XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO 1 KHU VỰC GỒM 1 ĐƯỜNG DÂY KÉP VÀ 1 TRẠM BIẾN ÁP

Xây dựng phương án cung cấp điện là 1 bước rất quan trọng trong qua trình thiết kế cung cấp điện, vì vậy cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững các số liệu ban đầu

I Xây dựng phương án:

1 Yêu cầu của phương án cung cấp điện:

Xây dựng phương án cung cấp điện là 1 bước rất quan trọng trong qua trình thiếtkế cung cấp điện, vì vậy cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững các số liệuban đầu

Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp vớiyêu cầu của phụ tải

 Thuận tiện trong việc lắp ráp, vận hành và sữa chữa

 Chất lượng điện

 Có tính an toàn cao, an toàn cho người vận hành, người sửdụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình

Từ các yêu cầu đó, kết hợp với đặc điểm của phụ tải, cấu trúc của lưới điện, côngsuất của phụ tải và của nguồn cung cấp ta vạch ra phương án cung cấp điện như sau:

2 Sơ đồ cung cấp điện

II Chọn máy biến áp, dây dẫn và các khí cụ điện cho mạng điện:

1 Chọn máy biến áp.

Vì phụ tải yêu cầu cần cấp điện liên tục nên ta dùng 2 MBA cho trạm biến áp,

do đó máy biến áp được chọn theo điều kiện sau:

) ( 42 , 21 4 , 1

30 4

, 1

S

Chọn máy biến áp điều áp dưới tải: TH  25MVA

Tra bảng phụ lục trong sách thiết kế nhà máy điện ta có các thông số kỹ thuậtcủa MBA như trong bảng sau:

Loại Sđm

(MVA)

UC(KV)

UH(KV)

0

P

(KW)

PN(KW) UN% I0%

Từ các thông số trên của máy biến áp ta xác định được các tham số RB và XBtheo công thức sau:(Tính cho mỗi máy)

)(54,210)1025(

115120

2 3

2 3

S

U P R

)(06,025100

1155,10100

B

S

U U

X

2 Chọn dây dẫn

a Chọn tiết diện dây dẫn

Ta chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt

30 3

2

3 max

U

S I

7 ,

J

I F

b Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn khi sự cố

Khi sự cố lộ kép bị đứt 1 dây thì dòng điện chạy trong mạch là lớn nhất Takiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn theo điều kiện sau:

cp

SC k I

Trong đó:

 Isc: dòng điện lớn nhất lúc sự cố

 Icp : dòng điện cho phép chạy qua dây dẫn

 k : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ làm việc khác nhiệt độ tiêu chuẩn.( nếuchọn nhiệt độ môi trường là 350C thì k = 0,82)

Ta có:

) ( 4 , 157 7 , 78 2

) ( 7 , 274 335 82 , 0

k

Vậy dây dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện phát nóng khi bị sự cố

c Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp

 Tổn thất điện áp được tính theo công thức:

100)

i nU

l x Q r

P U

Trong đó:

 Pi,Qi : là công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền tải trên li

 ri, xi : là điện trở và điện kháng của đường dây đang xét

 n ; số lộ đường dây

Các trị số U tính được phải thỏa mãn điều kiện:

+ Lúc bình thường : U% maxBT  10 %

+ Lúc sự cố : U%maxSC  20 %

 Lúc bình thường:

%10

%76,3100110

2

60)429,078,1533,05,25(

% 52 , 7 76 , 3 2

% 2

Vậy dây dẫn đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

d Bảng thông số của đường dây

Loại Icp

o ) / (  km

xo ) / (  km

R)

3 Chọn máy cắt và dao cách ly

a Máy cắt được chọn theo điều kiện sau:

 Loại máy cắt

 Điện áp định mức : UđmMCUđmmạng

 Ổn định lực điện động: iôđđ > ixk

 Điều kiện cắt: IcắtMC I N0

b Điều kiện chọn dao cách ly:

 Loại dao cách ly

 Điện áp định mức : UđmDCLUđmmạng

 Ổn định lực điện động: iôđđ > ixk

 Điều kiện cắt: IcắtDCL I N0

c Tính dòng điện làm việc cưỡng bức phía cao áp MBA

 Dòng điện làm việc lúc bình thường

) ( 078 , 0 10 110 3 2

30 10

3 2

3

U

S I

d Tính dòng điện làm việc cưỡng bức phía hạ áp MBA

 Dòng điện làm việc lúc bình thường

) ( 2474 , 0 10 35 3 2

30 10

3 2

3

U

S I

502 , 0

X

I I

H

KV cb

Bảng tổng hợp chọn MC và DCL

Iđm(KA)

ICđm(KA)

Iôđđ(KA)

LoạiDCL

Uđm(KV)

Iđm(KA)

Iôđđ(KA)





H P

PHẦN 2

TÌM HIỂU BẢO VỆ QUÁ DÒNG, XÂY DỰNG SƠ ĐỒ

KHỐI THUẬT TOÁN, SƠ ĐỒ THỰC HIỆN.

I Nguyên lý làm việc:

Là bảo vệ phản ứng theo dòng điện chạy qua phần tử được bảo vệ, và bảo vệ sẽtác động khi dòng điện này vượt quá dòng chỉnh định (dòng khởi động)

Ví dụ khảo sát tác động của các bảo vệ dòng điện cực đại đặt trong mạng hình tiacó1 nguồn cung cấp (hình 2.1), các thiết bị bảo vệ được bố trí về phía nguồn cungcấp của tất cả các đường dây Mỗi đường dây có 1 bảo vệ riêng để cắt hư hỏng trênchính nó và trên thanh góp của trạm ở cuối đường dây

Dòng khởi động của bảo vệ IKĐ, tức là dòng nhỏ nhất đi qua phần tử được bảo vệmà có thể làm cho bảo vệ khởi động, cần phải lớn hơn dòng phụ tải cực đại củaphần tử được bảo vệ để ngăn ngừa việc cắt phần tử khi không có hư hỏng Có thểđảm bảo khả năng tác động chọn lọc của các bảo vệ bằng 2 phương pháp khác nhauvề nguyên tắc:

 Phương pháp thứ nhất - bảo vệ được thực hiện có thời gian làm việc càng lớnkhi bảo vệ càng đặt gần về phía nguồn cung cấp Bảo vệ được thực hiện nhưvậy được gọi là BV dòng điện cực đại làm việc có thời gian

 Phương pháp thứ hai - dựa vào tính chất: dòng ngắn mạch đi qua chỗ nối bảovệ sẽ giảm xuống khi hư hỏng càng cách xa nguồn cung cấp Dòng khởi độngcủa bảo vệ IKĐ được chọn lớn hơn trị số lớn nhất của dòng trên đoạn được bảovệ khi xảy ra ngắn mạch ở đoạn kề (cách xa nguồn hơn) Nhờ vậy bảo vệ cóthể tác động chọn lọc không thời gian Chúng được gọi là bảo vệ dòng điệncắt nhanh

Các bảo vệ dòng điện cực đại làm việc có thời gian chia làm hai loại tương ứngvới đặc tính thời gian độc lập và đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn Bảo vệ cóđặc tính thời gian độc lập là loại bảo vệ có thời gian tác động không đổi, không phụthuộc vào trị số của dòng điện qua bảo vệ Thời gian tác động của bảo vệ có đặc tínhthời gian phụ thuộc giới hạn, phụ thuộc vào dòng điện qua bảo vệ khi bội số củadòng đó so với dòng IKĐ tương đối nhỏ và ít phụ thuộc hoặc không phụ thuộc khibội số này lớn

II Các bộ phận chính và sơ đồ nguyên lý.

Có 2 bộ phận chính:

 Bộ phận khởi động: Rơle RI

 Bộ phận tạo thời gian: Rơle RT

1 Sơ đồ thực hiện :

Hình 2.2 Sơ đồ thực hiện của 51 khi ngắn mạch

2 Hoạt động của sơ đồ khi ngắn mạch tại điểm N:

Khi ngắn mạch tại điểm N thì dòng điện chạy qua bảo vệ là dòng điện ngắn mạchcó trị số rất lớn Dòng điện chạy qua rơle vượt quá giá trị khởi động của rơle Rơle

RI sẽ đóng tiếp điểm thường mở đưa điện đến cuộn RT, sau 1 khoảng thời gian tiếpđiểm của RT đóng lại, và rơle tín hiệu đưa tín hiệu đi cắt máy cắt

III Bảo vệ quá dòng tác động có thời gian (51)

Bảo vệ quá dòng có thể làm việc theo đặc tính thời gian độc lập (đường 1) hoặcphụ thuộc (đường 2) hoặc hỗn hợp (đường 3;4) Thời gian làm việc của bảo vệ cóđặc tính thời gian độc lập không phụ thuộc vào trị số dòng ngắn mạch hay vị tríngắn mạch, còn đối với bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc thì thời gian tác độngtỉ lệ nghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ, dòng ngắn mạch càng lớn thì thời giantác động càng bé

Hình 2.3 Đặc tính thời gian của bảo vệ quá dòng độc lập (1), phụ thuộc (2) và hỗn hợp (3, 4)

1 Dòng khởi động của BV

Theo nguyên tắc tác động, dòng khởi động IKĐ của bảo vệ phải lớn hơn dòng điệnphụ tải cực đại (Ilvmax) qua chổ đặt bảo vệ, để bảo vệ không tác động cắt máy cắttrong trường hợp phụ tải cực đại Tuy nhiên trong thực tế còn có các yêu cầu Bảovệ phía trước (gần nguồn) không được tác động sau khi bảo vệ 2 cắt 2MC (lúc nàycó dòng điện mở máy lớn chạy qua nhưng yêu cầu bảo vệ 1 không được tác động,nghĩa là yêu cầu bảo vệ 1 phải trở về)

Để bảo vệ 1 trở về đối với Imm , nghĩa là: Imm < Itv  Itv > Imm

Ta có I mm = k mm  I lvmax (2-1)Sai số của dòng trở về của bảo vệ và các tính toán không chính xác được kể đến bởihệ số an toàn kat > 1 (vào khoảng 1,1 ÷1,2) Từ điều kiện đảm bảo sự trở về của bảovệ có thể viết :

max mm

I

Như vậy dòng điện khởi động của bảo vệ là:

max mm

at KÐB

k k

lv tv

tv

k k

) 3 (

) 3 (

T

R sđ I

kk

lv tv

I

I k

Bảo vệ 51 có 2 dạng đặc tính thời gian làm việc:

 Bảo vệ có đặc

tính thời gian

độc lập

 Bảo vệ có đặc

tính thời gian

phu thuộc có

giới hạn

a Bảo vệ có đặc

tính thời gian độc

lập:

Thời gian làm việc của bảo

vệ có đặc tính thời gian độc

lập (hình 2.4) được chọn

theo nguyên tắc bậc thang

(từng cấp) , bảo vệ đoạn sau

(theo hướng về phía nguồn)

chọn thời gian làm việc phải

lớn hơn thời gian làm việc

cực đại của các bảo vệ phân đoạn trước 1 khoảng thời gian ∆t

Ưu điểm của dạng bảo vệ này là cách tính toán và cài đặt của bảo vệ khá đơn

giản và dễ áp dụng Thời gian đặt của các bảo vệ phải được phối hợp với nhau saocho có thể cắt ngắn mạch một cách nhanh nhất mà vẫn đảm bảo được tính chọn lọccủa các bảo vệ

Hiện nay thường dùng 3 phương pháp phối hợp giữa các bảo vệ quá dòngliền kề là phương pháp theo thời gian, theo dòng điện và phương pháp hỗn hợp giữathời gian và dòng điện

a.1 Phối hợp các bảo vệ theo thời gian

Đây là phương pháp phổ biến nhất thường được đề cập trong các tài liệu bảo vệ rơlehiện hành Nguyên tắc phối hợp này là nguyên tắc bậc thang, nghĩa là chọn thời giancủa bảo vệ sao cho lớn hơn một khoảng thời gian an toàn Δt so với thời gian táct so với thời gian tácđộng lớn nhất của cấp bảo vệ liền kề trước nó (tính từ phía phụ tải về nguồn)

tn = t(n-1)max + Δt so với thời gian táct (2-8)Trong đó:

 tn: thời gian đặt của cấp bảo vệ thứ n đang xét

 t(n-1)max: thời gian tác động cực đại của các bảo vệ của cấp bảo vệ đứngtrước nó (thứ n)

 Δt so với thời gian táct: bậc chọn lọc về thời gian được xác định bởi công thức:

Δt so với thời gian táct = ER 10-2.[t(n-1)max + tn ] + tMC(n-1) + tdp

≈ 2.10-2.ER t(n-1)max + t MC (n-1) + t qt + tdpVới:

 E R: sai số thời gian tương đối của chức năng quá dòng cấp đang xét(có thể gây tác động sớm hơn) và cấp bảo vệ trước (kéo dài thời gian tác động củabảo vệ), đối với rơle số thường ER = ( 3 ÷ 5)% tuỳ từng rơle

Hình 2.4 Các dạng đặc tính thời gian của bảo vệ dòng cực đại 1- độc lập; 2- phụ thuộc

 t MC (n-1): thời gian cắt của máy cắt cấp bảo vệ trước, thường có giá trịlấy bằng (0,1 ÷ 0,2) sec đối với MC không khí, (0,06 ÷ 0,08) sec với MC chânkhông và (0,04 ÷ 0,05) sec với MC khí SF6

 t qt: thời gian sai số do quán tính khiến cho rơle vẫn ở trạng thái tácđộng mặc dù ngắn mạch đã bị cắt, với rơle số tqt thường nhỏ hơn 0,05 sec

 t dp: thời gian dự phòng

Xét sơ đồ mạng như hình 2.5, việc chọn thời gian làm việc của các bảo vệđược bắt đầu từ bảo vệ của đoạn đường dây xa nguồn cung cấp nhất, tức là từcác bảo vệ 1’ và 1” ở trạm C Giả thiết thời gian làm việc của các bảo vệ này đãbiết, tương ứng là t1’ và t1”

Thông thường người ta cho sẵn thời gian làm việc của bảo vệ trên các nhánh có mũitên t1”, t2” Nhiệm vụ xác định thời gian làm việc của các bảo vệ còn lại Nguyên tắctính từ bảo vệ xa nguồn đến gần nguồn

 t2’= max (t1”, t1’) + ∆t

 t3 = max (t2’, t2”) + ∆tNếu ∆t = 0 thì khi ngắn mạch ở bất cứ phân đoạn nào thì tất cả các rơle đều tác độngđưa tín hiệu đi cắt tất cả các máy cắt

a.2 Phối hợp các bảo vệ theo dòng điện.

Thông thường ngắn mạch càng gần nguồn thì dòng ngắn mạch càng lớn vàdòng ngắn mạch này sẽ giảm dần khi vị trí điểm ngắn mạch càng xa nguồn Yêu cầuđặt ra ở đây là phải phối hợp các bảo vệ tác động theo dòng ngắn mạch sao cho rơleở gần điểm ngắn mạch nhất sẽ tác động cắt máy cắt mà thời gian tác động giữa cácbảo vệ vẫn chọn theo đặc tính thời gian độc lập

Nhược điểm của phương pháp này là cần phải biết công suất ngắn mạch củanguồn và tổng trở ĐZ giữa hai đầu ĐZ đặt rơle mà ta cần phải phối hợp để đảm bảotính chọn lọc, độ chính xác của bảo vệ có thể sẽ không đảm bảo đối với các ĐZ gầnnguồn có công suất ngắn mạch biến động mạnh hoặc ngắn mạch qua tổng trở có giátrị lớn Do những nhược điểm trên mà phương pháp phối hợp theo dòng điện thường

sử dụng để bảo vệ các ĐZ có công suất nguồn ít biến động và cho một dạng ngắnmạch.

Phương pháp này tính theo dòng ngắn mạch pha và lựa chọn giá trị đặt của bảovệ sao cho rơle ở gần điểm sự cố nhất sẽ tác động Giả sử xét ngắn mạch 3 pha N(3)tại điểm N2 trên hình 4.3, giá trị dòng ngắn mạch tại N2 được xác định theo côngthức:

) (

3

.

2

AB nguôn

nguôn N

Z Z

U c I



Trong đó:

 Unguồn: điện áp dây của nguồn

 c: hệ số thay đổi điện áp nguồn, có thểlấy c = 1,1

 Znguồn: tổng trở nguồn, được xác địnhbằng:

NM

nguôn S

U Z

2

Với SNM là công suất ngắn mạch của nguồn

Hình 2.6 Đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng trong lưới điện hình

tia cho trường hợp phối hợp theo dòng điện

Chúng ta nhận thấy các dòng ngắn mạch phía sau điểm N2 (tính về phía tải) sẽ có giá trị nhỏ hơn IN2(bỏ qua trường hợp ngắn mạch qua một tổng trở lớn) do đó giá trị đặt của dòng điện cho bảo vệ đặt tại A có thể chọn lớn hơn dòng IN2 Trong trường hợp tổng quát, giá trị của dòng điện ở cấp thứ n (tính về phía phụ tải) chọn theo phương pháp phối hợp dòng điện sẽ được tính theo công thức:

)(

3

1 ) 1 ( max

nguôn at

Z Z

U c k I

(2-11)Trong đó:

1

) 1 ( tổng trở ĐZ tính từ nguồn đến cấp bảo vệ thứ (n -1)

 m: số cấp bảo vệ của toàn ĐZ.

 Kat = (1,1 ÷ 1,3): hệ số an toàn để đảm bảo không cắt nhầm khi có ngắn mạchngoài do sai số tính dòng ngắn mạch (kể đến đường cong sai số 10% của BI và 20%

do tổng trở nguồn bị biến động)

Chúng ta thấy do có hệ số an toàn Kat > 1 nên bảo vệ sẽ tồn tại vùng chết khi xảy

ra ngắn mạch tại các thanh góp Ưu điểm của phương pháp này là ngắn mạch cànggần nguồn thì thời gian cắt ngắn mạch càng nhỏ

b Bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn

Khi chọn thời gian làm việc của các bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc cógiới hạn có thể có 2 yêu cầu khác nhau do giá trị của bội số dòng ngắn mạch ở cuốiđoạn được bảo vệ so với dòng khởi động :

 Khi bội số dòng lớn, bảo vệ làm việc ở phần độc lập của đặc tính thờigian: lúc ấy thời gian làm việc của các bảo vệ được chọn giống như đốivới bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập

 Khi bội số dòng nhỏ, bảo vệ làm việc ở phần phụ thuộc của đặc tính thờigian: trong trường hợp này, sau khi phối hợp thời gian làm việc của cácbảo vệ kề nhau có thể giảm được thời gian cắt ngắn mạch

Xét sơ đồ mạng hình 2.7, đặc tính thời gian của bảo vệ thứ n trên đoạn ABđược lựa chọn thế nào để nó có thời gian làm việc là tn lớn hơn thời gian t(n-1)max củabảo vệ thứ (n-1) trên đoạn BC một bậc ∆t khi ngắn mạch ở điểm tính toán - đầuđoạn kề BC - gây nên dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất có thể có I’N max Từ thời gianlàm việc tìm được khi ngắn mạch ở điểm tính toán có thể tiến hành chỉnh định bảovệ và tính được thời gian làm việc đối với những vị trí và dòng ngắn mạch khác

Ngắn mạch càng gần nguồn dòng ngắn mạch càng tăng, vì vậy khi ngắnmạch gần thanh góp trạm A thời gian làm việc của bảo vệ đường dây AB giảmxuống và trong một số trường hợp có thể nhỏ hơn so với thời gian làm việc của bảovệ đường dây BC

Khi lựa chọn các đặc tính thời gian phụ thuộc thường người ta tiến hành vẽchúng trong hệ tọa độ vuông góc (hình 2.8), trục hoành biểu diễn dòng trên đườngdây tính đổi về cùng một cấp điện áp của hệ thống được bảo vệ, còn trục tung là thờigian

Dùng bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc có thể giảm thấp dòng khởiđộng so với bảo vệ có đặc tính

thời gian độc lập vi hệ số mở

máy kmm có thể giảm nhỏ hơn

Điều này giải thích như sau: sau

khi cắt ngắn mạch, dòng Imm đi

qua các đường dây không hư

hỏng sẽ giảm xuống rất nhanh

và bảo vệ sẽ không kịp tác động

vì thời gian làm việc tương ứng

với trị số của dòng Imm (thường

gần bằng IKĐ của bảo vệ) là

tương đối lớn

Nhược điểm của bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc là :

 Thời gian cắt ngắn mạch tăng lên khi dòng ngắn mạch gần bằng dòngkhởi động (ví dụ, khi ngắn mạch qua điện trở quá độ lớn hoặc ngắn mạchtrong tình trạng làm việc cực tiểu hệ thống)

 Đôi khi sự phôi hợp các đặc tính thời gian tương đối phức tạp

Bậc chọn lọc về thời gian ∆t trong biểu thức (2-8) xác định hiệu thời gian làm việccủa các bảo vệ ở 2 đoạn kề nhau ∆t = tn - t(n-1)max Khi chọn ∆t cần xét đến những yêucầu sau :

 ∆t cần phải bé nhất để giảm thời gian làmviệc của các bảo vệ gần nguồn

 ∆t cần phải thế nào để hư hỏng ở đoạn thứ(n-1) được cắt ra trước khi bảo vệ của đoạn thứ n (gần nguồn hơn) tác động

 ∆t của bảo vệ đoạn thứ n cần phải bao gồmnhững thành phần sau :

 Thời gian cắt tMC(n - 1) của máy cắtđoạn thứ (n-1)

dương max tss(n-1) của bảo vệ đoạn thứ n và của sai số âm max tssn của bảovệ đọan thứ n (có thể bảo vệ thứ n tác động sớm)

của bảo vệ đoạn thứ n

Tóm lại: ∆t = tMC(n - 1) + tss(n - 1) + tssn + tqtn + tdt (2-12)

Thường ∆t vào khoảng 0,25 - 0,6sec

Bảo vệ rơle cần phải đủ độ nhạy đối với những hư hỏng và tình trạng làm việckhông bình thường có thể xuất hiện ở những phần tử được bảo vệ trong hệ thốngđiện

Thường độ nhạy được đặc trưng bằng hệ số nhạy Kn Đối với các bảo vệ làmviệc theo các đại lượng tăng khi ngắn mạch (ví dụ, theo dòng), hệ số độ nhạy đượcxác định bằng tỷ số giữa đại lượng tác động tối thiểu (tức dòng ngắn mạch bé nhất)khi ngắn mạch trực tiếp ở cuối vùng bảo vệ và đại lượng đặt (tức dòng khởi động).Hay nói 1 cách rõ hơn độ nhạy được tính bằng tỷ số giữa dòng điện ngắn mạchbé nhất khi ngắn mạch trực tiếp trong vùng bảo vệ và dòng điện khởi động của bảovệ (IKĐB)

KÐB

vê bao vung rong t tiêt truc N khi min

I

I

Khi bảo vệ làm nhiệm vụ bảo vệ chính thì độ nhạy yêu cầu Kn 1,5

Khi bảo vệ làm nhiệm vụ bảo vệ dự trữ thì độ nhạy yêu cầu Kn 1,2

4 Đánh giá bảo vệ dòng cực đại làm việc có thời gian:

Bảo vệ dòng cực đại chỉ đảm bảo được tính chọn lọc trong các mạng hình tia cómột nguồn cung cấp bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc bậc thangtăng dần theo hướng từ xa đến gần nguồn Khi có 2 nguồn cung cấp, yêu cầu chọn

Hình 2.7 : Phối hợp các đặc tính của bảo vệ dòng cực đại

có đặc tính thời gian phụ thuộc giới hạn.

N : Điểm ngắn mạch tính toán

lọckhông được thỏa mãn cho dù máy cắt và bảo vệ được đặt ở cả 2 phía của đườngdây.

Càng gần nguồn thời gian làm việc của bảo vệ càng lớn Ở các đoạn gần nguồncần phải cắt nhanh ngắn mạch để đảm bảo sự làm việc liên tục của phần còn lại củahệ thống điện, trong khi đó thời gian tác động của các bảo vệ ở các đoạn này lại lớnnhất Thời gian tác động chọn theo nguyên tắc bậc thang có thể vượt quá giới hạncho phép

Độ nhạy của bảo vệ bị hạn chế do phải chọn dòng khởi động lớn hơn dòng làmviệc cực đại Ilv max có kể đến hệ số mở máy kmm của các động cơ Khi ngắn mạchtrực tiếp ở cuối đường dây được bảo vệ, độ nhạy yêu cầu là ≥ 1,5 (khi làm nhiệm vụbảo vệ chính) Độ nhạy như vậy trong nhiều trường hợp được đảm bảo Tuy nhiênkhi công suất nguồn thay đổi nhiều, cũng như khi bảo vệ làm nhiệm vụ dự trữ trongtrường hợp ngắn mạch ở đoạn kề , độ nhạy có thể không đạt yêu cầu Độ nhạy yêucầu của bảo vệ khi làm nhiệm vụ dự trữ là ≥ 1,2

Theo nguyên tắc tác động, cách thực hiện sơ đồ, số lượng tiếp điểm trong mạchthao tác và loại rơle sử dụng , bảo vệ dòng cực đại được xem là loại bảo vệ đơn giảnnhất và làm việc khá đảm bảo

Do những phân tích trên, bảo vệ dòng cực đại được áp dụng rộng rãi trong cácmạng phân phối hình tia điện áp từ 35KV trở xuống có một nguồn cung cấp nếu thờigian làm việc của nó nằm trong giới hạn cho phép Đối với các đường dây có đặtkháng điện ở đầu đường dây, có thể áp dụng bảo vệ dòng cực đại được vì khi ngắnmạch dòng không lớn lắm, điện áp dư trên thanh góp còn khá cao nên bảo vệ có thểlàm việc với một thời gian tương đối lớn vẫn không ảnh hưởng nhiều đến tình trạnglàm việc chung của hệ thống điện

IV Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50):

Chúng ta nhận thấy rằng đối với bảo vệ quá dòng thông thường càng gầnnguồn thời gian cắt ngắn mạch càng lớn, thực tế cho thấy ngắn mạch gần nguồnthường thì mức độ nguy hiểm cao hơn và cần loại trừ càng nhanh càng tốt Để bảovệ các ĐZ trong trường hợp này người ta dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50), bảovệ cắt nhanh có khả năng làm việc chọn lọc trong lưới có cấu hình bất kì với mộtnguồn (hình 4.8) hay nhiều nguồn (hình 4.9) cung cấp Ưu điểm của nó là có thểcách ly nhanh sự cố với công suất ngắn mạch lớn ở gần nguồn Tuy nhiên vùng bảovệ không bao trùm được hoàn toàn ĐZ cần bảo vệ, đây chính là nhược điểm lớnnhất của loại bảo vệ này

Để đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt của bảo vệ quá dòng cắt nhanh phảiđược chọn sao cho lớn hơn dòng ngắn mạch cực đại (ở đây là dòng ngắn mạch 3 phatrực tiếp) đi qua chỗ đặt rơle khi có ngắn mạch ở ngoài vùng bảo vệ Sau đây chúng

ta sẽ đi tính toán giá trị đặt của bảo vệ cho một số mạng điện thường gặp

1 Nguyên tắc làm việc:

Bảo vệ dòng cắt nhanh (BVCN) là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng

cách chọn dòng khởi động lớn hơn dòng ngắn mạch lớn nhất qua chổ đặt bảo vệ

khi hư hỏng ở ngoài phần tử được bảo vệ, BVCN thường làm việc không thời gian

hoặc có thời gian rất bé để nâng cao nhạy và mở rộng vùng BV

a Mạng điện hình tia một nguồn cung cấp:

Xét sơ đồ mạng trên hình 2.9, BVCN đặt tại đầu đường dây AB về phía trạm

A Để bảo vệ không khởi động khi ngắn mạch ngoài (trên các phần tử nối vào thanhgóp trạm B), dòng điện khởi động IKĐ của bảo vệ cần chọn lớn hơn dòng điện lớnnhất đi qua đoạn AB khi ngắn mạch ngoài Điểm ngắn mạch tính toán là N nằm gầnthanh góp trạm B phía sau máy cắt

IKĐ = kat INngmax (2-14)Trong đó:

 INngmax: Là dòng ngắn mạch lớn nhất khingắn mạch ngoài vùng bảo vệ (thường là dòng N(3) )

 kat: hệ số an toàn; xét tới ảnh hưởng củathành phần không chu kỳ, việc tính toán không chính xác dòng ngắnmạch và sai số của rơle Thường kat= 1,2 ÷1,3 Không kể đến ktv vì khingắn mạch ngoài bảo vệ không khởi động

b ĐZ có hai nguồn cung cấp:

Hình 2.9 : Đồ thị tính toán bảo vệ dòng cắt nhanh không thời gian

đối với đường dây có nguồn cung cấp một phía

Hình 2.10: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh ĐZ có hai nguồn cung cấp

Xét ĐZ có hai nguồn cung cấp như hình 2.10, để đảm bảo cho bảo vệ 1 (đặttại thanh góp A) và bảo vệ 2 (đặt tại thanh góp B) tác động đúng thì giá trị dòng

điện khởi động của hai bảo vệ này ( IKĐ50A , IKĐ50B) phải được chọn theo điều kiện:

IKĐ50A =IKĐ50B =Kat.Max{I Nngoàimax A ;I Nngoàimax B}Trong đó:

 INngoàimax A: giá trị dòng ngắn mạch lớn nhất khi ngắn mạch 3 pha trực tiếptại thanh góp B do nguồn HT1 cung cấp

 INngoàimax B: giá trị dòng ngắn mạch lớn nhất khi ngắn mạch 3 pha trực tiếptại thanh góp A do nguồn HT2 cung cấp

Nhược điểm của cách chọn dòng điện đặt trong trường hợp này là khi có sự

chênh lệch công suất khá lớn giữa hai nguồn A và B thì vùng tác động của bảo vệđặt ở nguồn có công suất bé hơn sẽ bị thu hẹp lại rất bé thậm chí có thể tiến tới 0.Để khắc phục người ta có thể sử dụng rơle dòng cắt nhanh có hướng đặt ở phíanguồn có công suất bé hơn (hình 2.11) Khi đó chúng ta có thể chọn giá trị dòngđiện đặt của bảo vệ quá dòng cắt nhanh như sau:

A Nng at A

I 50   max (2-15)

B Nng at B

Từ hình 2.11 chúng ta thấy chiều dài vùng cắt nhanh của bảo vệ đặt tại thanhgóp B đã được mở rộng ra rất nhiều Bảo vệ cắt nhanh là bảo vệ có tính chọn lọctuyệt đối nghĩa là nó chỉ tác động khi xảy ra ngắn mạch trong vùng mà nó bảo vệnên khi tính toán giá trị dòng điện khởi động, trong biểu thức không có mặt của hệsố trở về Ktv

Về lý thuyết, thời gian tác động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh có thể bằng 0sec Tuy nhiên trên thực tế để ngăn chặn bảo vệ có thể làm việc sai khi có sét đánhvào ĐZ gây ngắn mạch tạm thời do van chống sét hoạt động hoặc khi đong MBAkhông tải (dòng từ hoá không tải của MBA có thể vượt quá trị số đặt của bảo vệ cắtnhanh) hoặc trong các chế độ nhiễu loạn thành phần sóng hài khác với sóng hài cótần số 50Hz lớn, thông thường người ta cho bảo vệ làm việc với thời gian trễ khoảng(0,05 ÷ 0,08) sec đối với rơle cơ và (0,03 ÷ 0,05) sec với rơle số

Hình 2.11: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh có hướng ĐZ có hai

nguồn cung cấp

Do vùng tác động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh không bao trùm được hoàntoàn ĐZ cần bảo vệ nên nó không thể làm bảo vệ chính hoặc bảo vệ duy nhất Trongmột số trường hợp, ví dụ trong mạng hình tia cung cấp cho một MBA (hình 2.12a)làm việc hợp bộ (ĐZ-MBA), có thể dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh để bảo vệ toànbộ chiều dài ĐZ nếu ta cho nó tác động khi có sự cố bên trong MBA Dòng điện đặtcủa bảo vệ được chọn theo dòng ngắn mạch ba pha cực đại khi ngắn mạch sau MBA(hình 2.12a) Đối với rơle quá dòng cắt nhanh số có tích hợp cả chức năng của bảovệ quá dòng thông thường (khi đó người ta gọi chức năng cắt nhanh là ngưỡng caocòn chức năng quá dòng thông thường là ngưỡng thấp) nên có thể phối hợp hai chứcnăng này để bảo vệ cho ĐZ như hình 2.12b

Trên thực tế bảo vệ quá dòng cắt nhanh có thể kết hợp với các thiết bị tựđộng đóng lặp lại TĐL để vừa có thể cắt nhanh sự cố vừa tăng khả năng tự động hoátrong hệ thống điện, đảm bảo yêu cầu cung cấp điện

Một nhược điểm cơ bản khác của bảo vệ quá dòng cắt nhanh là nó không ápdụng được nếu dòng sự cố qua bảo vệ khi có ngắn mạch ở đầu ĐZ phía nguồn (ví dụnguồn HT1 trên hình 2.10 trong chế độ cực tiểu nhỏ hơn dòng sự cố khi ngắn mạchở cuối ĐZ trong chế độ cực đại, nghĩa là: I N1min I N2maxKhi đó ta có:

min

max min

min max

max

2 2

2 1

2

1

N

N N

N N

N

I

I I

I I

max max

Hình 2.12: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh cho sơ đồ hợp bộ ĐZ-MBA (a)

và kết hợp với chức năng bảo vệ quá dòng thông thường theo thời gian

phụ thuộc (b) trong rơle số

kiện trên thì chỉ nên đặt cấp quá dòng ngưỡng thấp (quá dòng thông thường) với đặctính thời gian phụ thuộc Việc áp dụng các công thức trên còn phụ thuộc vào ĐZđược cung cấp từ một hay hai nguồn và bảo vệ thuộc loại có hướng hay vô hướng.Nếu giữa hai nguồn cung cấp (hình 2.10) ngoài ĐZ liên lạc chính còn có ĐZ liên lạcphụ khác (mạch vòng) thì sau khi bảo vệ một đầu đã tác động cắt máy cắt, dòngngắn mạch qua bảo vệ ở đầu còn lại có thể tăng lên và bảo vệ sẽ tác động, nghĩa làvùng tác động của bảo vệ cắt nhanh ở đầu này có thể được mở rộng ra (hiện tượngkhởi động không đồng thời).

2 Vùng tác động:

Khi hư hỏng càng gần thanh góp trạm A thì dòng điện ngắn mạch sẽ càngtăng theo đường cong 1 (hình 2.9) Vùng bảo vệ cắt nhanh lCN được xác định bằnghoành độ của giao điểm giữa đường cong 1 và đường thẳng 2 (đường thẳng 2 biểudiễn dòng điện khởi động IKĐ) Vùng l(3)

CN chỉ chiếm một phần chiều dài của đườngdây được bảo vệ Dòng ngắn mạch không đối xứng thường nhỏ hơn dòng khi ngắnmạch 3 pha Vì vậy, đường cong IN (đường cong 3) đối với các dạng ngắn mạchkhông đối xứng trong tình trạng cực tiểu của hệ thống có thể nằm rất thấp so vớiđường cong 1; vùng bảo vệ lCN < l(3)

CN, trong một số trường hợp lCN có thể giảm đến0

Vùng tác động của bảo vệ cắt nhanh chỉ là 1 phần đường dây, điều này cónghĩa vùng tác động bé hơn vùng bảo vệ

Vì ngắn mạch ở đoạn kề bảo vệ cắt nhanh không tác động nên bảo vệ này cótính chọn lọc tuyệt đối

V Bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp:

Là bảo vệ quá dòng 51 có thêm bộ phận kiểm tra áp Do đó nó có 3 bộ phậnchính:

 Bộ phận khởi động (RI)

 Bộ phận kiểm tra áp (RU<)

 Bộ phận tạo thời gian (RT)

Bảo vệ quá dòng 51 đưa tín hiệu đi cắt máy cắt khi dòng qua bảo vệ lớn hơn

IKĐB, nghĩa là cả khi ngắn mạch lẫn khi quá tải Nhưng yêu cầu đối với bảo vệ chỉcắt máy cắt khi xảy ra ngắn mạch Điều nà chứng tỏ 51 không phân biệt được 2trạng thái ngắn mạch và quá tải

Do đó ta cần sử dụng bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp Bảo vệ này làm việcdựa trên sự khác nhau về điện áp giữa 2 tình trạng ngắn mạch và quá tải

Hình 2.13 Sơ đồ khối bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp

Để nâng cao độ nhạy của bảo vệ quá dòng có thời gian đồng thời đảm bảocho bảo vệ có thể phân biệt được ngắn mạch và quá tải người ta thêm vào bảo vệ bộphận khoá điện áp thấp (hình 2.13).

Bộ phận khoá điện áp sử dụng rơle điện áp giảm 27 sẽ phối hợp với bộ phậnquá dòng 51 theo lôgic “VÀ” Khi có ngắn mạch, dòng điện chạy qua chỗ đặt bảo vệtăng cao đồng thời điện áp tại thanh góp bị giảm thấp làm cho đầu ra của bộ tổnghợp “VÀ” có tín hiệu, bảo vệ sẽ tác động Còn khi quá tải, dòng điện chạy qua đốitượng được bảo vệ có thể giá trị tác động của rơle tuy nhiên giá trị điện áp tại thanhgóp đặt bảo vệ giảm không lớn do đó rơle điện áp giảm 27 không tác động, bảo vệsẽ không tác động Như vậy khi dùng bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp, dòng điệnkhởi động cho bảo vệ được xác định theo công thức:

tv

lv at k

I k

KÐB



Khi đó độ nhạy của bảo vệ sẽ tăng lên vì trong công thức tính IKĐB không còn

kmm. Điện áp khởi động của bộ khoá điện áp thấp UKĐR< chọn theo điều kiện:

U

lvmin KÐR

 Ulvmin : điện áp làm việc tối thiểu cho phép tại chỗ đặt bảo vệ

 UNmax: điện áp dư lớn nhất tại chỗ đặt bảo vệ khi có ngắn mạch ở cuốivùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng

 nU: tỷ số biến đổi của máy biến điện áp BU

Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp chọn như đối với bảovệ quá dòng thông thường

* Sơ đồ thực hiện của bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp:

Khi ngắn mạch lúc đó dòng điện qua bảo vệ là dòng ngắn mạch rất lớn, dòngvào rơle vượt quá giá trị khởi động của RI, RI đóng tiếp điểm Vì ngắn mạch nênđiện áp tại thanh góp bị giảm thấp, tiếp điểm RU< kín, dương nguồn qua RU< làmcho cuộn dây RT có điện và sau 1 khoảng thời gian rơle RT đóng tiếp điểm và đưatín hiệu đi cắt máy cắt

Khi quá tải dòng điện qua bảo vệ lớn, dòng qua RI vượt quá dòng khởi độngcủa RI cho nên rơle RI đóng tiếp điểm, điện áp tại thanh góp đặt bảo vệ giảm rất ít,tiếp điểm RU< hở nên RT không có điện và không đưa tín hiệu đi cắt máy cắt

PHẦN III TÌM HIỂU RƠLE QUÁ DÒNG SỐ SEL-551

I Tổng quan về role SEL-551

1 Khái quát chung

Mặt trước panel của SEL-551

Bố trí của phần cứng:

 Mặt sau panel của SEL-551: khối đầu cực hoặc đầu cắm bộ kết nối

 Tiếp điểm đầu ra bộ ngắt dòng điện cao: 10A cho L/R=40ms tại 125Vdc

 Cổng giao tiếp ( cuộn dây 4 ) của EIA232 hoặc EIA485

Vị trí phần cứng của SEL-551

Tiếp điểm đầu ra

Khối tiếp điểm

Liên tục 6A, 270Vac/360Vdc tùy theo cấp độ bảo vệ khác nhau.

Thời gian tác động/thời gian trở về : < 5ms

Khả năng cắt (L/R=40ms):

Đầu cắm bộ nối (ngắt dòng điện cao)

Liên tục 6A, 330Vdc tùy theo cấp độ bảo vệ khác nhau

Thời gian tác động : <5ms

Thời gian trở về : <8ms

Khả năng cắt

10A 10,000 vòng

24,48,và 125V ( L/R=40ms )

250V ( L/R=20ms )

Khả năng tuần hoàn

10A 4 chu kỳ/s, cho phép 2phút ngừng hoạt động để xả nhiệt

24,48,125V ( L/R=40ms )

250V ( L/R=20ms)

Các đầu vào quang định mức

Loại đầu vào này phụ thuộc vào thứ tự lựa chọn của rơle Đầu vào cảm biến mứckhác với đầu vào jum đã đặt.Với hiệu điện thế nguồn theo danh định thì mỗi đầuvào vẽ được dòng điện xấp xỉ 4A

Khối đầu cực

Kiểu đầu cực của Sel 551 có thể là thứ tự theo đầu vào quang ở hiệu điện thế jumđã đặt hoặc đầu vào quang cảm biến mức

Hiệu điện thế jum điều khiển: tất cả các đầu vào được lập trình độc lập với nhau

để hoạt động tại bất kỳ mức hiệu điện thế danh định cho phép

24Vdc: trong khoảng 15-30Vdc;

48Vdc: trong khoảng 30-60Vdc;

125Vdc: trong khoảng 80-150Vdc;

250Vdc: trong khoảng 150-300Vdc;

Cảm biến mức: tất cả đầu vào được lập trình theo người sử dụng với một giá trị

hiệu điện thế cố định nên không thể thay đổi :

48Vdc: trong khoảng 38.4-60Vdc; cắt khi thấp hơn 28.8Vdc;

125Vdc: trong khoảng 105-150Vdc; cắt khi thấp hơn 75Vdc;

220Vdc: trong khoảng 176-264Vdc; cắt khi thấp hơn 132Vdc;

250Vdc: trong khoảng 200-300Vdc; cắt khi thấp hơn 150Vdc;

Đầu cắm bộ nối:

Tiêu chuẩn ( cảm biến mức 0 ): 24Vdc: trong khoảng 15-30Vdc;

Các kiểu đầu cắm được trang bị với cảm biến mức đầu vào cố định Tất cả nhữngđầu vào này được lập trình theo mục đích sử dụng

Cảm biến mức

48Vdc: trong khoảng 38.4-60Vdc; cắt khi thấp hơn 28.8Vdc;

125Vdc: trong khoảng 105-150Vdc; cắt khi thấp hơn 75Vdc;

250Vdc: trong khoảng 38.4-60Vdc; cắt khi thấp hơn 150Vdc;

Công suất nguồn định mức

Định mức 125/250Vdc hoặc Vac

Phạm vi 85-350Vdc hoặc 85-264Vac

Sự gián đoạn 100ms@125Vdc

Độ nhấp nhô 100%

Tải trọng < 5W

Định mức 48/125Vdc hoặc Vac

Phạm vi 36-200Vdc hoặc 85-140Vac

Sự gián đoạn 100ms@125Vdc

Độ nhấp nhô 5%

Tải trọng < 5.5W

Định mức 24Vdc

Phạm vi 16-36Vdc phân cực phụ thuộc

Sự gián đoạn 25ms@36Vdc

Độ nhấp nhô 5%

Tải trọng < 5.5W

Tức thời Quá dòng có thời gianPha 50P1 ÷ 50P6 51P1T,52P2T

Pha đơn 50A,50B,50C

Trung tính chạm đất* 50N1,50N2 51N1T

Chạm đất dòng điện dư 50G1,50G2 51G1T

Thứ tự ngược (3I2)** 50Q1,50Q2 51Q1T,51Q2T

Phạm vi đặt, 5A danh định*** OFF, 0.5-0.8A OFF,0.5-16.0A

Phạm vi đặt, 1A danh định*** OFF, 0.1-0.6A OFF,0.1-3.2A

 * những phần tử quá dòng trung tính chạm đất (50N1,50N2,51N1T) đượctách ra từ dòng điện vào trung tính trên kênh IN Tất cả các phần tử quá dòng

Phần tử quá dòng

khác ( bao gồm phần tử quá dòng chạm đất dòng dư ) hoạt động từ dòng điệnpha đầu vào kênh IA,IB,IC.

 ** phần tử quá dòng thứ tự ngược

 *** sử dụng dòng điện định mức (5A hoặc 1A) cho các pha (A,B,C) và trungtính (IN) theo lý thuyết

 Đặc tính quá dòng có thời gian

Dòng tác động chính xác:

±0.10A thứ cấp và ±5% của giá trị đặt (5A danh định )

±0.02A thứ cấp và ±5% của giá trị đặt (1A danh định )

Đặc tuyến thời gian chính xác: ±1.5 chu kỳ và ±4% đặc tuyến thời gian dòng điện

giữa khoảng 102 và 1030 lần thời gian tácđộng

Quá vùng chuyển tiếp: < 5% thời gian tác động

 Đặc tính quá dòng cắt nhanh

Dòng tác động chính xác:

±0.10A thứ cấp và ±5% của giá trị cài đặt (5A danh định)

±0.02A thứ cấp và ±5% của giá trị cài đặt (1A danh định )

Quá vùng chuyển tiếp: < 5% thời gian tác động

Phần tử quá dòng cắt nhanh trong Sel-551 ở trạng thái bình thường sử dụngđầu ra của một bộ lọc số cosin Khi CT bão hòa mạnh thì tình trạng dòng điện rò làrất nặng, rơle phát hiện ra sự cố này điều khiển các phần tử quá dòng hoạt động theođầu ra máy dò đỉnh xung Các bộ lọc này cung cấp khả năng để dịch chuyển nhữngdòng điện một chiều và các sóng hài Việc kết hợp 2 bộ lọc cung cấp một giải phápbảo đảm rằng phần tử quá dòng cắt nhanh hoạt động tốt

Những phần tử quá dòng cắt nhanh hoạt động theo nguyên tắc hoặc là đầu rabộ lọc số cosin hoặc đầu ra của máy dò đỉnh xung Khi sóng hài biến dạng vượt quángưỡng cho phép cố định đến mức CT bão hòa mạnh thì các phần tử quá dòng cắtnhanh sẽ hoạt động theo các đầu ra của máy dò đỉnh xung Khi sóng hài thấp hơnngưỡng cố định cho trước phần tử quá dòng cắt nhanh hoạt động theo đầu ra của bộlọc số cosin

Bảo vệ máy biến dòng bão hòa

Sel 551 là rơle thời gian đóng lặp lại, bộ thời gian có chương trình, và các bộthời gian khác Tất cả các bộ thời gian này được cài đặt trong những chu kỳ, trongquá trình tăng lên từng 1/8 chu kỳ Rơle tuần hoàn khi giá trị đặt của thời gian đượcnhập vào tăng lên hoặc giảm xuống ở 1/8 chu kỳ gần nhất.

Độ chính xác của bộ thời gian: ±0.25 chu kỳ và ±0.1% thời gian cài đặt

II Các phần tử rơle và nguyên lý hoạt động

1) Mã nhị phân và SELogic điều khiển tính toán

Mã nhị phân của rơle (role word bit)

Các đầu ra của khối logic hầu hết được mô tả trong mục này dưới lớp mã nhịphân của rơle (role word bit) Mã nhị phân là tên lớp (ví dụ như:51P1T,TRIP,CLOSE,…) Chúng là các điểm logic có thể ở trạng thái :

1 ( logic 1 ) hoặc 0 ( logic 0 )phụ thuộc vào sự hoạt động của logic liên kết Mức logic 1 khi một yếu tố là tácđộng, thời gian nghỉ, các tình trạng xác nhận khác Mức logic 0 khi một yếu tố là trởvề, hoặc các trạng thái khác xác nhận lại

Giá trị đặt của SELogic điều khiển tính toán là những đầu vào của khốilogic Việc cài đặt này được viết theo logic đại số Boolean, liên kết với mã nhịphân và cùng hoạt động với những bộ điều khiển khác

Bộ điều khiển Chức năng logic

( )

!

*+

Ngoặc đơnNOTANDOR

Bảng1.1: : thứ tự xử lý của bộ điều khiển của SELogic điều khiển tính toán

Trong điều kiện của mã nhị phân, các số :

1 ( logic 1 ) hoặc 0 ( logic 0 )có thể được nhập trong một giá trị đặt SELogic điều khiển tính toán Nếu giá trị đặtSELogic điều khiển tính toán cân bằng mức 1, thì nó luôn luôn là

“asserted/on/enable” Nếu giá trị đặt SELogic điều khiển tính toán cân bằng mức 0,thì luôn là “deasserted/off/disable”

SELogic điều khiển tính toán

Bất kỳ giá trị đặt SELogic điều khiển tính toán đơn được hạn chế ở 9 mã nhịphân mà có thể cùng liên kết với những bộ điều khiển SELogic điều khiển tính toántrong bảng 1.1 Theo sự giới hạn này thì khối SELogic Variable ( SV1 tới SV14 ) cóthể được sử dụng như một bước cài đặt trung gian.

Ví dụ, tính toán lệnh cắt (giá trị đặt của SELogic điều khiển tính toán TR)

cần nhiều hơn 9 mã nhị phân trong giá trị tính toán đặt trước của chúng Một phầncủa lệnh tính toán được đặt trong giá trị đặt của SELogic điều khiển tính toán SV1.Kết quả đầu ra của SELogic Variable ( mã nhị phân SV1 ) sau đó được đặt trong giátrị cài đặt SELogic điều khiển tính toán TR

Bảng1.2 chỉ rõ SELogic Variable ( SV1 tới SV14 ) được xử lý sau tính toánlệnh cắt ( giá trị đặt của SELogic điều khiển tính toán TR ) Vì vậy bất kỳ quá trìnhcắt theo mã nhị phân SV1 bị chậm lại một khoảng thời gian xử lý ( 1/8 chu kỳ )

Các phần tử rơle và logic ( tương ứng SELogic điều khiển tính toán và kết

quả mã nhị phân) được xử lý theo thứ tự trong bảng 1.2( trên xuống dưới)

Chúng được xử lý trong từng 1/8 chu kỳ, và trạng thái mã nhị phân ( logic 1 và logic

0 ) được truy cập theo từng 1/8 chu kỳ Vì thế khoảng thời gian xử lý của role là 1/8chu kỳ Mỗi khi mã nhị phân được truy cập trong 1/8 chu kỳ, nó giữ lại trạng thái(logic 1 hoặc logic 0) đến khi việc cập nhật lặp lại ở 1/8 chu kỳ tiếp theo

Bảng 1.2: thứ tự xử lý của các phần tử role và logicCác phần tử role và logic Kết quả mã nhị phân

Vị trí chuyển mạch điều khiển LB1-LB8

Chuyển mạch điều khiển từ xa RB1-RB8

Yêu cầu về dụng cụ đo dòng điện PDEM,NDEM,GDEM,QDEM

Phần tử quá dòng cắt 50P1-50P6,50A,50B,50C,

50N1,50N2,50G1,50G2,50Q1,50Q2Phần tử quá dòng thời gian

(51P1TC,51P2TC,51N1TC,51G,

51Q1TC,51Q2TC )

51P1,51P2,51N1,51Q1,51Q2,51P1T,51P2T,51N1T,51G1T,51Q1T,51Q2T,51P1R,51P2R,51N1R,51G1R,51Q1R,51Q2R.Trip logic ( TR, ULTR ) TRIP

Close logic ( 52A,CL,ULCL )

Role đóng lặp lại ( 79RI,79RIS,

CLOSE, CF,79RS,79CY,79LO

Xử lý có thứ tự và khoảng thời gian xử lý

Điểm hiển thị ( DP1-DP8 )

Dữ kiện của báo cáo (ER1,ER2)

2) Các đầu vào quang

Mã nhị phân tương ứng các đầu vào quang là IN1 và IN2 Trong đó có mộtđầu vào quang có điện và một đầu vào quang không có điện, tương ứng là các trạngthái của mã nhị phân

Hình 2.1:Tiếp điểm vào

Trong đó:

 Trạng thái chuyển mạch: mở & đóng

 Đầu vào quang: IN1 & IN2 tương ứng là : IN1_deenergized ( không cóđiện ), IN2_energized ( có điện )

 Bộ thời gian: xử lý trong 1/8 chu kỳ

 Mã nhị phân: IN1 ( logic 0 )& IN2 ( logic 1 )

 Một ví dụ về cài đặt trong nhà máy

Mã nhị phân IN1 được dùng trong cài đặt cho SELogic điểu khiển tính toán trạngthái máy cắt dòng điện như sau:

52A=IN1Nối đầu vào IN1 tới tiếp điểm phụ 52a của máy cắt dòng điện Khi đó mã nhị phânIN1 được gán ở trạng thái máy cắt 52A, điều này không có nghĩa là IN1 không thểdùng trong cài đặt khác của SELogic điều khiển tính toán

Với điều kiện này thì mã nhị phân IN2 không được sử dụng

Nếu có một tiếp điểm phụ khác của máy cắt là 52b được nối với đầu vào IN1, nhưvậy cài đặt đã thay đổi là :

52A=!IN1 [ !IN1=NOT(IN1) ]Nếu một đầu vào cần tiêu chuẩn thời gian nhiều hơn giá trị đã đặt trong bộ thời gian0.25 chu kỳ, gán cho đầu vào tại một bộ thời gian SELogic Variables:

SV6=IN1Đầu ra của bộ thời gian (mã nhị phân SV6T ) có thể được sử dụng trong vùng củamã nhị phân IN1

Chuyển mạch điều khiển vị trí

Các chuyển mạch này hoạt động theo nút điều khiển ở mặt trước của panel vàchỉ hiển thị

Hình 3.1:Vị trí chuyển mạch có điều khiển

Đầu ra của chuyển mạch này là một mã nhị phân (bit vị trí LBn, n=1÷8) Các bits vịtrí này được sử dụng trong SELogic điều khiển tính toán

Vị trí chuyển mạch Cài đặt nhãn Định nghĩa cài đặt Trạng thái logic

ON SLBn “ĐẶT” bit vị trí LBn 1

OFF CLBn “XÓA” bit vị trí LBn 0

MOMENTARY PLBn “DAO ĐỘNG” bit LBn 1

(ở 1 khoảng xử lý)

Bảng 3.1: tương ứng giữa vị trí chuyển mạch và cài đặt nhãn

Cài đặt nhãn được tạo ra từ lệnh SET T và được quan sát ở lệnh SHO T.

Vị trí các loại Nhãn NLBn Nhãn CLBn Nhãn SLBn Nhãn PLBn

Vị trí hoạt động

(logic 1)

Vị trí tạm thời

Vị trí đóng (logic 0)

Mã nhị phân (n=1÷8)

chuyển mạch

Bảng 3.2: tương ứng giữa loại vị trí chuyển mạch&cài đặt nhãn

Các chuyển mạch được cài đặt theo 3 loại sau:

 Trạng thái bit giữ lại khi năng lượng bị mất hoặc sự cài đặt thay đổi

 Mất năng lượng

Trạng thái của bit vị trí (mã nhị phân LB1 tới LB8 ) được giữ lại nếu nănglượng bị mất trong rơle và sau đó nó được phục hồi Nếu vị trí chuyển mạch điềukhiển ở vị trí ON ( tương ứng vị trí bit xác nhận mức logic 1 ) khi năng lượng mất,nó sẽ quay trở lại vị trí ON ( tương ứng bit vị trí vẫn xác nhận logic 1 ) khi nănglượng được phục hồi Nếu chuyển mạch điều khiển ở vị trí OFF (bit logic xác nhậnlại logic 0) khi năng lượng mất, nó sẽ trở lại vị trí OFF (tương ứng bit logic vẫn xácnhận mức logic 0 ) khi năng lượng được phục hồi

 Cài đặt thay đổi

Nếu giá trị đặt trong rơle thay đổi, trạng thái của những bits vị trí (mã nhị phânLB1 tới LB8 ) sẽ được giữ lại, giống như phần giải thích ở mục “mất năng lượng”.Trừ trường hợp, nếu có thêm một vị trí mới của chuyển mạch điều khiển vị trí đượccài đặt như chuyển mạch dạng OFF/MOMENTARY Vì thế tương ứng bit vị trí bắtbuộc phải bắt đầu từ logic 0 sau khi thay đổi cài đặt, mà không xét tới trạng thái bitvị trí trước thay đổi cài đặt

Nếu chuyển mạch điều khiển vị trí không hoạt động vì một giá trị đặt thay đổi, thìtương ứng bit vị trí được cố định ở mức logic 0

Chuyển mạch điều khiển từ xa

Bộ chuyển mạch điều khiển từ xa chỉ hoạt động theo dãy cổng giao tiếp tuầntự Đầu ra của chuyển mạch điều khiển từ xa là một mã nhị phân (bit điều khiển từ

xa RBn, n=1 tới 8) Những bit điều khiển này được sử dụng trong SELogic điềukhiển tính toán

Đặt bất kỳ một chuyển mạch điều khiển từ xa nào đó vào một trong ba vị trí sau:

ON ( logic 1 )

MOMENTARY ( logic 1 trong một khoảng thời gian xử lý )Với SELogic điều khiển tính toán, bits điều khiển từ xa có thể được ứng dụng giốngnhư bits vị trí được sử dụng.Vị trí giống như hình 3.1 ở trên

 Trạng thái bit điều khiển từ xa không giữ lại khi năng lượng mất

Trạng thái bit (RB1 tới RB8) không giữ lại nếu năng lượng bị mất ở rơle và khi nóđược phục hồi Chuyển mạch này sẽ quay trở lại vị trí OFF (ứng với bit điều khiểnnhận logic 0) khi năng lượng phục hồi trong rơle

 Trạng thái bit điều khiển từ xa giữ lại khi thay đổi giá trị đặt

Nếu giá trị đặt của rơle thay đổi, trạng thái của bit điều khiển (RB1 tới RB8) đượcgiữ lại Nếu chuyển mạch đang ở vị trí ON (bit điều khiển xác nhận logic 1) trướckhi giá trị đặt thay đổi, nó sẽ trở lại vị trí ON (bit điều khiển vẫn xác nhận logic 1)sau khi giá trị đặt thay đổi Tương tự với chuyển mạch ở vị trí OFF cũng như vậy,vẫn giữ lại trạng thái khi thay đổi cài đặt

Phần tử quá dòng cắt nhanh

 Phần tử quá dòng pha cắt nhanh