Thiết kế hệ thống Rơ le bảo vệ cho máy biến áp 110kV

éng t¸ch phÇn tö bÞ sù cè ra. Trªn thùc tÕ do sai sè cña BI, ®Æc biÖt lµ sù b·o hoµ m¹ch tõ, do ®ã trong chÕ ®é b×nh th­êng còng nh­ ng¾n m¹ch ngoµi vÉn cã dßng qua r¬le, gäi lµ dßng kh«ng c©n b»ng (Ikcb). Dßng khëi ®éng cña b¶o vÖ ph¶i ®Þnh sao cho lín h¬n dßng kh«ng c©n b»ng. Ik®bv > Ikcb §Ó t¨ng kh¶ n¨ng lµm viÖc æn ®Þnh vµ tin cËy cña b¶o vÖ, th­êng ng­êi ta sö dông nguyªn lý h·m b¶o vÖ. R¬ le so lÖch cã h·m so s¸nh hai dßng ®iÖn, dßng lµm viÖc (ILV) vµ dßng h·m (IH). R¬ le sÏ t¸c ®éng khi ILV>IH. Trong tr­êng hîp ng¾n m¹ch ngoµi vµ chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng, dßng ®iÖn lµm viÖc sÏ bÐ h¬n nhiÒu so víi dßng ®iÖn h·m ILV < IH b¶o vÖ kh«ng t¸c ®éng. ILV = ISL » 0 IH = IT1 + IT2. Khi ng¾n m¹ch t¹i N2 trong ph¹m vi b¶o vÖ lóc ®ã. ILV = ISL = IT1 + IT2. IH = IT1 - IT2. Nh­ vËy ILV > IH b¶o vÖ t¸c ®éng. a2 a1 KH1 KH2 Tga = IH ILVmin ILV>> ILV H×nh 3.5.2b: §Æc tÝnh lµm viÖc so lÖch cã h·m Vïng t¸c ®éng Vïng h·m Vïng h·m bæ xung §èi víi m¸y biÕn ¸p c¸c thµnh phÇn sãng hµi bËc cao (bËc 2 bËc 5) ®­îc t¸ch ra ®Ó t¨ng c­êng h·m nh»m tr¸nh t¸c ®éng nhÇm cña b¶o vÖ khi ®ãng c¾t m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i, m¸y biÕn ¸p bÞ kÝch thÝch hoÆc ng¾n m¹ch ngoµi. Do dßng ®iÖn tõ ho¸ xung kÝch, xuÊt hiÖn khi c¾t m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i chøa mét ph©n l­îng rÊt lín hµi bËc cao (bËc 2) vµ cã thÓ ®¹t ®Õn trÞ sè cùc ®¹i kho¶ng 20% ¸ 30% trÞ sè dßng sù cè. Cßn khi m¸y biÕn ¸p qu¸ kÝch thÝch th× thµnh phÇn hµi bËc 5 t¨ng lªn ®ét ngét. d. Nguyªn lý lµm viÖc cña b¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn c¾t nhanh (50/I>>) vµ cã thêi gian (51/I>). I>> I> t1 I> T2 Qu¸ dßng lµ hiÖn t­îng dßng qua c¸c phÇn tö t¨ng lªn v­ît qu¸ gi¸ trÞ l©u dµi cho phÐp. Qu¸ dßng ®iÖn xuÊt hiÖn khi cã sù cè ng¾n m¹ch hoÆc qu¸ t¶i. Khi lµm viÖc b×nh th­êng dßng qua r¬ le cã gi¸ trÞ nhá h¬n gi¸ trÞ dßng khëi ®éng (IK®) cña r¬le, khi ®ã r¬ le kh«ng lµm viÖc. Khi cã sù cè trong ph¹m vi b¶o vÖ cña r¬le, dßng qua s¬ le t¨ng lªn, nÕu dßng nµy v­ît qu¸ dßng khëi ®éng th× r¬ le sÏ t¸c ®éng. §èi víi r¬le qu¸ dßng ®iÖn c¾t nhanh: Khi dßng ®iÖn Ik®bv qua b¶o vÖ t¨ng ®Õn I > Ik®bv b¶o vÖ t¸c ®éng c¾t m¸y c¾t tøc thêi víi thêi gian t » 0s. §èi víi r¬ le qu¸ dßng ®iÖn cã thêi gian: Khi dßng ®iÖn qua b¶o vÖ (I) t¨ng ®Õn I > Ik®bv th× b¶o vÖ sÏ ho¹t ®éng nh­ng ng­êi ta sÏ khèng chÕ thêi gian ®­a ra tÝn hiÖu ®i c¾t m¸y c¾t. Dßng khëi ®éng cña r¬ le ®­îc chØnh ®Þnh theo biÓu thøc sau: INmin > Ik® = Trong ®ã: ILVmax : Dßng lµm viÖc lín nhÊt cho phÐp ®èi víi phÇn tö ®­îc b¶o vÖ. Kat: HÖ sè an toµn lÊy Kat = 1,1 ¸ 1,2 Km: HÖ sè më m¸y Km = 2 ¸ 5 KV: HÖ sè trë vÒ KV = 0,8 ¸ 0,9 ®èi víi r¬ le c¬, KV = 1 ®èi víi r¬ le tÜnh. INmin: Dßng ng¾n m¹ch cùc tiÓu ®i qua b¶o vÖ ®¶m b¶o cho b¶o vÖ t¸c ®éng ®­îc. d. Nguyªn lý lµm viÖc cña v¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn thø tù kh«ng ®¹t ë trung tÝnh m¸y biÕn ¸p. B¶o vÖ nµy dïng ®Ó chèng c¸c d¹ng ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt phÝa 110kV (H.3.4.2) Trong chÕ ®é b×nh th­êng, nÕu hÖ thèng cã 3 pha hoµn toµn ®èi xøng vµ kh«ng cã thµnh phÇn hµi bËc cao th× dßng ®iÖn ®i qua BI0 lµ b»ng kh«ng. Tuy nhiªn ®iÒu nµy kh«ng thÓ thùc hiÖn ®­îc nªn qua BI0 lu«n cã dßng ®iÖn kh«ng c©n b»ng (IKcb) ch¹y qua. Do ®ã ph¶i chØnh ®Þnh r¬le cã dßng khëi ®éng IK® > IKcb. Trong chÕ ®é sù cè ch¹m ®Êt lóc ®ã dßng thø tù kh«ng ®i qua b¶o vÖ sÏ t¨ng lªn. NÕu IOSC ³ IK® th× b¶o vÖ sÏ t¸c ®éng. I0 > BI0 35KV 10KV 110KV H×nh 3.4.2 e. B¶o vÖ qu¸ t¶i r¬le nhiÖt (49/q0) B¶o vÖ lo¹i nµy ph¶n ¶nh møc t¨ng nhiÖt ®é ë nh÷ng ®iÓm kiÓm tra kh¸c nhau trong m¸y biÕn ¸p vµ tuú theo møc t¨ng nhiÖt ®é mµ cã nhiÒu cÊp t¸c ®éng kh¸c nhau. CÊp 1: C¶nh b¸o khëi ®éng c¸c møc lµm m¸t, t¨ng tèc ®é tuÇn hoµn cña kh«ng khÝ hoÆc dÇu, gi¶m t¶i m¸y biÕn ¸p. CÊp 2: Sau khi cÊp 1 t¸c ®éng kh«ng mang l¹i hiÖu qu¶ vµ nhiÖt ®é cña m¸y biÕn ¸p vÉn v­ît qu¸ giíi h¹n cho phÐp vµ kÐo dµi qu¸ thêi gian qui ®Þnh th× m¸y biÕn ¸p sÏ ®­îc c¾t ra khái hÖ thèng. Ch­¬ng IV Giíi thiÖu tÝnh n¨ng vµ th«ng sè c¸c r¬le ®­îc sö dông Nh÷ng thµnh tùu ®¹t ®­îc trong lÞch sö ph¸t triÓn ngµnh c«ng nghiÖp ®iÖn lùc, ®Æc biÖt lµ trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, cho phÐp thiÕt kÕ vµ x©y dùng c¸c hÖ thèng ®iÖn lín, gåm c¸c m¸y ph¸t ®iÖn, m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt lín, c¸c ®­êng d©y t¶i ®iÖn cao ¸p vµ siªu cao ¸p, víi c¸c hÖ thèng b¶o vÖ dïng thiÕt bÞ kü thuËt sè víi nh÷ng ­u viÖt rÊt lín. . TÝch hîp ®­îc nhiÒu chøc n¨ng vµo mét hé b¶o vÖ nªn kÝch th­íc gän gµng. . §é tin cËy vµ ®é s½n sµng cao nhê gi¶m ®­îc yªu cÇu b¶o tr× c¸c chi tiÕt c¬ khÝ vµ tr¹ng th¸i cu¶ r¬le lu«n ®­îc kiÓm tra th­êng xuyªn. . §é chÝnh x¸c cao. . C«ng suÊt tiªu thô bÐ » 0,1 VA. . Ngoµi chøc n¨ng b¶o vÖ cßn cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu chøc n¨ng kh¸c: §o l­êng, hiÓn thÞ, ghi chÐp c¸c th«ng sè trong hÖ thèng. . DÔ dµng liªn kÕt víi c¸c thiÕt bÞ kh¸c vµ víi m¹ng th«ng tin ®o l­êng, ®iÒu khiÓn toµn hÖ thèng ®iÖn. §1: B¶o vÖ m¸y biÕn ¸p §Ó b¶o vÖ cho m¸y biÕn ¸p ë ®©y ta chän lo¹i r¬le 7UT513 (Siemens) lµm b¶o vÖ chÝnh cho m¸y biÕn ¸p; lo¹i SIPROTEC 7SJ600 (Siemens) lµm b¶o vÖ phô vµ lµm b¶o vÖ dù phßng. 1. B¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p (87T/DI). R¬le 7UT513 lµ lo¹i r¬ le sè dïng b¶o vÖ cho m¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y. 7UT513 t¸c ®éng nhanh vµ chän läc, chèng l¹i c¸c d¹ng ng¾n m¹ch x¶y ra trong ph¹m vi b¶o vÖ. Ngoµi b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y, r¬le cßn ®­îc sö dông ®Ó b¶o vÖ c¸c ®iÓm ph©n nh¸nh cã 3 nh¸nh hoÆc phÇn tö cã 3 ®Çu vµo. R¬le còng ®­îc sö dông ®Ó b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ cho m¸y biÕn ¸p, kh¸ng ®iÖn vµ m¸y ®iÖn cã ®iÓm trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp. R¬le cã bé phËn b¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian vµ bé phËn qu¸ t¶i nhiÖt, cã thÓ b¶o vÖ qu¸ dßng vµ qu¸ t¶i cho c¸c cuén d©y. 1.1. Mét sè tÝnh n¨ng ho¹t ®éng cña R¬le. - §Æc tÝnh lµm viÖc æn ®Þnh. - æn ®Þnh víi dßng ®ét biÕn chøa sãng hµi bËc 2. - æn ®Þnh víi dßng kh«ng c©n b»ng tho¸ng qua hoÆc l©u dµi. - Lµm viÖc tin cËy víi thµnh phÇn 1 chiÒu vµ sù b·o hoµ cña m¸y biÕn dßng (BI). - Cã ®é æn ®Þnh cao ®èi víi c¸c møc ®é b·o hoµ kh¸c nhau cña BI. - Tèc ®é t¸c ®éng nhanh ®èi víi dßng sù cè lín. - Cã thÓ t¨ng ®é nh¹y ®èi víi sù cè ch¹m ®Êt b»ng c¸ch hiÖu chØnh dßng thø tù kh«ng. - ThÝch øng víi c¸c tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p. - ThÝch øng víi c¸c tû sè biÕn ®æi cña BI víi sù kh¸c nhau cña dßng danh ®Þnh. 1.2. C¸c th«ng sè kü thuËt vµ ph¹m vi chØnh ®Þnh. 1.2.1. C¸c th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n cña R¬le. M¹ch ®o l­êng. Dßng danh ®Þnh (IN): 1A hoÆc 5A TÇn sè danh ®Þnh: 50 Hz. C«ng suÊt tiªu thô: 0,1 VA/pha. t­¬ng øng víi Id® = 1A 0,1 VA/pha t­¬ng øng víi Id® = 5A. Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i nhiÖt: 100 Id® trong thêi gian £ 1s 20 Id® trong thêi gian £ 10s 4 Id® trong thêi gian l©u dµi. Qu¸ t¶i xung: 250 I®m trong nöa chu kú. §iÖn ¸p nguån thao t¸c (®iÖn ¸p lµm viÖc cña r¬le) nguån mét chiÒu qua bé chØnh l­u: 24V ¸ 250V DC. §iÖn ¸p danh ®Þnh (VDC) 24/48 60/110/125 220/250 Ph¹m vi thay ®æi cho phÐp 19/56 48/144 176/288 C«ng suÊt tiªu thô: 13 - 22W. Thêi gian phôc håi ®iÖn ¸p khi sù cè m¹ch 1 chiÒu lín h¬n hoÆc b»ng 50S ë U®m ³ 110 VDC. TiÕp ®iÓm t¸c ®éng: Sè r¬le t¸c ®éng: 5 Sè tiÕp ®iÓm trªn mét r¬le: 2 th­êng më (NO) Dung l­îng ®ãng: 100W/VA. Dung l­îng c¾t: 30W/VA §iÖn ¸p t¸c ®éng: 250 V Dßng cho phÐp: 30 A trong 50s. TiÕp ®iÓm b¸o tÝn hiÖu: Sè r¬le tÝn hiÖu: 11 Sè tiÕp ®iÓm trªn mét r¬le: 1 chuyÓn tiÕp (CO) hoÆc 1 th­êng më (NO) Dung l­îng ®ãng, c¾t: 20W/VA. Dßng cho phÐp: 1 A. §Çu vµo nhÞ ph©n. Sè ®Çu vµo: 5 §iÖn ¸p lµm viÖc: 24 - 250 VDC. Dßng ®iÖn tiªu thô: 2,5mA. 1.2.2. Ph¹m vi chØnh ®Þnh ®èi víi chøc n¨ng b¶o vÖ so lÖch MBA. . CÊp 1: ISL >; 0,15 Id ®B ¸2Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,01 Id®B. . CÊp 2: ISL >>; 0,5 Id®B ¸20Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B. Trong ®ã: Id®B lµ dßng danh ®Þnh cña m¸y biÕn ¸p. . Tû lÖ dßng ®ét biÕn (Chøa sãng hµi bËc 2); 10% ¸ 80% b­íc chØnh ®Þnh 1%. . Tû lÖ sãng hµi bËc cao (bËc 3, 4, 5): 10% ¸ 80% b­íc chØnh ®Þnh 1%. . Thêi gian chØnh ®Þnh: 0,00S ¸ 60,00s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . Thêi gian ph¶n ­ng cña r¬le: 18ms ¸ 35ms. 1.3. Ph­¬ng thøc ho¹t ®éng. a. Sù phèi hîp c¸c gi¸ trÞ ®o. C¸c dßng ®iÖn ®­îc cÊp ®Õn bé b¶o vÖ theo tõng pha qua c¸c m¸y biÕn dßng trung gian. C¸c cæng vµo ®­îc c¸ch ®iÖn víi nhau vµ c¸ch ®iÖn ®èi víi m¹ch ®iÖn. §iÒu nµy cho phÐp thùc hiÖn ®iÓm trung tÝch ngoµi bé b¶o vÖ hoÆc thªm vµo thiÕt bÞ t¹o trung tÝnh trong m¹ch dßng. Sù phèi hîp tû sè m¸y biÕn ¸p lùc, m¸y biÕn dßng vµ sù lÖch pha do tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p cÇn b¶o vÖ, ®­îc thùc hiÖn mét c¸ch hoµn toµn to¸n häc. Th«ng th­êng kh«ng ph¶i dïng c¸c m¸y biÕn dßng phèi hîp. C¸c dßng ®iÖn vµo ®­îc biÕn ®æi tû lÖ víi dßng ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p lùc. §iÒu nµy ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch khai b¸o d÷ liÖu ®Þnh møc m¸y biÕn ¸p lùc nh­ lµ: Dßng ®iÖn ®Þnh møc c«ng suÊt ®Þnh møc trong khi chØnh ®Þnh b¶o vÖ. Khi tæ ®Êu d©y ®· ®­îc khai b¸o, thiÕt bÞ b¶o vÖ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn viÖc so s¸nh dßng ®iÖn theo c«ng thøc ®· ®Þnh tr­íc. Dßng ®iÖn ®­îc biÕn ®æi b»ng c¸c ma trËn, víi c¸c h»ng sè ®­îc lËp tr×nh m« pháng c¸c dßng so lÖch trong c¸c cuén d©y cña m¸y biÕn ¸p. C¸c nhãm vÐc t¬ ®Òu cã thÓ ®­îc khai b¸o (kÓ c¶ ®æi pha). Ngoµi ra dßng ch¹m ®Êt cã thÓ ®­îc lo¹i trõ. Bëi vËy, c¸c dßng sù cè ®i qua m¸y biÕn ¸p khi cã sù cè ch¹m ®Êt trong l­íi ®iÖn ®­îc v« hiÖu ho¸. b. §¸nh gi¸ c¸c ®¹i l­îng ®o. Sau khi dßng ch¹m ®Êt (dßng thø tù kh«ng) ®­îc lo¹i trõ r¬le tÝch tû sè biÕn dßng, nhãm vÐc t¬, c¸c gi¸ trÞ dßng ®iÖn so lÖch (DIFF) vµ c¸c gi¸ trÞ dßng ®iÖn h·m (STAB) c¸c gi¸ trÞ tøc thêi cña dßng s¬ cÊp (i1), thø cÊp (i2) cÊp thø 3 (i3) cña c¸c pha A, B, C cña m¸y biÕn ¸p theo c¸c mèi t­¬ng quan sau: DIFF = ISL = STAB = IH = So s¸nh c¸c gi¸ trÞ DIFF vµ STAB víi ®Æc tÝnh c¾t, ®Æc tÝnh nµy ph©n chia vïng t¸c ®éng vµ vïng kh«ng t¸c ®éng. C¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc chÝnh cña b¶o vÖ. §iÒu kiÖn 1: LiÖc b×nh th­êng hoÆc ng¾n m¹ch ngoµi ph¹m vi b¶o vÖ: Trong tr­êng hîp nµy dßng I1 vµ I2 cã cïng ®é lín vµ ng­îc chiÒu nhau: I1=-I2. ISL = = 0 IH = = 2 I1. Khi ®ã kh«ng cã tÝn hiÖu t¸c ®éng (ISL = 0), dßng ®iÖn b»ng hai lÇn dßng ng¾n m¹ch ®i qua (IH = 2I1). §iÒu kiÖn 2: Ng¾n m¹ch trong ph¹m vi b¶o vÖ (phÇn tö cã sè ®Çu vµo vµ ra lín h¬n hoÆc b»ng 2) khi 2 nguån cung cÊp tõ hai phÝa lóc ®ã I3 = 0, dßng I1 vµ I2 cïng chiÒu. ISL = IH = Dßng so lÖch vµ h·m b»ng tæng c¸c dßng sù cè. §iÒu kiÖn 3: Ng¾n m¹ch trong ph¹m vi b¶o vÖ, nguån cung cÊp tõ mét phÝa. Tr­êng hîp nµy I2 = 0. ISL = = I1 ; IH = = I1. Dßng so lÖch (IDIFF) vµ dßng h·m (ISTAB) b»ng nhau vµ b»ng dßng sù cè mét phÝa. Nh­ vËy ®èi víi c¸c sù cè trong ph¹m vi b¶o vÖ cña r¬le cã ISL = IH vµ ®Æc tÝnh sù cè lµ ®øng th¼ng cã ®é dèc b»ng 1 (H×nh 4.1) Vïng (h·m bæ xung) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vïng h·m Vïng t¸c ®éng §Æc tÝnh sù cè Gi¸ trÞ ®Æt I/IN IH Id®B ISL Id®B 7 6 5 4 3 2 1 0 a b c d IBASA H×nh 4.1: §Æc tÝnh khëi ®éng cña b¶o vÖ cïng c¸c gi¸ trÞ chØnh ®Þnh §o¹n ®Æc tÝnh (a), biÓu diÔn ng­ìng nh¹y cña r¬le khi xÐt ®Õn dßng kh«ng c©n b»ng cè ®Þnh qua r¬le trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng. §o¹n ®Æc tÝnh (b), xÐt ®Õn dßng kh«ng c©n b»ng do sai sè cña BI sinh ra, sù kh¸c nhau cña tû sè biÕn dßng, sù thay ®æi ®Çu ph©n ¸p cña m¸y biÕn ¸p. §o¹n nµy biÓu diÔn møc h·m cao h¬n. §o¹n ®Æc tÝnh (c), biÓu diÔn møc h·m cao h¬n nh»m ®¶m b¶o cho r¬le lµm viÖc tin cËy trong ®iÒu kiÖn dßng kh«ng c©n b»ng lín. §o¹n ®Æc tÝnh (d) biÓu diÔn ng­ìng t¸c ®éng c¾t nhanh cña b¶o vÖ. Khi dßng so lÖch ®¹t ®Õn trÞ sè cña ng­ìng nµy, b¶o vÖ sÏ t¸c ®éng c¾t nhanh mµ kh«ng quan t©m ®Õn dßng h·m (IH). c) Chøc n¨ng ph©n tÝch tÇn sè, h·m h»ng sè sãng hµi bËc cao. Dßng so lÖch cã thÓ suÊt hiÖn kh«ng chØ bëi sù cè trong m¸y biÕn ¸p hoÆc qu¸ kÝch thÝch cña m¸y biÕn ¸p mµ cßn bëi dßng tõ ho¸ xung kÝch khi ®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i, hoÆc m¸y biÕn ¸p qu¸ kÝch thÝch. C¸c tr­êng hîp nµy ®­îc ph¸t hiÖn b»ng c¸ch ph©n tÝch c¸c thµnh phÇn sãng hµi bËc cao chøa trong chóng. Dßng xung kÝch cã thÓ lín gÊp nhiÒu lÇn so víi dßng ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p vµ ®­îc ®Æc tr­ng bëi thµnh phÇn hµi bËc 2 chøa trong nã (gÊp ®«i tÇn sè c«ng nghiÖp) hµi nµy th­êng kh«ng cã trong tr­êng hîp sù cè ng¾n m¹ch. Bªn c¹nh sãng hµi bËc 2 c¸c thµnh phÇn bËc cao kh¸c cïng xuÊt hiÖn. §Æc biÖt lµ thµnh phÇn hµi bËc 5, t¨ng lªn mét c¸ch ®ét ngét khi m¸y biÕn ¸p bÞ qu¸ kÝch thÝch. C¸c bé läc sè ®­îc dïng ®Ó thùc hiÖn ph©n tÝch FURE dßng so lÖch (ISL). Khi l­îng hµi v­ît qu¸ gi¸ trÞ ®Æt r¬le sÏ bÞ h·m. 2.0 1,0 0,5 0,2 0,15 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Adjustable e.g IDIFF>/IN = 0,2 Adjustable e.g 2nd harmonic = 15% I2f/IfN IfN IN TRIP BLOCK 2.0 1,0 0,5 0,2 0,15 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Adjustable e.g IDIFF>/IN = 0,4 Adjustable 5nd harmonic = 40% I5f/IfN IfN IN TRIP BLOCK d. H·m bæ sung. Vïng h·m bæ xung nh»m t¨ng c­êng ®é æn ®Þnh cña r¬le trong tr­êng hîp BI bÞ b·o hoµ m¹nh do ng¾n m¹ch ngoµi. R¬le 7UT513 ®­îc trang bÞ thiÕt bÞ chØ b¸o b·o hoµ thiÕt bÞ nµy sÏ ph¸t hiÖn sù b·o hoµ vµ khëi ®éng h·m bæ sung. Sù b·o hoµ cña BI trong khi ng¾n m¹ch ngoµi ®­îc ph¸t hiÖn bëi dßng h·m lín, dßng h·m nµy nhanh chãng chuyÓn ®iÓm lµm viÖc vµo vïng h·m nµy nhanh chãng chuyÓn ®iÓm lµm viÖc vµo vïng h·m bæ sung. Khi xuÊt hiÖn ng¾n m¹ch trong, ®iÓm lµm viÖc lËp tøc chuyÓn ®Õn ®Æc tÝnh sù cè, thiÕt bÞ chØ b¸o b·o hoµ thùc hiÖn quyÕt ®Þnh nµy chØ trong mét nöa chu kú ®Çu sau khi sù cè xuÊt hiÖn. e. Khëi ®éng c¾t: Khi dßng so lÖch (DIFF) ®¹t tíi 75% gi¸ trÞ ®Æt, b¶o vÖ khëi ®éng. Ch­¬ng tr×nh thùc hiÖn tù kiÓm tra vµ ®o l­êng vËn hµnh ®­îc chuyÓn vÒ chÕ ®é nÒn, toµn bé kh¶ n¨ng tÝnh to¸n ®­îc dïng cho c¸c thuËt to¸n b¶o vÖ. §Ó cã quyÕt ®Þnh ph¸t tÝn hiÖu c¾t cÇn tho¶ m·n c¸c tiªu chuÈn sau: . Dßng DIFF tÇn sè c«ng nghiÖp cÇn v­ît qu¸ gi¸ trÞ ®· ®­îc chØnh ®Þnh. . L­îng hµi bËc 2 vµ hËc 5 kh«ng v­ît qu¸ gi¸ trÞ ®· ®­îc ®Æt. . Tû sè gi÷a dßng so lÖch (DIFF) vµ dßng h·m (STAB) thÓ hiÖn sù cè bªn trong vïng b¶o vÖ. Trong tr­êng hîp ®Æc biÖt, hai tiªu chuÈn n÷a cã thÓ ®­îc chÊp thuËn tr­íc khi tÝn hiÖu c¾t ®­îc ®­a ®Õn r¬le c¾t. QuyÕt ®Þnh c¾t tån t¹i suèt thêi gian trÔ TDIFF (nÕu ®Æt thêi gian trÔ). Kh«ng cã tÝn hiÖu kho¸ ng­êi (B¶o vÖ cã thÓ ®­îc kho¸ qua cæng nhÞ ph©n). NÕu c¶ 5 tiªu chuÈn trªn ®­îc ®¸p øng, c¸c r¬le c¾t sÏ t¸c ®éng. . R¬le sÏ trë vÒ khi trong 2 chu kú khëi ®éng kh«ng nhËn ®­îc tÝn hiÖu dßng so lÖch, tøc lµ gi¸ trÞ so lÖch (DIFF) tôt thÊp qu¸ 50% gi¸ trÞ ®Æt. 1.4. C¸c chøc n¨ng kh¸c. a. B¶o vÖ qu¸ t¶i nhiÖt. Trong tæ hîp r¬le 7UT51 cßn cã bé b¶o vÖ qu¸ t¶i nhiÖt ®Ó b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p khái bÞ thiÖt h¹i g©y bëi qu¸ t¶i. Bé b¶o vÖ tÝnh ®é t¨ng nhiÖt theo m« h×nh nhiÖt cña mét vËt thÓ ®éc lËp (Single - body) theo biÓu thøc: Trong ®ã: q: §é t¨ng nhiÖt ®é tøc thêi t­¬ng øng qua nhiÖt ®é cuèi víi dßng ®iÖn cao nhÊt cho phÐp. t: H»ng sè thêi gian nhiÖt cho viÖc nung nãng cuén d©y m¸y biÕn ¸p. I: Gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng ®iÖn tøc thêi cuén d©y (gi¸ trÞ cùc ®¹i), t­¬ng øng víi dßng cña cuén d©y cã c«ng suÊt cho phÐp lín nhÊt Imax = K.IN. Sù t¨ng nhiÖt ®é ®­îc tÝnh to¸n theo dßng ®iÖn pha. ViÖc tÝnh to¸n còng cã thÓ ®­îc thùc hiÖn theo pha cã tèc ®é t¨ng nhiÖt ®é cao nhÊt, gi¸ trÞ trung b×nh cña ®é t¨ng nhiÖt ®é pha hoÆc pha cã dßng ®iÖn lín nhÊt. Khi nhiÖt ®é t¨ng tíi møc ®Æt ®Çu tiªn, ®Ìn b¸o ®éng c¶nh b¸o s¸ng. b¸o hiÖu ph¶i gi¶m t¶i. NÕu møc t¨ng nhiÖt ®¹t tíi møc ®Æt thø 2, m¸y biÕn ¸p cã thÓ ®­îc c¾t bëi hÖ thèng. R¬le còng cã bé phËn c¶nh b¸o khi qu¸ dßng. . Ph¹m vi chØnh ®Þnh cña chøc n¨ng b¶o vÖ qu¸ t¶i nhiÖt. Ngoµi hÖ sè qu¸ t¶i K, h»ng sè thêi gian 2 vµ nhiÖt ®é b¸o hiÖu qWARN ph¶i ®­îc cµi ®Æt vµo b¶o vÖ. HÖ sè qu¸ t¶i K = 0,1 ¸ 4, b­íc chØnh ®Þnh 0,01. H»ng sè thêi gian t = 1 ¸9,999 phót, b­íc chØnh ®Þnh 0,1 phót. Møc t¨ng nhiÖt ®é b¸o ®éng: 0,1 Id®cd ¸ 4Id®cd, b­íc chØnh ®Þnh 0,01Id®cd (Id®cd: dßng ®iÖn danh ®Þnh cuén d©y). . R¬le cã hai ®Æc tÝnh thêi gian lµm viÖc (H.4.4) tr­íc khi qu¸ t¶i m¸y biÕn ¸p mang t¶i. t = t.Ln Tr­íc khi qu¸ t¶i m¸y biÕn ¸p mang t¶i 90% t¶i ®Þnh møc. t = t.Ln . t phót 1000 20 0.20 0.10 0.05 1 2 10 3 0.50 0.30 2 1 5 2 4 3 6 5 1 I/k.I 5 10 8 10 12 N 100 20 50 500 200 100 30 50 t / phót 20 500 1000 100 200 50 I/k.I 20 0.20 0.10 0.05 1 2 0.50 0.30 1 5 10 3 2 3 2 1 4 5 5 8 6 10 12 10 N t phót t / phót 100 30 50 §Æc tÝnh thêi gian cña b¶o vÖ qu¸ t¶i - cã theo dâi toµn bé dßng phô t¶i (Ban ®Çu kh«ng mang t¶i) §Æc tÝnh thêi gian b¶o vÖ qu¸ t¶i cã theo dâi toµn bé dßng phô t¶i (Ban ®Çu mang 90% t¶i ®Þnh møc) H×nh 4.4. §Æc tÝnh thêi gian b¶o vÖ qu¸ t¶i nhiÖt r¬le 7UT513 b. B¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian. Cã thÓ dïng lµm b¶o vÖ dù phßng cho c¸c cuén d©y m¸y biÕn ¸p víi ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp hoÆc phô thuéc. §Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp cã 2 cÊp t¸c ®éng. CÊp I>: I/Id®B = 0,1 ¸ 30, b­íc chØnh ®Þnh 0,01. Thêi gian t¸c ®éng: 0,00s ¸ 32,0s, b­íc chØnh ®Þnh 0,01s CÊp I>>: I/Id®B = 0,1 ¸ 30, b­íc chØnh ®Þnh 0,01. Thêi gian t¸c ®éng: 0,00s ¸ 32,0s, b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. * §Æc tÝnh thêi gian phô thuéc. Cã ba hä ®­êng cong ®Æc tÝnh phô thuéc (H.4.1.5). Phô thuéc b×nh th­êng (®é dèc b×nh th­êng) t = (s) Phô thuéc rÊt cao (cùc dèc) t = (s) * Ph¹m vi chØnh ®Þnh ®èi víi ®Æc tÝnh phô thuéc. Ip: 0,1 . Id®B ¸ 20.Id®B, b­íc chØnh ®Þnh 0,01 Id®B. TP: 0,5s ¸ 32,0s, b­íc chØnh ®Þnh 0,01s 10 2 0.1 0.05 0.4 0.3 0.2 0.50 1 t[s] 40 30 20 5 4 3 10 100 50 2 4 6 8 8 I/Ip 20 0.5 2 1 4 Tp[s] 32 16 Phô thuéc cao (b) Phô thuéc th­êng (a) 100 30 0.4 0.3 0.2 0.50 0.1 0.05 t[s] 2 2 1 4 40 10 5 4 3 20 50 Tp[s] 0.5 32 6 8 10 I/Ip 20 2 4 8 16 0.2 0.05 0.1 4 0.50 0.3 0.4 3 2 1 50 40 20 30 10 5 4 2 6 8 10 t[s] 100 8 I/Ip 20 4 Tp[s] 32 16 Phô thuéc rÊt cao (c) H×nh 4.5: §Æc tÝnh thêi gian phô thuéc cña r¬le 7UT513 c. B¶o vÖ chèng ®Êt h¹n chÕ (BVCC§HC) Dïng ®Ó b¶o vÖ cuén d©y m¸y biÕn ¸p, m¸y ph¸t ®iÖn, ®éng c¬, kh¸ng ®iÖn cã trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt. §é nh¹y cao víi ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt trong vïng b¶o vÖ. §é æn ®Þnh cao khi x¶y ra ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt trong vïng b¶o vÖ v× dïng ph­¬ng ph¸p æn ®Þnh b»ng c¸ch tÝnh to¸n ®é lín vµ gãc pha cña dßng ng¾n m¹ch. * Giíi h¹n chØnh ®Þnh dßng: 0,05 ¸ 2,00, B­íc chØnh ®Þnh 0,01. * Gãc giíi h¹n: fLIMITS = (I'0, I''0). Trong ®ã: I'0 lµ dßng ®iÖn ®i qua BI ®Æt ë d©y trung tÝnh nèi ®Êt. I''0 lµ dßng ®iÖn ®i qua BI ®Æt ë c¸c ®Çu ra cña d©y cuèn m¸y biÕn ¸p. * HÖ sè h·m dßng ®iÖn kh«ng c©n b»ng (K) K = 10% ¸ 80%; B­íc chØnh ®Þnh 1%. * Thêi gian t¸c ®éng: 0,00S ¸ 60,00s; b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. * Thêi gian trë vÒ: 0,008 ¸ 60,00s; b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. LIMIT Vïng t¸c ®éng - 0.4 F - 0.5 - 0.2 - 0.3 4 - 0.1 0 1 3 2 REF Io' I Vïng khãa. 0.1 0.2 0.3 0.4 I'0/I''0 H×nh 4.1.4a: §Æc tÝnh t¸c ®éng cña b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt phô thuéc vµo tØ sè dßmg ®iÖn: I0"/I0'. Vïng t¸c ®éng LIMIT F 1 3 4 2 3 Io' REF I (Io',Io") Vïng khãa. F H×nh 4.1.4b: §Æc tÝnh t¸c ®éng cña b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt phô thuéc vµo gãc lÖch pha gi÷a I0' , I0''. * Nguyªn lý cña BVCC§HC: 7UT513 I0''= I1 + I2 + I3 I0' I1 I3 I2 H×nh 4.I.4c. B¶o vÖ so s¸nh dßng ®iÖn ®i qua d©y nãi trung tÝnh (I'0) víi tæng dßng ®iÖn TTK ch¹y trong c¸c pha (I''0) * Dßng ®iÖn t¸c ®éng: IREF = ½I'0½ * Dßng ®iÖn h·m ISTAB = K ( ½I'0 - I''0½ + ½I'0 + I''0½) (trong ®ã: K lµ hÖ sè h·m). * Gi¶ thiÕt K = 1, biªn ®é I'0 vµ I''0 b»ng nhau th× ng¾n m¹ch ngoµi hoÆc chÕ ®é b×nh th­êng IREF = ½I'0½ ; ISTAB = 2. ½I'0½ B¶o vÖ hÖ kho¸: Khi ng¾n m¹ch trong vïng b¶o vÖ: IREF = ½I'0½ ; ISTAB = 0 hoÆc -2 ½I'0½ b¶o vÖ sÏ t¸c ®éng. * Trªn ®©y ta xÐt tr­êng hîp coi nh­ I'0 vµ I''0 lµ cïng pha nÕu ng¾n m¹ch trong vïng b¶o vÖ hoÆc ng­îc pha nÕu ng¾n m¹ch ngoµi vïng b¶o vÖ. * Thùc tÕ do sai sè cña BI nªn ph¶i xÐt ®Õn gãc f (I''0, I'0). §Æc tÝnh t¸c ®éng cña b¶o vÖ nh­ h×nh vÏ (h×nh 4.1.4.b). §2. B¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian (I > /51) §Ó b¶o vÖ qu¸ dßng cho m¸y biÕn ¸p ë c¸c phÝa dïng lo¹i r¬le SIPROTEC 7SJ600 (Siemens) r¬le ®­îc ®Æt ë c¶ ba phÝa cña m¸y biÕn ¸p ®Ó b¶o vÖ qu¸ dßng, qu¸ t¶i, ®Æt ë d©y nèi ®Êt trung tÝnh m¸y biÕn ¸p ®Ó b¶o vÖ qu¸ I0. SIPROTEC 7SJ600 lµ lo¹i r¬le sè cã ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp vµ ®Æc tÝnh phô thuéc. R¬le ®­îc sö dông ®Ó b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p, ®­êng d©y bªn kh«ng, ®­êng d©y c¸p, ®éng c¬. Bªn c¹nh b¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn r¬le 7SJ600 cßn b¶o vÖ qu¸ t¶i nhiÖt, b¶o vÖ qu¸ t¶i kh«ng ®èi xøng vµ kiÓm tra thêi gian më m¸y ®éng c¬. R¬le cã kh¶ n¨ng l­u tr÷ th«ng tin tøc thêi cña c¸c sù cè x¶y ra trong m¹ng, phôc vô cho viÖc ph©n tÝch c¸c sù cè tiÕp theo. Dßng sù cè ®­îc ph¸t hiÖn trong tõng pha riªng biÖt, dßng qua ®Êt ®­îc t×nh to¸n tõ dßng c¸c pha. R¬le lµm viÖc tin cËy ®èi víi thµnh phÇn mét chiÒu, dßng tõ ho¸ ®ét biÕn, dßng ®iÖn n¹p vµ tÇn sè cao trong dßng ®o l­êng. R¬le cã bèn hä ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc theo tiªu chuÈn IEC vµ t¸m hä ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc theo tiªu chuÈn ANSI/TEEE. 2.1. Th«ng sè kü thuËt chÝnh. Dßng danh ®Þnh: 1A hoÆc 5A. TÇn sè danh ®Þnh: 50Hz C«ng suÊt tiªuthô: §èi víi dßng 1A, < 0,1 VA. Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i: Qu¸ t¶i nhiÖt 100Id® trong thêi gian £ 1s 30 Id® Id® trong thêi gian £ 10s 4 Id® trong thêi gian l©u dµi Qóa t¶i xung: 250. Id® trong thêi gian mét nöa chu kú. 2.2. §Æc tÝnh lµm viÖc cña r¬le vµ ph¹m vi chØnh ®Þnh. a. Bèn hä ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc theo tiªu chuÈn IEC. §Æc tÝnh thêi gian lµm viÖc: Phô thuéc b×nh th­êng: t = .Tp (s) Phô thuéc cao: t .Tp (s) Phô thuéc rÊt cao. t = Dïng cho ch¹m ®Êt kÐo dµi: t = Trong ®ã: t: Thêi gian t¸c ®éng c¾t. TP: Thêi gian trÔ chØnh ®Þnh. I: Dßng sù cè. IP: Gi¸ trÞ dßng khëi ®éng. Trong tr­êng hîp sù cè ch¹m ®Êt, thay IP b»ng IEP vµo c¸c ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh trªn khi sö dông r¬le vµo lµm b¶o vÖ ch¹m ®Êt. (IE - dßng qua ®Êt). Víi mçi ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc cßn cã thªm cÊp t¸c ®éng thø hai tøc thêi hoÆc cã ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp vµ cÊp thø ba t¸c ®éng tøc thêi. 10 2 0.1 0.05 0.4 0.3 0.2 0.50 1 t[s] 40 30 20 5 4 3 10 100 50 2 4 6 8 8 I/Ip 20 0.5 2 1 4 Tp[s] 32 16 Phô thuéc cao (b) Phô thuéc th­êng (a) 100 30 0.4 0.3 0.2 0.50 0.1 0.05 t[s] 2 2 1 4 40 10 5 4 3 20 50 Tp[s] 0.5 32 6 8 10 I/Ip 20 2 4 8 16 0.2 0.05 0.1 4 0.50 0.3 0.4 3 2 1 50 40 20 30 10 5 4 2 6 8 10 t[s] 100 8 I/Ip 20 4 Tp[s] 32 16 Phô thuéc rÊt cao (c) 1000 300 4 3 2 5 1 0.05 t[s] 20 2 10 4 400 100 50 40 30 200 500 Tp[s] 0.1 32 6 8 10 I/Ip 20 0.2 0.4 0.8 16 0.05 Dïng cho ch¹m kÐo dµi H×nh 4.5: §Æc tÝnh thêi gian phô thuéc cña r¬le 7SJ600 Ph¹m vi chØnh ®Þnh. - CÊp t¸c ®éng v¬i thêi gian phô thuéc: Ipk®: 0,1. Id®B - 4Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1. I®®B. IEpk®: 0,1 . Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1. Id®B. Thêi gian trÔ chØnh ®Þnh TP: 0,05s - 3,20s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. - CÊp t¸c ®éng tøc thêi hoÆc theo ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp. Ipk®: 0,1 Id®B - 25,0 . Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B IEpk®: 0,1 Id®B - 25,0 . Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B Thêi gian trÔ chØnh ®Þnh TP: 0,00s - 60,00s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. - CÊp t¸c ®éng tøc thêi : Ik®: 0,3 Id®B - 12,5 Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B . §Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp. R¬ le 7SJ600 cã 3 cÊp t¸c ®éng theo ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc. CÊp 1: Ik®. 0,1 Id®B ¸ 25. Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B . IEk®. 0,1 Id®B ¸ 25. Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B . CÊp 2: Ik®. 0,1 Id®B - 25. Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B . IEk®. 0,1 Id®B - 25. Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B . CÊp 3: T¸c ®éng nhanh tøc thêi. Ik®: 0,3 Id®B - 12,5. Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1 Id®B . Thêi gian trÔ chØnh ®Þnh cho cÊp 1 vµ cÊp 2 trong kho¶ng 0,00s ¸ 60,00s, thêi gian ph¶n øng cña r¬le tõ 20s ®Õn 35s. 3. B¶o vÖ qu¸ t¶i. R¬le 7SJ600 ngoµi c¸c chøc n¨ng trªn cßn cã chøc n¨ng b¶o vÖ qu¸ t¶i. Cã hai ph­¬ng thøc b¶o vÖ qu¸ t¶i. - B¶o vÖ cã theo dâi toµn bé dßng phô t¶i (Overload protection with total memory). - B¶o vÖ kh«ng theo dâi toµn bé dßng phô t¶i (Overload protection without memory). a. Ph­¬ng thøc b¶o vÖ cã theo dâi toµn bé dßng phô t¶i. Theo ph­¬ng ph¸p nµy b¶o vÖ sÏ theo dâi toµn bé dßng phô t¶i, ngay c¶ khi hiÖn t­îng qu¸ t¶i kh«ng s¶y ra. B¶o vÖ x¸c ®Þnh ®é t¨ng nhiÖt ®é theo m« h×nh cña mét vËt thÓ ®éc lËp, theo ph­¬ng tr×nh. Trong ®ã: q: §é t¨ng nhiÖt ®é tøc thêi cã liªn quan tíi nhiÖt ®é cuèi cïng ­ng víi dßng ®iÖn cùc ®¹i. t: H»ng sè thêi gian nhiÖt cho viÖc nung nãng cuén d©y. I: Dßng ®iÖn tøc thêi cña cuén d©y t­¬ng øng víi dßng cao nhÊt trong c¸c cuén. Khi nhiÖt ®é t¨ng ®Õn ng­ìng ®Çu tiªn, tÝn hiÖu b¸o ®éng sÏ ®­îc göi ®i, nh»m b¸o ®éng gi¶m t¶i. NÕu nhiÖt ®é ®¹t tíi ng­ìng nhiÖt ®é c¾t, thiÕt bÞ ®­îc b¶o vÖ sÏ ®­îc c¾t ra khái l­íi. §é t¨ng nhiÖt ®é ®­îc tÝnh cho tõng pha riªng biÖt. NhiÖt ®é lín nhÊt cña mét trong ba pha sÏ quyÕt ®Þnh ng­ìng t¸c ®éng. Khi nhiÖt ®é ®¹t tíi ng­ìng c¶nh b¸o, b¶o vÖ sÏ ®Õm thêi gian "chê ®îi" cho tíi khi t¸c ®éng, theo c«ng thøc: t = t.ln Sau khi ®· t¸c ®éng c¾t, thêi gian trë vÒ ®­îc ®Õm vµ b¸o hiÖu cho tíi khi nhiÖt ®é h¹ xuèng d­íi møc c¶nh b¸o. - Ph¹m vi chØnh ®Þnh: HÖ sè qu¸ t¶i K: 0,4 ¸ 2,00 b­íc chØnh ®Þnh 0,01. H»ng sè thêi gian t: 1,0 ¸ 999,9 phót chØnh ®Þnh 0,1 phót. Møc nhiÖt ®é c¶nh b¸o: 50% ¸ 90% nhiÖt ®é t¸c ®éng c¾t, b­íc chØnh ®Þnh 1%. §Æc tÝnh thêi gian t¸c ®éng. t = t.ln Trong ®ã: t: Thêi gian t¸c ®éng t: H»ng sè thêi gian. I: Dßng phô t¶i. Ipre: dßng phô t¶i qu¸ khø. k: HÖ sè qu¸ t¶i. b. Ph­¬ng thøc b¶o vÖ kh«ng theo dâi toµn bé dßng phô t¶i. Theo ph­¬ng thøc nµy b¶o vÖ chØ x¸c ®Þnh dßng ®iÖn phô t¶i khi hiÖn t­îng qu¸ t¶i x¶y ra. Khi dßng ®iÖn ë mét trong c¸c pha t¨ng lªn ®Õn trÞ sè giíi h¹n (1,1I1) b¶o vÖ khëi ®éng vµ bé ®Õm thêi gian b¾t ®Çu ho¹t ®éng. Khi thêi gian "chê ®îi" kÕt thóc, tÝn hiÖu c¾t sÏ ®­îc göi ®i. §Æc tÝnh t¸c ®éng: t = .t1 ®èi víi I > 1,1.I1. t: Thêi gian t¸c ®éng I: Dßng phô t¶i. I1: Gi¸ trÞ ng­ìng khëi ®éng. t1: Thêi gian trÔ chØnh ®Þnh. Ph¹m vi chØnh ®Þnh. I1: Tõ 0,4 . Id®B - 4.0 Id®B , B­íc chØnh ®Þnh 0,1. Id®B t1: Tõ 1,0s ¸ 120s ; b­íc chØnh ®Þnh 0,1s. t phót 1000 20 0.20 0.10 0.05 1 2 10 3 0.50 0.30 2 1 5 2 4 3 6 5 1 I/k.I 5 10 8 10 12 N 100 20 50 500 200 100 30 50 t / phót 20 500 1000 100 200 50 I/k.I 20 0.20 0.10 0.05 1 2 0.50 0.30 1 5 10 3 2 3 2 1 4 5 5 8 6 10 12 10 N t phót t / phót 100 30 50 §Æc tÝnh thêi gian cña b¶o vÖ qu¸ t¶i - cã theo dâi toµn bé dßng phô t¶i (Ban ®Çu kh«ng mang t¶i) §Æc tÝnh thêi gian b¶o vÖ qu¸ t¶i cã theo dâi toµn bé dßng phô t¶i (Ban ®Çu mang 90% t¶i ®Þnh møc) H×nh 4.6: §Æc tÝnh thêi gian b¶o vÖ qu¸ t¶i cña r¬le 7SJ600 4. Chøc n¨ng tù ®éng ®ãng l¹i (T§L) a. Ph¹m vi chØnh ®Þnh: . Sè lÇn T§L cã thÓ 1 ®Õn 9 . Lo¹i T§L: T§L 3 pha. . Thêi gian T§L (tT§L) ®èi víi lÇn T§L thø nhÊt 0,05s - 1800s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . tT§L §èi víi lÇn thø 2: 0,05s - 1800s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . tT§L §èi víi lÇn thø 3: 0,05s - 1800s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . tT§L §èi víi lÇn thø 4 vµ lÇn kh¸c: 0,05s - 1800s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . Thêi gian trë vÒ sau khi T§L thµnh c«ng 0,05s - 320,0s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . Thêi gian kho¸ sau khi T§L thµnh c«ng: 0,05s - 320s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . Thêi gian trë vÒ sau khi ®ãng l¹i b»ng tay 0,05s ¸ 320,0s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. . Thêi gian tån t¹i tÝn hiÖu ®ãng: 0,01s - 60,0s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. b. Nguyªn t¾c lµm viÖc: Sau khi b¶o vÖ qu¸ dßng lo¹i trõ sù cè, T§L ®­îc khëi ®éng, khi thêi gian tT§L kÕt thóc, m¹ch c¾t nhËn ®­îc tÝn hiÖu ®ãng l¹i. . NÕu sù cè ®­îc lo¹i trõ, thêi gian trë vÒ kÕt thóc vµ chøc n¨ng T§L trë vÒ tr¹ng th¸i tÜch. . NÕu sau lÇn T§L thø nhÊt mµ sù cè vÉn ch­a ®­îc lo¹i trõ th× thêi gian trë vÒ sÏ chÊm døt bëi sù t¸i lËp t¸c ®éng, T§L lÇn hai b¾t ®Çu. Cho tíi khi lÇn T§L thø n thµnh c«ng th× sau thêi gian tT§L cña thø n kÕt thóc. . M¹ch c¾t sÏ nhËn ®­îc tÝn hiÖu ®ãng. §ång thêi sù trë vÒ còng b¾t ®Çu. NÕu sau n lÇn T§L cho phÐp mµ sù cè vÉn tån t¹i, b¶o vÖ sÏ ®­a ra tÝn hiÖu cuèi cïng c¾t phÇn tö sù cè ra khái hÖ thèng vµ thêi gian kho¸ b¾t ®Çu. Trong thêi gian nµy c¸c tÝn hiÖu ®ãng l¹i ®Òu bÞ kho¸, T§L kh«ng thµnh c«ng. 5. Chøc n¨ng b¶o vÖ qu¸ dßng thø tù kh«ng. B¶o vÖ qu¸ dßng thø tù kh«ng ®Æt ë d©y nèi ®Êt trung tÝnh cña m¸y biÕn ¸p, chèng ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt. . CÊp cã thêi gian: (51N/I0>) cã thÓ chän ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp hoÆc phô thuéc. Ik® = k0.Id ®BI. Trong ®ã: k0: HÖ sè chØnh ®Þnh dßng ®iÖn khëi ®éng thø tù kh«ng, lÊy k0= 0,4. Id®BI: Dßng ®iÖn danh ®Þnh cña BI ®Æt ë d©y nèi ®Êt trung tÝnh cña m¸y biÕn ¸p. . CÊp c¾t nhanh: (50N/I0>>) Ik® = k0.I®®BI (k0 = 2) Ch­¬ng 5 ChØnh ®Þnh c¸c th«ng sè cña b¶o vÖ vµ kiÓm tra sù lµm viÖc cña b¶o vÖ 5.1. C¸c th«ng sè cÇn thiÕt cho viÖc tÝnh to¸n b¶o vÖ 1. M¸y biÕn ¸p. CÊp ®iÖn ¸p (kV) Th«ng sè 110 (kV) 35 (kV) 10 (kV) C«ng suÊt danh ®Þnh (MVA) 25 25 25 §iÖn ¸p danh ®Þnh (kV) 115 38,5 10,5 Dßng ®iÖn danh ®Þnh (A) 125,5 375 1312 Tæ ®Êu d©y YN (U0) y (U) d (D) -11 Giíi h¹n thay ®æi ®Çu ph©n ¸p (±%) 16 5 0 §iÖn ¸p cùc ®¹i (kV) 133,5 40,42 10,5 §iÖn ¸p cùc tiÓu (kV) 96,6 36,58 10,5 Tû sè biÕn ®æi cña m¸y biÕn dßng: nI = IS/IT 200/5 100/5 3000/5 2. C¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ë ch­¬ng 1 (B¶ng 2.1, 2.2, 2.3, 2.4). 5.2. ChØnh ®Þnh b¶o vÖ so lÖch dïng r¬le 7UT51. 5.2.1. C¸c th«ng sè cÇn chØnh ®Þnh. a. Ng­ìng t¸c ®éng cÊp 1. ISL>. Ng­ìng t¸c ®éng nµy chÝnh lµ ®o¹n a cña ®Æc tÝnh t¸c ®éng (H.4.1), biÓu thÞ dßng khëi ®éng (IDIFF) min cña b¶o vÖ khi xÐt ®Õn dßng kh«ng c©n b»ng (Ikcb) cè ®Þnh qua r¬le trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng. Dßng kh«ng c©n b»ng sinh ra do dßng tõ ho¸ giíi h¹n ®iÒu chØnh ®Çu ph©n ¸p vµ sai sè cña BI. Th­êng chän IDIFF = (0,3 ¸ 0,4) Id ®B. §é dèc cña ®o¹n ®Æc tÝnh b (SLOPE1) §é dèc ®o¹n ®Æc tÝnh nµy ®¶m b¶o cho r¬le lµm viÖc tin cËy trong tr­êng hîp kh«ng c©n b»ng x¶y ra do sai sè cña BI vµ thay ®æi ®Çu ph¶n ¸p cña m¸y biÕn ¸p. §é dèc cña ®Æc tÝnh ®­îc x¸c ®Þnh theo ®é lín gãc a1. Theo nhµ s¶n xuÊt th× tèc ®é dèc (SLOPE1) lµ 0,250 th× cho phÐp thay ®æi ®Çu ph¶n ¸p cña m¸y biÕn ¸p tíi 20%. §é dèc cña ®o¹n ®Æc tÝnh C (SLOPE2). §o¹n ®Æc tÝnh nµy cã møc ®é h·m lín h¬n, nh»m ®¶m b¶o cho r¬le lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn dßng kh«ng c©n b»ng lín, BI bÞ b·o hoµ khi cã ng¾n m¹ch ngoµi. §é dèc cña ®o¹n ®Æc tÝnh ®­îc x¸c ®Þnh theo ®é lín cña gãc a2 (th­êng a1 < a2 £ 500). b. Ng­ìng t¸c ®éng cÊp 2 (ISL>>). Khi dßng so lÖch ®¹t ®Õn ng­ìng nµy (®o¹n ®Æc tÝnh d) th× r¬le t¸c ®éng ngay lËp tøc kh«ng kÓ møc ®é dßng h·m. Ng­ìng nµy th­êng ®­îc chØnh ®Þnh ë møc IDIFF b»ng ) lÇn Idd cña m¸y biÕn ¸p. c. Tû lÖ hµi bËc hai vµ bËc 5 trong dßng so lÖch. Khi tû lÖ hµi bËc hai vµ n¨m ®¹t tíi ng­ìng chØnh ®Þnh tÝn hiÖu c¾t sÏ bÞ kho¸ tr¸nh r¬le khái t¸c ®éng nhÇm. d. Ph¹m vi h·m bæ sung. Vïng h·m bæ sung b¾t ®Çu tõ dßng ®iÖn h·m IH = 7.Id®B. e. Thêi gian trÔ. f. Thêi gian trë vÒ. 5.2.2. Vµo th«ng sè m¸y biÕn ¸p, ®Þa chØ khèi 11. Tõ c¸c th«ng sè danh ®Þnh cña m¸y biÕn ¸p, r¬le sÏ tù tÝnh to¸n ®Ó thÝch øng víi tæ ®Êu d©y vµ dßng danh ®Þnh cña c¸c cuén d©y theo ch­¬ng tr×nh ®· lËp s½n. R¬le yªu cÇu c¸c th«ng sè cña c¸c cuén d©y m¸y biÕn ¸p nh­ sau: - C«ng suÊt danh ®Þnh cña m¸y biÕn ¸p (MVA) - §iÖn ¸p danh ®Þnh cña m¸y biÕn ¸p (kV) - Dßng danh ®Þnh s¬ cÊp cña BI (A) - Sè hiÖu tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p. NÕu m¸y biÕn ¸p cã ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p, thay cho ®iÖn ¸p danh ®Þnh b»ng ®iÖn ¸p (UN). UN = 2. (kV) Trong ®ã: Umax, Umin lµ c¸c gi¸ trÞ ®iÖn ¸p lín nhÊt vµ nhá nhÊt cã thÓ ®¹t ®­îc khi thay ®æi ®Çu ph©n ¸p. T­¬ng øng ta cã: PhÝa 110kV: UN1 = 2. = 112,1 (kV) PhÝa 35kV: UN2 = 2. = 38,4 (kV) PhÝa 10kV; UN3 = 10,5 (kV). Thø tù vµo th«ng sè m¸y biÕn ¸p cho r¬le ®­îc m« t¶ nh­ sau: §Þa chØ; LÖnh vµ sè liÖu. M« t¶. 1100 TRANSFORMER DATA Më khèi "D÷ liÖu MBA". D÷ liÖu cuén 1 (Cuén cao ¸p). 1102 U N WIND 1 112,1 kV §iÖn ¸p danh ®Þnh cña cuén 1; UNI = 112,1 kV 1103 P N WIND 1 25 MVA C«ng suÊt danh ®Þnh cuén 1: SI = 25 MVA 1104 I N C T WIND 1 200 A Dßng s¬ cÊp danh ®Þnh cña BI ®Æt ë cuén 1 : IBId® = 200 A 1105 C T 1 STAR PT TOWARDS TRANSF. §iÓm ®Êu sao cña BI cuén 1 ë phÝa m¸y biÕn ¸p. 1106 I0 HANDLE I0 - ELIMINATION Xö lý dßng I0 cña cuén 1: I0 bÞ lo¹i trõ. 1107 I N C T STP 1 200 A Dßng s¬ cÊp danh ®Þnh cña BI ®Æt ë d©y nèi trung tÝnh: IBI = 200 A 1108 CT1 EAR - PT TOWARDS TRANSF §iÓm nèi ®Êt cña BI trung tÝnh ë phÝa MBA D÷ liÖu cuén 2. 1121 VECTOR G R 2 12 Sè hiÖu tæ ®Êu d©y cuén 2; y (Y) cã sè hiÖu lµ 12. 1122 U N WIND 2 38,4 kV §iÖn ¸p danh ®Þnh cuén 2: UN2 = 38,4 kV 1123 P N WIND 2 25 MVA C«ng suÊt danh ®Þnh cuén 2: S2 = 25 MVA 1124 C T WIND 2 1000 A Dßng s¬ cÊp danh ®Þnh cña BI ®Æt ë cuén 2: IBId® = 1000 A §iÓm ®Êu sao cña BI cuén 2 ë phÝa thanh gãp 1125 C T 2 STAR P T TOWARDS TRANSF. D÷ liÖu cuén 3 1141 VECTOR GR3 11 Sè hiÖu tæ ®Êu d©y cuén 3 (D-11) cã sè hiÖu lµ 11 1142 UN WIND 3 10,5 kV §iÖn ¸p danh ®Þnh cuén 3 UN3 = 10,5 kV. 1143 PN WIND 3 25 MVA C«ng suÊt danh ®Þnh cuén 3 S3 = 25 MVA. 1144 IN CT WIND 3 3000 A Dßng s¬ cÊp danh ®Þnh cña BI cña cuén 3. IBI = 3000 A. 5.2.3. C¸c th«ng sè chØnh ®Þnh b¶o vÖ so lÖch. . Ng­ìng khëi ®éng cã h·m cña dßng ®iÖn so lÖch. IDIFF> ; (IDIFF/Id®B) = 0,30 . Ng­ìng khëi ®éng kh«ng cã h·m cña dßng ®iÖn so lÖch. IDIFF>>; (IDIFF>>/Id®B) = 8,0. . §é dèc cña ®o¹n ®Æc tÝnh b (SLOPE 1). Chän: a1 = 220 (hÖ sè h·m KHb = tga1 = 0,4. SLOPE1 = 0,40. . §iÓm c¬ së cña nh¸nh ®Æc tÝnh C. IBASA = IH/Id®B = 2,5. . §é dèc cña ®o¹n ®Æc tÝnh C (SLOPE 2) a2 = 350 -> HÖ sè h·m KHC = tga2 = 0,70 SLOPE 2 = 0,70 . Tû lÖ hµi bËc hai: 15%. . Tû lÖ hµi bËc n¨m: 30%. . Ng­ìng cho phÐp h·m hµi bËc n¨m cã hiÖu lùc. ISL/Id®B = 1,5. . Ng­ìng cho phÐp h·m hë sung khëi ®éng. IH/Id®B = 7,00. . Ng­ìng thay ®æi hÖ sè h·m thø nhÊt I*H1 = = 0,75 (I*H = ) . Ng­ìng thay ®æi hÖ sè h·m thø 2. I*H2 = = 5,833 I*H3 = = 13,9 I*SL2 = I*H2.SLOPE1 = 5,83 . 0,4 = 2,33 (I*SL = ) 1. Vµo th«ng sè b¶o vÖ so lÖch, khèi ®Þa chØ 16. §Þa chØ; LÖnh vµ sè liÖu M« t¶ 1600 TRANSFORM. DIFF - PROTECTION. Khèi " B¶o vÖ so lÖch MBA" 1601 DIFF PROT ON B¶o vÖ so lÖch : Më. 1603 I - DIFF> 0.30 I/InTr Ng­ìng khëi ®éng cã h·m cña dßng ®iÖn so lÖch: IDIFF> = 0,30. (Id®). 1604 I_ DIFF>> 8.00 I/InTr Ng­ìng khëi ®éng kh«ng cã h·m cña dßng ®iÖn so lÖch: IDIFF>> = 8 . (Id®) 1606 SLOPE1 0.40 §é dèc cña nh¸nh thø hai (b) SLOPE1 = 0,40. SLOPE1 = 0,35. 1607 BASE PT 2 2.50 I/InTr §iÓm c¬ së cña nh¸nh ®Æc tÝnh h·m thø ba (nh¸nh c): IBASE = 2,5. (Id®). 1608 SLOPE2 0.70 §é dèc cña nh¸nh h·m thø ba (nh¸nh c): SLOPE2 = 0,7. 1610 2 nd HARMON ON H·m dßng ®ét biÕn theo thµnh phÇn hµi bËc 2: Më. 1611 2 nd HARMON 15% TØ lÖ hµi bËc hai trong dßng ®iÖn so lÖch mµ r¬ le ph¸t tÝn hiÖu kho¸. 1612 CROOSB 2HM ¥ * 1P Kho¸ chÐo gi÷a c¸c pha lu«n cã hiÖu lùc. 1613 n . HARMON 5 th HARMONIC H·m b»ng hµi bËc 5. 1614 5. HARMON 30 % TØ lÖ hµi bËc 5 trong dßng ®iÖn so lÖch, khi ®ã r¬ le ph¸t tÝn hiÖu kho¸: 30% 1615 CROOSB 5 HM ¥ * 1P Kho¸ chÐo gi÷a c¸c pha lu«n cã hiÖu lùc. 1616 ID IFFmax 5 1,5 I/InT r Chøc n¨ng h·m b»ng hµi bËc 5 chØ cã hiÖu lùc ®Õn ng­ìng cao nhÊt khi ISL= 1,5 (Id®) 1617 T_SAT_BLO 8 * 1P Thêi gian h·m bæ sung khi BI bÞ b·o hoµ lµ 8 chu kú. 1618 SAT _ RESTR 7.00 I/InTr Ng­ìng cho phÐp h·m bæ sung b¾t ®Çu khëi ®éng: IH = 7,00 (Id®). 1625 T - DELAY > 0.00 S Thêi gian trÔ cña cÊp IDIFF> Ti> = 0,0s. 1626 T _ DELAY >> 0.00 S Thêi gian trÔ cña cÊp IDIFF>> Ti>> = 0,0 s. 1627 T _ RESET 0.00 S Thêi gian trë vÒ cña r¬ le. TTV = 0,0.s. ISL>= 0,3 Vïng h·m bæ sung Vïng kho¸ Vïng t¸c ®éng a b c d 7 2 3 4 5 6 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 I*H3 ISL>> = a1 IH* I*SL2 = 2,33 §Æc tÝnh sù cè 8 ISL Id ®B 0 IH Id®B 13 13,9 a2 2,5 0,75 5,833 (I*H2) I*H1 Tõ kÕt qu¶ chØnh ®Þnh ë trªn ta sÏ ®­îc ®Æc tÝnh lµm viÖc cña r¬le nh­ sau: H×nh 5.1. 5.2.4. KiÓm tra ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i cña r¬le. §iÒu kiÖn: Ik® £ 4. ITdd(BI). Ikdd £ 4.5 = 20 (A) Dßng khëi ®éng Ik® = .K.ISL > Trong ®ã: K lµ hÖ sè ¶nh h­ëng cña tæ ®Êu d©y m¸y biÕn ¸p vµ d¹ng ng¾n m¹ch (B¶ng sau). Lo¹i ng¾n m¹ch Cuén cao ¸p Tæ ®Êu d©y ch½n Tæ ®Êu d©y lÎ 3 pha [N(3)] 1 1 1 2 pha [N(2)] 1 1 /2 1 pha cã lo¹i I0 1,5 1,5 1 pha kh«ng lo¹i dßng I0 1 1 Gi¸ trÞ khëi ®éng cña r¬le. Th«ng sè Cuén 110 (kV) Cuén 35(kV) Cuén 10 (kV) 0,627 0,375 0,438 ISL> (A) 1,5 1,5 1,5 Lo¹i ng¾n m¹ch Ik® (A) Ik® (A) Ik® (A) N(3) 0,94 0,563 0,657 N(2) 0,94 0,563 0,657 N(1) lo¹i I0 1,41 0,844 1,138 N(1) kh«ng lo¹i I0 0,94 0,563 1,138 Tõ c¸c kÕt qu¶ trªn cho thÊy ®iÒu kiÖn qu¸ t¶i cña r¬le tho¶ m·n yªu cÇu Ik® < 20 (A). 5.3. KiÓm tra ®é nh¹y vµ ®é an toµn h·m cña r¬le so lÖch. 5.3.1. KiÓm tra ®é nh¹y. R¬le 7UT513 tÝnh to¸n dßng ®iÖn so lÖch vµ dßng h·m theo c«ng thøc: ISL = (5.1) IH = (5.2) Trong ®ã lµ dßng qua BI1, BI2, BI3. NÕu I*H1 < th× hÖ sè h·m lµ: KHb = 0,40 NÕu I*H2 £ th× hÖ sè h·m lµ: KHC = 0,7. . HÖ sè ®é nh¹y: NÕu < I*H2 ; Kn = (5.3) NÕu ³ I*H2 ; Kn = (5.4) a. KiÓm tra ®é nh¹y ë chÕ ®é cùc ®¹i (Víi SNHTmax). Trong chÕ ®é nµy ta kiÓm tra ®é nh¹y ®èi víi dßng ng¾n m¹ch t¹i c¸c ®iÓm N'1, N'2, N'3. 110kV 35kV 10kV N'3 N'1 N'2 BI3 I3 BI2 I2 I1 BI1 87T/DI . XÐt ®iÓm N'3: Theo kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch ë ch­¬ng 2: B¶ng 2.1, ta cã: Dßng ng¾n m¹ch ®i qua b¶o vÖ phÝa 110kV (BI1) lµ: I1 =496,5A Dßng qua b¶o vÖ phÝa 35kV (BI2), 10kV (BI3) I2 = I3 = 0 (A) ë ®©y ta chän cÊp ®iÖn ¸p c¬ së ®Ó tÝnh to¸n lµ phÝa 110kV. ¸p dông c«ng thøc(5-1) vµ (5-2) ISL = 496,5 (A) IH = 496,5 (A) VËy: = 3,96 < I*H3 = 5,833 (Id®B: Dßng ®iÖn danh ®Þnh cña cuén cao (110kV) MBA.) §é nh¹y cña b¶o vÖ: ¸p dông c«ng thøc (5-3). Kn = = 2,5. . KiÓm tra khi ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N'2 còng t­¬ng tù nh­ ®iÓm N'3. . KiÓm tra khi ng¾n m¹ch t¹i N'1: XÐt 2 tr­êng hîp ng¾n m¹ch N(3), N(1). B¶ng 5.3: KÕt qu¶ tÝnh to¸n kiÓm tra ®é nh¹y 7UT513. §iÓm ng¾n m¹ch D¹ng NM Th«ng sè N'1 N'2 N'3 N(3) N(1) N(3) N(3) I1 = I(n)N (A) 1690 1819,4 691,3 496,5 I2 = I(n)N (Qui vÒ cÊp 110kV) (A) 0 0 0 0 I3 = I(n)N (qui vÒ cÊp 110kV) (A) 0 0 0 0 ISL = (A) 1690 1819,4 691,3 496,5 IH = (A) 1690 1819,4 691,3 496,5 IH1 = 0,75 . Id®B (A) 94,2 94,2 94,2 94,2 IH2 = 5,833 . Id®B (A) 732 732 732 732 HÖ sè h·m trong vïng IH < IH2 (KHb) 0,4 0,4 0,4 0,4 HÖ sè h·m trong vïng IH ³ IH2 (KHc) 0,7 0,7 0,7 0,7 ISL/Id®B 13,5 14,5 5,5 3,69 C¾t nhanh kh«ng quan t©m ®Õn h·m khi ISL/Id®B ³ 8 + + §iÓm c¬ së nh¸nh b: B = 2,5.Id®B. 313,75 313,75 313,75 313,75 S = KHb.IH (A) Khi IH < IH2 276,5 198,8 S = KHc (IH - B) (A) khi IH ³ IH2 967,6 1053,9 §é nh¹y: Kn = ISL/S 1,75 1,72 2,5 2,5 b. KiÓm tra ®é nh¹y cña b¶o vÖ ë chÕ ®é hÖ thèng min. Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n t­¬ng tù phÇn cùc ®¹i cña hÖ thèng ta cã kÕt qu¶ ë b¶ng sau: §iÓm ng¾n m¹ch D¹ng NM Th«ng sè N'1 N'2 N'3 N(2) N(1) N(2) N(2) I1 = I(n)N (A) 1232 1629,6 382,8 305,7 I2 = I(n)N (Qui vÒ cÊp 110kV) (A) 0 0 382,8 0 I3 = I(n)N (qui vÒ cÊp 110kV) (A) 0 0 0 305,7 ISL = (A) 1232 1629,6 775,6 611,4 IH = (A) 1232 1629,6 775,6 611,4 IH1 = 0,75 . Id®B (A) 94,2 94,2 94,2 94,2 IH2 = 5,833 . Id®B (A) 732 732 732 732 HÖ sè h·m trong vïng IH < IH2 (KHb) 0,4 0,4 0,4 0,4 HÖ sè h·m trong vïng IH ³ IH2 (KHc) 0,7 0,7 0,7 0,7 ISL/Id®B 9,8 12,9 3,18 2,46 C¾t nhanh kh«ng quan t©m ®Õn h·m khi ISL/Id®B ³ 8 + + §iÓm c¬ së nh¸nh b: B = 2,5.Id®B. 313,75 313,75 313,75 313,75 S = KHb.IH (A) Khi IH < IH2 240,5 S = KHc (IH - B) (A) khi IH ³ IH2 642,5 921,1 310,1 §é nh¹y: Kn = ISL/S 1,92 1,77 2,4 2,5 5.3.2. KiÓm tra ®é an toµn h·m cña r¬le. Theo nguyªn lý cña b¶o vÖ so lÖch th× khi ng¾n m¹ch ngoµi vïng b¶o vÖ th× dßng so lÖch ®o ®­îc sÏ b»ng kh«ng. Tuy nhiªn trªn thùc tÕ b¶o vÖ sÏ ®o ®­îc dßng kh«ng c©n b»ng. ISL = Ikcb = IkcbFi + IkcbDU + IkcbDni Trong ®ã: . IkcbFi lµ dßng kh«ng c©n b»ng do sai sè cña BI. IkcbFi = K®n . Kkck . Fi . INngmax. Víi K®n: HÖ sè kh«ng ®ång nhÊt cña BI: K®n = 1. Kkck: HÖ sè ¶nh h­ëng cña thµnh phÇn kck cña dßng ng¾n m¹ch. Fi: Sai sè lín nhÊt cña BI. INngoµi max: Dßng ng¾n m¹ch ngoµi lín nhÊt. . IkcbDU: Dßng kh«ng c©n b»ng do viÖc thay ®æi ®Çu ph©n ¸p cña MBA. IkcbDU = DU®c. INngmax. DU®c: Lµ ph¹m vi ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p lín nhÊt vÒ mét phÝa cña MBA. . IkcbDni: Dßng kh«ng c©n b»ng sinh ra do viÖc lùa chän tû sè dßng danh ®Þnh cña BI ®Æt ë c¸c phÝa cña m¸y biÕn ¸p kh«ng phï hîp víi tû sè cña m¸y biÕn ¸p. Sai sè nµy ë r¬le 7UT513 tù lo¹i trõ ®­îc. 1) KiÓm tra ®é an toµn h·m cña r¬le. Khi hÖ thèng cung cÊp víi c«ng suÊt cùc ®¹i. Trong tr­êng hîp nµy ta xÐt dßng ng¾n m¹ch lín nhÊt t¹i 2 ®iÓm ng¾n m¹ch N2, N3. §èi víi tr¹m biÕn ¸p thiÕt kÕ b¶o vÖ chØ cã 1 nguån cÊp ®Õn tõ ph¸i 110kV nªn kh«ng cÇn xÐt ®iÓm ng¾n m¹ch ngoµi N1. N3 110kV 35kV 10kV N1 N2 BI3 I3 BI2 I2 I1 BI1 87T/DI . XÐt ng¾n m¹ch 3 pha t¹i N2 phÝa 35 kV. Theo kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch ë ch­¬ng 2 b¶ng 2.1 cã dßng ng¾n m¹ch qua b¶o vÖ 1 vµ 2 khi ng¾n m¹ch t¹i N2 lµ: I2 = 2248,6 (A) I1 = 691,3 (A) Chän cÊp ®iÖn ¸p 110kV lµm c¬ së, qui ®æi dßng qua b¶o vÖ 2 vÒ cÊp 110kV. I2 = = 691,3 (A) ISL = (Fi + DU). I2 Fi = 0,1 (sai sè cña BI ®· biÕt). DU = 9.1,78% = 16,02% = 0,1602 ISL = (0,1 + 0,1602) . 691,3 = 179,8 (A) IH = |I1| + |I2| +|I3| = |I1| + |I2| = 2|I1| = 2. 691,3 = 1382,6 (A) * §é an toµn h·m: KatH NÕu: IH < IH2 th× khi ®ã KH = KHb = 0,4 Trong ®ã: IH2 lµ gi¸ trÞ ®iÖn h·m trÞ ngõng thay ®æi hÖ sè h·m. KatH = NÕu IH > IH2 th× KH = KHC = 0,7. KatH = Ta cã: IH = 1382,6 (A) IH2 = 5,833 . I®mB = 732 (A) IH > IH2. KatH = = 2,42 * XÐt ng¾n m¹ch 3 pha t¹i ®iÓm N3 trªn thanh c¸i 10kV. Theo kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch ë ch­¬ng 2 b¶ng 2.1 cã dßng ng¾n m¹ch qua b¶o vÖ 1 vµ 3 khi ng¾n m¹ch t¹i N3. I1 = 496,5 (A) I3 = 5438,6 (A) Qui ®æi dßng qua b¶o vÖ 3 (I3) vÒ cÊp ®iÖn ¸p c¬ së 110kV. I3 = 5438,6 . = 496,5 (A) ISL = (Fi + DU) . I3 = (0,1 + 0,1602) 496,5 = 129,1 (A) IH = |I1| + |I2| + |I3| = 2 |I1| = 2.496,5 = 993 (A) §é an toµn h·n: KatH IH = 933 (A) ; IH2 = 732 (A) IH > IH2. VËy: KatH = = 1,87. 2) KiÓm tra ®é an toµn h·m cña r¬le khi hÖ thèng cung cÊp ë chÕ ®é cùc tiÓu. TÝnh to¸n t­¬ng tù ë chÕ ®é cùc ®¹i ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau. B¶ng 5.3: §é an toµn h·m cña r¬le 7UT513 ë chÕ ®é cùc tiÓu. §ang ng¾n m¹ch Th«ng sè N(2) N(2) I1 = I(n)N (A) 382,8 305,7 I2 = I(n)N (Qui vÒ cÊp 110kV) (A) 382,8 0 I3 = I(n)N (qui vÒ cÊp 110kV) (A) 0 305,7 ISL = (Fi + DU) Ingoµi min (A) 99,6 79,88 IH = (A) 765,6 611,4 IH2 = 5,833 . Id®B (A) 732 732 §iÓm c¬ së: Bb = 2,5 . IddB 313,75 313,75 P = ISL/KHb khi IH < IH2 - 399,6 P = (ISL/KHC) + Bb khi IH³IH2 456 - KatH = IH/P 1,67 §iÓm ng¾n m¹ch N2 N3 KÕt luËn: Qua kÕt qu¶ kiÓm tra ®é nh¹y vµ ®é an toµn h·m cña r¬le cho thÊy c¸c th«ng sè ®· chØnh ®Þnh ®¶m b¶o cho r¬le lµm viÖc ®¹t yªu cÇu vÒ ®é nh¹y còng nh­ ®é an toµn h·m. 5.4. ChØnh ®Þnh b¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn. B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn ®Æt ë phÝa 110kV cña m¸y biÕn ¸p lµm b¶o vÖ dù phßng cho b¶o vÖ so lÖch. R¬le lµm viÖc víi 2 cÊp t¸c ®éng: . CÊp t¸c ®éng kh«ng cã thêi gian (c¾t nhanh). . CÊp t¸c ®éng thêi gian (c¾t cã thêi gian). 110kV 35kV 10kV BI BI BI I> I>>e I> I> 5.4.1. ChØnh ®Þnh m¸y b¶o vÖ qu¸ dßng ®Æt ë phÝa 110kV. . Sö dông r¬le 7SJ600 víi ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp cña b¶o vÖ. . M¸y biÕn dßng cã ni = IS/IT = 200/5. . Ph¹m vi chØnh ®Þnh cña b¶o vÖ: CÊp 1: 0,1 - 25id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1Id®B. CÊp 2 (C¾t nhanh): 0,3 ¸ 12,5 Id®B b­íc chØnh ®Þnh 0,1Id®B. Thêi gian trÔ cña cÊp 1: TP = 0,00s ¸ 60,00s b­íc chØnh ®Þnh 0,01s. 1) ChØnh ®Þnh: (§Þa chØ khèi 10) a. CÊp 1: C¾t cã thêi gian: . Dßng khëi ®éng. Ik® = Kat. ILVmax. Trong ®ã: Kat: HÖ sè an toµn (lÊy Kat = 1,2) ILVmax: Dßng lµm viÖc cùc ®¹i phÝa 110kV cña m¸y biÕn ¸p cã kÓ ®Õn kh¶ n¨ng qu¸ t¶i 40% dßng lµm viÖc ®Þnh møc m¸y biÕn ¸p. ILVmax = 1,4 . Id®B = 1,4 . 125,5 = 175,7 (A) VËy: Ik® = 1,2 . 175,7 = 210,84 (A) Ik®(T) = 210,84 . 5/200 = 5,271 (A) = 1,0542 ITd®. . Thêi gian t¸c ®éng. CÇn phèi hîp víi thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ qu¸ dßng ®Æt ë phÝa 35kV vµ 10kV víi ®é chªnh Dt = 0,3s. Gi¶ thiÕt ®Æt thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ qu¸ dßng phÝa 35kV vµ 10kV lµ 1,5s. th× thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ phÝa 110kV lµ: t = 1,8 + 0,3 = 2,1s. . KiÓm tra ®é nh¹y: kn = Trong ®ã: INmin lµ dßng ng¾n m¹ch nhá nhÊt ®i qua b¶o vÖ khi x¶y ra ng¾n m¹ch t¹i N'1, N'2 N'3 (h.2.5). Theo kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch t¹i ch­¬ng 2 ta cã: Khi ng¾n m¹ch t¹i phÝa 10kV. Dßng qu¸ b¶o vÖ phÝa 10kV: INmin = 305,7 (A). kn = = 1,45. §èi víi b¶o vÖ dù phßng ®é nh¹y nµy ®¹t yªu cÇu. b. CÊp 2 c¾t nhanh. Ik® = kat . Inmax. Trong ®ã: Inmax lµ dßng ng¾n m¹ch lín nhÊt qua b¶o vÖ phÝa 110kV khi ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N'1, N2, N3. Theo kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch t¹i ch­¬ng 2 ta cã: INmax = 1891,4 (A) VËy Ik® = 1,2 . 1891,4 = 2183,28 (A) Ik®(T) = 2183,28 . = 54,582 (A) = 10,91 ITd®. 5.4.2. ChØnh ®Þnh b¶o vÖ qu¸ dßng phÝa 35kV cña m¸y biÕn ¸p. R¬le t¸c ®éng víi 2 cÊp thêi gian: CÊp 1: CÊp t¸c ®éng víi thêi gian (tTG + Dt). Sö dông r¬le 7SJ600; sö dông ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp. M¸y biÕn dßng. nI = 1000/5. a. ChØnh ®Þnh. Dßng khëi ®éng: Ik® = Kat . ILVmax = Kat . Id®B(T).1,4 = 1,2 . 375 . 1,4 = 630 (A) Ik® = 630 . = 3,15 (A) = 0,63 ITd®. . Thêi gian t¸c ®éng. CÊp 1: t = tTG + Dt = 1,5 + 0,3 = 1,8s. b. KiÓm tra ®é nh¹y. Kn = Trong ®ã: Inmin lµ dßng ng¾n m¹ch bÐ nhÊt qua b¶o vÖ khi ng¾n m¹ch t¹i thanh c¸i 35kV (®iÓm N2). Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n ng¾n m¹ch t¹i ch­¬ng 2 ta cã: INmin = 1189,8 (A) VËy kn = = 1,88 5.4.3. ChØnh ®Þnh b¶o vÖ qu¸ dßng phÝa 10kV cña m¸y biÕn ¸p. R¬le t¸c ®éng víi cÊp thêi gian. CÊp 1: T¸c ®éng víi thêi gian t = tTG + Dt a. ChØnh ®Þnh M¸y biÕn dßng nI = 3000/5. R¬le 7SJ600: Sö dông ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp. Ik® = Kat . ILVmax = Kat . Id®B(H) 1,4 = 1,2 . 1312 . 1,4 = 2204,16 (A) Ik®(T) = Ik®/nI = 2204,16 . = 3,67 = 0,73 ITd®. . Thêi gian t¸c ®éng. Gi¶ thiÕt thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ qu¸ dßng cña thanh gãp. TTG=1,5s. t = tTG + Dt = 1,5 + 0,3 + 1,8s. b. KiÓm tra ®é nh¹y: Kn = Trong ®ã: INmin dßng ng¾n m¹ch cùc tiÓu qua b¶o vÖ khi ng¾n m¹ch t¹i thanh gãp 10kV. Theo kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch t¹i ch­¬ng 2 ta cã: INmin = 3348,6 (A) Kn = = 1,41. §èi víi b¶o vÖ qu¸ dßng ®é nh¹y nµy thÊp v× vËy sö dông thªm kho¸ K ®iÖn ¸p thÊp ®Ó t¨ng ®é nh¹y cña b¶o vÖ khi sö dông kho¸ ®iÖn ¸p thÊp, dßng khëi ®éng ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn dßng ®Þnh møc (danh ®Þnh cña m¸y biÕn ¸p. Ik® = Kat . Id®B(H) = 1,2 . 1312 = 1574,4 (A) §é nh¹y: Kn = = 2,13 c. ChØnh ®Þnh r¬le kho¸ ®iÖn ¸p thÊp (27/U<) M¸y biÕn ®iÖn ¸p (BU). nu = 15000/ (100/3) §iÖn ¸p khëi ®éng. Uk® £ Trong ®ã: UCPmin lµ ®iÖn ¸p tèi thiÓu cho phÐp t¹i chç ®Æt b¶o vÖ trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc nÆng nÒ nhÊt. UCPmin = 0,65Ud®. UCPmin = 0,65 . 10kV = 6,5kV = 6500V. VËy: Uk® £ 6500. (V) 110kV 35kV 10kV I>> I>>e I>> 5.5. ChØnh ®Þnh b¶o vÖ qu¸ t¶i nhiÖt. 5.5.1. B¶o vÖ qu¸ t¶i phÝa 110kV. Dïng r¬le 7SJ600. Sö dông ph­¬ng thøc b¶o vÖ theo dâi toµn bé dßng phô t¶i. Ph¹m vi chØnh ®Þnh: HÖ sè qu¸ t¶i cho phÐp K: 0,40 ¸ 2,00 b­íc chØnh ®Þnh 0,01. H»ng sè thêi gian t: 1,0 ¸ 999,9 phót b­íc chØnh ®Þnh 0,1 phót. Møc nhiÖt ®é b¸o ®éng qb®: (50% ¸ 90%) qc b­íc chØnh 1%. Trong ®ã: qC lµ nhiÖt ®é t¹i ®ã b¶o vÖ t¸c ®éng c¾t. . H»ng sè thêi gian n Dßng ®iÖn cho phÐp trong n gi©y 2 t = ¾. ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ 60 Dßng ®iÖn cho phÐp l©u dµi. Trong ®ã: MBA cã kh¶ n¨ng chÞu qu¸ t¶i ®Õn 40% trong thêi gian 6 giê trong vßng 5 ngµy. VËy = 705,6 (phót). HÖ sè qu¸ t¶i K: CÇn ph¶i xÐt ®Õn sù kh¸c nhau gi÷a dßng danh ®Þnh cña m¸y biÕn ¸p vµ dßng danh ®Þnh phÝa s¬ cÊp cña BI. K = = 0,878. . ChØnh ®Þnh: H»ng sè thêi gian: t = 705,6 phót HÖ sè qu¸ t¶i: K = 0,878. Ng­ìng nhiÖt ®é b¸o ®éng: Khi c«ng suÊt cña m¸y biÕn ¸p lµm viÖc víi SLV = 1,1 Sd® th× b¶o vÖ ph¸t tÝn hiÖu c¶nh b¸o ®Ó cã biÖn ph¸p t¨ng lµm m¸t vµ theo dâi nÕu cÇn thiÕt th× c¾t gi¶m phô t¶i. NhiÖt ®é sinh ra tû lÖ víi b×nh ph­¬ng dßng ®iÖn. = 0,617 VËy møc nhiÖt ®é b¸o ®éng: qb® = 0,617.qC .100% = 61,7%. (Gi¸ trÞ cña qC phô thuéc vµo nhiÖt ®é cho phÐp lµm viÖc lín nhÊt cña m¸y biÕn ¸p). 5.5.2. B¶o vÖ qu¸ t¶i phÝa 35kV. R¬le: 7SJ600. M¸y biÕn dßng: nI = 1000/5 (A) ChØnh ®Þnh: H»ng sè thêi gian: t = 705,6 phót. HÖ sè qu¸ t¶i: K = Møc nhiÖt ®é b¸o ®éng. .100% = . 100% = 61,7%. 5.5.3. B¶o vÖ qu¸ t¶i phÝa 10kV. R¬le: 7SJ600 M¸y biÕn dßng: nI = 3000/5 (A) HÖ sè qu¸ t¶i: K = = 0,62. Møc nhiÖt ®é b¸o ®éng. .100% = . 100% = 61,7%. 110kV 35kV 10kV I0> N1 5.6. B¶o vÖ qu¸ dßng thø tù kh«ng ®Æt ë d©y nèi trung tÝnh cña m¸y biÕn ¸p víi ®Êt. M¸y biÕn dßng: nI = 200/5 (A) R¬le: 7SJ600 a. ChØnh ®Þnh. Dßng khëi ®éng: Iok® = kat . Id®B(C) . 1/nI. Trong ®ã: kat lÊy b»ng 0,3. I0k® = 0,3 . 125,5 . 5/200 = 0,94 (A) Thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ cÇn ph¶i phèi hîp víi c¸c b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt ®Æt ë phÝa 110kV theo nguyªn t¾c bËc thang víi thêi gian Dt = 0,3s. Gi¶ thiÕt thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ phÝa 110kV lµ 0,5s vËy thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ lµ: t = 0,5 + 0,3 = 0,8 (s) b. KiÓm tra ®é nhËy. Kn = Trong ®ã: I0min lµ dßng thø tù kh«ng nhá nhÊt qua d©y nèi trung tÝnh m¸y biÕn ¸p khi cã ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt. Theo kÕt qu¶ tÝnh ng¾n m¹ch t¹i ch­¬ng 2 ta cã: I0min = 373,5 A Þ I0min(T) = 373,5 . 1/nI. I0min(T) = 373,5 . 5/200 = 9,33 (A) Kn = = 9,9. Víi ®é nh¹y nµy th× b¶o vÖ sÏ lµm viÖc tin cËy. 5.7. B¶o vÖ qu¸ ¸p thø tù kh«ng chèng ch¹m ®Êt phÝa 35kV vµ 10kV (59N/U0>). B¶o vÖ dïng ®Ó ph¸t tÝn hiÖu khi cã hiÖn t­îng ch¹m ®Êt x¶y ra. 5.7.1. B¶o vÖ ph¸i 35kV. . §iÖn ¸p khëi ®éng: Uk®(59N) = Kat . Ukcb Víi: Kat - hÖ sè an toµn, Kat = 1,5. Ukcb - ®iÖn ¸p kh«ng c©n b»ng khi x¶y ra ch¹m ®Êt, Ukcb»0,1Ud® Ta cã: Uk®(59N) = 1,5 . 0,1 . 35 = 5,250 kV §iÖn ¸p khëi ®éng thø cÊp: UTk®(59N) = Uk®(59N)/nu = = 15 (v) 5.7.2. B¶o vÖ phÝa 10kV: §iÖn ¸p khëi ®éng: Uk®(59N) = Kat.Ukcb = 1,5 . 0,1 U®® = 1,5 . 0,1 . 10 = 1,5kV = 1500(v) §iÖn ¸p khëi ®éng thø cÊp: UTk®(59N) = Uk®(59N)/nu = = 10 (v)