RƠ LE QUÁ ĐIỆN ÁP CHỐNG CHẠM ĐẤT THỨ TỰ KHÔNG

RELAY QUÁ ĐIỆN ÁP THỨ TỰ KHÔNG CHỐNG CHẠM ĐẤT (59N) Relay quá áp được thiết kế dùng để bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng trung tính cách ly điện trở hay điện kháng nối đất. Relay này còn được dùng cho việc bảo vệ chạm đất của máy phát, động cơ và dùng cho việc sự mất cân bằng của dãy tụ. Các relay bảo vệ này cấu thành một thể thống nhất trong thứ tự bảo vệ, bao gồm 2 cấp bảo vệ sự cố chạm đất, thiết bị ngắt linh hoạt cùng với nhiều chức năng tín hiệu. Điện áp ngõ vào : 100V hoặc 110V (ܷ௡) Điện áp khởi động U0> : 2…100% ൈ ܷ௡ Thời gian vận hành t> : 0.05…100s Điện áp khởi động U0>> : 2…80% ൈ ܷ௡ Thời gian khởi động t>> : 0.05…100s Mức tiếp xúc ngõ ra : 250V acdc, 5A Điện áp điều khiển khóa : 80…256Vac 18…256Vdc Điện áp nguồn phụ : 80…256Vacdc

Trang 115

CHƯƠNG 5 RELAY QUÁ ĐIỆN ÁP THỨ TỰ KHÔNG CHỐNG

CHẠM ĐẤT (59N)

5.1 GIỚI THIỆU RELAY QUÁ ĐIỆN ÁP SPAU 110C

Relay quá áp được thiết kế dùng để bảo vệ sự cố chạm đất trong mạng trung tính cách ly điện trở hay điện kháng nối đất

Relay này còn được dùng cho việc bảo vệ chạm đất của máy phát, động cơ và dùng cho việc sự mất cân bằng của dãy tụ

Các relay bảo vệ này cấu thành một thể thống nhất trong thứ tự bảo vệ, bao gồm 2 cấp bảo vệ sự cố chạm đất, thiết bị ngắt linh hoạt cùng với nhiều chức năng tín hiệu

- Điện áp ngõ vào : 100V hoặc 110V ( )

- Điện áp điều khiển khóa : 80…256Vac/ 18…256Vdc

- Điện áp nguồn phụ : 80…256Vac/dc

5.2 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG

Relay quá áp SPAU 110 là một relay thứ cấp, được nối với điện áp máy biến áp của thiết bị cần bảo vệ Khi sự cố xảy ra, relay quá áp sẽ tác động lên máy cắt hoặc dùng cho việc phát tín hiệu chỉ cho một sự cố chạm đất như yêu cầu của thiết bị bảo

vệ

ấp điện áp này có chứ

y phối hợp

g tính

này gồm cóong relay q

1 Chức năng

iêu chuẩn c

vượt quá g

u khi đặt thđiện áp cao

á trị đặt bacao hoạt đ

ức năng nh

p bảo vệ k

ó một ngõ quá áp, ng

g bảo vệ củ

ủa CỤC TIÊ

giá trị đặt hời gian vậ

o cũng hoạ

an đầu U0>

động nếu sự

hư một cônkhác, chẳn

vào logic

gõ vào điều

ủa relay quá IÊU CHUẨN năng bảo

110C Nhữn con số này c

n áp thấp

ện áp thấp vậy Khi ghởi động v

và sau thời

ng để điềuhạm đất đo

SGB

TRIP SIGNAL 1 START_

U1

I

h 5.2 Sơ đồ

:, E, F :

:::: :

:

::::Trang 1

ồ kết nối của

Điện Các Ngõ Tín Tín Tín : Nhó

và tí Nhókhóa Ngõ Tín Thôn Mod

117

a relay quá

n áp nguồnngõ ra của

õ ra tự độnghiệu khóahiệu khởi đhiệu ngắt

ng tin khởidule relay q

Rx/Tx

Hình

:

:ORT :

::

h 5.3 Phía s

Ngu240S ModCổn Mod Ngõcủa

sau của rela

uồn cung cấS1 hoặc SPdule vào/ra

ng truyền thdule nối đư

õ vào nhận module nố

ay quá điện

ấp và moduPTU 48S1

a SPTE 1E1hông nối tiếường truyền

U 110C

SPTU

đổi Tx

Ngõ ra ngắt 1 của mức U0> và U0>>(TRIP 1) Ngõ ra ngắt 2 của mức U0> và U0>>(TRIP 2) Ngõ ra đang ngắt của giai đoạn U0> và U0>>(signal 1) Tín hiệu đang ngắt của giai đoạn U0>>, khởi động của giai đoạn

và U0>>(START 1) Khởi động của giai đoạn U0> (START 2)

Trong điều kiện bình thường thì tiếp điểm 73 – 75 đóng

Khi giai đoạn U0 khởi động, tiếp điểm bên trong 74 – 75 đóng Ngõ ra báo hiệu giám sát

Trong điều kiện bình thường tiếp diểm trong 70 – 72 đóng

Khi nguồn phụ bị mất hoặc sự cố bên trong lỗi của relay được Phát hiện thì tiếp điểm bên trong 71 – 72 đóng

5.2.3 CẤU HÌNH NGÕ RA CỦA RELAY

Tín hiệu ban đầu của U0> được nối cố định đến đầu ra F của relay và tín hiệu

ngắt được nối đến đầu ra A Tín hiệu ngắt của U0>> thì được nối đến cố định đến đầu

ra B Ngoài ra các chức năng sau có thể chọn cho các chuyển mạch của nhóm chuyển

mạch SGR được xác định trên panel như sau:

Nối tín hiệu đang khóa BS đến module relay quá điện áp dư

Nối tín hiệu khởi động của giai đoạn U0>> đến ngõ ra D

Nối tín hiệu khởi động của giai đoạn U0> đến ngõ ra D

Nối tín hiệu ngắt của giai đoạn U0>> đến ngõ ra D

Nối tín hiệu ngắt của giai đoạn U0>> đến ngõ ra C

Nối tín hiệu ngắt của giai đoạn U0>> đến ngõ ra A

Nối tín hiệu ngắt của giai đoạn U0> đến ngõ ra C

Nối tín hiệu ngắt của giai đoạn U0> đến ngõ ra D

Máy cắt có thể hoạt động trực tiếp thông qua cả đầu ra A và cả đầu ra B Do đó

các mức bảo vệ có thể có ngõ ra relay riêng cho nó hoặc là hai máy cắt riêng lẻ có thể

điều khiển với một relay

óm chuyển

u đó có ngh

Bộ chỉ thịởng đến holed màu vĐèn đỏ IR

n trên màncầu

ị sẽ reset k

ạt động củvàng (U0) p

2, khởi độled vẫn sánkhi nhấn nú

ủa relay

phía trên mhống giám

ay bảo vệ đ

ộng (U0> hrelay Ánhánh sang m

ị có thể chgây ra hoạt

mà không r

ên khi điện

u dài đượcchép và thô

n áp dư đo phát hiện.ông báo lại

i

3 Đèn led màu xanh ở mặt trước panel sẽ sáng khi mà module nguồn cung cấp hoạt động đúng cách

4 Bộ chỉ thị led dưới mỗi nút bấm sáng lên để chỉ cho thấy rằng giá trị đang cài đặt được hiển thị có liên quan đến nút bấm

5 Đèn led của nhóm chuyển mạch SG1 sáng lên khi tổng kiểm tra của nhóm chuyển mạch được hiển thị

Bộ chỉ dẫn vận hành, lựa chọn nhóm chuyển mạch SG2 và những đèn led của nút điều chỉnh được mô tả chi tiết hơn trong hướng dẫn của module relay quá điện áp

dư SPCU 1C6

5.2.5 KẾT HỢP NGUỒN CUNG CẤP VÀ MODULE VÀO/RA

Nguồn cung cấp và module vào/ra (U2) được xác định bên cạnh hệ thống bảng điều khiển của relay bảo vệ và có thể rút ra sau khi di chuyển bảng điều khiển hệ thống Nguồn cung cấp và module vào/ra thì được kết hợp với nguồn, ngõ ra của relay,

điều khiển dòng ngõ ra của relay và mạch điện tử của đầu vào điều khiển bên ngoài

Nguồn cung cấp được nối với máy biến áp, bên cuộn sơ cấp và thứ cấp được cách ly về điện Cuộn sơ cấp thì được bảo vệ bởi cầu chì F1, đặt trên bảng PC của module Khi nguồn cung cấp hoạt động đúng cách, led màu xanh (Uaux) ở mặt trước của bảng sẽ sáng

Nguồn cung cấp và module ngõ vào ra I/O thì có giá trị trong hai phiên bảng với dãy điện áp ngõ vào khác nhau:

- Module SPTU 240 S1 có Uaux = 80…256Vac/dc

- Module SPTU 48 S1 có Uaux = 18…80Vdc

Sự cho phép dãy điện áp ở ngõ vào của nguồn cung cấp và module vào ra I/O được lắp trong relay với hiệu suất được đánh dấu trên bảng của relay

Công suất tiêu thụ ở điện áp định mức <0.5VA

Công suất lớn nhất cho mạch một chiều

Khi thời gian mạch không đổi L/R ≤40ms,

Tại điện áp điều khiển:

Tiếp điểm truyền dữ liệu

Các cực 70-71-72

Công suất lớn nhất cho mạch một chiều

Khi thời gian mạch không đổi L/R ≤ 40ms,

Tại điện áp điều khiển:

Ngõ vào điều khiển bên ngoài (đang khóa)

Các cực 10-11

80…265Vac Năng lượng tiêu thụ tại ngõ vào kích hoạt 2…20mA

Module ngõ ra relay và nguồn cung cấp

Module ngõ ra relay và nguồn cung cấp và mức điện áp:

Giai đoạn thiết lập điện áp cao U0>>

Điện áp khởi động cấp cao U0> 2…80% x Un và ∞

Thời gian vận hành t>> 0,05…1,00s

Dữ liệu chuyển đổi

Mã dữ liệu ASCII Chọn dữ liệu chuyển đổi định mức 300, 1200, 2400, 4800,

á áp đáp ứnđộng khi

Trang 127

việc bảo vệ quá áp sẽ bị ngắt Tín hiệu ngắt bộ phận kích từ của máy phát được thực hiện, chẳng hạn như tiếp điểm 77-78

Một điện trở được nối song song với máy biến áp sẽ ngăn ngừa khả năng bị sự

cố chạm đất bên phía cao áp, phát ra từ tia lửa điện thông qua các bộ tụ đặt phía trên máy biến áp đến phần hạ áp mà chúng có thể là nguyên nhân làm relay hoạt động Các công tắc của relay quá áp SPAU/110C có thể được đặt như sau:

1 1 t>0,5…10s 0 không sử dụng 0 không khóa tín hiệu từ đầu ra

2 0 t>0,5…10s 0 không sử dụng 1 U0>> tín hiệu khởi động cho

Tiếp điểm

65-66 68-69 80-81

77-78 73-74-7570-71-72

U0>>

Tín hTín hTín h

>

hiệu khởi đhiệu khởi đhiệu tự giá

động của gđộng của g

Trang 129

dẫn tới sự mất cân bằng và để phát hiện sự mất cân bằng này, người ta sử dụng relay quá áp SPAU 110 Relay hoạt động khi cấp điện áp thấp truyền và cấp điện áp cao ngắt Quá trình lắp đặt relay được xác định bởi các nhà sản xuất tụ vì việc lắp đặt relay này tùy thuộc vào số lượng tụ nối song song hay nối tiếp và giá trị định mức của tụ Các công tắc của relay quá áp SPAU 110 có thể cài đặt theo chỉ dẫn bên dưới

1 1 t>0,5…10s 0 không sử dụng 0 không khóa tín hiệu từ

o ở lần ngắ

ng của giai

ng của giai sát

Trang 131

Sự cố chạm đất ở vài chỗ nối với nguồn là nguyên nhân gây hiện tượng quá áp

Vì lý do này relay SPAU 110C thích nghi tốt với việc dùng nó như relay báo động sự

cố chạm đất mà màn hình phát hiện trong hệ thống điện Relay quá áp SPAU 110C đo điện áp dư từ cuộn dây đấu tam giác để hở của biến áp Quy trình này cho ta biết kết quả tương đối chính xác Sự cộng hưởng sắt từ của máy biến áp bị triệt tiêu do điện trở

R kết hợp lại trong cách đấu tam giác để hở

Giai đoạn đặt điện áp thấp của relay quá áp cho ta thấy sắp xảy ra sự cố chạm đất Điện áp dư trong mạng trung tính cách ly thường có giá trị thấp, thậm chí còn nhỏ hơn 1% giá trị điên áp dư lớn nhất Vì vậy mức điện áp đặt thấp có giá trị thấp Mức đặt điện áp thấp có thể được sử dụng vào việc cho phép dòng điện trung tính đo relay báo lỗi chạm đất không định hướng của các đầu dây ra

Khi một lỗi chạm đất xuất hiện trên đường dây cả trong relay báo lỗi chạm đất của đầu dây ra và mức đặt điện áp thấp của relay quá áp, hệ thống đường truyền tải phải bắt đầu cho phép ngắt đầu ra của máy cắt Hệ thống này cho phép ngăn ngừa sự hoạt động không cần thiết của relay báo lỗi chạm đất dòng trung tính lúc ngắt mạch khi động cơ khởi động hoặc dưới điều kiện bảo quản thông thường Nếu một relay báo lỗi chạm đất định hướng được sử dụng ở đầu dây ra thì các tính hiệu này cũng không cần thiết

Mức đặt điện áp cao là để bảo vệ cho hệ thống đường truyền và để cung cấp như những bảo vệ dự trữ cho việc bảo vệ sự cố chạm đất đầu dây ra Việc đặt giá trị cho cấp bảo vệ dự phòng cho relay quá áp phải không được thấp hơn giá trị cho phép relay báo lỗi chạm đất của đầu dây ra Những thay đổi có thể xảy ra trong quá trình sửa chữa ban đầu cũng nên được đề cập đến

Mức điện áp cao cũng hoạt động như một bộ phận bảo vệ sự cố cho các đầu dây

ra Các tín hiệu ngắt được đưa đến phần cao áp máy cắt của máy biến áp cũng như là phần hạ áp của máy cắt Các tín hiệu ngắt đến cao áp máy cắt có thể được truyền, chẳng hạn như tiếp điểm 80-81 và được đưa đến máy cắt thông qua một relay tức thời

Các công tắc của relay quá áp SPAU 110C có thể được đặt như sau:

1 1 t>5…100s 0 không sử dụng 0 không khóa tín hiệu từ

tự giám sátđang khóa trung tínhkhởi động

lần ngắt cucủa giai đocủa giai đo

t đến đầu dâ

oạn U0>

ây ra của r

đoạn U0, chhạm đất dòn

Module relay quá điện áp dư loại SPCU 1C6 thì sử dụng đầy đủ trong các bộ bảo

vệ relay, ở đây tổng thể các module bảo vệ sự cố chạm đất không có hướng thì giá trị điện áp dư đo được của hệ thống nguồn cung cấp

Module quá điện áp dư bao gồm hai giai đoạn điện áp dư, đó là một giai đoạn thiết cực đại U0> và một giai đoạn thiết lập cắt nhanh U0>>

Giai đoạn thiết lập bắt đầu điện áp cực đại và cắt nhanh, nếu điện áp đo vượt quá giá trị cài đặt ban đầu của các mức có liên quan Khi đang khởi động thì liên quan giai đoạn chuyển giao một tín hiệu bắt đầu SS1 hoặc SS2 và tương thích với bộ chỉ thị hoạt động của giai đoạn led sáng với ánh sáng màu vàng Nếu tình huống quá điện áp kéo dài đủ lớn vượt qua giá trị cài đặt thời gian trễ của hoạt động, giai đoạn bắt đầu này chỉ chỉ sự khởi động của tín hiệu ngắt, TS1 và TS2 Bộ chỉ thị hoạt động của giai đoạn này

sẽ chuyển sang ánh sáng màu đỏ Giai đoạn khởi động và bộ chỉ thị hoạt động thì cung cấp với việc điều khiển bộ nhớ, bằng phương pháp đó thì có thể tự điều chỉnh hoặc tự khóa của các dạng hoạt động Các chỉ thị đang khóa thì sẽ reset với nút nhấn RESET ở mặt trước của panel hoặc điều khiển bởi V101 hoặc V102 qua serial port

Chế độ ngắt của giai đoạn thiết lập quá điện áp cực đại U0> có thể khóa bởi được truyền một khóa tín hiệu BTS1 đến giai đoạn thiết lập cực đại Tương tự chế độ ngắt của giai đoạn thiết lập điện áp cắt nhanh U0>>có thể khóa bởi được truyền một khóa tín hiệu BTS2 Khóa tín hiệu thì được truyền bởi công cụ của nhóm chuyển mạch SGB trên bản PC của module relay

Biên độ cài đặt thời gian hoạt động t> của giai đoạn thiết lập điện áp cực đại U0> thì được chọn với nhóm chuyển mạch SG1/1 và SG2/2 Ba dãy cài đặt thì có giá trị Nhóm chuyển mạch SG1/7 và SG1/8 thì sử dụng để lựa chọn dãy cài đặt đối với thời gian hoạt động t>> của giai đoạn thiết lập cắt nhanh U0>> Ba giải cài đặt có giá trị

Biên độ cài đặt giá trị ban đầu của giai đoạn thiết lập cực đại U0> thì được chọn

U0>

U0>>

ng đỏ

lay quá điện

nel trên movới bộ chỉ t

ủa khóa tín

n áp dư SPC

odule relaythị

n hiệu

CU 1C6

y

hấn cài đặt oạt động vchỉ thị của U

ấn cài đặt đ

ng và giai của U0>>

hời giai

và giá trị

Nút nhấnmàn hình

Lựa chọnchuyển m

Nút nhấn

Chỉ thị h

Ký hiệu module r

6

ợng rút gọn

chỉ thị sát

h cài đặt đo

n step

h

n nhóm mạch

n reset

oạt động loại relay

n

Bốn led chỉ thị có thể hoạt động độc lập với nhau, hoạt động được cho bởi dạng không khóa hoặc đang khóa Ở phương thức, chế độ đó thì bộ chỉ thị vẫn còn sáng sau khi chuyển mạch được mở, mặc dù giai đoạn quá điện áp, nó điều khiển, thiết lặp lại

bộ chỉ thị Nếu trong trường hợp, bộ chỉ thị bắt đầu ánh sáng màu vàng thì cho bởi chế

độ đóng khóa, lúc này bộ chỉ thị có ánh sáng màu vàng khi ở giai đoạn bắt đầu, nó sẽ chuyển sang ánh sáng màu đỏ khi giai đoạn quá điện áp hoạt động Khi giai đoạn quá điện áp được cài đặt lại chỉ có led màu vàng trên bộ chỉ thị vẫn còn sáng Bộ chỉ thị, nó

có thể đưa ra chế độ đóng khóa, thì thiết lặp lại cục bộ bởi nút nhấn RESET hoặc điều khiển từ xa trên thanh SPA sử dụng điều khiển V102

Bộ chỉ thị hoạt động không được reset thì không ảnh hưởng đến chức năng bảo

vệ của module relay

Bộ chỉ thị tín hiệu tự giám sát IRF chỉ thị đó là hệ thống tự giám sát phát hiện

sự cố lâu dài bên trong relay Bộ chỉ thị sẽ sáng ánh sáng màu đỏ ngay sau khi sự cố được phát hiện Đồng thời module relay đưa ra điều khiển tín hiệu tự giám sát hệ thống ngõ ra của khối bảo vệ relay

Ngoài ra, hầu hết các trường hợp sự cố, một tín hiệu sự cố thì đang được biểu diễn, tính chất của sự cố xuất hiện trên màn hình của module Tín hiệu sự cố, gồm có một số một (1) màu đỏ và ba tín hiệu số màu xanh, chỉ cho thấy đó là sự cố bên trong được phát hiện Khi tín hiệu sự cố xuất hiện, tín hiệu sự cố sẽ thông báo hư hỏng sau khi sử dụng khi relay được tiến hành kiểm tra hoặc sửa chữa

5.5 CÀI ĐẶT GIÁ TRỊ ĐIỆN ÁP VÀ THỜI GIAN

Giá trị cài đặt được hiển thị trên màn hình với 3 chữ số nằm bên trái

- U0>Un: giá trị điện áp khởi động của giai đoạn U0> được tính bằng phần trăm của điện áp định mức Mức đặt là 2…20% x Un khi SG1/5=0 và 10…100% xUn khi SG1/5=1

- t>[s]: Thời gian vận hành của giai đoạn U0 tính bằng giây nó tùy thuộc vào vị trí của các công tắc SG1/1 và SG1/2 Thời gian có thể chọn là nằm trong khoảng sau 0,05…1,0;0,5…10,0s và 5…100s

- U0>Un: Điện áp khởi động của giai đoạn U0>, được tính theo giá trị phần trăm của điện áp định mức ngõ vào Mức đặt là 10…80% x Un khi SG1/6=0 và 2…16% x Un khi SG1/6=1

- t>>[s]: Thời gian vận hành của giai đoạn U0>> được tính bằng giây Mức cài đặt theo yêu cầu nằm trong khoảng 0,05…1,00s; 0,5…10,0s ;hay 5,00…100s, quá trình cài đặt dựa vào công tắc SG1/7 và SG1/8

5.6 CÁC CÔNG TẮC LẬP TRÌNH SG1

Quá trình cài đặt và lựa chọn đặt tính vận hành của relay trong các ứng dụng khác nhau Các chỉ thị về nhóm công tắc này sáng lên tổng kiểm tra của các công tắc được hiển thị lên màn hình Tổng kiểm tra có thể được sử dụng cho việc kiểm tra xem các công tắc có hoạt động bình thường hay không

Khi tổng kiểm tra tính toán theo thí dụ cân bằng với tổng kiểm tra hiển thị trên màn hình, tức là các công tắc đã được lập trình đúng

SG1/4 Chọn chức năng chốt lại cho các tín hiệu ngắt TS1 và TS2

Khi SG1/4=0, tín hiệu ngắt trở về trạng thái ban đầu, khi tín hiệu nhận được làm cho quá trỉnh hoạt động dưới điện áp khởi động đã đặt

Khi SG1/4=1 tín hiệu ngắt vẫn còn kích hoạt, mặc dù tín hiệu nhận được dưới mức điện áp khởi động mà ta đặt

SG1/5 Chọn mức cài đặt cho giá trị điện áp khởi động của giai đoạn cực

đại U0> Khi SG1/5 = 0 thì mức đặt là 2…20% xUn Khi SG1/5 = 1 thì mức đặt là 2…16% x Un

SG1/6 Chọn mức cài đặt cho giá trị điện áp khởi động của giai đoạn cắt

nhanh U0>> Khi SG1/6 = 0 thì mức đặt là 2…60% x Un và ∞ Khi SG1/6 = 1 thì mức đặt là 2…16% xUn và ∞ SG1/7 Chọn mức đặt cho thời gian vận hành t>> của giai đoạn đặt cao

U0>> SG1/8 SG1/7 SG1/8 Thời gian vận hành t>>