Luận văn thạc sĩ phân tích cấu hình thí nghiệm rơle bảo vệ so lệch thanh cái p746 sử dụng giao thức iec 61850 tại trạm biến áp 220kv ngũ hành sơn

Một số nguyên nhân gây ra sự cố trên thanh cái có thể là: hư hỏng cách điện do già cỗi vật liệu, hư hỏng máy cắt, dao cách ly làm việc không đúng do thao tác nhầm, sự cố ngẫu nhiên do vậ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN XUÂN ĐẠT

PHÂN TÍCH CẤU HÌNH, THÍ NGHIỆM RƠLE BẢO VỆ

SO LỆCH THANH CÁI P746 SỬ DỤNG GIAO THỨC IEC 61850 TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220KV NGŨ HÀNH SƠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - Năm 2017

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN XUÂN ĐẠT

PHÂN TÍCH CẤU HÌNH, THÍ NGHIỆM RƠLE BẢO VỆ

SO LỆCH THANH CÁI P746 SỬ DỤNG GIAO THỨC IEC 61850 TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220KV NGŨ HÀNH SƠN

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT ĐIỆN

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG

Đà Nẵng - Năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Trong luận văn có trích dẫn một số thực nghiệm của hãng chế tạo rơle

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Đạt

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: BẢO VỆ SO LỆCH TRONG TRẠM BIẾN ÁP 4

1.1 Chức năng bảo vệ so lệch dọc đường dây 4

1.2 Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp 6

1.3 Chức năng bảo vệ so lệch thanh cái 6

1.3.1 Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle tổng trở thấp (có hãm) 7

1.3.2 Bảo vệ so lệch thanh cái dùng rơle tổng trở cao (không hãm) 7

1.4 Kết luận 8

CHƯƠNG 2: RƠ LE SCHNEIDER P746, P849 BẢO VỆ THANH CÁI 9

2.1 Các chức năng chính trong rơle P746 9

2.1.1 Bảo vệ so lệch thanh cái 9

2.1.2 Các bảo vệ bổ sung 12

2.1.3 Chức năng giám sát trạng thái dao cách ly, máy cắt 15

2.1.4 Các bản ghi nhiễu loạn 17

2.1.5 Minh họa một số ứng dụng bảo vệ so lệch P746 18

2.1.6 Ưu nhược điểm của rơle P746 22

2.2 Chức năng rơle P849 24

2.2.1 Ứng dụng bảo vệ 25

2.2.2 Ứng dụng điều khiển 25

2.3 Giao thức truyền thông IEC 61850 và mô hình GOOSE 26

2.3.1 Giới thiệu giao thức truyền thông IEC 61850 26

2.3.2 Mô hình GOOSE 26

2.4 Kết luận 28

CHƯƠNG 3: CẤU HÌNH VÀ THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG BẢO VỆ SO 30

LỆCH THANH CÁI TBA 220KV NGŨ HÀNH SƠN 3.1 Cấu hình rơle P746 30

3.1.1 Cài đặt thông số mục Settings 30

3.1.2 Cấu hình Programmable Scheme Logic (PSL) 34

3.1.3 Cấu hình Micom Configuration Language (MCL) 40

3.2 Thí nghiệm hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái 43

3.2.1 Thí nghiệm ban đầu 44

3.2.2 Thí nghiệm chức năng bảo vệ 45

3.2.3 Kiểm tra mang tải 51

3.3 Kết luận 51

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI 53

4.1 Xây dựng chương trình mô phỏng rơle số với Simulink/Simpowersystem 53

4.1.1 Xây dựng mô hình bảo vệ so lệch thanh cái 53

4.1.2 Mô phỏng rơ le bảo vệ so lệch thanh cái 54

4.2 Kết luận 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Sơ đồ nhất thứ trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn

Phụ lục 2: Chương trình mô phỏng bảo vệ bằng Matlab/Simulink

PHÂN TÍCH CẤU HÌNH, THÍ NGHIỆM RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI P746 SỬ DỤNG GIAO THỨC IEC 61850 TẠI TRẠM BIẾN ÁP

220KV NGŨ HÀNH SƠN

Học viên: Nguyễn Xuân Đạt Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202 Khóa: K31 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt - Hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái dùng P746 sử dụng giao thức truyền thông IEC

61850 mới được ứng dụng tại TBA 220kV Ngũ Hành Sơn Điều này đòi hỏi nhân viên thí nghiệm, vận hành phải hiểu rõ cài đặt, cấu hình, phương pháp thí nghiệm để đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy, rút ngắn thời gian thí nghiệm trong yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian cắt điện Với hệ thống bảo vệ thanh cái này, P849 nhận các trạng thái dao cách ly, máy cắt sau đó truyền tin nhắn GOOSE đến ba P746 tương ứng ba pha A, B, C để thực hiện các chức năng bảo vệ so lệch, lỗi hư hỏng máy cắt Bảo vệ so lệch gồm đặc tính phân cực, thành phần so sánh pha, thành phần kiểm tra vùng đảm bảo rơle làm việc an toàn trong các chế độ vận hành Bảo vệ lỗi hư hỏng máy cắt được khởi tạo từ các bảo vệ bên trong cũng như khởi tạo từ bên ngoài Ngoài ra còn có các thông tin đo lường, ghi sự cố, bản ghi nhiễu loạn giúp xác định nguyên nhân xảy ra sự cố Từ nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch thanh cái tác giả mô phỏng nguyên lý làm việc của rơle bằng Matlab để minh họa trực quan hơn về bảo vệ so lệch Thông qua luận văn giúp cấu hình, thí nghiệm được tất cả các rơle bảo vệ so lệch thanh cái sử dụng giao thức IEC 61850

Từ khóa - P746, thí nghiệm, so lệch thanh cái, IEC 61850, GOOSE

THE ANALYSIS OF CONFIGURATION AND TESTS OF P746 BUSBAR DIFFERENTIAL PROTECTION RELAY USING IEC 61850 PROTOCOL AT

220KV NGU HANH SON SUBSTATION

Abstract - The P746 busbar differential protection system uses IEC 61850 communication

protocol applied at 220kV Ngu Hanh Son substation This method requires testers and operators to comprehend the installation, the configuration, and the testing methods, relying

on that the safeness, the reliability of the operation and a short timing can be ensured when a stringent electricity cutting time is involved Thanks to the busbar protection system, the P849 receives the status of isolators and circuit breakers, and then transmiting GOOSE messages to three P746s corresponding to three phases A, B and C in order to perform the functions of busbar differential protection and circuit breaker fail protection The function of differential protection includes the bias characteristic, a phase comparator and check zone components, which ensures the relays to work safely in various operating modes The function of circuit breaker fail protection is initiated from internal protection as well as from the outside Moreover, there are measurement informations, fault records, disturbance recorders that help determine the causes of the fault Based on the principle of busbar differential protection, the author simulates the working principle of the relays by Matlab to visually illustrate the differential protection The thesis can provide us the foundation to configure and test all busbar differential protection of relays using the IEC 61850 protocol

Keywords - P746, testing relays, busbar differential, IEC 61850, GOOSE

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CÁC KÝ HIỆU :

52a Tiếp điểm phụ thường hở của máy cắt

52b Tiếp điểm phụ thường kín của máy cắt

50BF Bảo vệ lỗi hư hỏng máy cắt

DDB Biến gán trong phần mềm Easergy Studio

GOOSE Generic Object Oriented Substation Event

GSE Generic Substation Event

IEC Tiêu chuẩn của Uỷ ban kỹ thuật điện Quốc tế

IED Thiết bị điện tử thông minh (Intelligent Electronic Device) IEEE Tiêu chuẩn của Viện kỹ thuật điện-điện tử Mỹ

IO Input output

MBA Máy biến áp

MCL Micom Configuration Language

PSL Programmable Scheme Logic

TBA Trạm biến áp

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Rơle kỹ thuật số ứng dụng trong hệ thống điện Việt Nam 4

2.6 Thanh cái phân đoạn, dao cách ly nối đóng 19 2.7 Thanh cái phân đoạn, dao cách ly nối cắt 19 2.8 Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối đóng, một CT phân đoạn 20 2.9 Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối cắt, một CT phân đoạn 20 2.10 Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối đóng, hai CT phân đoạn 21 2.11 Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối cắt, hai CT phân đoạn 21 2.12 Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối đóng,dao cách ly mở 22 2.13 Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối mở,dao cách ly mở 22

3.5 Cài đặt Group 1 system config 33 3.6 Cài đặt thông số mục Diff Protection và CB Fail 34

3.15 Lựa chọn chế độ pick-up hoặc drop-off 37

3.17 Cấu hình các dao cách ly đóng và led hiển thị 38

3.31 Bản ghi sự cố bảo vệ so lệch thanh cái tác động 48

3.34 Bản ghi sự cố bảo vệ 50BF máy cắt 112 khởi tạo từ bên ngoài 51 4.1 Sơ đồ phương thức bảo vệ so lệch F87B 54

4.3 Sơ đồ tổng thể mô phỏng rơle bảo vệ so lệch thanh cái 55

4.5 Bộ cài đặt thông số bảo vệ 56

4.7 Sơ đồ truyền tải công suất khi vận hành bình thường 58 4.8 Dòng so lệch, dòng hãm trên thanh cái 1 58 4.9 Dòng so lệch, dòng hãm trên thanh cái 2 58

4.12 Sự cố ngoài vùng bảo vệ thanh cái 1, 2 60 PL1 Sơ đồ nhất thứ TBA 220kV Ngũ Hành Sơn

PL2 Chương trình mô phỏng bảo vệ so lệch thanh cái bằng

Matlab/Simulink

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Hệ thống điện là một mạng lưới phức tạp gồm rất nhiều phần tử cùng vận hành Vì vậy để đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn, ổn định thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ Hệ thống bảo vệ rơle có nhiệm vụ ngăn ngừa sự cố, hạn chế tối đa các thiệt hại

và duy trì khả năng làm việc liên tục của hệ thống

Trong các trạm biến áp, hệ thống thanh cái là một trong những phần tử quan trọng,

là nơi nhận và phân phối điện năng từ nguồn cung cấp đến các hộ tiêu thụ Một số nguyên nhân gây ra sự cố trên thanh cái có thể là: hư hỏng cách điện do già cỗi vật liệu, hư hỏng máy cắt, dao cách ly làm việc không đúng do thao tác nhầm, sự cố ngẫu nhiên do vật dụng rơi chạm thanh cái, máy biến dòng hư hỏng … Những sự cố này rất

ít xảy ra nhưng vì thanh cái là đầu mối liên hệ của nhiều phần tử trong hệ thống nên khi xảy ra ngắn mạch trên thanh cái nếu không được loại trừ một cách nhanh chóng và tin cậy thì có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng và có thể làm tan rã hệ thống

Hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái nhằm loại trừ các sự cố xảy ra trên thanh cái chính vì vậy đòi hỏi rất cao về tính chọn lọc, khả năng tác động nhanh, độ nhạy và độ tin cậy Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất rơle hàng đầu như Sel, Siemen, ABB, Schneider (trước đây là Areva), Toshiba … Tại các trạm biến áp thuộc khu vực miền Trung-Tây Nguyên, rơle bảo vệ so lệch thanh cái Schneider chủ yếu dùng rơle P740 gồm khối trung tâm chính P741 và khối mức ngăn P742 (P743), hệ thống bảo vệ này đòi hỏi phải có nhiều rơle tương ứng cho từng ngăn lộ làm cho việc thiết kế, thi công, cấu hình trở nên phức tạp Hiện nay hãng Schneider mới đưa vào sử dụng rơle bảo vệ so lệch thanh cái P746 kết hợp mở rộng input, output dùng rơle P849 theo giao thức truyền thông IEC 61850 Điều này làm thay đổi thiết kế hệ thống bảo vệ

từ cáp nhị thứ bằng các tin nhắn truyền thông của các tín hiệu nhị phân giữa các thiết

bị bảo vệ Với việc cải tiến rơle bảo vệ so lệch thanh cái cùng giao thức truyền thông IEC 61850 đòi hỏi nhân viên thí nghiệm cần có nghiên cứu cài đặt, cấu hình và phương pháp thí nghiệm rơle đồng thời nhân viên vận hành cần hiểu biết thông số cài đặt, thông tin bản ghi sự cố để vận hành tin cậy, an toàn

2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tƣợng nghiên cứu

Rơle bảo vệ so lệch thanh cái Schneider P746 kết hợp mở rộng input, output dùng rơle P849 sử dụng giao thức truyền thông IEC 61850 Áp dụng cho hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái 110kV tại trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn

2.2 Phạm vi nghiên cứu

- Hệ thống bảo vệ so lệch trong trạm biến áp

- Nghiên cứu cài đặt, cấu hình rơle Schneider P746, P849 kết nối theo giao thức truyền thông IEC 61850

- Xây dựng phương pháp thí nghiệm rơle bảo vệ Schneider P746, P849 Lập file excel tính toán vùng tác động phục vụ công tác thí nghiệm

- Phần mềm mô phỏng các chế độ vận hành và sự cố của hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái

3 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

- Mục tiêu:

Nghiên cứu cài đặt, cấu hình và thí nghiệm rơle bảo vệ so lệch thanh cái Schneider P746, P849 dùng giao thức IEC 61850, ứng dụng đưa vào vận hành tại trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn, giúp kiểm định chất lượng hệ thống bảo vệ nhanh chóng, chính xác, an toàn

- Nhiệm vụ chính:

+ Phân tích hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái trong trạm biến áp

+ Phân tích cài đặt, cấu hình rơle Schneider P746, P849 Kết nối theo giao thức truyền thông IEC 61850

+ Xây dựng phương pháp thí nghiệm hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái dùng rơle Schneider P746 Lập file excel tính toán vùng tác động của bảo vệ

+ Nghiên cứu mô phỏng các chế độ vận hành và sự cố của hệ thống bảo vệ so lệch thanh cái bằng phần mềm Matlab Simulink

+ Cài đặt, cấu hình, thí nghiệm áp dụng cho trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn và đưa ra các ý kiến áp dụng cho các trạm khác

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng, mặc dù trạm biến áp với hệ thống bảo so lệch thanh cái đưa vào vận hành trong hệ thống điện từ nhiều năm qua nhưng ở khu vực miền Trung-Tây Nguyên thì rơle Schneider P746, P849 kết nối theo giao thức truyền thông IEC 61850 chưa được sử dụng

Với ý nghĩa thực tiễn, đề tài đã giúp nhân viên thí nghiệm nắm rõ về rơle bảo vệ P746, P849 qua đó thuận lợi khi kiểm định chất lượng hệ thống bảo vệ trong môi trường công tác nghiêm ngặt về thời gian và tiến độ theo yêu cầu cung cấp điện liên tục, đồng thời giúp người vận hành hệ thống có thể vận hành một cách an toàn, tin cậy

5 ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI

Từ những lý do đã nêu ở trên Đề tài được chọn có tên là:

“Phân tích cấu hình, thí nghiệm rơle bảo vệ so lệch thanh cái P746 sử dụng

giao thức IEC 61850 tại trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn ”

6 BỐ CỤC LUẬN VĂN

Luận văn gồm có 4 chương

Mở đầu

Chương 1: Bảo vệ so lệch trong trạm biến áp

1.1 Chức năng bảo vệ so lệch dọc đường dây

1.2 Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp

1.3 Chức năng bảo vệ so lệch thanh cái

1.4 Kết luận

Chương 2: Rơle Schneider P746, P849 bảo vệ thanh cái

2.1 Các chức năng chính trong rơle P746

Chương 4: Mô phỏng bảo vệ so lệch thanh cái

4.1 Xây dựng chương trình mô phỏng rơle số với Simulink/Simpowersystem 4.2 Kết luận

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 BẢO VỆ SO LỆCH TRONG TRẠM BIẾN ÁP

Khi thiết kế và vận hành bất kỳ một trạm biến áp cần phải kể đến khả năng phát sinh hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường Ngắn mạch là loại sự cố

có thể xảy ra và nguy hiểm nhất Ngoài các loại hư hỏng các tình trạng làm việc không bình thường Một trong những tình trạng không bình thường là quá tải Dòng điện quá tải làm tăng nhiệt độ các phần dẫn điện quá giới hạn cho phép làm cách điện của chúng bị già cỗi hoặc đôi khi bị phá hủy Để ngăn ngừa sự phát sinh sự cố và sự phát triển của chúng có thể thực hiện các biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng ra khỏi mạng điện, để loại trừ những tình trạng làm việc không bình thường có khả năng gây nguy hiểm cho thiết bị và hộ dùng điện

Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử trong hệ thống điện cần có những thiết bị rơle ghi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất, phát hiện ra phần

tử bị hư hỏng và cắt phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống điện

Trong hệ thống điện Việt Nam hiện nay sử dụng phổ biến rơle kỹ thuật số chủ yếu của các hãng như SEL, SIEMEN, ABB, TOSHIBA, SCHNEIDER (trước đây là AREVA) (xem bảng 1.1) Bên cạnh các chức năng bảo vệ, rơle số cho phép tích hợp thêm các chức năng không phải là chức năng bảo vệ như chức năng đo lường, giám sát cấu hình phần cứng, phần mềm, điều khiển máy cắt, ghi bản tin nhiễu loạn … Các rơle

số có thể làm việc đơn lẻ hoặc kết hợp nhiều rơle khác nhau mà không làm thay đổi độ tin cậy chức năng bảo vệ của chúng

Bảng 1.1: Rơle kỹ thuật số ứng dụng trong hệ thống điện Việt Nam

Schneider P123, P127, P132, P443, P543, P632 …

Siemens 7SJ64, 7SJ80, 7SA522, 7SD522, 7UT613 …

Sel 351, 451, 421, 487B, 487E, 411, 411L, 787, 751 … ABB REL 511, REL 670, RET 670, REG 670, REF 610 … Toshiba GRD100,GRE110, GBU200, GRZ200 …

Trong chương này sẽ phân tích nguyên lý một số chức năng bảo vệ so lệch cơ bản trong rơle số được sử dụng phổ biến tại các trạm biến áp hiện nay

1.1 CHỨC NĂNG BẢO VỆ SO LỆCH DỌC ĐƯỜNG DÂY

Bảo vệ so lệch dọc đường dây, cũng như các bảo vệ so lệch khác, dựa trên nguyên tắc so sánh dòng [3], [6] Trong quá trình vận hành bình thường, bỏ qua ảnh hưởng của dòng dung, dòng điện sơ cấp CT1 và CT2 là i (hình 1.1) Nếu tỷ số biến dòng là như nhau, cuộn dây nhị thứ của các biến dòng CT1 và CT2 tại các đầu đường dây có thể được nối trực tiếp tạo thành một mạch điện kín với dòng điện nhị thứ là I Như vậy trong điều kiện vận hành bình thường dòng điện chảy qua phần tử đo lường M là zero

Hình 1.1: Nguyên lý bảo vệ so lệch

Hình 1.2: Đặc tính tác động bảo vệ so lệch

Idiff(Iso lệch)

Ibias(Iphân cực )

Khi một sự cố xuất hiện

trong vùng bảo vệ, xuất hiện

Để bảo vệ so lệch làm việc đúng, điều kiện đầu tiên là tổng dòng điện vào thiết bị bảo vệ bằng không trong điều kiện vận hành bình thường Tuy nhiên trong thực tế luôn

có xuất hiện dòng không cân bằng do những nguyên nhân sau:

- Dòng dung đường dây: tạo ra do dung dẫn đường dây so với đất và giữa các pha với nhau, dòng này được xác định

theo điện áp và dung đường dây

Điều này cần lưu ý khi tính toán

giá trị chỉnh định của rơle so lệch

Với một số rơle hiện nay đã có hỗ

trợ cho việc cài đặt dòng so lệch

phù hợp khi đưa vào các thông số

điện áp và dung đường dây

- Lỗi biến dòng điện: gây ra

bởi sự đáp ứng đặc tính của biến

dòng điện với mạch đầu vào của thiết bị Để giảm ảnh hưởng của chúng, rơle tính toán

dòng điện ổn định ∆I từ các thông số của biến dòng điện và độ lớn dòng điện đo được

- Ngoài ra, sai số dòng điện còn chịu ảnh hưởng của sai số tính toán, các thành

phần sóng hài, sai lệch tần số, chất lượng đường truyền …

Để tránh các ảnh hưởng gây ra tác động nhầm cho rơle so lệch, các rơle hiện nay đều sử dụng các đặc tính phân cực Hình 1.2 giới thiệu đặc tính tác động của bảo vệ so

lệch đường dây 7SD52 hãng SIEMENS [14]

Idiff = |I1 + I2|: dòng so lệch

I-DIFF>: Giá trị cài đặt để hạn chế tác động không mong muốn do dòng không

Hình 1.3: Đặc tính phân cực bảo vệ so lệch

Vùng làm việc

Vùng hãm

Idiff/Inom(I solệch /I định mức )

Ibias/Inom(Iphân cực/Iđịnh mức)

Is_HS2

Is_HS1

Is_CTS Is_1 Is-cctfail

cân bằng

Ibias = |I1| + |I2|: dòng phân cực

1.2 CHỨC NĂNG BẢO VỆ SO LỆCH MÁY BIẾN ÁP

Nguyên tắc làm việc của bảo vệ so lệch máy biến áp dựa trên nguyên tắc so sánh dòng như đã trình bày trong phần 1.1 Các nguyên nhân sinh ra dòng không cân bằng trong quá trình vận hành bình thường như tổ đấu dây MBA, tỷ số biến dòng điện khác nhau … đều được xử lý bằng

các giá trị cài đặt phù hợp đối

với rơle kỹ thuật số Ngoài ra,

phần sóng hài bậc 2) hoặc khi

hòa song song hai MBA, hoặc

khi quá kích thích MBA (thành

phần sóng hài bậc lẻ) Để tránh

tình trạng dòng so lệch tăng

cao gây ra do sai số biến dòng điện khi dòng nhất thứ lớn, đặc biệt là khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, các rơle bảo vệ so lệch máy biến áp hiện nay đều sử dụng đặc tính phân cực Hình vẽ 1.3 thể hiện đặc tính phân cực của rơle P643 – SCHNEIDER [9] Vùng Is_1: ngưỡng độ nhạy bảo vệ

Vùng độ dốc 1 (K1): tránh các sai số của các biến dòng nhất thứ, đầu vào nhị thứ biến dòng rơle, ảnh hưởng do thay đổi nấc phân áp MBA …

Vùng độ dốc 2 (K2): tránh sai số do biến dòng bão hòa khi dòng lớn

Dòng so lệch Is_HS2 được sử dụng để cắt không hãm khi dòng ngắn mạch vượt quá dòng ngắn mạch cho phép của MBA Ngoài ra còn có vùng ổn định phụ để xác định các biến dòng bị bão hòa khi sự cố bên ngoài vùng bảo vệ có dòng ngắn mạch lớn gây nên

Is-cctfail: ngưỡng dòng cảnh báo lỗi mạch CT

K-cctfail: độ dốc của chức năng cảnh báo lỗi mạch CT

Is_CTS: ngưỡng độ nhạy bảo vệ, khi có tín hiệu cảnh báo lỗi mạch CT thì ngưỡng

độ nhạy bảo vệ sẽ tăng từ Is_1 lên Is_CTS

1.3 CHỨC NĂNG BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI

Sự cố xảy ra với thanh cái là rất ít, nhưng vì thanh cái là đầu mối liên hệ của nhiều phần tử trong hệ thống nên khi xảy ra ngắn mạch trên thanh cái nếu không loại trừ một cách nhanh chóng và tin cậy thì có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng và làm tan

Is2

rã hệ thống Với thanh cái có thể không cần xét đến quá tải vì khả năng tải của thanh cái là rất lớn [3] Để bảo vệ thanh cái thường chúng ta sử dụng rơle bảo vệ so lệch phổ biến là bảo vệ so lệch tổng trở thấp hoặc tổng trở cao

1.3.1 Bảo vệ so lệch thanh góp dùng rơle tổng trở thấp (có hãm)

Hệ thống bảo vệ thanh cái dựa trên nguyên lý tập trung tổng các dòng điện đưa vào rơle so lệch thanh cái (hình 1.4) Dòng điện so lệch được xác định như sau: Idiff(t) =

i1 + i2 + … + in

Nguyên lý này đơn

giản nhưng đòi hỏi tất cả

rơle này hoạt động trên các đặc tính một

hay nhiều độ dốc (hình 1.5) với dòng so

lệch và dòng phân cực được xác định

như sau:

Idiff(t) = | i1+ i2…+ in |

Ibias(t) = |i1| + |i2| +…+ |in|

1.3.2 Bảo vệ so lệch thanh cái dùng rơle tổng trở cao (không hãm)

Bảo vệ so lệch thanh cái tổng trở cao được sử dụng khi phụ tải của TBA có dòng thứ tự không (I0) bé, các ngăn lộ có cùng tỷ số biến CT và điện trở cuộn dây thứ cấp

CT nhỏ Sơ đồ bảo vệ là sơ đồ so lệch cân bằng dòng dùng điện trở ổn định có giá trị lớn mắc nối tiếp với cuộn dây của rơle điện áp Hiệu quả việc đặt điện trở nối tiếp với cuộn dây rơle điện áp được giải thích dựa trên hình 1.6 [5]

Sơ đồ thanh góp chỉ có hai ngăn lộ và máy biến dòng có thông số giống nhau và

có điện trở thứ cấp RCT, dây dẫn phụ đặc trưng bởi RL mắc nối tiếp với RCT Rơle 87B được mắc nối tiếp với một điện trở ổn định RR, việc mắc nối tiếp một điện trở ổn định

RR sẽ làm tăng tổng trở mạch rơle nên phần lớn dòng không cân bằng (do sự bão hoà không giống nhau giữa các CT khi ngắn mạch ngoài) sẽ chạy trong mạch CT bị bão hòa có tổng trở thấp hơn, nghĩa là RR có tác dụng phân dòng qua rơle [13]

Hình 1.4: Bảo vệ so lệch thanh cái thông thường

Hình 1.5: Đặc tính phân cực so lệch

Trường hợp lý tưởng Trường hợp CT bị bão hòa

Hình 1.6: Sự cố ngoài vùng bảo vệ thanh cái dùng rơle tổng trở cao

Nếu xem các máy biến dòng hoàn toàn giống nhau thì khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ, hầu hết dòng ngắn mạch sẽ chạy qua điện trở RR tạo nên điện áp đặt trên rơle rất lớn, rơle sẽ tác động Còn ở chế độ làm việc bình thường hoặc chế độ ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ (điểm N1), dòng điện ra vào nút cân bằng nhau (định luật Kirchoff 1) dòng điện thứ cấp của các CT chạy qua điện trở RR có thể xem bằng không, ta có: I R

= I CT1 − I CT2 = 0, UR = 0, rơle không tác động Trường hợp có ngắn mạch ngoài tại N2

và giả sử CT2 có sự cố bão hòa hoàn toàn, nghĩa là biến dòng CT2 không có tín hiệu đầu ra, với tình trạng này hoàn toàn được biểu thị bằng cách nối tắt CT Lúc này

0)R.(RI.R

CHƯƠNG 2 RƠLE SCHNEIDER P746, P849 BẢO VỆ THANH CÁI

2.1 CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH TRONG RƠLE P746

Rơle bảo vệ so lệch thanh cái P746 được thiết kế cho bảo vệ thanh cái các cấp điện

áp từ phân phối đến truyền tải Rơle bao gồm nhiều tính năng không bảo vệ để hỗ trợ chẩn đoán và phân tích sự cố hệ thống P746 tích hợp so lệch thanh cái, lỗi máy cắt, vùng chết, bảo vệ quá dòng và thích hợp ứng dụng cho hệ thống nối đất trực tiếp Hình 2.1 mô tả tổng quan ứng dụng P746, rơle bao gồm các chức năng bảo vệ như

so lệch thanh cái, quá dòng, lỗi hư hỏng máy cắt, giám sát mạch dòng (CTS), giám sát mạch áp (VTS), cảnh báo trạng thái thiết bị không tương ứng (ISL), ngoài ra còn có thêm các chức năng đo lường, ghi sự cố, ghi bản ghi nhiễu loạn Mạch dòng điện nhị thứ, trạng thái máy cắt, dao cách ly được đưa vào rơle, khi bảo vệ tác động sẽ gửi tín hiệu đầu ra đến máy cắt

Tác giả sẽ nghiên cứu một số chức năng bảo vệ chính của P746

2.1.1 Bảo vệ so lệch thanh cái

Thành phần bảo vệ chính là bảo vệ so lệch dòng phân cực riêng từng pha Phương pháp được dùng là thuần túy số và phân tích điểm nút trong toàn bộ sơ đồ, trong mỗi vùng và sơ đồ cơ sở

a Nguyên lý làm việc (hình 2.2)

Nguyên lý làm việc chính của bảo vệ so lệch được ứng dụng theo định luật Kirchhoff

So sánh tổng dòng vào và ra của vùng bảo vệ và vùng kiểm tra Khi vận hành bình thường, tổng dòng chạy vào trong vùng và vùng được kiểm tra bằng tổng dòng chạy ra

Hình 2.1: Tổng quan ứng dụng P746

Cổng truyền thông từ xa

Truyền thông tại chỗ Ghi sự cố

Đo lường

Bộ ghi nhiễu loạn

Tự giám sát

Đầu vào Đầu ra Sơ đồ bảo vệ P746

MC DCL

Hình 2.2: Nguyên lý bảo vệ so lệch thanh cái

khỏi vùng Do đó dòng điện bị triệt tiêu Khi xảy ra sự cố dòng so lệch tăng bằng dòng nhánh sự cố [10]

Một vài công thức tổng có thể được dùng cho sơ đồ bảo vệ so lệch:

 Tổng vector

 Tổng tức thời

Thuật toán được ứng dụng dùng công thức tổng vector (trên Fourier) Các công thức tổng tức thời có thuận lợi là loại bỏ sóng hài và thành phần DC của nguồn bên ngoài trong tính toán và trong thực tế dưới điều kiện xung kích máy biến áp Dòng phân cực là tổng dòng điện vô hướng trong vùng bảo vệ và vùng kiểm tra Mỗi tính toán được thực hiện trên mỗi pha riêng biệt cho từng nhánh và được tổng lại

b Đặc tính phân cực và dòng so lệch

Bảo vệ so lệch thanh cái làm việc dựa trên ứng dụng thuật toán có đặc tính phân cực, so sánh giữa dòng so lệch và phân cực hoặc dòng hãm Sự cố được phát hiện nếu dòng so lệch vượt quá độ dốc của đặc tính phân cực được cài đặt Đặc tính này nhằm đảm bảo độ ổn định của bảo vệ khi ngắn mạch ngoài trong sơ đồ có máy biến dòng với đặc tính khác nhau

Thuật toán làm việc theo:

Dòng so lệch: Idiff(t) |∑ ⃗|

Dòng hãm hoặc phân cực: Ibias(t) ∑| ⃗|

Độ dốc đặc tính phân cực: kx

Tác động được cho phép bằng thành phần phân cực theo: Idiff(t) > kx Ibias(t)

Thành phần dòng so lệch chính của bảo vệ thanh cái chỉ có thể vận hành nếu dòng

so lệch vượt ngưỡng ID>2 (ngưỡng cài đặt trong rơle) Nhìn chung, giá trị cài đặt này

sẽ được điều chỉnh trên dòng tải định mức bình thường

Hình 2.3 thể hiện đặc tính của thành phần dòng so lệch pha

Đặc tính so lệch pha được xác định theo cài đặt bảo vệ là vùng nằm trên ngưỡng cài đặt dòng so lệch ID>2 và độ dốc đặc tính phân cực (k2 x Ibias) (k2 là giá trị phần trăm độ dốc phân cực)

c Giám sát bằng thành phần

“Kiểm tra vùng”

Thành phần “kiểm tra vùng”

được dựa trên nguyên lý trong

trường hợp sự cố trên một phần của

hệ thống thanh cái, dòng so lệch

được đo lường trong vùng sự cố sẽ

bằng dòng được đo lường trong

toàn hệ thống

Một trong những lí do thường

xuyên gây ra tác động nhầm của

bảo vệ so lệch thanh cái là lỗi vị trí thực tế của dao cách ly hoặc máy cắt trong trạm được phản hồi (tiếp điểm phụ không đúng) Điều này làm xuất hiện dòng so lệch trong một hoặc nhiều nhánh

Để an toàn, bảo vệ thanh cái chỉ tác động vùng thanh cái sự cố nếu thành phần vùng so lệch và vùng kiểm tra đồng thời cùng tác động Ưu điểm chính của phần này

là không nhạy nếu sơ đồ thực tế không phù hợp Trong những trường hợp như vậy thành phần “kiểm tra vùng” sẽ nhìn hai dòng bằng độ lớn nhưng ngược hướng trong vùng lân cận

Đặc tính kiểm tra vùng được xác định dựa trên cài đặt bảo vệ:

Vùng trên ngưỡng cài đặt dòng so lệch IDCZ>2 và độ dốc đặc tính phân cực (kCZ

x Ibias) (kCZ là giá trị phần trăm độ dốc phân cực cho vùng kiểm tra)

Vùng kiểm tra được giới hạn bởi dòng tất cả các nhánh vào và ra toàn bộ thanh cái: Idiff(t)CZ = |∑Idiff|

Vùng kiểm tra sẽ làm việc giống thành phần vùng bảo vệ

d Sự giám sát bởi thành phần so sánh pha

Khi sự cố bên ngoài gây bão hòa máy biến dòng, dòng so lệch sẽ xuất hiện và bằng dòng điện qua CT bị bão hòa Dòng so lệch được đo lường có thể phát hiện sự cố bên trong và khởi tạo tác động không mong muốn trên thanh cái Để tránh rủi ro tác động trong trường hợp này, hầu hết bảo vệ thanh cái dùng thuật toán so sánh pha để nhận biết sự cố bên ngoài hay bên trong

Đặc tính của thuật toán là:

- Làm việc không dựa vào điện áp

- Góc pha được lưu trong mỗi chu kỳ

Hình 2.3: Đặc tính phân cực bảo vệ so lệch

- Chỉ dòng điện có độ lớn chắc chắn được đưa vào tính toán (đặt theo phần trăm dòng định mức của mỗi biến dòng)

- Khi tất cả các góc của dòng điện nằm trong vùng ±90o sẽ không khóa bảo vệ so lệch thanh cái

- Nếu chỉ có một dòng được đưa vào tính toán thì xem như sự cố bên trong

Do đó, khi thành phần so sánh pha tính toán có hơn một dòng điện có độ lớn lớn hơn ngưỡng đặt (đặt theo phần trăm dòng định mức của mỗi biến dòng) và tất cả các góc dòng điện này không nằm trong vùng ±90o thì sẽ khóa bảo vệ so lệch

e Tiêu chuẩn tác động

Tín hiệu tác động cho từng vùng là: nếu sự cố được phát hiện trong vùng và được chắc chắn bởi vùng kiểm tra đồng thời thành phần so sánh pha không khóa bảo vệ so lệch

- Cho vùng bảo vệ:

Nếu tính toán 2 lần liên tục dòng Idiff(t) vượt ngưỡng ID>2 và k x Ibias

- Cho vùng kiểm tra:

Nếu tính toán 2 lần liên tục dòng Idiff(t)CZ vượt ngưỡng IDCZ>2 và kCZ x Ibias

f Mạch giám sát dòng điện

Trong vận hành bình thường, dòng so lệch sẽ bằng không hoặc không đáng kể (do dòng không cân bằng) Bất kỳ sự bất thường được phát hiện thông qua ngưỡng ID>1 Thành phần so lệch phân cực được dùng để giám sát mạch dòng điện Dòng so lệch sẽ

có nếu mạch nhị thứ của máy biến dòng bị hở mạch, ngắn mạch; độ lớn của dòng này

tỉ lệ với dòng điện tải đang chạy trong mạch được giám sát bởi mạch dòng sự cố

Giá trị ID>1 chọn nhỏ nhất có thể (giá trị đề nghị tối thiểu là 2% dòng lớn nhất qua cuộn sơ cấp máy biến dòng, 5-20% thường được ứng dụng) Thời gian trễ chuẩn là 5 giây (cài đặt lớn hơn thời gian lớn nhất để loại trừ sự cố bên ngoài)

2.1.2 Các bảo vệ bổ sung

a Bảo vệ vùng chết (hình 2.4)

Trong một xuất tuyến, nếu dao cách ly hoặc máy

cắt mở thì vùng chết là vùng giữa thành phần được mở

và máy biến dòng Nếu máy cắt mở, bảo vệ vùng chết

có thể không cắt máy cắt Rơle P746 có thể bảo vệ

vùng này với chức năng bảo vệ vùng chết Đây đơn

giản là bảo vệ quá dòng có thời gian trễ chỉ tác

động khi vùng chết được nhận dạng trong cấu

trúc liên kết nội bộ

b Bảo vệ hư hỏng máy cắt (50BF)

Phần cứng của P746 đáp ứng tối đa 7 hoặc 21 máy cắt (7 cho chế độ 3 pha, 21 cho chế độ 1 pha) và có thể tác động một hoặc hai cuộn cắt máy cắt Hơn nữa có thể từng

Hình 2.4: Vùng chết của xuất tuyến

pha riêng lẻ của cuộn cắt hoặc ba pha

- Tiêu chuẩn trở về của bảo vệ hư hỏng máy cắt:

Tiêu chuẩn dòng điện: Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất của tác động thanh cái sai là lỗi được đưa ra trong tác động dự phòng của khu vực lân cận Để ngăn chặn lỗi như vậy thì điều kiện vận hành của bảo vệ hư hỏng lỗi máy cắt chỉ khi có sự xuất hiện của dòng tức thời như ngắn mạch trên các xuất tuyến liên quan Việc xác nhận này được cung cấp bởi ngưỡng I> được thiết lập mặc định 1,2 lần dòng định mức của máy biến dòng

 Tiêu chuẩn trở về kém dòng: Tiêu chuẩn thường dùng cho phát hiện máy cắt mở

là không có dòng điện Chức năng này được ưu tiên hơn nên thời gian đáp ứng nhanh Trong rơle P746 công thức phát hiện này được dùng và có ngưỡng cài đặt là I< Thành phần kém dòng có ngưỡng I< thường dùng giám sát mọi máy cắt đã mở hay chưa Dùng ngưỡng này để chắc chắn mọi dòng tải và dòng sự cố đã ngắt, không có hồ quang qua tiếp điểm chính máy cắt Thêm vào đó người dùng có thể chọn thêm giám sát tiếp điểm phụ máy cắt trong logic bảo vệ hư hỏng máy cắt

- Tiêu chuẩn logic trở về (chỉ lỗi hư hỏng máy cắt xuất tuyến): Đây là trường hợp mạch có thể mang mức tải thấp hoặc thậm chí vận hành không tải Khi giám sát tiếp điểm 52a (tiếp điểm máy cắt đóng) được cài đặt, rơle chỉ nhìn máy cắt cắt để dừng thời gian lỗi máy cắt Tiêu chuẩn này dựa trên việc kiểm tra trạng thái của tiếp điểm phụ máy cắt Hệ thống bảo vệ P746, việc phát hiện này được dùng với cài đặt “52a”

 Logic AND tiêu chuẩn trở về dòng điện (chỉ lỗi hư hỏng máy cắt xuất tuyến): Đây là trường hợp mạch có thể mang mức tải thấp hoặc thậm chí vận hành không tải Rơle kiểm tra kém dòng I< và máy cắt cắt để dừng thời gian lỗi máy cắt Tiêu chuẩn này dựa vào không có dòng điện hoặc trạng thái tiếp điểm phụ máy cắt, được cài đặt “I< AND 52a”

Logic hư hỏng máy cắt dùng thành phần kém dòng để cung cấp cho yêu cầu kiểm tra dòng điện Những thành phần này trở về trong vòng 15ms, do đó cho phép dùng rơle P746 trong tất cả cấp điện áp

 Lỗi hư hỏng máy cắt từ bên ngoài (External CB Fail) cho mỗi vùng làm việc: External CB Fail Zone 1 sẽ lập tức cắt vùng 1 khi nhận được tín hiệu

External CB Fail Zone 2 sẽ lập tức cắt vùng 2 khi nhận được tín hiệu

Thậm chí nếu chức năng hư hỏng máy cắt bị khóa, thay đổi trạng thái của External

CB Fail Zone 1/2 sẽ ngay lập tức được xử lý bởi logic của P746 và đưa đến tác động các máy cắt liên quan

Hình 2.5 trình bày sơ đồ logic bảo vệ lỗi hư hỏng máy cắt, bảo vệ được khởi tạo từ bảo vệ nội bộ bên trong hoặc bên ngoài

Đối với khởi tạo từ bảo vệ bên trong, khi có bảo vệ nội bộ tác động và không có khởi tạo từ bên ngoài sẽ kích hoạt chức năng bảo vệ nếu điều kiện trở về không thỏa

mãn, sau thời gian chỉnh định tBF1 bảo vệ tác động cắt lại máy cắt chính nó, nếu điều kiện trở về tiếp tục không thỏa mãn thì sau thời gian tBF2-tBF1 bảo vệ sẽ đi cắt các máy cắt lân cận và máy cắt đầu đối diện (đối với xuất tuyến) Điều kiện trở về có thể đặt theo chỉ dòng I< hoặc chỉ máy cắt mở hoặc cả hai thỏa mãn

Hình 2.5: Sơ đồ logic lỗi hư hỏng máy cắt

Đối với khởi tạo từ bảo vệ bên ngoài, khi có tín hiệu khởi tạo từ bên ngoài và không có bảo vệ nội bộ tác động kèm theo điều kiện dòng điện của một trong ba pha lớn hơn giá trị chỉnh định sẽ kích hoạt chức năng bảo vệ nếu điều kiện trở về không thỏa mãn, sau thời gian chỉnh định tBF3 bảo vệ tác động cắt lại máy cắt chính nó, nếu điều kiện trở về tiếp tục không thỏa mãn thì sau thời gian tBF4-tBF3 bảo vệ sẽ đi cắt các máy cắt lân cận và máy cắt đầu đối diện (đối với xuất tuyến) Điều kiện trở về có thể đặt theo chỉ dòng I< hoặc chỉ máy cắt mở hoặc cả hai thỏa mãn

- Khởi tạo 50BF bên trong như tác động từ thành phần so lệch 87BB:

Đối với khởi tạo 50BF bên trong, chức năng 50BF trở về chỉ khi điều kiện trở về được thỏa mãn Khi bảo vệ thanh cái tác động nhưng máy cắt không cắt được do điều

Khởi tạo hư hỏng máy cắt từ bên trong

Khởi tạo 50BF bên

1: CB mở 2: CB mở và I<

1: CB mở 2: CB mở và I<

Cắt lại MC

50BF tác động tBF4-tBF3

tBF3

kiện hư hỏng máy cắt thì các máy cắt liên quan được yêu cầu tác động thay thế

Cắt lại sau thời gian tBF1: Máy cắt cắt được phát hiện theo ngưỡng I<, khi giá trị dòng lớn hơn ngưỡng sẽ kích hoạt thời gian hư hỏng máy cắt đầu (tBF1) Tiếp điểm đầu ra cắt lại được đặt trong PSL

 Tác động dự phòng sau thời gian tBF2: Tín hiệu từ thời gian hư hỏng máy cắt đầu kích hoạt thời gian hư hỏng máy cắt thứ hai (tBF2) Nếu điều kiện hư hỏng máy cắt vẫn tiếp tục và tín hiệu tác động dự phòng vùng thanh cái được dùng tBF1 được dùng cho cắt lại và tBF2 cho tác động dự phòng vùng thanh cái chung

- Khởi tạo lỗi hư hỏng máy cắt bên ngoài:

Đối với khởi tạo lỗi hư hỏng máy cắt bên ngoài, hư hỏng máy cắt trở về khi khởi tạo bên ngoài trở về hoặc khi điều kiện trở về thỏa mãn

Cắt lại máy cắt tại chỗ sau thời gian tBF3: Khi có tín hiệu khởi tạo từ bên ngoài, thời gian tBF3 bắt dầu làm việc, khi hết thời gian này lệnh cắt lại máy cắt được thực hiện qua cuộn cắt chính hoặc dự phòng tBF3 thường được cài đặt là 150ms

Tác động vùng chung sau thời gian tBF4:

Khi đồng thời cắt tại chỗ và cắt lại không thành công, việc đếm ngược tiếp tục với thời gian thứ hai được điều chỉnh có giá trị là tBF4-tBF3 Kết thúc thời gian này tương ứng với thời gian tBF4, điều kiện hư hỏng máy cắt được thiết lập ổn định

2.1.3 Chức năng giám sát trạng thái dao cách ly, máy cắt

a Chức năng giám sát trạng thái dao cách ly

Chức năng này có thể được cài đặt ở PSL: Rơle P746 có thể được cài đặt để hiển thị trạng thái các tiếp điểm phụ thường hở (89A) hoặc thường kín (89B) của dao cách

ly Dưới điều kiện bình thường, những tiếp điểm này sẽ ở trạng thái ngược nhau

Khi cả hai cặp tiếp điểm đều ở trạng thái hở thì có thể thuộc một trong số các trường hợp sau:

- Tiếp điểm phụ hoặc dây dẫn hư hỏng

- Dao cách ly hư hỏng

- Dao cách ly ở trạng thái bị cô lập

Khi cả hai cặp tiếp điểm đều ở trạng thái đóng thì chỉ có thể thuộc vào một trong hai trường hợp sau:

- Tiếp điểm phụ hoặc dây dẫn hư hỏng

- Dao cách ly hư hỏng

Một đầu ra tiếp điểm thường hở hoặc thường kín được thiết lập cho việc hiển thị này bằng chương trình lập trình logic PSL Một khoảng thời gian trễ sẽ được cài đặt nhằm tránh một số thao tác không mong muốn khi đang thực hiện đóng cắt Nếu một trong số các điều kiện nêu trên xảy ra, sau thời gian trễ được cài đặt tại PSL thì chương trình sẽ đưa ra một tín hiệu cảnh báo tác động

Trong PSL thì tiếp điểm của dao cách ly Qx phải được sử dụng theo một trong hai lựa chọn sau:

- Tiếp điểm phụ thường hở (khuyên dùng) hoặc tiếp điểm phụ thường kín (không khuyên dùng)

- Cả tiếp điểm phụ thường hở và thường kín (khuyên dùng trong trường hợp số lượng đầu vào đầy đủ)

Nếu cả tiếp điểm phụ thường hở và thường kín đều được sử dụng thì thông tin trạng thái sẽ hiện hữu, và thêm vào đó, một tín hiệu cảnh báo sai lệch có thể có

b Chức năng giám sát trạng thái máy cắt

Chức năng hiển thị trạng thái máy cắt có thể cài đặt tại PSL P746 có thể cài đặt hiển thị trạng thái tiếp điểm phụ thường hở (52a) hoặc thường kín (52b) của máy cắt

Ở điều kiện bình thường thì những tiếp điểm này ở trạng thái ngược nhau

Khi cả hai cặp tiếp điểm này đều hở thì nó có thể thuộc một trong những trường hợp sau đây:

- Tiếp điểm phụ hoặc dây dẫn hư hỏng

- Máy cắt hư hỏng

- Máy cắt ở trạng thái bị cô lập

Khi cả hai cặp tiếp điểm này đều đóng thì nó chỉ thuộc một trong hai trường hợp sau:

- Tiếp điểm phụ hoặc dây dẫn hư hỏng

- Máy cắt hư hỏng

Nếu bất cứ trường hợp nào kể trên xảy ra thì sẽ có một tín hiệu cảnh báo tác động sau khoảng thời gian trễ cài đặt tại PSL Một đầu ra tiếp điểm thường hở hoặc thường kín được thiết lập cho việc hiển thị này bằng chương trình lập trình logic PSL Một khoảng thời gian trễ sẽ được cài đặt nhằm tránh một số thao tác không mong muốn khi đang thực hiện đóng cắt Nếu trạng thái máy cắt hiển thị “Not ready”, P746 sẽ không gửi bất cứ lệnh trip nào đến máy cắt

Tại PSL, tiếp điểm phụ máy cắt có thể được sử dụng hoặc không, dựa theo các tùy chọn sau đây:

- 52a (thường hở) hoặc 52b (thường kín)

- Cả 52a và 52b

Nếu cả 52a và 52b đều được sử dụng thì thông tin trạng thái sẽ hiện hữu, và thêm vào đó, một tín hiệu cảnh báo sai lệch có thể có, theo bảng 2.1 Đầu vào 52a và 52b được gán cho đầu vào cách ly quang của rơle thông qua PSL

Trong thanh cái phân đoạn và thanh cái nối, trạng thái sử dụng trong thuật toán cấu trúc là mở khi trạng thái máy cắt hiển thị máy cắt mở Còn trong tất cả các trường hợp khác, trạng thái đóng được sử dụng để tính toán cấu trúc Tiếp điểm phụ máy cắt nhất thiết cần cho tất cả các thanh cái phân đoạn và thanh cái nối

Nó không nhất thiết cần đối với các xuất tuyến, tuy nhiên nếu có thì giúp cho việc vận hành tốt hơn:

- Lỗi vùng chết (Dead Zone), trạng thái máy cắt cần dùng đến (gửi lệnh trip từ xa đến đầu cuối kia của đường dây)

- Giám sát máy cắt

Không có tiếp điểm phụ cụ thể nào được yêu cầu, nhưng lý tưởng nhất vẫn là một tiếp điểm 52a và 52b

Những tiếp điểm này hoạt động càng nhanh càng tốt Khi 52a = 52b = 0 hoặc 52a

= 52b = 1 (phần lớn thời gian trong quá trình thao tác của máy cắt), nó được khuyến khích là trạng thái máy cắt được xem như đang đóng trong cấu trúc; việc chọn lựa này được thực hiện tại PSL

Bảng 2.1: Đầu vào 52a và 52b

Trạng thái tiếp điểm phụ Trạng thái máy

Hở Kín Máy cắt mở Trạng thái máy cắt tốt

Kín Hở Máy cắt đóng Trạng thái máy cắt tốt

Kín Kín Không xác định Tín hiệu cảnh báo sẽ tác động nếu

trạng thái tiếp diễn vượt quá thời gian trễ cài đặt tại PSL

2.1.4 Các bản ghi nhiễu loạn

Rơle được tích hợp đo lường, phương tiện ghi sự kiện, sự cố, bản tin thích hợp cho việc phân tích các sự cố phức tạp trên hệ thống Rơle cũng linh hoạt trong việc cho phép lập trình các phương tiện này cho phù hợp với nhu cầu sử dụng

a Bản ghi sự cố

Mỗi khi bản ghi sự cố thiết lập, một bản ghi sự kiện cũng được tạo Sự kiện cho

biết một bản ghi sự cố được ghi và được gắn thẻ thời gian tương ứng

Tại cột VIEW RECORDS, chọn Select Fault để xem bản tin sự cố hiện tại, có thể chọn trong số 5, 15, 20 bản ghi (5 bản ghi đối với P14x, P24x, P34x, P44x và P74x; 15 bản ghi đối với P445, P44y, P54x, P547 và P841; 20 bản ghi đối với P746) Bản ghi sự

cố bao gồm thời gian xảy ra, vị trí sự cố, giá trị đo lường khi sự cố… Thời gian ghi ở bản ghi sự cố chính xác hơn so với thời gian tại bản tin sự kiện, do bản tin sự kiện tạo sau khi bản tin sự cố xuất hiện

Bản ghi sự cố được kích hoạt từ tín hiệu Fault REC.TRIG được cấu hình trong PSL Thông thường nó thường ở đầu ra số 3, protection trip nhưng đối với P746 nó thường được đặt là Any Start hoặc Any Trip Đo lường các đại lượng trong sự cố được

đo tại mốc thời gian bảo vệ tác động

Bộ ghi sự cố không dừng việc ghi sự cố cho đến khi tín hiệu „FaultREC.TRIG.‟ được reset để có thể ghi lại tất cả hoạt động của các bảo vệ trong khi sự cố đang xảy

ra

Thông thường, nên sử dụng tiếp điểm kích hoạt có thể tự reset và không chốt Nếu chọn tiếp điểm chốt, bản ghi sự cố sẽ không được tạo cho đến khi tiếp điểm được reset hoàn toàn

b Bộ ghi các nhiễu loạn

Bộ ghi các nhiễu loạn tích hợp có bộ nhớ lưu trữ riêng của nó Số lượng bản ghi trên rơle phụ thuộc vào việc chọn lựa thời gian ghi Rơle thông thường có thể ghi được

ít nhất 50 bản tin, với mỗi bản tin diễn ra trong 1.5s

Các bản ghi nhiễu loạn tiếp tục được ghi lại cho đến khi bộ nhớ lưu trữ đã đầy, lúc

đó bản tin mới nhất sẽ thay thế cho bản tin cũ nhất đã được lưu trữ Mỗi bản tin nhiễu loạn bao gồm tối đa 21 kênh dữ liệu analog và tối đa 32 kênh dữ liệu số Tỷ số CT liên quan cho các kênh analog cũng được trích xuất để kích hoạt tỷ lệ về phần nhất thứ Cấu hình bộ ghi các nhiễu loạn bao gồm thời gian bản ghi và vị trí kích hoạt, việc lựa chọn tín hiệu số hoặc analog được ghi, và nguồn tín hiệu kích hoạt bản ghi Mục

“Disturb Recorder” có thể xem sau khi đã cấu hình “Disturb recorder” (trong mục configuration) = “visible”

Thời gian ghi trước và sau sự cố được đặt bởi tổ hợp “Duration” và “Trigger Position” Duration đặt tổng thời gian bản ghi và Trigger Position đặt thời gian kích hoạt ghi dạng phần trăm theo tổng thời gian Nếu trong quá trình ghi, một điểm khác kích hoạt thì bộ ghi sẽ bỏ qua nó nếu Trigger Mode đang được đặt ở chế độ Single Tuy nhiên, nếu được đặt là Extended thì thời gian kích hoạt lúc sau sẽ reset về 0, kéo dài thời gian ghi sự kiện

Có thể thấy từ menu, mỗi kênh analog có thể được chọn từ các đầu vào analog của rơle Các kênh số có thể lấy từ bất cứ tiếp điểm đầu vào cách ly quang hoặc tiếp điểm đầu ra, cộng thêm tín hiệu số nội bộ trong rơle như là bảo vệ tác động và LEDs Bất cứ kênh số nào cũng có thể được chọn để kích hoạt bộ ghi nhiễu loạn khi trạng thái từ không sang có hoặc ngược lại tại mục Input Trigger Không thể xem trực tiếp bản tin nhiễu loạn tại chỗ trên màn hình Chỉ có thể trích xuất bởi một phần mềm thích hợp như Easergy Studio

2.1.5 Minh họa một số ứng dụng bảo vệ so lệch P746

Hệ thống thanh cái được nối với nhau có thể chỉ bằng dao cách ly hoặc máy cắt hoặc cả dao cách ly và máy cắt với một hoặc hai CT đi kèm Ứng dụng với một trường hợp cụ thể thì vùng bảo vệ và vùng kiểm tra của rơle sẽ khác nhau Dưới đây tác giả sẽ trình bày một số trường hợp tính toán vùng bảo vệ của rơle với các sơ đồ vận hành khác nhau

a Thanh cái đơn hoặc đôi với bộ phân đoạn thanh cái

ly phân đoạn mở khi đó

vùng bảo vệ được chia làm

Zone1=CT1+CT3, Zone2=CT2+CT3, CheckZone=CT1+CT2

Zone1=CT1, Zone2=CT2, CheckZone=CT1+CT2

Hình 2.7: Thanh cái phân đoạn, dao cách ly nối cắt Hình 2.6: Thanh cái phân đoạn, dao cách ly nối đóng

Hình 2.8: Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối đóng, một CT phân đoạn

Hình 2.9: Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối cắt, một CT phân đoạn

c Thanh cái đôi với hai CT tại thanh cái nối

- Trường hợp 1 (hình 2.10):

Hai thanh cái nối với nhau bằng máy cắt và hai dao cách ly, có hai CT phân đoạn Tất cả các máy cắt và dao cách ly đóng Vùng bảo vệ được chia làm hai vùng, vùng 1 bao gồm CT1 và CT4, vùng 2 bao gồm CT2 và CT3, vùng kiểm tra gồm CT1 và CT2 (không đưa CT3, CT4 vào tính toán)

Zone1=CT1+CT4, Zone2=CT2+CT3, CheckZone=CT1+CT2

- Trường hợp 2 (hình 2.11):

Hai thanh cái nối với nhau bằng máy cắt và hai dao cách ly, hai CT phân đoạn Tất

cả các dao cách ly đóng, máy cắt ngăn lộ đóng, máy cắt phân đoạn mở Vùng bảo vệ

được chia làm hai vùng, vùng 1 từ CT1 đến MC phân đoạn, vùng 2 từ CT2 đến MC phân đoạn, vùng kiểm tra gồm CT1 và CT2 (không đưa CT3, CT4 vào tính toán) Zone1=CT1, Zone2=CT2, CheckZone=CT1+CT2

Hình 2.10: Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối đóng, hai CT phân đoạn

Hình 2.11: Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối cắt, hai CT phân đoạn

- Trường hợp 3 (hình 2.12):

Khi hai CT được sử dụng ở thanh cái nối và máy cắt nối đóng, nhưng một dao cách ly thanh cái nối mở, đo lường CT thanh cái nối không đưa vào tính toán và mỗi vùng được tạo thành từ mỗi CT xuất tuyến đến dao cách ly thanh cái nối mở Vùng giữa hai CT thanh cái nối thuộc về vùng có dao cách ly đóng Vùng bảo vệ được chia làm hai vùng, một vùng bảo vệ cho BB1 đến dao cách ly mở và một vùng bảo vệ cho BB2 đến dao cách ly mở

Zone1=CT1, Zone2=CT2, CheckZone=CT1+CT2

Hình 2.12: Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối đóng,dao cách ly mở

- Trường hợp 4 (hình 2.13):

Khi hai CT được sử dụng ở thanh cái nối, máy cắt nối mở và 1 dao cách ly thanh cái nối mở, đo lường CT thanh cái nối không đưa vào tính toán và mỗi vùng được tạo thành từ mỗi CT xuất tuyến đến máy cắt và dao cách ly thanh cái nối mở Vùng giữa hai CT thanh cái nối thuộc về vùng có dao cách ly đóng Vùng bảo vệ chia làm hai vùng, một vùng cho BB1 đến máy cắt mở và một vùng cho BB2 đến dao cách ly mở Zone1=CT1, Zone2=CT2, CheckZone=CT1+CT2

Hình 2.13: Thanh cái phân đoạn, máy cắt nối mở,dao cách ly mở

2.1.6 Ƣu nhƣợc điểm của rơle P746

a Ưu điểm

Rơle bảo vệ thanh cái P746 được thiết kế và chứng tỏ khả năng tác động nhanh chóng và chính xác trong tất cả các trường hợp sự cố nội bộ xảy ra P746 đảm bảo độ

ổn định với các sự cố nội bộ, kể cả các trường hợp độ lớn dòng ngắn mạch lớn P746

có thể bảo vệ cho tối đa 4 vùng, 21 xuất tuyến, với hầu hết các dạng sơ đồ khác nhau: thanh cái đơn, kép, thanh cái dự phòng, sơ đồ một rưỡi…

Ưu điểm bảo vệ thanh cái được phân đoạn riêng:

- Tăng độ nhạy cho vùng kiểm tra: Khi bảo vệ thanh cái được phân đoạn làm hai

hoặc nhiều hơn thì hạn chế số lượng CZ đối với các phần độc lập được giảm đáng kể

so với vùng kiểm tra của toàn trạm Đồng thời phần tử vùng kiểm tra vẫn giữ những

ưu điểm của nó và tăng được độ nhạy Vì thế, việc sử dụng sơ đồ thanh cái phân đoạn cho trạm biến áp có số lượng lớn CT là rất có lợi

- Khi rơle/CT hư hỏng: Khi sử dụng hệ thống phân đoạn với hai hoặc nhiều hơn thì sự khác biệt là khi rơle/CT hư hỏng ở một phía sẽ không ảnh hưởng đến phía còn lại Đây là yêu cầu hết sức cơ bản vì thanh cái thì rất lớn và việc bảo vệ toàn thanh cái

bị loại bỏ là không chấp nhận được Sơ đồ thanh cái phân đoạn tương tự các yêu cầu đối với máy cắt thanh cái phân đoạn, giúp cho việc tách thanh cái trong trường hợp sự

cố phía khác xảy ra

Với hệ thống thanh cái phân đoạn, chúng ta luôn có một phía của bảo vệ thanh cái được giữ nguyên khi bảo vệ thanh cái ở phía còn lại không hoạt động Thêm vào đó,

nó còn có lợi khi mở rộng trạm, mà không gây ảnh hưởng gì đến phía kia của thanh cái

- Đơn giản hóa thuật toán: Trong thuật toán của P746, có thể dễ dàng đưa ra việc

bố trí do thuật toán cho 2 phía đều độc lập với phía còn lại Do đó việc mở rộng/thêm mới/chỉnh sửa trạm dễ dàng và đảm bảo hơn

b Nhược điểm sơ đồ thanh cái nhiều xuất tuyến có kiểm tra vùng

- Ảnh hưởng độ nhạy vùng kiểm tra: Xét hệ thống hai thanh cái, giả sử thanh cái 1

có số lượng xuất tuyến rất ít (5 xuất tuyến) với nguồn yếu và thanh cái 2 có nhiều xuất tuyến hơn (30 xuất tuyến) Dòng hãm vùng kiểm tra (CZ) sẽ rất lớn vì nó là tổng tất cả các dòng vào/ra của toàn trạm Khi có sự cố ở thanh cái 1, vùng 1 sẽ hoạt động dựa theo dòng hãm vùng 1, trong khi đó vùng kiểm tra cần dòng so lệch lớn hơn đối với cùng sự cố đó vì dòng hãm cho trường hợp đó có thể là rất lớn

Sự giảm sút độ nhạy sẽ ảnh hưởng hoạt động của phần tử CZ do mức sai lệch dựa trên số lượng xuất tuyến, ID>CZ và slope kCZ Trong một số trường hợp, nó có thể dẫn đến việc phần tử CZ không tác động khi có sự cố xảy ra Nên thông thường, người

ta không sử dụng vùng kiểm tra cho trường hợp có số lượng xuất tuyến lớn (thường là lớn hơn 18 xuất tuyến)

- Ảnh hưởng của dòng không cân bằng trong vùng kiểm tra: Khi số lượng CT (thường lớn hơn 21) được nối vào vùng kiểm tra, sẽ có thêm nhiều dòng không cân bằng trong điều kiện tải Do đó, cần cấu hình mạch lỗi CT cẩn thận và phải lớn hơn dòng không cân bằng hiện hữu để tránh việc tác động không chính xác của phần tử thanh cái Nhưng đồng thời, cấu hình cũng cần phải thấp hơn cấu hình dòng tải xuất tuyến thấp nhất Nhiều trường hợp rất khó để thỏa mãn được những điều kiện này Hơn thế, dòng không cân bằng sẽ tăng khi thanh cái mở rộng với các xuất tuyến thêm vào, đặc tính CT mới có thể khác với những CT đã có, làm vấn đề càng thêm khó khăn

- Khi rơle/CT hư hỏng: Khi mạch giám sát CT hoạt động hay trường hợp rơle hư hỏng đối với sơ đồ thanh cái không tách riêng sẽ có thể ảnh hưởng tới vùng kiểm tra

và khóa hoàn toàn bảo vệ thanh cái Với việc sử dụng thanh cái phân đoạn thì việc này

sẽ bị giới hạn lại chỉ tại một phần trên thanh cái bảo vệ

2.2 CHỨC NĂNG RƠLE P849

Rơle P849 là thiết bị mở rộng input và output được thiết kế để tăng ứng dụng có thể Thiết bị bao gồm đầy đủ các tính năng để hổ trợ và phân tích sự cố

Rơle P849 mở rộng số đầu vào và đầu ra số của các rơle sẵn có một cách an toàn

và tin cậy Nó thu thập dữ liệu số từ bất kỳ rơle bảo vệ và giải quyết lệnh đóng/cắt máy cắt từ bất kỳ rơle bảo vệ nào

P849 cung cấp một thiết bị mở rộng IO gọn và tích hợp đầy đủ, dễ dàng cài đặt và thực hiện ứng dụng một cách linh hoạt P849 được xây dựng trên nền tảng phần cứng Micom Px40 và cung cấp:

- Giải pháp hoàn thiện với phạm vi Schneider Electrical Easergy Micom

- Công nghệ số

- Độ tin cậy đã được kiểm nghiệm,

- Giao thức truyền thông mới nhất và Ethernet

- Độ tin cậy và sẵn sàng tối đa của truyền thông Ethernet nhờ thi hành của giao thức chuẩn PRP/HSR với đáp ứng thời gian tức thì (0ms) trong trường hợp mất mạng

- Địa chỉ IP kép cho phép thiết bị được két nối với hai mạng truyền thông độc lập.P849 là giải pháp để cung cấp “ứng dụng bảo vệ” và “ứng dụng điều khiển” với lợi ích của nền tảng Px40

Dữ liệu được truyền qua lại giữa P49

và thiết bị khác thông qua lựa chọn giao thức truyền thông

các cấp điện áp (từ trung áp đến cao áp), bất kỳ nhà sản xuất nào (truyền thông IEC

61850 thông qua GOOSE và Reports) (hình 2.15)

Hình 2.15: Truyền thông Ethenet P849

từ bảo vệ tác động của P746 thông qua tin nhắn truyền thông GOOSE Truyền thông kép được đề nghị sử dụng trong trường hợp này (hình 2.17)

Hình 2.17: Kết nối dùng truyền thông kép

Truyền thông kép

2.3 GIAO THỨC TRUYỀN THÔNG

IEC 61850 VÀ MÔ HÌNH GOOSE

2.3.1 Giới thiệu giao thức truyền

thông IEC 61850

Năm 2003 Tổ chức Kỹ thuật điện

quốc tế IEC ban hành phiên bản đầu

tiên về tiêu chuẩn truyền thông IEC

61850 IEC 61850 dựa trên yêu cầu và

cơ hội về sự phát triển giao thức truyền

thông tiêu chuẩn để cho phép khả năng

tương tác của các thiết bị điện tử thông

minh từ các nhà sản xuất khác nhau

Các hệ thống tiện ích cũng yêu cầu khả

năng liên kết thay đổi của các thiết bị điện tử thông minh, đó là khả năng thay thế một thiết bị được cung cấp bởi một nhà sản xuất này với một thiết bị được cung cấp bởi nhà sản xuất khác, mà không làm thay đổi các yếu tố khác trong hệ thống (hình 2.18) IEC 61850 làm cho việc

sử dụng các tiêu chuẩn hiện

có và các nguyên tắc thông

tin liên lạc được chấp nhận

một cách phổ biến, cho phép

tự do trao đổi thông tin giữa

các thiết bị điện tử thông

minh

2.3.2 Mô hình GOOSE

a Giới thiệu chung

Truyền thông ngang hàng tốc độ cao trong các hệ thống bảo vệ và điều khiển trên

cơ sở IEC 61850 sử dụng một phương pháp riêng biệt được thiết kế để đáp ứng một loạt các yêu cầu Với quan điểm về mô hình sự kiện trạm chung (Generic Substation Event - GSE) không dựa trên các lệnh, mà dựa trên việc truyền chỉ thị tạo ra khi có sự kiện cụ thể của TBA xuất hiện, mô hình GOOSE là rất quan trọng Nó được thiết kế để

hỗ trợ tin cậy truyền thông tốc độ cao giữa các thiết bị khác nhau hoặc các ứng dụng khác nhau và cho phép thay thế việc trao đổi tín hiệu giữa các thiết bị thông qua dây cáp cứng bằng việc trao đổi các tin nhắn truyền thông trong việc hoàn thiện các chức năng của hệ thống bảo vệ, tự động và điều khiển

Phương pháp GSE có thể được xem như là một cơ chế báo cáo của một thiết bị logic Việc đạt được yêu cầu về hiệu suất, tính sẵn sàng và độ tin cậy phụ thuộc vào việc thực hiện của các thiết bị cụ thể Mô hình GSE được sử dụng để trao đổi các giá

Hình 2.18: Khả năng của IEC 61850

Hình 2.19: Cơ chế xuất/nhận GSE

trị của một tập hợp các dữ liệu thuộc tính được định nghĩa như là một Data Set Hai kiểu tin nhắn được định nghĩa:

 GSSE – (Generic Substation State Event)

chỉ bao gồm thông tin về trạng thái (đại diện

bởi cặp đôi bit)

 GOOSE – hỗ trợ việc trao đổi các kiểu dữ

liệu được tổ chức trong một Data Set với một

giới hạn rộng

Trao đổi thông tin GSE được dựa trên một

cơ chế xuất/ nhận (hình 2.19)

Thiết bị xuất viết các giá trị trong một bộ

đệm truyền tại phía gửi của nó và phát đa

phương các giá trị này trên lưới cục bộ của

TBA đến các thiết bị nhận khác nhau, các

Client hoặc Server

Các dữ liệu trong các tin nhắn GOOSE được xuất bản là một tập hợp các giá trị của dữ liệu thuộc tính được định nghĩa như là các thành phần của một bộ dữ liệu Thiết

bị nhận đọc các giá trị từ một bộ đệm cục bộ ở phía nhận của nó Một lớp điều khiển GSE trong thiết bị xuất được sử dụng để điều khiển quá trình Nếu có ít nhất một trong các giá trị của thuộc tính dữ liệu thay đổi, bộ đệm truyền của thiết bị xuất được cập nhật với dịch vụ "xuất bản" tại chỗ và các giá trị được truyền đi với một tin nhắn GOOSE

Để đảm bảo chắc chắn việc cung cấp các thông tin cần thiết khi sử dụng tin nhắn GOOSE thay cho dây dẫn cứng cho các ứng dụng bảo vệ và điều khiển, IEC 61850 giới thiệu cơ chế lặp lại của GOOSE (hình 2.20)

Khi có sự thay đổi trạng thái của một tin nhắn GOOSE, cơ chế lặp lại đảm bảo chắc chắn rằng tin nhắn được gửi đi với một khoảng thời gian thay đổi giữa các lần lặp của tin nhắn từ thời gian

cực tiểu chỉ và mili giây

tăng dần lên đến thời gian

lặp cực đại khoảng một

giây Khi đến thời gian lặp

cực đại thì tin nhắn tiếp tục

được truyền theo thời gian

này đến khi tin nhắn thay

đổi trạng thái Phương pháp này đạt được một số yêu cầu quan trọng:

 Nó đảm bảo rằng khi mất một tin nhắn đơn sẽ không ảnh hưởng đến tính năng của hệ thống

Hình 2.20: Cơ chế lặp lại của GOOSE

 Cho phép bất kỳ thiết bị mới nào đều có thể thông báo về trạng thái của nó cho toàn bộ các thiết bị nhận và có thể tìm hiểu trạng thái của tất cả các thiết bị xuất

Các tin nhắn GOOSE có chứa thông tin cho phép các thiết bị nhận thông tin có thể biết được không chỉ là một trạng thái đã thay đổi, mà còn biết được thời gian lần thay đổi trạng thái cuối cùng Điều này cho phép một thiết bị tiếp nhận thiết lập các bộ thời gian cục bộ phù hợp với một sự kiện nhất định

b Các khái niệm cơ bản của GOOSE

Lớp Khối điều khiển GOOSE bao gồm các thuộc tính xác định hoạt động của kiểu truyền thông ngang hàng và liên quan đến thiết bị logic

GoCBName (GOOSE control name –tên điều khiển) xác định một GoCB trong phạm vi của một GoCBRef (GOOSE control reference – danh mục điều khiển) - một đường dẫn duy nhất - tên của một GoCB trong LLN0: LDName/LLN0.GoCBName GoEna (GOOSE enable) chỉ ra rằng GoCB đã hiệu lực (nếu đặt là TRUE) để gửi tin nhắn GOOSE Nếu đặt là FALSE nó sẽ ngừng gửi tin nhắn GOOSE

AppID là một nhận dạng ứng dụng thể hiện bởi một chuỗi ký tự rõ ràng, đại diện cho một thiết bị logic mà trong đó chứa GoCB

DatSet là danh mục các bộ dữ liệu mà giá trị các thành phần của nó sẽ được truyền

ConfRev là sự sửa đổi cấu hình, nó chỉ thị số lần mà cấu hình của bộ dữ liệu được tham chiếu theo DatSet đã được thay đổi Bộ đếm tăng lên tương ứng mỗi khi thay đổi cấu hình

NdsCom (Needs commissionning) là TRUE nếu thuộc tính DataSet có giá trị là NULL và NdsCom được sử dụng để chỉ thị GoCB yêu cầu cấu hình

Như đã đề cập, nội dung của tin nhắn GOOSE cho phép các thiết bị tiếp nhận tiến hành xử lý dữ liệu để thực hiện các hành động yêu cầu Một số các thuộc tính trong các tin nhắn GOOSE giúp thực hiện các chức năng được mô tả trước đó là:

T - tem thời gian thể hiện thời gian mà thuộc tính StNum đã được tăng lên

StNum cho biết số lượng trạng thái hiện tại – bộ đếm sẽ tăng mỗi khi một tin nhắn GOOSE (bao gồm cả giá trị thay đổi) được gửi lần đầu Giá trị ban đầu là 1

SqNum là số tuần tự - giá trị của bộ đếm gia tăng mỗi lần tin nhắn GOOSE với các giá trị như nhau đã được gửi Giá trị ban đầu là 1

Test là một tham số chỉ thị các tin nhắn GOOSE được sử dụng cho mục đích thử nghiệm (nếu giá trị là TRUE) và các giá trị của tin nhắn không được sử dụng cho các mục đích vận hành

2.4 KẾT LUẬN

Chương này đã phân tích rõ nguyên lý hoạt động, thông số của các chức năng chính trong rơle P746, P849, mô hình kết nối giữa P746 và P849 theo giao thức truyền thông IEC 61850 Các thông số cài đặt, cấu hình quyết định sự làm việc chính xác của

rơle, đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn, tin cậy Vì vậy yêu cầu nhân viên thí nghiệm, người vận hành phải nắm vững nguyên lý hoạt động để có thể cài đặt thông

số, cấu hình PSL, MCL, kết nối theo giao thức IEC 61850 truyền tin nhắn Goose được

sử dụng tại TBA 220kV Ngũ Hành Sơn sẽ phân tích trong chương 3