- VËn hµnh vµ chØ ®Þnh ®¬n gi¶n nhê sö dông b¶ng vËn hµnh tæng hîp hoÆc m¸y tÝnh víi phÇn mÒn thÝch hîp.. *Bæ sung dao ®éng c«ng suÊt (tuú chän víi ph¸t hiÖn sù cè theo tæng trë).[r]
Trang 1Giáo trình điện
Rơ le bảo vệ đường dây loại 7SA511
Trang 2
Rơ le bảo vệ đường dây loại 7SA511
Chương I - giới thiệu
1.1 ứng dụng
Rơ le số bảo vệ đường dây loại 7SA511 đảm bảo cắt nhanh, tin cậy mọi dạng sự cố trên đường dây trên không và các tuyến cáp Trung tính của hệ thống có thể được cách ly,
đấu qua cuộn dập hồ quang, nối trực tiếp hoặc qua điện trở
Rơ le có mọi chức năng quan trọng cho bảo vệ đường dây (BVĐD) do đó có thể áp dụng 1 cách rộng rãi Nó cũng có thể làm được BV dự phòng cho hệ thống BV so lệch của các đường dây, MBA,MFĐ,thanh cái
Chức năng cơ bản của nó là xác định điểm ngắn mạch bằng cách đo tổng trở Nó có thể được bổ sung hàng loạt các moden chức năng bao gồm bổ sung chức năng dao động công suất, giao diện BV từ xa, phát hiện chạm đất (cho lưới có trung tính cách ly hoặc đấu qua cuộn dập hồ quang BV chạm đất có hướng có độ nhạy cao, cho ngắn mạch chạm đất qua điện trở lớn trong lưới có trung tính nối đất) , tự động đóng lại đối với đường dây không, phát hiện nhanh sự cố Các phụ kiện ngoài, do đó thường không yêu cầu Mọi sự cố xảy ra trong lưới điện, độ lớn của giá trị tức thời được lưu giữ trong thời gian 5 giây và sau đó cho phân tích sự cố
Sự giám liên tục các giá trị đo được cho phép thông báo một cách chắc chắn sự cố bất kỳ trong các mạch MBA đo lường
1.1 Các đặc trưng của rơ le;
- Hệ thống xử lý với bộ vi xử lý mạch 16 bít Điều khiển và xử lý các số liệu đo được cho tới các giá trị cắt hoàn toàn ở dạng số và đưa ra các quyết định cho các máy cắt
- Cách điện hoàn toàn và cách ly tin cậy các mạch xử lý bên trong với các mạch bên ngoài
- Với các bộ biến đổi đầu vào tương tự (analog) có màn chắn đầu vào nhị phân, modun đầu ra và bộ biến đổi dc/dc
- Có đầy đủ các chức năng cần thiết cho BVĐD cao áp
- Phát hiện quá dòng và kết hợp với kiểm tra điện áp hoặc phát hiện theo tổng trở
- Đặc tính cắt với mức đặt độc lâp đạt được dọc theo trục R và X với mức đặt R riêng cho sự cố chạm đất
- Xác định hướng nhờ sử dụng phân cực của pha không sự cố và bộ nhớ điện áp, tạo
ra độ nhạy định hướng không giới hạn
- Các chức năng bổ sung toàn tiện có thể được đặt hàng như là tuỳ chọn
Trang 3- Tính toán liên tục các giá trị đo được trong vận hành và chỉ thị trên màn hiển thị ở mặt trước của rơ le
- Vận hành và chỉ định đơn giản nhờ sử dụng bảng vận hành tổng hợp hoặc máy tính với phần mền thích hợp
- Liên hệ với điều khiển trung tâm và các thiết bị lưu giữ thông qua giao diện nối tiếp với mức cách điện 2kV hoặc cho đấu nối cáp quang
- Giám sát liên tục các giá trị đo được, phần cứng và phần mềm của rơ le
1.2.Các chức năng thực hiện:
Hợp bộ 7SA511 bao gồm các chức năng sau:
*Bảo vệ khoảng cách với:
- Phát hiện sự cố quá dòng chọn lọc pha
- Phát hiện sự cố có kiểm tra điện áp hoặc phát hiện sự cố theo tổng ttrở có đặc tính cắt đa giác có 5 vùng khỏang cách có thể được chỉnh định để vận hành theo hướng tiến hoặc hướng lùi hoặc không có hướng và có 2 vùng được sử dụng như là vùng mở rộng
- 7 cấp thời gian:
-Đặc tính đa giác với mức đặt độc lập của vùng dọc theo trục R và X , mức đặt R riêng cho các sự cố pha và đất
- Xác định hướng nhờ sử dụng cực tính của pha không sự cố và bộ nhớ điện áp, do đó thích hợp với việc sử dụng các biến điện áp kiểu tụ và tạo ra độ nhạy định hướng không có giới hạn
- Cắt riêng từng pha , sử dụng với tự đóng lại 1 pha
*Bổ sung dao động công suất (tuỳ chọn với phát hiện sự cố theo tổng trở)
- Phát hiện dao động công suất nhờ phép đo dR/dt
- Tránh việc cắt sai khi có dao động công suất xảy ra trong hệ thống
- Để sử dụng cấm dao động công suất hoặc cắt ngoài bậc thang
*Giao diện bảo vệ xa vạn năng ( có thể lập chương trình cho các sơ đồ sau):
- Cắt ttruyền dưới vùng cho phép
- cắt truyền trên vùng cho phép
*Bảo vệ sự cố vĩnh cửu :
- Cho phép tác động nhanh ở đầu cuối bất kỳ của đường dây khi đóng bằng tay đường dây vào điểm sự cố
*Chức năng quá dòng khẩn cấp:
- Tác động khẩn cấp nếu biến điện áp MCB cắt
- Tác động khẩn cấp trong trường hợp cầu chì thứ cấp của máy biến điện áp hỏng
- Với đặc tính quá dòng có 2 cấp thời gian độc lập và cấp dòng chạm đất riêng
- Phát hiện sự cố chạm đất (tuỳ chọn )
Trang 4( cho lưới có trung tính cách điện hoặc đấu qua cuộn dập hồ quang)
- Phát hiện sự cố chọn lọc pha
- Xác định hướng nhạy cảm
* Bảo vệ chạm đất độ nhạy cao (tuỳ chọn0
- Cho các sự cố chạm đất qua điện trở cao trong lưới có trung tính nối đất
- Với 2 cấp khởi động theo dòng điện chạm đất
- Xác định hướng nhờ thành phần dòng điện và điện áp thứ tự không
- Có thể lựa chọn so sánh hướng thông qua mạng thông tin (ví dụ tải ba)
-Chức năng dự phòng trong trường hợp hư hỏng mạch điện áp sử dụngBV dòng chạm đất thời gian độc lập
- Bảo vệ dòng chạm đất thời gian phụ thuộc với ba đặc tính có thể lựa chọn (không liên quan
đến BV chạm đất có hướng)
*Chức năng tự động đóng lại (tuỳ chọn)
- 1 pha ,3 pha hoặc/và 3 pha
- 1 lần hoặc nhiều lần đóng lại
- Với thời gian tác động và thời gian chết khác nhau cho tác động 1 pha, 3 pha
*Khoảng cách tới các điểm sự cố:
- Có thể bắt đầu nhờ xung lệnh cắt hoặc nhờ xung lệnh cắt ngoài
- Tính toán khoảng cách sự cố
- Đua ra khoảng cách sự cố theo Ω, km hoặc phần trăm của chiều dài đường dây
- Tuỳ chọn với bù đường dây song song
* Các chức năng tiêu chuẩn còn bao gồm:
- Tự giám sát liên tục chính từ các mạch DC thông qua các đầu vào TU, TI tới các rơ le cắt, qua đó đạt được độ tin cậy tối đavà chính xác hơn so với chiến lược bảo dưỡng định kỳ
- Các đo lường thí nghiệm trong điều kiện phụ tải bình thường
- Đo dòng phụ tải và điện áp vận hành
- Đo công suất và tần số
- Số liệu tổng trở đo được, kiểm tra và hướnh thứ tự pha
- Lưu giữ các thông báo cho 3 lần sự cố cuối cùng của lưới điện mvới đồng hồ thời gian thực
- Lưu giữ số liệu và truyền tới các thiết bị ghi sự cố, cho phép
_ Phân tích sự cố nhanh
_ Ghi sự cố 1 cách chi tiết
- Đếm các xung lệnh cắt và đóng, ghi lại các số liệu sự cố và cộng dồn của dòng điện sự cố
bị cất
- Trợ giúp nghiệm thu như là thẩm tra hướng và thí nghiệm sống máy cắt
Trang 5Chương II- Số liệu kỹ thuật
2.1 Số liệu chung:
* Mạch đo lường:
Dòng điện định mức IN : 1 hoặc 5 A
Điện áp định mức UN : 100 - 125V
Tần số địmh mức: 50 hoặc 60Hz
Phụ tải của TI / 1 pha;
IN = 1A xấp xỉ 0,1 VA
IN = 5a xấp xỉ 0,4 VA
Cho phát hiện ở độ nhạy cao với IN = 1A : xấp xỉ 0,3 VA
Phụ tải các TU:
UN = 100V xấp xỉ 0.5VA
Khả năng quá tải của các mạch TI, các pha và đất:
+ Nhiệt (giá trị hiệu dụng):100*IN cho 1s
20* IN cho 10s
+ Lựcđộng điện (xung): 4* IN lâu dài
Khả năng quá tải của các biến điện áp:
+ Nhiệt (giá trị hiệu dụng):140V lâu dài
Nguồn nuôi DC: nguồn nuôi DC thông qua các bộ biến đổi dc / dc
Điện áp nguồn nuôi : 24/ 48 spc 60/ 110/ 125 220/ 250
Dải làm việc: 19-50 48-144 126-288
Điện áp AC chồng chất: ≤12% ở UN
Đỉnh với đỉnh: ≤ 6 % trong giới hạn của giải điện áp
Thời gian bù khi hư hỏng/ ngắn mạch điện áp nguồn một chiều: ≥ 50 ở U≥110 Vdc
Các tiếp điểm cắt:
Số rơle cắt: 05
Số tiếp điểm /rơle: 02 NO
Khả năng thao tác
Đóng: 1000W/VA
Cắt: 30W/VA
Điện áp thao tác: 250V
Dòng điện cho phép: 5A liên tục
30A cho thời gian 0,5
Trang 6Các phản ứng tới các khiếm khuyết và các hiển thị được đưa ra bởi rơle có thể được tạo ra riêng biệt và trong trình tự thời gian như là các thông báo vận hành trong địa chỉ 5100 cho các chuẩn đoán khiếm khuyết
Nếu rơle được đấu tới hệ thống tự động trạm, các chỉ thị khiếm khuyết sẽ được truyền giữa giao diện nối tiếp tới hệ thống điều khiển trung tâm
5.1 Các kiểm tra định kỳ
Kiếm tra định kỳ các đặ tính của rơle hoặc các giá trị khởi động là không cần thiết do chúng được giám sát liên tục bằng chương trình phần mềm Các kỳ sửa chữa theo kế hoạch của thiết bị nhà máy, trạm có thể sử dụng để thí nghiệm vận hành các thiết bị bảo vệ Bảo dưỡng này chủ yếu phục vụ cho việc kiểm tra các giao diện của hợp bộ nghĩa là các đấu nối với thiết bị ngoài Thủ tục kiểm tra sau đây được khuyến cáo:
- Xem các giá trị vận hành ( khối địa chỉ 57) và so sánh với giá trị thực để kiểm tra các giao diện tương tự
- Mô phỏng ngắn mạch với 4IN để kiểm tra các đầu vào ở dòng điện cao
5.2 Thay pin dự phòng
Các thông báo của hựp bộ được lưu giữ trong bộ nhớ NV-RAM Pin được lắp để các thông báo được lưu kể cả khi mất nguồn nuôi lâu dài Pin cũng cần thiết cho đồng hồ thời gian khi bị mất nguồn cấp
Pin phải được thay thế muộn nhất là sau 5 năm vận hành
Loại pin được khuyến cáo sử dụng : pin LITHIUM 3 V-1Ah loại CR 1/2 AM Pin được đặt ở cạnh sau của bảng bộ vi xử lý Để có thể thay pin, modul cơ sở phải được tháo ra khỏi vỏ
Trình tự để thay pin như sau:
- Chuẩn bị vị trí làm việc : chuẩn bị 1 tấm dẫn điện cho modul cơ sở
- Đọc ra các thông báo của hợp bộ, là các địa chỉ bắt đầu với số 5 (5000 trở lên) Việc này tiến hành thuận lợi nhất nhờ sử dụng máy tính thông qua giao diện vận hành với chương trình
xử lý số liệu bảo vệ DIGSI
Chú ý : Toàn bộ các dữ liệu cấu hình và trị số chỉnh định của hợp bộ được lưu giữ trong EEPROM được bảo vệ khi mất nguồn ngoài Chúng được lưu giữ độc lập với pin dự phòng do
đó chúng không bị mất khi thay pin hoặc khi hợp bộ làm việc không có pin
- Cắt ngắn các chân còn 15 mm, sau đó uốn cong ở chiều dài 2 đầu cách nhau 40 mm
- Nới lỏng modul cơ sở sử dụng công cụ trợ giúp đỡ kéo ( được lắp ở đỉnh và đáy)
- Kéo modul cơ sở ra và đặt vào bề mặt dẫn điện
- Tháo vít các pin đã sử dụng từ các đầu cuối Không đặt vào bề mặt dẫn điện
- Lắp pin đã chuẩn bị vào các đầu cuối và xiết lại các vít
- Lắp modul cơ sở vào trong hộp, đảm bảo đòn bẩy nhả được vào hoàn oàn sang trái, trước khi modul được ấn vào
- ấn modul vào một cách chắc chắn sử dụng đòn bẩy nhả
5.3 Phát hiện, sử lý khiếm khuyết
Nếu hợp bộ bảo vệ báo có khiếm khuyết các thủ tục sau đây được đề xuất
Nếu không có tín hiệu LED nào ở tấm mặt trước của modul sáng, khi đó kiểm tra :
- Các modul đã được đẩy vào hoàn toàn và đã được hàm hay chưa
- Khoá ON/OFF đã được đặt vào vị trí ON hay chưa
- Điện áp nguồn đã có với cực tính chính xác và độ lớn đủ có được đấu tới các đầu dây chính xác chuưa
- Kiểm tra cầu chì nhả trong bộ nguồn có bị chẩy nếu có phải thay
Nếu LED đỏ chỉ thị cấm ở mặt trước sáng và LED xanh tắt thì hợp bộ đã nhận biết đã hư hỏng
ở bên trong Việc khởi động lại hệ thống bảo vệ có thể được tiến hành bằng cách đóng cắt nguồn 1 chiều Điều này sẽ làm mã các số liệu sự cố và thông báo nếu rơle không được trang
bị pin dự trữ và nếu quá trình lập thông số chưa hoàn thành, các thông số cuối cùng không
được lưu giữ
5.3.1 Thay cầu chì
- Lựa chọn cầu chì thay thế 5x20 mm, đảm bảo các giá trị định mức chính xác
- Chuẩn bị vị trí làm việc, trang bị bề mặt dẫn điện cho modul cơ sở
Trang 7- Mở nắp hộp
- Kéo modul cơ sở ra ngoài và đặt lên bề mặt dẫn điện
- Tháo cầu chì khỏi giá đỡ (hình 5.3.1)
- Lắp cầu chì mới voà giá đỡ (hình 5.3.1)
- Lắp modul cơ sở vào trong hộp, đảm bảo đòn bẩy nhả được đẩy vào hoàn toàn sang trái trước khi modul được ấn vào
- ấn modul vào một cách chắc chắn nhờ đòn bẩy nhả
- Đóng nắp hộp
- Đưa rơle trở lại làm việc Nếu vẫn còn báo tín hiệu mất nguồn có thể có hư hỏng hoặc ngắn mạch trong bộ nguồn Hợp bộ cần phải chuyển lại cho nhà chế tạo
Hình 5.3.1
Trang 8Chương 6 Sửa chữa
Việc sửa chữa các modul bị khiếm khuyết không được khuyến cáo do các linh kiện
điện tử được lựa chọn đặc biệt được sử dụng, phải được xử lý phù hợp với thủ tục yêu cầu đối với các chi tiết có nguy hiểm tĩnh điện Ngoài ra kỹ thuật chế toạ đặc biệt là cần thiết cho một công việc bất kỳ trên tấm mạch in để tránh làm hư hỏng các linh kiện rất nhạy cảm
Do đó nếu các khiếm khuyết không thể khắc phục bằng các thủ tục vận hành như đã mô tả trong chương 5 thì nên chuyển rơle về cho nhà chế tạo
Các linh kiện và modul không bị đe doạ khi chúng được lắp bên trong rơle
Nếu cần tthiết phải thay đổi modul toàn bộ các thông số chức năng phải được lặp lại Các ghi chú riêng có trong chương 3 và chương 4
Chưong 7 Bảo quản.
Rơle bảo vệ cần phải được bảo quản ở nới khô và sạch Dải nhiệt độ để bảo quản rơle hoặc các linh kiện có liên quan là -25oC đến +55oC
Độ ẩm tương đối phải trong phạm vi đảm bảo không bị nhưng đọng nước hoặc tạo băng Sau thời gian bảo quản lâu dài nên đấu rơle tới nguồn tự dùng khoảng 1 đến 2 ngày trước khi đưa vào vận hành Điều này giúp cho việc tái tạo lại các tụ điện có chất điện môi của bộ nguồn Trong những điều khiện khí hậu đặc biệt, việc sấy sơ bộ qua đó có khi đặt được việc tránh
được hiện tượng ngưng tụ hơi nước