với dòng sự cố cấp từ một phía

Kết quả cho thấy với trong I diff I Stab nh- vậy để bảo vệ làm việc trong tr-ờng hợp này dòng điện làm việc phải chọn lớn hơn dòng hãm nghĩa là:

H H

1 kd

LV I K I

Trong đó : K là hệ số hãm KH 1

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 v-ợt quá ng-ỡng cho phép đ-ợc hãm mà những pha khác của cấp bảo vệ

so lệch I diff cũng bị khoá chức năng khoá chéo này có thể bị giới hạn trong khảng thời gian chọn tr-ớc

Ngay khi sóng cơ bản của dòng so lệch đạt 85% giá trị đặt hoặc dòng hãm v-ợt 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 tr-ớc hết phải có 1 biến dòng đ-ợc 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 th-ờng, không có dòng chạy qua dây trung tính, tổng các dòng pha I L1I L2I L3  0

Khi có một sự cố có chạm đất bên trong vùng đ-ợc 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 d- trên dây trung tính của các biến dòng pha vì tất cả dòng chạy vào vùng bảo vệ đ-ợc quy -ớc là (+), góc dòng d- 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 d- của máy biến dòng sẽ giống nhau về độ lớn nh-ng ng-ợc 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 I0 Khi có chạm đất sảy ra bên ngoài vùng bảo vệ, một dòng chạm đất khác

I0chạy qua các biến dòng phía sơ cấp ng-ợc với dòng điểm đấu sao và cùng độ lớn

Dòng tác động cắt: IREè I0

Dòng hãm IStabe k k I 0 I0  I 0 I0

Trong đó k là hệ số hãm và giả thiết k = 1 IREF đ-ợc lấy từ sóng cơ bản và tạo ra đại l-ợng gây ảnh h-ởng đến lệnh cắt ISTAB chống lại ảnh h-ởng này

- Xét 3 tr-ờng hợp :

+ Dòng chạy qua khi có chạm đất bên ngoài

0

I  ng-ợc pha nh-ng có cùng độ lớn với I0  I0

' 0

I

I REF 

' 0

' 0

' 0

' 0

'

I

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 đ-ợc cấp từ điểm đấu sao Trong tr-ờng hợp này I”

0 = 0

IREF = I0

0

'

Dòng tác động cắt bằng dòng chạy qua điểm đấu sao thành phần hãm ISTAB = 0 nh- 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 Tr-ờng hợp này I’ = I”

0

IRE F = I0

0

' 0

' 0

' 0

'

I     

Dòng tác động cắt (IREF) bằng dòng chạy qua điêm đấu sao Istab âm vì do đặt bằng không nh- 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 ng-ợc lại thành phần hãm sẽ lớn khi có sự cố chạm đất bên ngoài