Tính toán bảo vệ máy biến áp

Lời nói đầu 1 Chương 1: Giới thiệu trạm biến áp3 Chương 2: Tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ rơle8 §2.1. Vị trí đặt bảo vệ và các điểm ngắn mạch9 §2.2. Các đại lượng cơ bản9 §2.3. Điện kháng các phân tử9 §2.4. Tính dòng ngắn mạch lớn nhất qua bảo vệ11 §2.5. Tính dòng ngắn mạch nhỏ nhất qua bảo vệ19 §2.6. Chọn máy biến dòng điện29 Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ33 3.1. Các dạng hư hỏng thường xảy ra đối với máy biến áp. 33 3.2. Các tình trạng làm việc không bình thường của máy biến áp. 33 3.3. Yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ33 3.4. Các bảo vệ đặt cho máy biến áp34 Chương 4: Giới thiệu tính năng và thông số các rơle được sử dụng 42 §1. Bảo vệ máy biến áp42 1. Bảo vệ so lệch máy biến áp rơle 7UT51342 §2. Bảo vệ quá dòng có thời gian rơle SIPROTEC 7SJ60056 Chương 5: Chỉnh định các thông số của bảo vệ và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ66 5.1. Các thông số cần thiết cho việc tính toán bảo vệ66 5.2. Chỉnh định bảo vệ so lệch dùng rơle 7UT51366 5.3. Kiểm tra độ nhạy và độ an toàn hãm của rơle so lệch73 5.4. Chỉnh định bảo vệ quá dòng điện dùng rơle SIPROTEC 7SJ60080 5.5. Chỉnh định bảo vệ quá tải nhiệt dùng rơle SIPROTEC 7SJ60084 5.6. Bảo vệ quá dòng thứ tự không đặt ở dây nối trung tính của máy biến áp với đất dùng rơle SIPROTEC 7SJ60086 5.7. Bảo vệ quá áp thứ tự không chống chạm đất phía 35kV và 10kV (59N/U0>)87

doc88 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2394 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tính toán bảo vệ máy biến áp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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)

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docbao ve may bien ap.DOC