Qui trình vận hành, nguyên lý làm việc và truy cập rơ le 7UT51X(5MB)

Khi xảy ra ngắn mạch ngoài vùng, sẽ có dòng điện lớn chạy qua vùng bảo vệ, sựsai khác trong đặc tính từ hoá của các biên dòng điện khi bão hoà có thể tạo radòng điện đáng kể chạy qua phẩ

QUY TRÌNH VẬN HÀNH RƠ LE BẢO VỆ MÃ HIỆU 7UT51X

DO HÃNG SIEMENS SẢN XUẤT

MỤC LỤC

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG.

1.1 Ứng dụng.

chống ngắn mạch cho máy biến áp, máy phát điện, động cơ và thanh cái cóhai hoặc ba lộ Ngoài ra còn có các chức năng khác đảm bảo thích hợp nhấtcho thiết bị được bảo vệ

và thanh cái có hai lộ Rơle gồm 2 rơle lệnh cắt, 4 rơle tín hiệu, 2 đầu vàonhị phân và 6 đèn chỉ thị LED Các rơle, đầu vào nhị phân và các LED nàyngười sử dụng có thể gán chức năng

gồm 5 rơle lệnh cắt, 10 rơle tín hiệu, 5 đầu vào nhị phân và 14 dèn chỉ thịLED Rơle này cũng có thể dùng để bảo vệ máy phát và động cơ nếu có sốđầu vào nhiều Trong trường hợp này đưa vào mạch dòng còn lại có thể đưavào dòng điện của phần tử được bảo vệ nào đó và phần tử này được gọi làphẩn tử ảo

162/3Hz Các điều kiện cụ thể cho bảo vệ này xem trong chương hướng dẫnlắp đặt và nối dây

cho cuộn dây máy biến áp, cuộn kháng, máy điện quay có trung tính trựctiếp nối đất hay bảo vệ chống chạm đất vỏ của máy biến áp, cuộn kháng có

vỏ cách điện Chú ý một số hạn chế khi sử dụng đồng thời nhiều chức năngcủa rơle

một cuộn dây hay một phía nào đó được chỉ định Hai bảo vệ quá tải (đonhiệt độ bằng phương pháp đo gián tiếp qua dòng diện) dùng dể bảo vệ chocuộn dây hay một phía nào đó được chỉ định

để xử lý Ngoài ra có thể gửi hai lệnh cắt qua rơle để thông báo, tạo thờigian trễ hoặc chỉ định lệnh cắt trong ma trận tổ hợp cắt

kỳ lớn nhất là 5 giây và để phục vụ cho sự phân tích sự cố sau này

rằng chúng vẫn nằm trong giới hạn sai số cho phép.

thiết bị lưu trữ (lựa chọn) Đường truyền dữ liệu đã được tiêu chuẩn hoátheo VDEW/ZVEI và DIN 19244 cho nên thích hợp với hệ thống điều khiểntrạm tự động (LSA)

1.2 Đặc điểm.

máy cắt

đo lường, điều khiển, nguồn cấp, các đầu vào nhị phân, các môđun đầu ra và

bộ biến đổi một chiều

và nhiễu

tính có phần mềm hướng dẫn dạng menu

mức cách điện 2 kV hoặc liên lạc bằng cáp quang

1.3 Chức năng.

Rơle 7UT51 có các chức năng sau:

Bảo vệ máy biến áp

hài bậc cao gây ra

điện

Bảo vệ so lệch thanh cái.

Bảo vệ chống ngắn mạch chạm đất (chỉ với rơle 7UT513).

trung tính trực tiếp nối đất

định bằng cách tính toán độ lớn và góc pha của dòng ngắn mạch

Bảo vệ quá dòng điện

của phần tử được bảo vệ và với 7UT513 còn làm bảo vệ dự phòng cho cácphần tử khác

Bảo vệ quá tải.

dây hay một phía nào đó của phần tử được bảo vệ và với 7UT513 còn có thểchỉ định cho cả phần tử khác

Bảo vệ chống chạm đất vỏ thiết bị (với 7UT513).

giá trị sóng cơ bản hay giá trị hiêu dụng

đặc biệt có độ nhạy cao (mức đặt nhỏ nhất là 10 mA)

Đấu nối tín hiệu nhị phân từ bên ngoài.

từ bảo vệ hơi

khiển LSA

Đấu nối tín hiệu cắt từ bên ngoài.

do bảo vệ hơi

gian hoặc không

Ma trận tổ hợp cắt

Với 2 rơle lệnh cắt (7UT512) hay 5 rơle lệnh cắt (7UT513) các rơle có thể thực hiện bất kỳ lệnh cắt nào.

1.4 Giải thích ký hiệu rơle.

CHƯƠNG II THÔNG SỐ KỸ THUẬT.

Khả năg quá tải của mạch dòng

100IN trong thời gian 1 giây20IN trong thời gian 10 giây4IN lâu dài

Khả năng quá tải của mạch dòng bảo vệ

chống chạm đất vỏ thiết bị

100A trong thời gian 10 giây15A lâu dài

Điện áp nguồn thao tác

Điện áp nguồn cấp cho bộ biến đổi DC/AC

Độ gợn sóng

≤ 12% khi điện áp là định mức

≤ 6% trong giới hạn điện áp chophép

Công suất tiêu thụ

Khi làm việc bình thường

Khi tác động

7UT512Xấp xỉ 10 wXấp xỉ 14 w

7UT513Xấp xỉ 13 wXấp xỉ 22 w

Tiếp điểm rơle đầu ra mạch cắt

Số lượng rơle lệnh cắt

7UT5122

7UT5133

Số tiếp điểm của mỗi rơle

Công suất chuyển mạch

2 thường mở

- Đóng mạch

1000 W/VA

30 W/VAĐiện áp chuyển mạch

Dòng điện cho phép

250 V

5 A liên tục

30 A trong thời gian 0,5 giây

Tiếp điểm rơle tín hiệu

Số lượng rơle tín hiệu

7UT5125(4 rơle có thểgán chức năng)

7UT51311(4 rơle có thểgán chức năng)

Số tiếp điểm của mỗi rơle

Công suất chuyển mạch

1 thường đóng hoặc 1 thường mở

20 W/VAĐiện áp chuyển mạch

7UT5135Điện áp tác động

Dòng điện tiêu thụ

24 ÷ 250 V DCXấp xỉ 2,5 mA ; không phụ thuộcvào điện áp tác động

Giao diện nối tiếp

Giao diện với máy tính (ở mặt trước rơle)

Từ 1200 ÷ 19200 Baud Cách điện

Nối cáp quang

V.24/V.28; RS 232

Từ 1200÷ 19200 BaudNối vào cực phía sau rơle, sử dụng dây 2 x2 x0,25mm2

1000m2kV; 50Hz; 1 phútĐấu nối F-SMA1,5 km

2.2 Thông số hệ thống.

Kiểm tra phần mang điện

Kiểm tra cách điện

nguồn cấp một chiều

2 kV (hiệu dụng); 50 Hz; 1 phút2,8 kV DC 30 giây mỗi cực

5kV (biên độ); 1,2/50; 0,5 JKiểm tra mức độ nhiễu

Điều kiện khí hậu

Nhiệt độ môi trường cho phép

-50C ÷ + 550C-250C ÷ + 550C-250C ÷ + 700C

2.3 Thông số bảo vệ so lệch máy biến áp.

Dải đặt

Cấp II (cấp dòng điện so lệch nhỏ) IDIFF/IN transf

Cấp I (cấp dòng điện so lệch nhỏ) IDIFF/IN transf

Dải đặt thời gian tác động

Dải đặt thời gian trở về

0,15÷ 2,0(nấc 0.01)

0, 5÷ 20,0(nấc 0.1)

Xem hình 2.110% ÷ 80% (nấc 1%)Xem hình 2.2

10% ÷ 80% (nấc 1%)Xem hình 2.3

0,00 ÷ 60,00 giây (nấc 0,01); ∞0,00 ÷ 60,00 giây(nấc 0,01)

Thời gian (Khi không có các chức năng khác

Hình 2.1 Đặc tính tác động của rơle 7UT51 dùng bảo vệ so lệch MBA

Sự cố ngắn mạch hai pha

Hình 2.2 Ảnh hưởng của hãm sóng hài bậc 2

4 Dải đặt của bảo vệ cấp II (0,15 – 2,0)

5 Mức đặt nhỏ nhất của sóng hài bậc 2 (dải 10-80%)

IDIFF = │I1 + I2│ dòng điện so lệch

I2f dòng sóng hài bậc 2

Hình 2.3 Ảnh hưởng của hãm sóng hài bậc 5

5 Mức đặt nhỏ nhất của sóng hài bậc cao (10-80%)

IDIFF = │I1 + I2│ dòng điện so lệch

I5f dòng sóng hài bậc 5

IfN dòng điện có tần số định mức

Hình 2.4 Ảnh hưởng của tần số

Chú thích:

1 Mức đặt bảo vệ so lệch cấp I, vi dụ IDIFF/IN = 10

2 Mức đặt bảo vệ so lệch cấp II, vi dụ IDIFF/IN = 0,2

3 Dải đặt của bảo vệ so lệch cấp II ( dải 1,15- 2,0 )

IDIFF dòng điện so lệch

IfN dòng điện ở tần số định mức

2.4 Thông số bảo vệ so lệch thanh cái.

Dải đặt

Ngưỡng tác động IDIFF/INbp

Ngưỡng giám sát IDIFF/INbp

Đặc tính tác động

Dải đặt thời gian tác động

Dải đặt thời gian trở về

0,3 ÷ 2,5 (nấc 0,01)0,15 ÷ 0,8 (nấc 0,01)Xem hình 2.5

0,00 ÷ 60,00 giây (nấc 0,01); ∞0,00 ÷ 60,00 giây (nấc 0,01);

Thời gian (Khi không có các chức

Hình 2.5 Đặc tính tác động của rơle 7UT51 dùng bảo vệ so lệnh thanh cái

CHƯƠNG III NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC.

3.1 Nguyện lý làm việc khi sử dụng rơle bảo vệ cho MBA.

3.1.1 Nguyên tắc đo lường.

Bảo vệ so lệch dòng điện làm việc dựa theo nguyên tắc so sánh dòng điện giữacác đầu phần tử được bảo vệ và còn được gọi là hệ thống cân bằng dòng

Hình 3.1 Nguyên tắc cơ bản của bảo vệ so lệch.

Trong điều kiện làm việc bình thường dòng điện đi vào và đi ra phần tử đượcbảo vệ như nhau Khi có bất kỳ dòng điện so lệch nào đo được có nghĩa là có hưhỏng trong vùng được bảo vệ Các cuộn thứ cấp của các biến dòng điện có cùng tỷ

số biến CT1 và CT2 được nối tạo thành một mạch kín có dòng điện i chạy qua.Phần tử đo lường được nối vào điểm cân bằng điện Trong điều kiện làm việc bìnhthường không có dòng chạy qua M Khi có ngắn mạch xảy ra trong vùng giữa haimáy biến dòng, dòng điện tại các đầu phẩn tử được bảo vệ khác nhau vì vậy sẽ códòng điện tổng i1 + i2 tỉ lệ với I1+ I2 chạy qua M Nếu giá trị dòng điện i1 + i2 đủlớn, dòng điện này sẽ được M nhận biết

Khi xảy ra ngắn mạch ngoài vùng, sẽ có dòng điện lớn chạy qua vùng bảo vệ, sựsai khác trong đặc tính từ hoá của các biên dòng điện khi bão hoà có thể tạo radòng điện đáng kể chạy qua phẩn tử M Nếu giá trị này lớn hơn ngưỡng tác động,bảo vệ sẽ đi cắt máy cắt Chính vì những lỗi như thế mà bảo vệ có thêm dòng điệnhãm (xem mục 3.1.3)

3.1.2 Chuyển đổi các giá trị dòng điện đo được.

Trong máy biến áp nói chung, dòng điện thứ cấp của biến dòng điện sẽ khôngbằng nhau khi có cùng dòng điện chạy qua máy biến áp lực vì chúng còn phụthuộc vào tỉ số biến, tổ dấu dây và dòng định mức hai phía của máy biến áp đượcbảo vệ Vì vậy phải chuyển đổi dòng điện hai phía của máy biến áp để có thể sosánh được với nhau

Các phép chuyển đổi dòng điện được thực hiện bằng các phép toán và không

sử dụng các biến áp hiệu chỉnh

Dòng điện đầu vào được biến đổi theo dòng điện định mức của máy biến áp đãđược đặt trong mục thông số của máy biến áp như là: công suất, điện áp và dòngđiện sơ cấp định mức.

Khi thông báo tổ đấu dây của máy biến áp trong thông số của rơle, rơle sẽ tự sosánh dòng điện đo được theo công thức đã được lập trình sẵn

Việc biến đổi dòng điện được thực hiện bằng các ma trận hệ số mô phỏng cácdòng điện so lệch trong cuộn dây máy biến áp Tất cả các tổ đấu dây đều có thểđược mô phỏng (bao gồm cả sự đảo pha)

Ví dụ máy biến áp có tổ đấu dây Y(N) d5

Hình 3.2 Ví dụ về chuyển đổi tổ đấu dây máy biến áp đấu Y(N)d5 (không khuếch

dòng điện ngắn mạch chạy qua máy biến áp khi có ngắn mạch chạm đất trong hệthống trong trường hợp có một điểm nối đất trong vùng bảo vệ (điểm trung tínhcủa máy biến áp) sẽ không ảnh hưởng đến bảo vệ và không có bất kỳ một biệnpháp đo thêm nào (hình 3.3)

Hình 3.3 Ngắn mạch chạm đất bên ngoài máy biến áp.

Nhược điểm của việc loại bỏ dòng điện thứ tự không là bảo vệ kém nhạy (hệ số

Trong mạng trung tính cách điện hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang, việc loại

bỏ dòng điện thứ tự không là không cần thiết (có thể lựa chọn) khi mà điểm trungtính của máy biến áp được bảo vệ không nối đất (thậm chí không nối đất qua cuộndập hồ quang) Công thức tính ma trận cho cuộn đấu sao (Y) sẽ như sau:

Khi xảy ra chạm đất tại hai điểm, một điểm nằm trong vùng bảo vệ, máy biến áp

sẽ bị cắt khỏi mạng

Dòng điện thứ tự không được loại bỏ trong mạng có trung tính trực tiếp nối đấtkhi có một điểm nối đất nằm trong vùng bảo vệ (điểm trung tính nối đất của máybiến áp hoặc trung tính giả) Để tăng độ nhạy của bảo vệ chạm đất có thể đưa thêmdòng điện dây trung tính lấy từ biến dòng điện đặt ở dây nối đất trung tính của máybiến áp

Hình 3.4 Tăng độ nhạy của bảo vệ chạm đất.

Công thức ma trận cho cuộn dây sao (Y) trong trường hợp này sẽ là:

thứ tự không sẽ bị loại bỏ khi ngắn mạch ngoài vùng và sẽ bị phát hiện khi xảy rangắn mạch trong vùng bảo vệ

3.1.3 Tính toán giá trị đo được.

Sau khi dòng điện đầu vào được biến đổi cho phù hợp với tỉ số biến, tổ đấu dây

và xử lý dòng điện thứ tự không Gía trị dòng điện để tính toán cho bảo vệ so lệch

hiệu các cuộn dây :1- cuộn dây cao áp; 2- cuộn dây trung áp và 3- cuộn dây hạ áp(với máy biến áp 3 cuộn dây)

Trong bảo vệ so lệch dùng bảo vệ máy biến áp 2 cuộn dây, dòng điện hãm được

máy biến áp 3 cuộn dây, dòng điện hãm chỉ được tính bằng tổng số các dòng điện

Phương pháp này cần có công thức tính tổng các véc tơ và tổng số học các dòngđiện

Dòng điện cắt hay dòng điện so lệch:

Idiff = │I1 + I2│

Idiff = │I1 + I2 +│I3│Dòng điện ổn định hay dòng điện hãm:

Istab = │I1 │+ │I2│

Istab = │I1│+│I2│+│I3│Dòng điện Idiff được tính dựa trên các sóng cơ bản và được lấy làm giá trị tácđộng đi cắt máy cắt còn Istab có tác dụng hãm

Hình 3.5 Nguyên lý của bảo vệ so lệch.

Để hiểu rõ hơn ta lấy ví dụ 3 trường hợp

a Dòng điện chạy qua máy biến áp khi làm việc bình thường và khi ngắn

mạch ngoài vùng

I2 có dấu âm I2 = - I1 và| I1|=| I2|

Idiff =|I1 + I2 |=|I1 - I2 |=0

Istab=|I1| +|I2|=|I1| +|I1|= 2.|I1|

hai lần dòng chạy qua máy biến áp

là như nhau

Trong trường hợp này I2 = I1 và | I2|=| I1|

Idiff= |I1 + I2 |=|I1 + I1 |= 2.|I1|

Istab=|I1| +|I2|=|I1| +|I1|= 2.|I1|

Bảo vệ sẽ tác động, giá trị dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau và bằng dòngngắn mạch tổng

Trong trường hợp này I2 = 0

Idiff=|I1 + I2 |=|I1 + 0 |=|I1|

Istab=|I1| +|I2|=|I1| +0=|I1|

Bảo vệ sẽ tác động, giá trị dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau và bằng dòngngắn mach

Từ kết quả này ta thấy khi xảy ra ngắn bên trong vùng bảo vệ Idiff = Istab Vì vậyđặc tính tác động của rơle là một đường thẳng với độ dốc là 1 Xem hình 3.6

Dòng điện so lệch Idiff và dòng điện hãm Istab được so sánh với nhau như hình3.6 Nếu giá trị này nằm trong vùng cắt, bảo vệ sẽ tác động đi cắt máy cắt.

3.1.4 Hãm sóng hài.

Dòng điện so lệch không chỉ gây ra bởi sự cố ngắn mạch bên trong máy biến áp

mà còn do dòng điện xung kích khi đóng máy biến áp, nối song song các máy biến

áp hoặc do quá kích của các máy biến áp và chúng được coi như là thành phầnsóng hài

Dòng điên xung kích là bội số của dòng điện định mức và là thành phần sónghài bậc 2 (tần số gấp 2 lần tần số định mức) và thành phần này không có khi xảy rangắn mạch Nếu dòng điện bậc 2 vượt quá giá trị đặt, lệnh cắt sẽ bị khoá

Khi hãm xung kích tác động riêng rẽ từng pha, bảo vệ tác động khi máy biến ápđược đóng điện mà có 1 pha sự cố nhờ đó mà cho phép dòng diện xung kích có thể

có trong một trong các pha tốt Tuy nhiên có thể đặt bảo vệ tác động không chỉ

> của những pha khác (cho nên gọi là chức năng khoá xuyên suốt) Chức năng này

có thể được giới hạn trong quá trình lựa chọn

Ngoài sóng hài bậc 2 còn có các sóng hài khác có thể lựa chọn dể khoá bảo vệ

Có thể lựa chọn các loại sau: hài bậc 3, 4, 5

Có thể có sóng hài bậc 4 khi xảy ra tình trạng không đối xứng

Tình trạng quá kích thích của lõi thép máy biến áp được đặc trưng bằng sónghài bậc lẻ trong dòng điện Vì vậy hài bậc 3 và 5 có thể phát hiện thấy trong nhữngtình trạng như thế Sóng hài bậc 3 thường bị triệt tiêu trong máy biên áp lực (ví dụnhư dùng cuộn tam giác), cho nên thường chi có sóng hài bậc 5

Ngoài ra với các máy biến áp dùng cho bộ biến đổi cũng có sóng hài bậc lẻnhưng sẽ không có khi xẩy ra ngắn mạch trong vùng

Việc hãm sóng hài thực hiện trên từng pha riêng rẽ Tuy nhiên cũng như hãmxung kích, có thể đặt bảo vệ hãm sóng hài không chỉ với pha có thành phần sóng

của các pha khác (gọi là chức năng khoá xuyên suốt) Chức năng này có thể giớihạn trong quá trình lựa chọn

Các bộ lọc số được dùng dể thực hiện việc phân tích dòng so lệch thành chuỗiFu-ri-ê Khi thành phần sóng hài vượt quá giá trị xác lập, hãm cùa pha tương ứng

sẽ tác động (xem hình 2.2 và 2.3)

3.1.5 Hãm mở rộng khi xảy ra bão hòa biến dòng diện.

Máy biện dòng bị bão hoà do dòng điện ngắn mạch lớn và/hoặc do hằng số thờigian của hệ thống lởn là điều không mong muốn khi xảy ra sư cố trong vùng bảo

vệ Khi đó sẽ có thành phần dòng không bình thường trong cả dòng so lệch vàdòng hãm với cùng mức độ

Về nguyên tắc, đặc tính sự cố trong hình 3.6 vẫn có hiệu lực trong trường hợpnày Tất nhiên độ lớn của thành phần sóng cơ bản của dòng so lệch phải lớn hơngiá trị tác dộng (nhánh a trong hình 3.6)

Trong thời gian xảy ra ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, dòng điện ngắn mạch lớn

sẽ làm bão hoà mạch từ biến dòng điện và gây ra dòng so lệch giả tạo có độ lớnđáng kế nhất là khi mức dộ bão hoà các biến dòng hai đầu là khác nhau Nêu độ

khắc phục nhược điểm này phải sử dụng một phương pháp đo lường đặc biệt

7UT51 trang bị một chỉ thị bão hoà mà có thể phát hiện được tình trạng bão hòa

và khởi động bộ đo lường hãm mở rộng Chỉ thị bão hoà sẽ di chuyển động trongvùng "hãm mở rộng" hình 3.6 Độ dốc của đặc tính bằng nửa độ dốc của nhánh b

Sự bão hòa của biến dòng điện trong thời gian xảy ra ngắn mạch ngoài vùngđược phát hiện bởi dòng điện hãm ban đầu lớn và di chuyển điểm tác động vàotrong vùng hãm mở rộng (hình 3.6) Ngược lại điểm tác động sẽ di chuyển dọctheo đặc tính sự cố khi xảy ra ngắn mạch trong vùng vì rằng dòng điện hãm khi ấyhiếm khi lơn hơn dòng so lệch Chỉ thị bão hòa sẽ đưa ra quyết định ngay nửa chu

kỳ đầu tiên khi phát hiện thấy sự cố

Khi phát hiện thấy sự số ngoài vùng, bảo vệ so lệch sẽ bị khoá trong thời gian

có thể đặt được (lớn nhất là 8 chu kỳ tương ứng với 160 ms với tẩn số là 50 Hz).Chức năng khóa sẽ bị huỷ bỏ nếu điểm tác động di chuyển liên tục (ví dụ 2 chu kỳ)theo đặc tính sự cố Điều này cho phép phát hiện được những sự cố đang phát triểnbên trong máy biến áp được bảo vệ khi mà biến dòng điện bị bão hoà do ngắnmạch ngoài vùng

3.1.6 Bảo vệ so lệch tác động nhanh không hãm khi dòng ngắn mạch lớn.

Khi có dòng điện ngắn mach lớn chạy trong máy biến áp được bảo vệ, bảo vệ

sẽ tác động ngay mà không cần kiểm tra độ lớn của dòng điện hãm ngay cả khingắn mạch ngoài vùng

Bảo vệ so lệch máy biến áp 7UT51 có một cấp tác động cắt không hãm khidòng so lệch có trị số lớn

Bảo vệ sẽ tác động ngay ca khi, ví dụ có một giá trị sóng hài bậc 2 đủ lớn trongdòng điện so lệch gây ra do các thành phần 1 chiều và xoay chiều trong dòng ngắn

mạch làm bão hòa mạch từ biến dòng điện.

Giá trị tác động ở cấp này được tính theo giá trị sóng cơ bản và giá trị tức thờicủa dòng ngắn mạch Giá trị tức thời đảm bảo cắt nhanh ngắn mạch ngay cả trongtrường hợp thành phần sóng cơ bản của dòng ngắn mạch bị giảm mạnh do biếndòng điện bị bão hoà

3.1.7 Khởi động và lệnh cắt.

Khi thành phần sóng cơ bản của dòng ngắn mạch đạt được 80% giá trị đặt hoặcdòng điện hãm vượt quá 4 lần dòng điện định mức của may biến áp, bảo vệ sẽ khởiđộng Vì vậy bảo vệ sẽ khởi động ngay cả khi xảy ra ngắn mạch ngoài vùng và khi

ấy sự cố sẽ được ghi lại và bộ chỉ thị bão hoà cũng sẽ làm việc

Nếu điều kiện cắt thỏa mãn, lệnh cắt sẽ được phát ra Trong những trường hợpđặc biệt lệnh cắt có thể có thời gian

Bảo vệ sẽ trở về khi sau 2 chu kỳ bảo vệ không còn thấy dòng so lệch, ví dụdòng so lệch giảm xuống 70% giá trị đặt

Nếu không có lệnh cắt đưa ra, ngắn mạch coi như đã hết

Nếu lệnh cắt đã hình thành, bộ đếm thời gian sẽ khởi động ngay khi lệnh khởiđộng trở về Trong thời gian này lệnh cắt sẽ bị treo (thời gian trở về chậm)

3.2 Nguyên lý làm việc khi sử dụng rơle bảo vệ thanh cái.

3.2.1 Nguyên tắc đo lường.

Giống như nguyên tắc bảo vệ so lệch cho máy biến áp, bảo vệ so lệch dòng điệncho thanh cái cũng làm việc dựa theo nguyên tắc so sánh dòng điện giữa các đầuphần tử được bảo vệ và còn được gọi là hệ thống cân bằng dòng (xem phần 3.1.1)

3.2.2 Chuyển đổi các giá trị dòng điện đo được.

7UT512 dùng dể bảo vệ cho thanh cái có hai nhánh (hình 3.7), không có điểm

rẽ nhánh) và 7UT513 dùng dể bào vệ thanh cái có 3 nhánh (hình 3.8) Bảo vệ solệch thanh cái không phù hợp cho bảo vệ máy biến áp và cũng không phù hợpdùng để bảo vệ các kháng điện vì độ nhạy kém

Hướng của dòng điện trong hình vẽ được định nghĩa là hướng dương (xem hìnhvẽ)

Hình 3.7 Chiều quy ước của bảo vệ so lệch thanh cái có 2 nhánh.

Hình 3.8 Chiều quy ước của bảo vệ so lệch thanh cái có 3 nhánh.

Khi 7UT51 được dùng để bảo vệ thanh cái, tất cả các dòng điện đều lấy dòngđiện định mức của thanh cái làm chuẩn Giá trị này được đặt trong cấu hình củarơle khi lắp dặt Vì vậy không cần phải sử dụng các bộ điều chỉnh cân bằng dòngkhi các biến dòng tại hai đầu thanh cái có dòng diện nhất thứ khác nhau

3.2.3 Tính toán giá trị đo được.

Sau khi dòng điện đầu vào được biến đổi cho phù hợp với tỉ số biến của biếndòng điện Giá trị dòng điện do tính toán cho bảo vệ so lệch sẽ là các dòng IA, IB, IC

của hai hoặc ba nhánh Các chỉ số 1, 2 3 được sử dụng dể kí hiệu các nhánh: nhánh thứ nhất; 2- nhánh thứ hai và 3- nhánh thứ 3

1-Trong bảo vệ so lệch dùng bảo vệ thanh cái có hai nhánh, dòng điện hãm đượctính bằng sự sai khác dòng điện |I1 – I2| hoặc bằng tổng số học các dòng điên |I1| +|

có 3 nhánh, dòng điện hãm chỉ được tính bằng tổng số học các dòng |I1| +|I2|+|I2|.

Đây là phương pháp dùng chung cho tất cá các loại bảo vệ 7UT51 Phương phápnày còn có công thức tính tổng các véc tơ và tổng số học các dòng điện

Dòng điện cắt hay dòng điện so lệch:

Idiff=|I1+I2|

Idiff=|I1+I2+I3| Dòng điện ổn định hay dòng điện hãm:

Istab=|I1|+|I2|

Istab=|I1|+|I2|+|I3|

Hình 3.9 Nguyên lý làm việc của bảo vệ

Để hiểu rõ hơn ta lấy ví dụ 3 trường hợp

a Dòng điện chạy qua máy biến áp khi làm việc bình thường và khi ngắn mạchngoài vùng

Trong trường hợp này I, sẽ có hướng ngược lại so với hướng trên hình vẽ tức

là I2, có dâu âm I2 = - I1 và |I2| = | I1|

Idiff=|I1 + I2 |=|I1 - I2 |=0

Istab=|I1| +|I2|=|I1| +|I1| =2.|I1|

hai lần dòng chạy qua máy biên áp

b Khi xảy ra ngắn mạch trong vùng bảo vệ và dòng điện cung cấp lừ hai phía lànhư nhau

Trong trường hợp này I2 = I1 và |I1| = | I2|

Idiff=|I1 + I2 |=|I1 + I2 |=2.|I1|

Istab=|I1| +|I2|=|I1| +|I1| =2.|I1|

Bảo vệ sẽ tác động, giá trị dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau và bằng dòngngắn mạch tổng

c Khi xẩy ra ngắn mạch trong vùng bào vệ và dòng điện cung cấp từ hai phía

Idiff=|I1 + I2 |=|I1| + 0 =|I1|

Istab=|I1| +|I2|=|I1| + 0 =|I1|

Bảo vệ sẽ tác động, giá trị dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau và bằng dòngngắn mạch

Từ kết quả này ta thấy khi xảy ra ngắn bên trong vùng bảo vệ Idiff = Istab Vì vậy đặctính tác động của rơle là một đường thẳng với độ dốc là 1 Xem hình vẽ 3.10

Nếu giá trị này nằm trong vùng cắt, bảo vệ sẽ tác động đi cắt máy cắt.

3.2.4 Hãm mở rộng khi xảy ra bão hòa biến dòng điện.

Máy biến dòng bị bão hoà do dòng điện ngắn mạch lớn và/hoặc do hằng số thờigian của hệ thống lớn là điều không mong muốn khi xảy ra sự cố trong vùng bảo

vệ Khi đó sẽ có thành phần dòng không bình thường trong cả dòng so lệch vàdòng hãm với cùng mức độ

Về nguyên tắc, đặc tính sự cố trong hình 3.10 vẫn có hiệu lực trong trường hợpnày Tất nhiên độ lớn của thành phần sóng cơ bản của dòng so lệch phải lớn hơngiá trị tác động (nhánh a trong hình 3.10)

Trong thời gian xảy ra ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, dòng diện ngắn mạch lớn

sẽ làm bão hoà mạch từ biến dòng điện và gây ra dòng so lệch giả tạo có độ lớnđáng kể nhất là khi mức độ bảo hòa các biến dòng hai đầu là khác nhau Nếu độ

khắc phục nhược điểm này phải sử dụng một phương pháp đo lường đặc biệt

7UT51 trang bị một chỉ thị bão hòa mà có thể phát hiện được tình trạng bão hòa

và khởi động bộ đo lường hãm mở rộng Chỉ thị bảo hòa sẽ di chuyển động trongvùng "hãm mở rộng" hình 3.10 Độ dốc của đặc tính bằng nửa độ đốc của nhánh b

Sự bão hòa của biến dòng điện trong thời gian xảy ra ngắn mạch ngoài vùngđược phát hiện bởi dòng điện hãm ban đầu lớn và di chuyển điểm tác động vàotrong vùng hãm mở rộng (hình 3.10) Ngược lại điểm tác động sẽ di chuyển dọctheo đặc tính sự cố khi xảy ra ngắn mạch trong vùng vì rằng dòng điện hãm khi ấyhiếm khi lớn hơn dòng so lệch Chỉ thị bão hòa sẽ đưa ra quyết định ngay nửa chu

kỳ đầu tiên khi phát hiện thấy sự cố

Khi phát hiện thấy sự số ngoài vùng, bảo vệ so lệch sẽ bị khoá trong thời gian cóthể đặt được (lớn nhất là 8 chu kỳ tương ứng với 160 ms với tần số là 50 Hz).Chức năng khoá sẽ bị huỷ bỏ nếu điểm tác động di chuyển liên tục (ví dụ 2 chu kỳ)theo đặc tính sự cố Điều này cho phép phát hiện được những sự cố đang phát triển

trong vùng thanh cái được bảo vệ khi mà biến dòng điện bị bão hoà do ngắn mạchngoài vùng.

3.2.5 Khởi động và lệnh cắt.

Khi thành phần sóng cơ bản của dòng ngắn mạch đạt được 80% giá trị đặt hoặcdòng điện hãm vượt quá 4 lần dòng điện định mức của máy biến áp, bảo vệ sẽ tácđộng Vì vậy bảo vệ sẽ tác động ngay cả khi xảy ra ngắn mạch ngoài vùng và khi

ấy sự cố sẽ được ghi lại và bộ chỉ thị bão hòa cũng sẽ làm việc

Nếu điều kiện cắt thỏa mãn, lệnh cắt sẽ được phát ra Trong những trường hợpđặc biệt lệnh cắt có thể có thời gian

Bảo vệ sẽ trở về khi sau 2 chu kỳ bảo vệ, bảo vệ không còn thấy dòng so lệch,

ví dụ dòng so lệch giảm xuống 70% giá trị đặt

Nếu không có lệnh cắt đưa ra, ngắn mạch coi như đã hết

Nếu lệnh cắt đã hình thành, bộ tạo thời gian có thời gian đặt được sẽ khởi độngngay khi lệnh khởi động trở về Trong thời gian này lệnh cắt sẽ bị treo (thời giantrở về)

CHƯƠNG IV HƯỚNG DẪN THAO TÁC TRÊN RƠ LE

Việc cài đặt, thao tác và nhận thông báo từ rơle có thể thực hiện qua bàn phím

và màn hình ở mặt trước rơle Tất cả các thông số làm việc có thể được đưa vào vàđọc ra từ đây Cũng có thể sử dụng máy tính để cài đặt và thao tác

4.1 Màn hình hiển thị và bàn phím của rơle

Hình 4.1 Mặt trước của rơle 7UT513

Màn hình và bàn phím được bố trí ở mặt trước rơle có hình dáng giống nhưmáy tính bỏ túi

Màn hình tinh thể lỏng gồm hai hàng 16 ký tự, các thông tin của rơle được hiểnthị ở đây Mỗi ký tự được tạo ra từ một ma trận 5x8 chấm Có thể hiển thị được các

số, chữ và chuỗi ký tự đặc biệt

Trong khi giao tiếp với rơle dòng trên sẽ hiển thị một số có 4 chữ số và mộtgạch ngang Con số chỉ thị địa chỉ cài đặt Hai số đầu chỉ thị địa chỉ khối, hai sốtiếp theo chỉ thị các số liên tiếp hàng đơn vị và hàng chục.

Bàn phím có 28 phím đó là các phím số, phím Có/Không và các phím điềukhiển Ý nghĩa của các phím như sau:

Các phím số để vào số liệu:

+/- Thay đổi dấu (vào số liệu âm)

Các phím Có/Không dùng cho các thông số bằng chữ:

J/Y Phím khẳng định “Có” Người thao tác khẳng định câu hỏi hoặc đề nghịhiển thị trên màn hình

hiển thị trên màn hình

Các phím chuyển trang:

thị

Phím xác nhận:

phím Yes/No phải xác nhận bằng phím E và chỉ khi đó rơle mới chấp nhận

sự thay đổi đó Phím E cũng có thể dùng để xác nhận hoặc xóa một thôngbáo sự cố trên màn hình

Các phím điều khiển và phím đặc biệt:

của rơle (không cần khi xem thông báo và thông số

phím này

M/S Thống báo và tín hiệu : lấy các thông báo và các thông số làm việc

Ba phím ,, RESET có thể sử dụng ngay cả khi nắp rơle đang đóng Khi đó chỉ

có thể xem các khối địa chỉ và địa chỉ tiếp theo Chính vì vậy có thể xem tất cả cácgiá trị đặt và các thông số sự cố ngay cả khi nắp rơle đang đóng Tương tự như vậyviệc giải trừ các đèn chỉ thị LED có thể thực hiện qua phím RESET khi nắp rơleđóng Khi ấn nút RESET tất cả các đèn LED sẽ sáng cho nên ta có thể kiểm tratình trạng hoạt động của các LED Khi ấn nút giải trừ, sự cố đang hiển thị trên mànhình cũng được xác nhận; màn hình sẽ hiển thị giá trị làm việc ở trạng thái tĩnh.Màn hình sẽ trở về chế độ làm việc bình thường ngay sau khi ấn một trong cácphím : DA, M/S, CW hoặc 

4.2 Sơ đồ đấu nối tổng quát.

4.2.1 Sơ đồ đấu nối tổng quát 7UT513.