Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kv
Tài liệu Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kv: ... Ebook Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kv
Tóm tắt tài liệu Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kv, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
lêi nãi ®Çu
§iÖn n¨ng lµ nguån n¨ng lîng v« cïng quan träng ®èi víi cuéc sèng con ngêi. Nã ®îc sö dông trong hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc cña nÒn kinh tÕ quèc d©n nh: c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i, sinh ho¹t, dÞch vô ...Nh÷ng h háng vµ chÕ ®é kh«ng b×nh thêng trong hÖ thèng ®iÖn g©y hËu qu¶ tai h¹i ®èi víi kinh tÕ vµ x· héi. ChÝnh v× thÕ nªn viÖc hiÓu biÕt vÒ nh÷ng h háng vµ hiÖn tîng kh«ng b×nh thêng cã thÓ x¶y ra trong hÖ thèng ®iÖn cïng víi nh÷ng ph¬ng ph¸p vµ thiÕt bÞ b¶o vÖ nh»m ph¸t hiÖn ®óng vµ nhanh chãng c¸ch ly phÇn tö h háng ra khái hÖ thèng, c¶nh b¸o vµ xö lý kh¾c phôc chÕ ®é kh«ng b×nh thêng lµ m¶ng kiÕn thøc quan träng cña kü s ngµnh hÖ thèng ®iÖn.
V× lý do ®ã, em ®· chän ®Ò tµi tèt nghiÖp :“ThiÕt kÕ b¶o vÖ r¬le cho tr¹m biÕn ¸p 110 kV ”. §å ¸n gåm 5 ch¬ng:
Ch¬ng 1 : Giíi thiÖu ®èi tîng ®îc b¶o vÖ, c¸c th«ng sè chÝnh.
Ch¬ng 2 : TÝnh to¸n ng¾n m¹ch phôc vô b¶o vÖ r¬le.
Ch¬ng 3 : Lùa chän ph¬ng thøc b¶o vÖ.
Ch¬ng 4 : Giíi thiÖu tÝnh n¨ng vµ th«ng sè cña c¸c lo¹i r¬le sö dông.
Ch¬ng 5 : TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña r¬le, kiÓm tra sù lµm viÖc cña b¶o vÖ.
Trong thêi gian qua, nhê sù híng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o TH.s NguyÔn Xu©n Tïng, em ®· hoµn thµnh b¶n ®å ¸n nµy. Tuy nhiªn, víi kh¶ n¨ng vµ tr×nh ®é cßn h¹n chÕ nªn b¶n ®å ¸n ch¾c ch¾n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Em rÊt mong nhËn ®îc sù gãp ý, chØ b¶o cña c¸c thÇy c« gi¸o.
Sinh viªn
Ph¹m Minh TruyÒn
Ch¬ng 1
Giíi thiÖu ®èi tîng b¶o vÖ
c¸c th«ng sè chÝnh
1.1. §èi tîng b¶o vÖ :
§èi tîng b¶o vÖ lµ tr¹m biÕn ¸p 110kV cã cÊp ®iÖn ¸p 115 / 38,5 / 23 kV cã hai m¸y lµm viÖc song song, c«ng suÊt mçi m¸y lµ 40 MVA vµ cã tæ ®Êu d©y Y0 / D / Y0. Tr¹m biÕn ¸p nµy ®îc cung cÊp ®iÖn tõ hai hÖ thèng cã c«ng suÊt lµ:
S1Nmax = 2500 MVA
S2Nmax = 2000 MVA
C¸c th«ng sè chÝnh:
Th«ng sè hÖ thèng
HT§1: S1Nmax= 2500 MVA SNmin = 2100 MVA
Xomax = 0,7 X1max MVA Xomin = 0,8 X1max
HT§2: SNmax = 2000 MVA SNmin = 1600 MVA
Xomax = 0,75 X1max X0min = 0,9 X1max
Th«ng sè m¸y biÕn ¸p T1; T2
Sd® = 40 MVA, tæ ®Êu d©y Yo- D11- Yo, cÊp ®iÖn ¸p UC/UT/UH = 115/38,5/23 kV
U (C - T = 10,5, C - H = 17, T - H = 6)
Giíi h¹n ®iÒu chØnh . U®c = 9x1,78 %
Th«ng sè cña ®êng d©y:
D1: L = 70 Km; AC – 240
Z = 0,12 + j 0,386 [W/km]
Z = 2,5 Z [W/km]
D2: L2 = 55 Km; AC – 185
Z = 0,156 + j 0,394 [W/km]
Z = 2 Z [W/km]
1.2. Chän m¸y c¾t, m¸y biÕn ®iÖn ¸p, m¸y biÕn dßng ®iÖn cho tr¹m biÕn ¸p:
1.2.1 Chän m¸y c¾t ®iÖn:
- Lo¹i m¸y c¾t
- §iÖn ¸p: U®mMCUmg
- Dßng ®iÖn: I®mMCIlvcb
- æn ®Þnh nhiÖt: I«®nBN
- æn ®Þnh lùc ®iÖn ®éng: il®®ixk
- §iÒu kiÖn c¾t: ICMC ³ I”
* PhÝa 110 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.I®mB = 1,4.I®mB = 1,4. =1,4.= 0,281 kA = 281 A
- ixk = .1,8.I’’
I’’-dßng ng¾n m¹ch ba pha hiÖu dông toµn phÇn lín nhÊt khi ng¾n m¹ch t¹i N’1
( trêng hîp Smax,ng¾n m¹ch b¶ng 2.9 trang 22).
I’’ = 4,45 kA
ixk = .1,8.I’’ = .1,8.4,45 = 11,33 kA
Víi m¸y c¾t cã I®m ³ 1000 A th× kh«ng ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt
Chän m¸y c¾t ®iÖn: BBY- 110 - 40/2000.
Th«ng sè: U®m = 110 kV
I®m = 2000 A
Ic®m = 40 kA
Ildd = 40 kA
* PhÝa 35 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.I®mB = 1,4.I®mB = 1,4. = 1,4.
- ixk = .1,8.I’’
I’’-dßng ng¾n m¹ch ba pha hiÖu dông toµn phµn lín nhÊt khi ng¾n m¹ch t¹i N3
( trêng hîp Smax, ng¾n m¹ch b¶ng 2.9 trang 22).
I’’ = 3,95 kA
ixk = .1,8.I’’ = .1,8.3,95 = 10,05 kA
Víi m¸y c¾t cã I®m ³ 1000 A th× kh«ng ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt
Chän m¸y c¾t ®iÖn: BBY-35-40/3200.
Th«ng sè: U®m = 35 kV
I®m = 3200 A
Ic®m = 40 kA
Ildd = 40 kA
* PhÝa 22 kV:
Ilvcb= Kqtsc.I®mB = 1,4.I®mB = 1,4. = 1,4.
ixk = .1,8.I’’
I’’-dßng ng¾n m¹ch ba pha hiÖu dông toµn phµn lín nhÊt khi ng¾n m¹ch t¹i N2
( trêng hîp Smax, ng¾n m¹ch ,b¶ng 2.9, trang 22).
I’’ = 4,64 kA
ixk = .1,8.I’’ = .1,8.4,46 = 11,81 kA
Víi m¸y c¾t cã I®m ³ 1000 A th× kh«ng ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt
Chän m¸y c¾t ®iÖn: B GM-22-40/1200Y3.
Th«ng sè: U®m = 22 kV
I®m = 1200 A
Ic®m = 40 kA
Ildd = 25 kA
1.2.2 Chän m¸y biÕn dßng ®iÖn:
- §iÖn ¸p: U®mBIUmg
- Dßng ®iÖn: I®mBIIlvcb
- Phô t¶i: Z®mBIZ2
- æn ®Þnh nhiÖt: (I®m1BI.kn®m).tnh®mBN
- æn ®Þnh lùc ®iÖn ®éng: .k®. I®m1BI ixk
- CÊp chÝnh x¸c: 5P
B¶ng 1.1
KiÓu BI
TFH-110M
TFH-35M
TFH-22M
U®m,kV
110
35
22
CÊp chÝnh x¸c
5
5
5
Béi sè æn ®Þnh nhiÖt,tnh
60/1
65/1
12/4
Tû sè biÕn
300/1
1000/1
1500/1
1.2.3 Chän m¸y biÕn ®iÖn ¸p:
- §iÖn ¸p: U®mBUUmg
- CÊp chÝnh x¸c phï hîp víi yªu cÇu cña dông cô ®o
- C«ng suÊt ®Þnh møc: S2®mBUS2
B¶ng 1.2
KiÓu BU
HKF - 110 – 58
3HOM – 35
3HOЛ – 06 – 24Y3
U®m, kV
110
35
24
Umax, kV
110
35
24
Tû sè biÕn
11000/:100/:100
35000/:100/:100
24000/:100/:100
Tæ ®Êu d©y
Y0/Y0/Ð
Y0/Y0/Ð
Y0/Y0/Ð
CS ®Þnh møc, MVA
600
300
300
Ch¬ng 2
tÝnh to¸n ng¾n m¹ch phôc vô b¶o vÖ r¬le
2.1. môc ®Ých tÝnh to¸n.
Ng¾n m¹ch lµ hiÖn tîng c¸c pha chËp nhau, pha chËp ®Êt (hay chËp d©y trung tÝnh). Trong thiÕt kÕ b¶o vÖ r¬le, viÖc tÝnh to¸n ng¾n m¹ch nh»m x¸c ®Þnh c¸c trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch lín nhÊt ®i qua ®èi tîng ®îc b¶o vÖ ®Ó l¾p ®Æt vµ chØnh ®Þnh c¸c th«ng sè cña b¶o vÖ, trÞ sè dßng ng¾n m¹ch nhá nhÊt ®Ó kiÓm tra ®é nh¹y cña chóng.
Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch phô thuéc vµo c«ng suÊt ng¾n m¹ch, cÊu h×nh cña hÖ thèng, vÞ trÝ ®iÓm ng¾n m¹ch vµ d¹ng ng¾n m¹ch .
Dßng ng¾n m¹ch cùc ®¹i qua vÞ trÝ ®Æt b¶o vÖ ®îc x¸c ®Þnh cho trêng hîp hÖ thèng ®iÖn cã c«ng suÊt ng¾n m¹ch cùc ®¹i vµ tr¹m cã 1 m¸y biÕn ¸p lµm viÖc. Trêng hîp nµy, ta dïng ®Ó kiÓm tra ®é an toµn cña b¶o vÖ so lÖch vµ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè cµi ®Æt cho b¶o vÖ qu¸ dßng c¾t nhanh dù phßng.
- TÝnh ng¾n m¹ch t¹i ba ®iÓm N1, N2, N3.
- TÝnh c¸c d¹ng ng¾n m¹ch N(3), N(1,1), N(1)
Dßng ng¾n m¹ch cùc tiÓu qua vÞ trÝ ®Æt b¶o vÖ ®îc x¸c ®Þnh cho trêng hîp hÖ thèng ®iÖn cã c«ng suÊt ng¾n m¹ch cùc tiÓu vµ tr¹m cã 2 m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song. Trêng hîp nµy, ta dïng ®Ó kiÓm tra ®é nhËy cña b¶o vÖ.
- TÝnh ng¾n m¹ch t¹i ba ®iÓm N1, N2, N3.
- TÝnh c¸c d¹ng ng¾n m¹ch N(2), N(1,1), N(1)
Mét sè gi¶ thiÕt khi tÝnh to¸n ng¾n m¹ch:
+ Coi tÇn sè kh«ng ®æi khi ng¾n m¹ch
+ Bá qua hiÖn tîng b·o hoµ cña m¹ch tõ trong lâi thÐp cña c¸c phÇn tö.
+ Bá qua ®iÖn trë cña c¸c phÇn tö.
+ Bá qua ¶nh hëng cña c¸c phô t¶i ®èi víi dßng ng¾n m¹ch.
ViÖc tÝnh to¸n ng¾n m¹ch ®îc thùc hiÖn trong hÖ ®¬n vÞ t¬ng ®èi.
2.2. tÝnh to¸n ®iÖn kh¸ng cña hÖ thèng:
2.2.1 S¬ ®å c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch vµ s¬ ®å thay thÕ.
N2
22 kV
BI1
N1’
BI3
BI4
BI5
BI1
BI3
BI4
BI5
N3’
N2’
35 kV
BI2
N3
110 kV
N1
BI2
H×nh 2.1 S¬ ®å nguyªn lý vµ c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch
x
e
hT2
e
ht1
x
ht1
x
d1
x
d2
x
ht2
x
c
b
b
x
t
b
x
h
b
x
c
h
b
x
t
b
115 kV
38,5 kV
23 kV
H×nh 2.2 S¬ ®å thay thÕ
2.2.2 Chän c¸c ®¹i lîng c¬ b¶n.
Chän Scb =100 MVA
Ucb= Utb c¸c cÊp (115, 38,5, 23 kV)
CÊp ®iÖn ¸p 110 kV cã Utb1= 115 kV
kA
CÊp ®iÖn ¸p 35 kV cã Utb3= 38,5 kV
kA
CÊp ®iÖn ¸p 22 kV cã Utb2= 23 kV
kA
2.2.3. §iÖn kh¸ng cña hÖ thèng
HT§ 1:
X1maxH1 = X2maxH1 === 0,04
X0maxH1 = 0,7 X1maxH1 = 0,7 x 0,04 = 0,028
X1minH1= X2minH1 ==
X0minH1= 0,8.X1minH1 = 0,8 x 0,04 = 0,03
HT§ 2:
X1maxH2 = X2maxH2 ==
X0maxH2 = 0,75 X1maxH2 = 0,75 x 0,05 = 0,04
X1minH2= X2minH2 ==
X0minH2= 0,9 X1minH2= 0,9 x 0,05 = 0,045
2.2.4.§iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p
UNC-T% = 10,5% ; UNC-H % = 17% ; UNT-H % = 6%
ThÊy < 0 nªn coi b»ng 0
§iÖn kh¸ng c¸c cuén d©y
XT = 0
2.2.5. §iÖn kh¸ng cña ®êng d©y :
§êng d©y D1: L1=70 km ; AC-240
§êng d©y D2: L1=55 km ; AC-185
2.3. TÝnh dßng ®iÖn ng¾n M¹CH
ChÕ ®é Smax.
Trêng hîp 1 m¸y biÕn ¸p lµm viÖc.
2.3.1. Ng¾n m¹ch phÝa 110 kV:
* §iÓm ng¾n m¹ch N1:
Bi1
x
1
0,11
e
ht
n
1
Bi1
EHT1
e
Ht2
x
1h1
0,04
0,2
x
1d1
0,05
x
1d2
0,16
x
1h2
n
1
H×nh 2.3 S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch
0,04
0,32
b
x
t
x
c
b
0,27 0
x
0h1
0,03
0,51
x
0d1
x
0d2
x
0h2
Bi1
n
1
n
1
u
on1
Bi1
n
1
i
01
i
02
U0N1
x
0ht
0,21
x
0B
0,27
x
0S
0S
i
0,12
H×nh 2.4 S¬ ®å thay thÕ thø tù kh«ng
H×nh 2.5 S¬ ®å ph©n tÝch dßng TTK
Tõ c¸c s¬ ®å thay thÕ trªn ta tÝnh ®îc:
Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ba pha N(3) :
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 : I
b) Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch mét pha N(1) :
§iÖn kh¸ng phô:
XD(1) = X1å + X0å = 0,11 + 0,12 = 0,23
C¸c thµnh phÇn dßng ®iÖn t¹i chç ng¾n m¹ch
Dßng ®iÖn thø tù thuËn
§iÖn ¸p chç ng¾n m¹ch
Ph©n bè dßng ®iÖn trªn c¸c nh¸nh.
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK ch¹y qua BI1 :
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 lµ :
IBI4= 3.I0(BI1) = 30,65 = 1,95 kA
Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch hai pha ch¹m ®Êt N(1,1) :
§iÖn kh¸ng thø tù kh«ng tæng Xoå = 0,12
§iÖn kh¸ng phô
C¸c thµnh phÇn dßng ®iÖn t¹i chç ng¾n m¹ch.
Dßng ®iÖn thø tù thuËn
Dßng ®iÖn thø tù nghÞch.
Dßng ®iÖn thø tù kh«ng:
§iÖn ¸p chç ng¾n m¹ch
Dßng ®iÖn pha sù cè ch¹y qua BI1 :
V× I1BI1 = 0 = I2BI2 nªn ta cã
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
kA
Dßng ®iÖn ch¹y qua BI4:
IBI4 =3. I0(BI1) = 3 0,665 = 1,995 kA
B¶ng 2.3
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N(3)
0
0
0
0
0
N(1)
2,78
0
0
1,95
0
N(1,1)
1,33
0
0
1,995
0
* §iÓm ng¾n m¹ch :
S¬ ®å thay thÕ TTT,TTN, TTK ë ®iÓm ng¾n m¹ch .
Bi1
x
1
0,11
e
ht
N’
1
Bi1
e
Ht1
e
Ht2
x
1h1
0,04
0,2
x
1d1
0,05
x
1d2
0,16
x
1h2
n
1
N1’
H×nh 2.6 S¬ ®å thay thÕ TTT,TTN
0,04
0,32
x
c
b
x
0h1
0,03
0,51
x
0d1
x
0d2
x
0h2
Bi1
b
x
t
n
1
N1’
0
0,27
H×nh 2.7 S¬ ®å thay thÕ thø tù kh«ng TTK.
N'
1
u
on1
Bi1
N'
1
i
01
i
02
u
on1
x
0ht
0,21
x
0B
0,27
x
0S
0S
i
0,12
H×nh 2.8 S¬ ®å ph©n tÝch dßng TTK
Tõ c¸c s¬ ®å thay thÕ trªn tÝnh ®îc:
X0HT = 0,21 X=
X0B = 0,27 X1S = X2S = 0,11
Ng¾n m¹ch N(3) :
Dßng ®iÖn t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch còng chÝnh lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch pha sù cè ch¹y qua BI1
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
kA
Ng¾n m¹ch N(1) :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI1 :
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 :
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn:
kA
Dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 :
= = 1,95 kA
Ng¾n m¹ch N(1,1) :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTT :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTN :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn thø tù thuËn, nghÞch, kh«ng ch¹y qua BI1 :
Dßng ®iÖn pha sù cè ch¹y qua BI1 :
= -2,643 – j 7,33
§é lín cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch lµ :
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
kA
Dßng ®iÖn ch¹y qua BI4:
= = 1,995 kA
B¶ng 2.4
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(3)
4,45
0
0
0
0
N(1)
3,76
0
0
1,95
0
N(1,1)
3,9
0
0
1,995
0
2.2.3. Ng¾n m¹ch phÝa 35 kV:
* §iÓm ng¾n m¹ch N2 :
e
ht
e
ht
x
1h1
0,04
0,2
x
1d1
0,05
x
1d2
0,16
x
1h2
XT
0
N2
x
c
b
0,27
BI1
BI2
X1S
0,38
e
ht
n
2
BI2
H×nh 2.9 S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch
Tõ s¬ ®å thay thÕ trªn tÝnh ®îc:
V× cuén trung cña m¸y biÕn ¸p ®Êu (), do vËy ta kh«ng cã s¬ ®å thay thÕ TTK.
TÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹y qua BI1 vµ BI2 víi d¹ng ng¾n m¹ch
Dßng ®iÖn 3 pha t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch:
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 vµ BI2:
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn:
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI1 lµ dßng qu ab¶o vÖ BI1 khi ng¾n m¹ch t¹i thanh c¸i 35 kV ®îc quy vÒ cÊp ®iÖn ¸p 110 kV .
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI2 lµ:
If(BI2) = IN2´ Icb2 = 2,63´ 1,5 = 3,54 kA
B¶ng 2.5
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N2
N(3)
1,315
3,54
0
0
0
* §iÓm ng¾n m¹ch N2’ :
S¬ ®å thay thÕ TTT, TTN ë ®iÓm ng¾n m¹ch gièng s¬ ®å thay thÕ ë ®iÓm ng¾n m¹ch N2 nªn c¸ch tÝnh to¸n c¸c dßng ®iÖn qua BI1 vµ BI2 ë ®iÓm ng¾n m¹ch t¬ng tù nh ë ®iÓm ng¾n m¹ch N2.
§iÓm ng¾n m¹ch N2’ ë tríc BI2 nªn kh«ng cã dßng ch¹y qua BI2
BI2
EHT
N2’
X1S
H×nh 2.10 S¬ ®å thay thÕ t¹i ®iÓm N2’
B¶ng 2.6
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(3)
1,315
0
0
0
0
2.3.3 Ng¾n m¹ch phÝa 22 kV:
* §iÓm ng¾n m¹ch N3:
0,16
b
x
H
x
h2
0,05
x
d2
0,16
x
d1
0,2
0,04
x
h1
n
3
0,27
b
x
c
BI1
BI3
EHT1
EHT2
BI3
EHT
N3’
X1S
0,54
H×nh 2.11 S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn, thø tù nghÞch
x
0h2
0,04
x
0d2
0,32
x
0d1
0,51
0,03
x
0h1
0,16
b
x
H
n
3
0,27
b
x
c
BI1
BI3
XT
0
X0S
m
i
0,64
n
3
u
On3
BI3
H×nh 2.12 S¬ ®å thay thÕ thø tù kh«ng:
Tõ s¬ ®å thay thÕ trªn tÝnh ®îc:
Ng¾n m¹ch N(3) :
Dßng ®iÖn t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch còng chÝnh lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch pha sù cè ch¹y qua BI1 vµ BI2:
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn:
IN1(3)(kA) = IN3(3). Icb1 = 1,850,5 = 0,93 kA
IN2(3)(kA) = IN3(3). Icb3 = 1, 852,51 = 4,64 kA
Ng¾n m¹ch N(1) :
§iÖn kh¸ng phô:
XD(1) = X2å+ X0å = 0,54 + 0,64 = 1,18
C¸c thµnh phÇn dßng ®iÖn t¹i chç ng¾n m¹ch
Dßng ®iÖn thø tù thuËn
§iÖn ¸p t¹i chç ng¾n m¹ch :
Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI1 :
I1(BI1) = I2(BI1) =
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 :
Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI3 :
I1(BI2)=I2(BI2)= I0(BI2)=
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI3 :
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
kA
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 lµ :
IBI4=3.I0(BI1).Icb1 =30,770,5 = 1,155 kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI5 lµ :
IBI5=If(BI3) = 2,43 kA
D¹ng ng¾n m¹ch N(1,1) :
§iÖn kh¸ng phô:
Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch:
Dßng ®iÖn thø tù thuËn
Dßng ®iÖn thø tù nghÞch
Dßng ®iÖn thø tù kh«ng:
§iÖn ¸p t¹i chç ng¾n m¹ch :
Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI1 lµ:
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1:
= 0,46 – j 1,6 = 1,66
Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI3 lµ:
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI2:
=
= - 0,275 – j 1,6 = -1,8
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI1 lµ :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI3 lµ :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 lµ :
IBI4 = 3.I0(BI1).Icb1 = 30,550,5 = 0,825 kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI5 lµ :
IBI5 = 3.I0(BI2).Icb2 = 30,552,51 = 4,14 kA
B¶ng 2.7
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N2
N(3)
0,93
0
4,64
0
0
N(1)
0,97
0
2,43
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
4,52
0,825
4,14
* §iÓm ng¾n m¹ch :
V× s¬ ®å thay thÕ TTT,TTN,TTK ë ®iÓm ng¾n m¹ch gièng s¬ ®å thay thÕ ë ®iÓm ng¾n m¹ch N2 nªn c¸ch tÝnh to¸n c¸c dßng ®iÖn qua BI1 vµ BI3 ë ®iÓm ng¾n m¹ch t¬ng tù nh ë ®iÓm ng¾n m¹ch N3.
B¶ng 2.8
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N’3
N(3)
0,93
0
0
0
0
N(1)
0,97
0
0
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
0
0,825
4,14
B¶ng tæng kÕt dßng ®iÖn ng¾n m¹ch qua c¸c BI :
( chÕ ®é max )
B¶ng 2.9
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N(3)
0
0
0
0
0
N(1)
0,65
0
0
1,95
0
N(1,1)
0,665
0
0
1,995
0
N1'
N(3)
4,45
0
0
0
0
N(1)
3,76
0
0
1,95
0
N(1,1)
3,9
0
0
1,995
0
N2
N(3)
1,315
3,95
0
0
0
N2'
N(3)
1,315
0
0
0
0
N3
N(3)
0,93
0
4,64
0
0
N(1)
0,97
0
2,43
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
4,52
0,825
4,14
N’3
N(3)
0,93
0
0
0
0
N(1)
0,97
0
0
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
0
0,825
4,14
2.4. tÝnh dßng ®iÖn ng¾n m¹ch :
ChÕ ®é Smin.
Trêng hîp 2 m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song.
Max{(XH1max + X D1) ;( XH2max + X D2)} = max {(0,04+ 0,02) ; (0,16+0,05)}
= max {0,24 ; 0,21} = 0,24
Ta thÊy (XH1max + X D1 )> (XH2max + X D2 ) nªn c«ng suÊt ng¾n m¹ch tÝnh tíi thanh gãp 110 kV cña HT1 nhá h¬n HT2 . Gi¶ thiÕt HT 1 ®ang vËn hµnh b×nh thêng cßn HT2 ®ang bÞ sù cè (b¶o dìng).
N2
22 kV
BI1
N1’
BI3
BI4
BI5
BI1
BI3
BI4
BI5
N3’
N2’
35 kV
BI2
N3
110 kV
N1
BI2
HT1
D1
H×nh 2.13 S¬ ®å nguyªn lý cßn 1 HT cung cÊp.
2.4.1 Ng¾n m¹ch phÝa 110 kV:
* §iÓm ng¾n m¹ch N1 :
x
1h1
0,04
x
1d1
0,2
x
1S
0,24
bi
1
n
1
e
ht
e
ht
n
1
bi
1
H×nh 2.14 S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch
X0S
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
n
1
0,108
n
1
H×nh 2.15 S¬ ®å thay thÕ thø tù kh«ng
Tõ s¬ ®å thay thÕ trªn tÝnh ®îc:
X0HT =
X0B =
X=
Ng¾n m¹ch N(2) :
§iÖn kh¸ng phô :
XD(2) = X2S = 0,24
Dßng ®iÖn thµnh phÇn t¹i chç ng¾n m¹ch
IN1(2) =
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 : I
Ng¾n m¹ch N(1) :
§iÖn kh¸ng phô:
XD(1) = X2S + X0S = 0,24 + 0,108 = 0,348
Dßng ®iÖn thµnh phÇn t¹i chç ng¾n m¹ch. TTT, TTN, TTK
I
§iÖn ¸p t¹i chç ng¾n m¹ch :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTT, TTN qua BI1
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK ch¹y qua BI1 :
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
u
on1
n
1
i
0H
i
0B
H×nh 2.16 S¬ ®å ph©n tÝch dßng TTK
Dßng TTK do hÖ thèng cung cÊp tíi ®iÓm ng¾n m¹ch lµ:
Dßng TTK tõ MBA tíi ®iÓm ng¾n m¹ch lµ:
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK ch¹y qua BI1
Dßng pha ch¹y qua BI1
= 0 + 0 + =
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 lµ :
IBI4= 3.I0(BI1) = 30,338 = 1,014 kA
c) D¹ng ng¾n m¹ch N(1,1) :
§iÖn kh¸ng phô:
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTT :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTN
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK :
§iÖn ¸p t¹i chç ng¾n m¹ch :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK ch¹y qua BI1 :
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
u
on1
n
1
i
0H
i
0B
H×nh 2.17 S¬ ®å ph©n tÝch dßng TTK
Dßng TTK do hÖ thèng cung cÊp tíi ®iÓm ng¾n m¹ch lµ:
Dßng TTK tõ MBA tíi ®iÓm ng¾n m¹ch lµ:
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK ch¹y qua BI1
Dßng ®iÖn pha sù cè ch¹y qua BI1 :
= 0 + 0 + 0,87 = 0,87
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI1 :
kA
Dßng ®iÖn ch¹y qua BI4:
IBI4 =3. I0(BI1) = 3 0,435 = 1,305 kA
B¶ng 2.10
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N(2)
0
0
0
0
0
N(1)
0,338
0
0
1,014
0
N(1,1)
0,435
0
0
1,305
0
* §iÓm ng¾n m¹ch :
x
1h1
0,04
x
1d1
0,2
x
1S
0,24
Bi1
N1’
e
ht
e
ht
N1’
Bi1
S¬ ®å thay thÕ TTT,TTN ë ®iÓm ng¾n m¹ch gièng s¬ ®å thay thÕ ë ®iÓm ng¾n m¹ch N1 .
H×nh 2.18 S¬ ®å thay thÕ TTT,TTN
c
b
0,27
0,51
x
0d1
0,03
x
0h1
b
x
T
0
N1’
BI1
Bi1
0,27
b
x
c
0
XB
T
x
H×nh 2.19 S¬ ®å thay thÕ TTK:
Tõ s¬ ®å thay thÕ trªn tÝnh ®îc:
X0HT = = 0,18
X0B =
X= = 0,108
a) Ng¾n m¹ch N(2) :
Dßng ®iÖn t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch còng chÝnh lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch do hÖ thèng cung cÊp tíi ®iÓm ng¾n m¹ch
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
kA
IBI2 = IBI3 = IBI4 = IBI5 = 0
Ng¾n m¹ch N(1) :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTT, TTN ch¹y qua BI1 :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK qua ®iÖn kh¸ng hÖ thèng :
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
u
on1
n
1
i
0H
i
§èi tîng ®îc b¶o vÖ
H×nh 2.20 S¬ ®å ph©n tÝch dßng TTK
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 :
= 1,7 + 1,7 + 1,016 = 4,416
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn:
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI1 lµ
kA
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 :
= = 1,014kA
D¹ng ng¾n m¹ch N(1,1) :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTT :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTN :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn TTK qua ®iÖn kh¸ng hÖ thèng :
- Dßng ®iÖn thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI1 :
Dßng ®iÖn pha sù cè ch¹y qua BI1 :
=
= - 2,7 – j 4,133 = - 4,94
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
TrÞ sè dßng ®iÖn qua BI1 lµ :
kA
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4:
= = 2,61 kA
B¶ng 2.11
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(2)
1,804
0
0
0
0
N(1)
2,208
0
0
1,014
0
N(1,1)
2,47
0
0
2,61
0
2.4.2 Ng¾n m¹ch phÝa 35 kV
* §iÓm ng¾n m¹ch N2 :
e
ht
0,375
x
1S
I1
n
2
Bi2
b
x
Bi1
x
1h1
0,04
x
1d1
0,2
0,27
c
n
2
Bi2
e
ht
x
c
b
0,27
Bi1
Bi2
b
x
0
b
x
0
H×nh 2.21 S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch
Tõ s¬ ®å thay thÕ trªn tÝnh ®îc:
V× cuén trung cña m¸y biÕn ¸p ®Êu (), do vËy ta kh«ng cã s¬ ®å thay thÕ TTK.
TÝnh to¸n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ch¹y qua BI1 vµ BI2 víi d¹ng ng¾n m¹ch
Dßng ®iÖn pha t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch:
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 vµ BI2:
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn:
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI1 lµ :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn qua BI2 lµ :
kA
B¶ng 2.12
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N2
N(2)
0,577
1,731
0
0
0
* §iÓm ng¾n m¹ch N2’:
V× s¬ ®å thay thÕ TTT,TTN ë ®iÓm ng¾n m¹ch gièng s¬ ®å thay thÕ ë ®iÓm ng¾n m¹ch N2 nªn c¸ch tÝnh to¸n c¸c dßng ®iÖn qua BI1 vµ BI2 ë ®iÓm ng¾n m¹ch t¬ng tù nh ë ®iÓm ng¾n m¹ch N2, chØ kh¸c lµ dßng ®iÖn qua BI2 ®æi chiÒu
B¶ng 2.13
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(2)
0,577
1,731
0
0
0
2.4.3 Ng¾n m¹ch phÝa 22 kV :
x
b
x
b
Bi3
Bi1
0,16
b
x
H
e
ht
Bi3
n
3
H
0,16
0,2
x
1d1
0,04
x
1h1
Bi1
c
0,27
0,27
b
x
c
* §iÓm ng¾n m¹ch N3 :
x
1
e
ht
0,455
1S
i
n
3
H×nh 2.22 S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch
x
b
x
x
0h2
0,03
x
0d2
0,51
0,27
b
c
Bi3
n
3
Bi3
Bi3
x
c
b
0,16
H
x
H
b
XTB
0
U0N3
Bi3
I0
x
0S
0,08
u
On3
Bi3
n
3
H×nh 2.23 S¬ ®å thay thÕ thø tù kh«ng
Tõ s¬ ®å thay thÕ trªn tÝnh ®îc
V× XT = 0 nªn
a) Ng¾n m¹ch N(2) :
Dßng ®iÖn t¹i ®iÓm ng¾n
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 vµ BI3:
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI1 lµ :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn qua BI3 lµ :
kA
b/ Ng¾n m¹ch N(1) :
Dßng ®iÖn thµnh phÇn thø tù t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch:
I
§iÖn ¸p t¹i chç ng¾n m¹ch :
Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI1 :
I1(BI1) = I1(BI3) =
I2(BI1) = I2BI3 =
XC
2
n
3
I0
U0N3
Bi3
XT
2
XH
2
X0HT
Bi1
Ph©n bè dßng ®iÖn I0S
H×nh 2.24 Ph©n bè dßng TTK
Dßng qua BI3 :
Dßng qua BI1 : v× XT = 0
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1 :
Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI3 :
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
TrÞ sè dßng ®iÖn qua BI1 lµ :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn qua BI3 lµ :
kA
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 , BI2 lµ :
IBI4 = IBI2 = 0
TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI5 lµ :
IBI5 = IBI3 = 3,78 kA
D¹ng ng¾n m¹ch N(1,1) :
- §iÖn kh¸ng phô:
- Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch:
- §iÖn ¸p t¹i chç ng¾n m¹ch :
- Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI1 lµ:
- Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI1:
=
= - 0,406 – j 0,95 = -1,033
- Dßng ®iÖn c¸c thµnh phÇn thø tù ch¹y qua BI3 lµ:
- Dßng ®iÖn pha ch¹y qua BI3:
=
= - 1,2- j 0,95 = 1,55
Trong hÖ ®¬n vÞ cã tªn :
- TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI1 lµ :
kA
- TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI3 lµ :
kA
- TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI4 lµ :
I0BI4 = 3.I0BI1 = 0
- TrÞ sè dßng ®iÖn qua BI2 lµ :
IBI2 = 0
- TrÞ sè dßng ®iÖn ch¹y qua BI5 lµ :
IBI5 = 3.I0(BI3).Icb3 = 3´0,813´2,5 = 6,1 kA
B¶ng 2.14
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N3
N(2)
0,47
0
2,38
0
0
N(1)
0,505
0
3,78
0
3,78
N(1,1)
0,517
0
3,875
0
6,1
* §iÓm ng¾n m¹ch :
V× s¬ ®å thay thÕ TTT,TTN,TTK ë ®iÓm ng¾n m¹ch gièng s¬ ®å thay thÕ ë ®iÓm ng¾n m¹ch N3 nªn c¸ch tÝnh to¸n c¸c dßng ®iÖn qua BI1 vµ BI3 ë ®iÓm ng¾n m¹ch t¬ng tù nh ë ®iÓm ng¾n m¹ch N3, chØ kh¸c lµ dßng ®iÖn qua BI3 ®æi chiÒu
B¶ng 2.15
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(2)
0,47
0
2,38
0
0
N(1)
0,505
0
3,78
0
3,78
N(1,1)
0,517
0
3,875
0
6,1
B¶ng tæng hîp dßng diÖn ng¾n m¹ch qua c¸c BI:
(chÕ ®é min)
B¶ng 2.16
§iÓm ng¾n m¹ch
D¹ng ng¾n m¹ch
Dßng qua chç ®Æt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N(2)
0
0
0
0
0
N(1)
0,338
0
0
1,014
0
N(1,1)
0,435
0
0
1,305
0
N1'
N(2)
1,804
0
0
0
0
N(1)
2,206
0
0
2,03
0
N(1,1)
2,44
0
0
2,61
0
N2
N(2)
0,577
1,731
0
0
0
N2'
N(2)
0,577
1,731
0
0
0
N3
N(2)
0,47
0
2,38
0
0
N(1)
0,505
0
3,78
0
3,78
N(1,1)
0,517
0
3,875
0
6,1
N3'
N(2)
0,47
0
2,38
0
0
N(1)
0,505
0
3,78
0
3,78
N(1,1)
0,517
0
3,875
0
6,1
Ch¬ng 3
Lùa chän ph¬ng thøc b¶o vÖ
3.1. B¶o vÖ m¸y biÕn ¸p ba pha ba cuén d©y.
1. C¸c d¹ng h háng vµ nh÷ng lo¹i b¶o vÖ thêng dïng.
Nh÷ng h háng thêng x¶y ra ®èi víi m¸y biÕn ¸p cã thÓ ph©n ra thµnh hai nhãm: h háng bªn trong vµ h háng bªn ngoµi.
* Sù cè bªn trong m¸y biÕn ¸p cã c¸c trêng hîp sau:
C¸c vßng d©y trong cïng mét pha tr¹m chËp víi nhau.
Ch¹m ®Êt (vá) vµ ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt.
Háng bé chuyÓn ®æi ®Çu ph©n ¸p.
Thïng dÇu bÞ thñng hoÆc rß dÇu.
* Sù cè bªn ngoµi m¸y biÕn ¸p cã c¸c trêng hîp sau:
Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong hÖ thèng.
Ng¾n m¹ch mét pha trong hÖ thèng.
Qu¸ t¶i.
Qu¸ b·o hoµ m¹ch tõ.
C¸c t×nh tr¹ng lµm viÖc kh«ng b×nh thêng cña m¸y biÕn ¸p :
Dßng ®iÖn trong c¸c cuén d©y t¨ng cao do ng¾n m¹ch ngoµi vµ qu¸ t¶i, nÕu dßng nµy t¨ng qu¸ møc cho phÐp trong mét thêi gian dµi sÏ lµm l·o hãa c¸ch ®iÖn dÉn ®Õn gi¶m tuæi thä cña m¸y biÕn ¸p
2. C¸c yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng b¶o vÖ :
1- T¸c ®éng nhanh: HÖ thèng b¶o vÖ t¸c ®éng cµng nhanh cµng tèt nh»m lo¹i trõ sù cè mét c¸nh nhanh nhÊt, gi¶m ®îc møc ®ä h háng cña thiÕt bÞ.
2- Chän läc: C¸c b¶o vÖ cÇn ph¶I ph¸t hiÖn vµ lo¹i trõ ®óng phÇn thiÕt bÞ sù cè ra khái hÖ thèng .
3- §é nhËy: C¸c b¶o vÖ chÝnh cÇn ®¶m b¶o hÖ sè cã ®é nh¹y kh«ng thÊp h¬n 1,5. C¸c b¶o vÖ phô (dù phßng) cã ®é nh¹y kh«ng thÊp h¬n 1,2.
4- §é tin cËy: KhÈ n¨ng b¶o vÖ lµm viÖc ®óng khi cã sù cè x¶y ra trong ph¹m vi ®· ®îc x¸c ®Þnh trong nhiÖm vô b¶o vÖ kh«ng t¸c ®éng nhÇm khi sù cè x¶y ra ngoµi ph¹m vi b¶o vÖ ®· ®îc x¸c ®Þnh.
3.2 C¸c b¶o vÖ ®Æt cho m¸y biÕn ¸p :
Tïy theo c«ng suÊt vÞ trÝ vai trß cña m¸y biÕn ¸p trong hÖ thèng mµ lùa chän ph¬ng thøc b¶o vÖ cho thÝch hîp. Nh÷ng lo¹i b¶o vÖ thêng ®îc dïng ®Ó chèng l¹i sù cè vµ chÕ ®é lµm viÖc kh«ng b×nh thêng cña m¸y biÕn ¸p. Tr¹m biÕn ¸p cÇn b¶o vÖ lµ tr¹m biÕn ¸p ph©n phèi víi hai m¸y biÕn ¸p 3 pha 3 cuén cÊp ®iÖn ¸p 150/38,5/23 kV, lµm viÖc ®éc lËp cã c«ng suÊt mçi m¸y lµ 40 MVA.
3.2.1. TÝnh n¨ng cña c¸c lo¹i b¶o vÖ ®Æt cho m¸y biÕn ¸p:
1 - B¶o vÖ R¬le khÝ:
Chèng l¹i h háng bªn trong thung dÇu nh: ch¹m chËp c¸c vßng d©y ®Æt trong thung dÇu, rß dÇu. B¶o vÖ lµm viÖc theo møc ®é bèc h¬i vµ chuyÓn ®éng dßng dÇu trong thung.
2- B¶o vÖ so lÖch dßng ®iÖn cã h·m t¸c ®éng nhanh : (87T/DI)
§îc sö dông lµm b¶o vÖ chÝnh cho m¸y biÕn ¸p, chèng l¹i ng¾n m¹ch mét pha hoÆc nhiÒu pha, ch¹m ®Êt. B¶o vÖ cÇn tháa m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau:
- §¶m b¶o ®é nhËy víi c¸c sù cè trong khu vùc b¶o vÖ .
- Cã biÖn ph¸p ng¨n chÆn t¸c ®éng nhÇm cña b¶o vÖ so lÖch khi dßng ®iÖn tõ hãa t¨ng cao.
- Lµm viÖc víi dßng kh«ng c©n b»ng xuÊt hiªn khi ®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i vµo líi ®iÖn hoÆc c¾t ng¾n m¹ch ngoµi, b·o hßa m¹ch tõ cña BI.
3- B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn: (51/I> ; 50/I>>)
B¶o vÖ phÝa 110 kV lµm b¶o vÖ dù phßng cho b¶o vÖ so lÖch, lµm viÖc víi 2 cÊp t¸c ®éng. CÊp t¸c ®éng c¾t nhanh vµ cÊp t¸c ®«ng cã thêi gian . CÊp t¸c ®éng cã thêi gian ph¶i phèi hîp t¸c ®éng víi c¸c b¶o vÖ phÝa 35 kV, 22 kV.
B¶o vÖ qu¸ dßng ®Æt ë phÝa 35 kV vµ 22 kV lµm viÖc cã thêi gian vµ ®îc phèi hîp víi b¶o vÖ qu¸ dßng phÝa 110 kV.
4- B¶o vÖ chèng qu¸ t¶i:
B¶o vÖ ®îc ®Æt ë c¸c phÝa cña m¸y biÕn ¸p nh»m chèng l¹i qu¸ t¶i cho c¸c cuén d©y.
R¬le lµm vÖc víi ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc vµ cã nhiÒu cÊp t¸c ®éng. C¶nh b¸o, khëi ®éng c¸c møc lµm m¸t b»ng t¨ng tèc tuÇn hoµn cña kh«ng khÝ hoÆc dÇu, gi¶m t¶i m¸y biÕn ¸p, c¾t m¸y biÕn ¸p ra khái hÖ thèng nÕunhiÖt ®é cña m¸y biÕn ¸p t¨ng qu¸ møc cho phÐp.
5- B¶o vÖ qó dßng thø tù kh«ng:
§Æt ë trung tÝnh m¸y biÕn ¸p. B¶o vÖ nµy dung ®Ó chèng ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt phÝa 110 kV, thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ chän theo nguyªn t¾c bËc thang 51N
3.3. Lùa chän ph¬ng thøc b¶o vÖ cho tr¹m biÕn ¸p:
Chó gi¶i:
1 - B¶o vÖ b»ng r¬le khÝ
2 - B¶o vÖ so lÖch cã h·m
3 - B¶o vÖ so lÖch dßng thø tù kh«ng
4 - B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn c¾t nhanh
5- B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn cã thêi gian
6 - B¶o vÖ qu¸ dßng thø tù kh«ng
7 - B¶o vÖ chèng qu¸ t¶i
7SJ 621
7UT 633
9
DI
I >
I0 >
I >
I >>
I 0>
I³
I >
U0 >
50BF
50BF
50BF
DI0
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
35 kV
22 kV
1
2
RL
5
4
6
7
2
9
3
7SJ 621
7SJ 621
1
q0
8
110 kV
H×nh 3.1. S¬ ®å ph¬ng thøc b¶o vÖ cho m¸y biÕn ¸p.
8 - R¬le nhiÖt
9 - B¶o vÖ chèng h háng m¸y c¾t
3.4 nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c lo¹i b¶o vÖ
1. B¶o vÖ b»ng r¬le khÝ (Buchholz):
R¬le khÝ lµm viÖc theo møc ®é bèc h¬i vµ chuyÓn ®éng dÇu trong thïng dÇu. R¬le khÝ thêng ®îc ®Æt trªn ®o¹n nèi thïng dÇu ®Õn b×nh gi·n në dÇu (h×nh 3.2 ). Tïy theo r¬le cã 1 cÊp hay 2 cÊp t¸c ®éng mµ cã 1 hay 2 phao kim lo¹i mang bÇu thñy tinh con cã tiÕp ®iÓm tõ hoÆc thñy ng©n.
N¬i ®Æt r¬le khÝ
Thïng dÇu m¸y biÕn ¸p
H×nh 3.2 N¬i ®Æt r¬le khÝ vµ cÊu t¹o r¬le khÝ
CÊp 1 b¶o vÖ thêng ®a tÝn hiÖu c¶nh b¸o
CÊp 2 cña b¶o vÖ t¸c ®éng c¾t m¸y biÐn ¸p ra khái hÖ thèng.
Trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng, trong b×nh r¬ le ®Çy dÇu, tiÕp diÓm r¬le ë tr¹ng th¸i hë. Khi khÝ bèc ra yÕu (ch¼ng h¹n v× dÇu nãng do qu¸ t¶i), khÝ tËp trung lªn phÝa trªn cña b×nh R¬le ®Èy phao sè 1 xuèng, R¬le göi tÝn hiÖu cÊp 1 c¶nh b¸o. NÕu khÝ bèc ra m¹nh (ch¼ng h¹n do ng¾n m¹ch bªn trong thïng dÇu), luång dÇu vËn chuyÓn tõ thïng lªn b×nh gi·n dÇu x« phao sè 2 xuèng göi tÝn hiÖu ®i c¾t m¸y biÕn ¸p. R¬le khÝ cßn cã thÓ t¸c ®éngkhi møc dÇu trong b×nh r¬le gi¶m thÊp do dÇu bÞ rß rØ hoÆc thïng biÕn ¸p bÞ thñng. R¬le khÝ cã thÓ lµm viÖc kh¸ tin cËy chèng l¹i tÊt c¶ c¸c sù cè bªn trong thïng dÇu m¸y biÕn ¸p, tuy nhiªn kinh nghiÖm vËn hµnh còng ph¸t hiÖn mét sè trêng hîp t¸c ®éng sai do ¶nh hëng cña chÊn ®éng c¬ häc lªn m¸y biÕn ¸p (nh ®éng ®Êt, c¸c vô næ gÇn n¬i ®Æt m¸y biÕn ¸p ). §èi víi m¸y biÕn ¸p lín, bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p díi t¶i thêng ®îc ®Æt trong thïng dÇu riªng vµ ngêi ta dïng 1 bé r¬le khÝ riªng ®Ó b¶o vÖ cho bé ®iÒu ¸p díi t¶i.
DI
I1 + I2
I1
BI1
BI2
IS1
N2
N1
I2
IS2
2. B¶o vÖ so lÖch cã h·m:/87T
H×nh 3.3 S¬ ®å nguyªn lý b¶o vÖ
B¶o vÖ so lÖch dßng ®iÖn ho¹t ®éng trªn nguyªn t¾c so s¸nh c¸c gi¸ trÞ biªn ®é dßng ®iÖn ®i vµo vµ ®i ra cña c¸c phÇn tö ®îc b¶o vÖ, b¶o vÖ sÏ c¶m nhËn ®ã lµ sù cè trong khu vùc b¶o vÖ vµ sÏ t¸c ®éng nÕu sù sai kh¸c gi÷a hai dßng ®iÖn vît qu¸ gi¸ trÞ chØnh ®Þnh.
Khu vùc b¶o vÖ ®îc giíi h¹n bë vÞ trÝ ®Æt cña biÕn dßng ë 2 ®Çu phÇn tö ®îc b¶o vÖ, tõ ®ã nhËn tÝn hiÖu ®Ó so s¸nh.
Khi lµm viÑc b×nh thêng, hoÆc ng¾n m¹ch ngoµi th× dßng ®iÖn (ISL) qua r¬le b»ng kh«ng, r¬le kh«ng lµm viÖc.
NÕu bá qua sai sè cña BI th× khi lµm viÖc b×nh thêng hoÆc ng¾n m¹ch ngoµi t¹i N1 (h×nh 3.5) dßng so lÖch qua r¬le sÏ lµ :
ISL = DI = I1 - I2 = 0
Khi ng¾n m¹ch trong vïng b¶o vÖ (N2) dßng mét phÝa (I2) sÏ thay ®æi c¶ vÒ chiÒu vµ trÞ sè. Khi ®ã dßng so lÖch qua r¬le sÏ lµ :
ISL = DI = I1 + I2 ≠ 0
NÕu ISL = DI lín h¬n gi¸ trÞ chØnh ®Þnh cña dßng khëi ®éng (Ik®) th× b¶o vÖ sÏ t¸c ®éng t¸ch phÇn tö bÞ sù cè ra khái hÖ thèng.
Trong thùc tÕ vËn hµnh thiÕt bÞ, do cã sù sai sè cña BI ®Æc biÖt lµ sù b·o hµo m¹ch tõ, nªn trong chÕ ®é vËn hµnh b×nh thêng còng nh ng¾n m¹ch ngoµi vÉn cã dßng qua r¬le gäi lµ dßng kh«ng c©n b»ng (Ikcb).
Do ®ã ®Ó b¶o vÖ r¬le kh«ng t¸c ®éng nhÇm, th× dßng khëi ®éng cña b¶o vÖ ph¶i chØnh ®Þnh sao cho lín h¬n dßng kh«ng c©n b»ng:
Ik® > Ikcbmax
§Ó t¨ng kh¶ n¨ng lµm viÖc æn ®Þnh vµ tin cËy cña b¶o vÖ, ngêi ta thêng dïng nguyªn lý lµm h·m b¶o vÖ. R¬le so lÖch cã._. h·m so s¸nh hai dßng ®iÖn. Dßng ®iÖn lµm viÖc (I lv) vµ dßng ®iÖn h·m (Ih).
C¸c chÕ ®é lµm viÖc :
+ ChÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng vµ vhÕ ®é ng¾n m¹ch ngoµi: dßng ®iÖn sÏ bÐ h¬n nhiÒu so víi dßng ®iÖn h·m (Ilv<IH) cho nªn b¶o vÖ kh«ng t¸c ®éng.
Ilv = Isl = 0
IH = I1 + I2
Gi¶ thiÕt do biÕn dßng kh«ng tèt th× I1 lÖch kh«ng song song so víi I2
Ilv = I1 - I2
KH = lµ hÖ sè h·m cña b¶o vÖ so lÖch cã thÓ thay ®æi ®îc
§Ó ®¶m b¶o ®îc t¸c ®éng h·m khi cã ng¾n m¹ch ngoµi vïng b¶o vÖ cÇn thùc hiÖn ®iÒu kiÖn:
IH> Ilv Þ R¬le t¸c ®«ng ®óng
+ ChÕ ®é sù cè trong ph¹m vi b¶o vÖ:
Ilv = Isl = I1 + I2
IH = I1 - I2
Nh vËy trong trêng hîp nµy Ilv > IH th× r¬le t¸c ®éng.
ISL>>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
a
b
c
d
§Æc tÝnh
sù cè
Vïng t¸c ®éng
Vïng h·m
Vïng h·m
bæ xung
ISL*
IH*
0
ISL>
Base Poin2
Base Poin1
KH=0
KH =0
a2
a1
H×nh 3.7 S¬ ®å nguyªn lÝ b¶o vÖ so lÖch cã h·m, sö dông r¬ le ®iÖn c¬
Trong ®ã:
(a) = (0,1 ÷0,4)
KH = 0
(b) Slope1 = tgj1 = 0,25
Base Poin 1 = 0
(c) Slope2 = tgj2 = 0,5
Base Poin 2 = 2,5
(d)
§èi víi m¸y biÕn ¸p thµnh phÇn sãng hµi bËc cao (2¸5) ®îc t¸ch ra khái ®Ó t¨ng cêng h·m nh»m tr¸nh t¸c ®éng nhÇm cña b¶o vÖ khi ®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i, m¸y biÕn ¸p bÞ kÝch thÝch hoÆc ng¾n m¹ch ngoµi. Do ®iÖn tõ hãa xung kÝch xuÊt hiÖn khi ®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i chøa mét ph©n lîng rÊt lín sãng hµi bËc cao (bËc 2) vµ cã thÓ ®¹t ®îc ®Õn trÞ sè cùc ®¹i kho¶ng 20% ¸ 30% trÞ sè dßng sù cè cßn khi MBA qu¸ kÝch thÝch th× thµnh phÇn hµi bËc 5 t¨ng lªn ®ét ngét
3. B¶o vÖ so lÖch dßng thø tù kh«ng: /87N (b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ:REF-Restricted_Earth_Fault)
§Ó b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt trong cuén d©y nèi h×nh sao cã trung ®iÓm nèi ®Êt cña m¸y biÕn ¸p, ngêi ta dïng s¬ ®å b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt cã giíi h¹n. Thùc chÊt ®©y lµ lo¹i b¶o vÖ so lÖch dßng ®iÖn thø tù kh«ng cã miÒn b¶o vÖ ®îc giíi h¹n gi÷a m¸y biÕn dßng ®Æt ë trung tÝnh m¸y biÕn ¸p vµ tæ m¸y biÕn dßng nèi theo bé läc dßng ®iÖn thø tù kh«ng ®Æt ë phÝa ®Çu ra cña cuén d©y nèi h×nh sao cña m¸y biÕn ¸p.
4. B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn c¾t nhanh: I>>/50
B¶o vÖ qu¸ dßng c¾t nhanh trêng cã ®é nhËy cao, ®¶m b¶o tÝnh chän läc b»ng c¸ch chän dßng ®iÖn lín h¬n dßng ®iÖn ng¾n m¹ch lín nhÊt qua chç ®Æt b¶o vÖ khi ng¾n m¹ch ë ngoµi phÇn tö ®îc b¶o vÖ. Khi ng¾n m¹ch trong vïng b¶o vÖ, dßng ®iÖn ng¾n m¹ch sÏ lín h¬n dßng ®iÖn khëi ®éng, b¶o vÖ sÏ t¸c ®éng.
I>>
I>>
I>>
N2
TG1
D1
D2
t= 0
IN ngoµi vïng
TG3
TG2
t=0
H×nh 3.5 B¶o vÖ qu¸ dßng c¾t nhanh
§èi víi r¬le qu¸ dßng ®iÖn c¾t nhanh khi dßng ®iÖn qua b¶o vÖ t¨ng ®Õn I > Ik® b¶o vÖ t¸c ®éng c¾t m¸y c¾t tøc thêi víi thêi gian t » 0sec.
Dßng khëi ®éng cña r¬le ®îc chØnh ®Þnh theo biÓu thøc:
Ik® = kat ´ IN ngoµi max
Víi: kat = 1,3 1,5 tuú thuéc vµo lo¹i r¬le sö dông
Ngoµi ra b¶o vÖ dßng ®iÖn c¾t nhanh cßn ®îc chØnh ®Þnh theo dßng ®iÖn tõ ho¸ nhÈy vät khi ®ãng m¸y biÕn ¸p.
IK® = kat Inv
§Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn nµy thêng chän
kat = ( 3 5 )I®mB
Dßng ng¾n m¹ch lín nhÊt lµ ngay trªn thanh gãp:
Ik® = kat ´ IN TG2(max)
Ik® = kat ´ IN TG3(max)
Nhîc ®iÓm cu¶ b¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn c¾t nhanh lµ thêi gian t¸c ®éng nhanh nhng kh«ng bao giê b¶o vÖ ®îc toµn bé ®êng d©y, chØ b¶o vÖ ®îc ®Õn dßng khëi ®éng nªn kh«ng lµm b¶o vÖ chÝnh cho ®êng d©y mµ cÇn ph¶i ®Æt thªm b¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian (I>)
5. B¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian: I>/51
B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn cã thêi gian thêng ®îc dïng lµm b¶o vÖ chÝnh cho c¸c m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt bÐ vµ lµm b¶o vÖ dù phßng cho m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt trung b×nh vµ lín ®Ó chèng c¸c d¹ng ng¾n m¹ch bªn trong vµ bªn ngoµi m¸y biÕn ¸p.
t2
t1
HT
I>
1
I>>
2
N2
H×nh 3.6 B¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian
§èi víi m¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y dïng mét bé b¶o vÖ ®Æt ë phÝa nguån cung cÊp. Víi m¸y biÕn ¸p nhiÒu cuén d©y thêng mçi phÝa ®Æt mét bé. Dßng ®iÖn khëi ®éng cña b¶o vÖ chän theo dßng ®iÖn danh ®Þnh cña biÕn ¸p cã xÐt ®Õn kh¶ n¨ng qu¸ t¶i.Thêi gian lµm viÖc cña b¶o vÖ chän theo nguyªn t¾c bËc thang, phèi hîp víi thêi gian lµm viÖc cña c¸c b¶o vÖ l©n cËn trong hÖ thèng.
Dßng khëi ®«ng cña r¬le ®îc chØnh ®Þnh theo biÓu thøc :
Trong ®ã:
Ilvmax lµ dßng ®iÖn lµm viÖc lín nhÊt cho phÐp ®èi víi phÇn tö ®îc b¶o vÖ
Ilvmax = 1,4´Id® = 1,4.
Kat hÖ sè an toµn lÊy Kat = 1,1¸ 1,2
Kmm hÖ sè më m¸y Kmm Tuú vÞ tÝ ®Æt b¶o vÖ
Ktv hÖ sè trë vÒ r¬le c¬ lÊy Ktv = 0,8 ¸ 0,9
6 .B¶o vÖ qu¸ dßng thø tù kh«ng: >/51N
B¶o vÖ nµy ®Æt ë trung tÝnh m¸y biÕn ¸p dïng ®Ó chèng c¸c d¹ng ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt c¸c phÝa. Cã thÓ dïng lo¹i cã ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc (tØ lÖ nghÞch).
I0>
110kV
35kV
22kV
I0>
H×nh 3.7 B¶o vÖ qu¸ dßng TTK
Trong chÕ ®é lµm viÖc 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 (Ikvb) ch¹y qua. Do ®ã ph¶i chØnh ®Þnh r¬le cã dßng khëi ®éng Ik® > Ikcb.
Ikcb = (0,1¸0.3).Id®BI
Nªn cã: Ik® = (0,1¸0.3).Id®BI
Trong chÕ ®ä sù cè ch¹m ®Êt, lóc ®ã dßng thø tù kh«ng ®i qua b¶o vÖ sÏ t¨ng lªn nÕu I0SC ³ Ikt th× b¶o vÖ t¸c ®éng.
7. C¸c b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i: I/49
Qu¸ t¶i lµm cho nhiÖt ®é cña m¸y biÕn ¸p t¨ng cao qu¸ møc cho phÐp, nÕu thêi gian kÐo dµi sÏ lµm gi¶m tuæi thä m¸y biÕn ¸p. §Ó b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i ë m¸y biÕn ¸p c«ng suÊt bÐ dïng lo¹i b¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn th«ng thêng, víi m¸y biÕn ¸p lín, ngêi ta dïng nguyªn lÝ h×nh ¶nh nhiÖt ®Ó thùc hiÖn b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i. 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: c¶nh b¸o, khëi ®éng c¸c møc lµm m¸t b»ng c¸ch t¨ng tèc ®é tuÇn hoµn cña dÇu, gi¶m t¶i m¸y biÕn ¸p. NÕu c¸c cÊp t¸c ®éng nµy kh«ng mang l¹i hiÖu qu¶, nhiÖt ®é m¸y biÕn ¸p vÉn vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp vµ kÐo dµi qu¸ thêi gian quy ®Þnh th× sÏ c¾t m¸y biÕn ¸p ra khái hÖ thèng.
Ch¬ng 4
giíi thiÖu tÝnh n¨ng
vµ th«ng sè c¸c lo¹i r¬le sö dông
C¸c hÖ thèng b¶o vÖ dïng thiÕt bÞ kü thuËt sè cã nh÷ng u viÖt rÊt lín nh sau:
TÝch hîp ®îc nhiÒu choc n¨ng vµo mét bé b¶o vÖ nªn kÝch thíc gän gµng, ®îc chuÈn hãa .
§é tin cËy vµ ®é s½n sµng cao, nhê gi¶m ®îc yªu cÇu b¶o ch× c¸c chi tiÕt c¬ khÝ, tr¹ng th¸i cña r¬le lu«n ®îc kiÓm tra thêng xuyªn.
§é chÝnh x¸c cao, c«ng suÊt tiªu thô nhá (»0,1 VA)
DÔ dµng liªn kÕt víi c¸c thiÕt bÞ kh¸c vµ víi m¹ng th«ng tin ®o lêng, ®iÒu khiÓn tßan hÖ thèng ®iÖn.
Ngoµi choc n¨ng b¶o vÖ cßn cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu choc n¨ng kh¸c nh: §o lêng, hiÓn thÞ, ghi chÐp vµ lu gi÷ th«ng tin, th«ng sè trong hÖ thèng
§Ó b¶o vÖ cho m¸y biÕn ë ®©y ta chän lo¹i r¬le b¶o vÖ 7UT633 do tËp ®oµn Siemens AG chÕ t¹o lµm b¶o vÖ chÝnh cho m¸y biÕn ¸p, loai r¬le 7SJ621 lµm b¶o vÖ dù phßng
4.1. r¬le b¶o vÖ so lÖch 7ut633
4.1.1 Giíi thiÖu tæng quan vÒ r¬le 7UT633.
R¬le sè 7UT633 ®îc sö dông ®Ó b¶o vÖ chÝnh cho m¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y hoÆc m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ë tÊt c¶ c¸c cÊp ®iÖn ¸p. R¬le nµy còng cã thÓ dïng ®Ó b¶o vÖ cho c¸c lo¹i m¸y ®iÖn quay nh m¸y ph¸t ®iÖn, ®éng c¬, c¸c ®êng d©y ng¾n hoÆc c¸c thanh c¸i cì nhá (cã tõ 3-5 lé ra). C¸c chøc n¨ng kh¸c ®îc tÝch hîp trong r¬le 7UT633 lµm nhiÖm vô dù phßng nh b¶o vÖ qu¸ dßng, qu¸ t¶i nhiÖt, b¶o vÖ qu¸ kÝch thÝch, chèng h háng m¸y c¾t. B»ng c¸ch phèi hîp c¸c chøc n¨ng tÝch hîp trong 7UT633 ta cã thÓ ®a ra ph¬ng thøc b¶o vÖ phï hîp vµ kinh tÕ cho ®èi tîng cÇn b¶o vÖ chØ cÇn sö dông mét r¬le. §©y lµ quan ®iÓm chung ®Ó chÕ t¹o c¸c r¬le sè hiªn ®¹i ngµy nay.
1. Giíi thiÖu c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ ®îc tÝch hîp trong r¬le 7UT633.
+ Chøc n¨ng b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p: §©y lµ chøc n¨ng b¶o vÖ chÝnh cña r¬le 7UT633.
§Æc tÝnh t¸c ®éng cã h·m cña r¬le.
Cã kh¶ n¨ng æn ®Þnh ®èi víi qu¸ tr×nh qu¸ ®é g©y ra bëi c¸c hiÖn tîng qu¸ kÝch thÝch m¸y biÕn ¸p b»ng c¸ch sö dông c¸c sãng hµi bËc cao, chñ yÕu lµ bËc 3 vµ bËc 5.
Cã kh¶ n¨ng æn ®Þnh ®èi víi c¸c dßng xung kÝch dùa vµo c¸c sãng hµi bËc hai.
Kh«ng ph¶n øng víi thµnh phÇn mét chiÒu vµ b·o hoµ m¸y biÕn dßng.
Ng¾t víi tèc ®é cao vµ tøc thêi ®èi víi dßng sù cè lín.
+ B¶o vÖ so lÖch cho m¸y ph¸t ®iÖn, ®éng c¬ ®iÖn, ®êng d©y ng¾n hoÆc thanh gãp cì nhá.
+ B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ (REF)
+ B¶o vÖ so lÖch trë kh¸ng cao.
+ B¶o vÖ chèng ch¹m vá cho m¸y biÕn ¸p.
+ B¶o vÖ chèng mÊt c©n b»ng t¶i.
+ B¶o vÖ qu¸ dßng ®èi víi dßng ch¹m ®Êt.
+ B¶o vÖ qu¸ dßng pha.
+ B¶o vÖ qu¸ t¶i theo nguyªn lÝ h×nh ¶nh nhiÖt.
+ B¶o vÖ qu¸ kÝch thÝch.
+ B¶o vÖ chèng h háng m¸y c¾t.
Ngoµi ra r¬le 7UT633 cßn cã c¸c chøc n¨ng sau:
+ §ãng c¾t trùc tiÕp tõ bªn ngoµi: R¬le nhËn tÝn hiÖu tõ ngoµi ®a vµo th«ng qua c¸c ®Çu vµo nhÞ ph©n. Sau khi xö lÝ th«ng tin, r¬le sÏ cã tÝn hiÖu ph¶n håi ®Õn c¸c ®Çu ra, c¸c ®Ìn LED.
+ Cung cÊp c¸c c«ng cô thuËn lîi cho viÖc kiÓm tra, thö nghiÖm r¬le.
+ Cho phÐp ngêi dïng x¸c ®Þnh c¸c hµm logic phôc vô cho c¸c ph¬ng thøc
b¶o vÖ.
+ Chøc n¨ng theo dâi, gi¸m s¸t:
Liªn tôc tù gi¸m s¸t c¸c m¹ch ®o lêng bªn trong, nguån ®iÖn cña r¬le, c¸c phÇn cøng, phÇn mÒm tÝnh to¸n cña r¬le víi ®é tin cËy cao.
Liªn tôc ®o lêng, tÝnh to¸n vµ hiÓn thÞ c¸c ®¹i lîng vËn hµnh lªn mµn h×nh hiÓn thÞ (LCD) mÆt tríc r¬le.
Ghi l¹i, lu gi÷ c¸c sè liÖu, c¸c sù cè vµ hiÓn thÞ chóng lªn mµn h×nh hoÆc truyÒn d÷ liÖu ®Õn c¸c trung t©m ®iÒu khiÓn th«ng qua c¸c cæng giao tiÕp.
Gi¸m s¸t m¹ch t¸c ®éng ng¾t.
2. Kh¶ n¨ng truyÒn th«ng, kÕt nèi cña r¬le 7UT633.
Víi nhu cÇu ngµy cµng cao trong viÖc ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ho¸ hÖ thèng ®iÖn, c¸c r¬le sè ngµy nay ph¶i ®¸p øng tèt vÊn ®Ò truyÒn th«ng vµ ®a kÕt nèi. R¬le 7UT633 ®· tho¶ m·n c¸c yªu cÇu trªn, nã cã c¸c cæng giao tiÕp sau:
Cæng giao tiÕp víi m¸y tÝnh t¹i tr¹m (Local PC):
Cæng giao tiÕp nµy ®îc ®Æt ë mÆt tríc cña r¬le, hç trî chuÈn truyÒn tin c«ng nghiÖp RS232. KÕt nèi qua cæng giao tiÕp nµy cho phÐp ta truy cËp nhanh tíi r¬le th«ng qua phÇn mÒm ®iÒu khiÓn DIGSI 4 cµi ®Æt trªn m¸y tÝnh, do ®ã ta cã thÓ dÔ dµng chØnh ®Þnh c¸c th«ng sè, chøc n¨ng còng nh c¸c d÷ liÖu cã trong r¬le. §iÒu nµy ®Æc biÖt thuËn lîi cho viÖc kiÓm tra, thö nghiÖm r¬le tríc khi ®a vµo sö dông.
Cæng giao tiÕp dÞch vô:
Cæng kÕt nèi nµy ®îc ®Æt phÝa sau cña r¬le, sö dông chuÈn truyÒn tin c«ng nghiÖp RS485, do ®ã cã thÓ ®iÒu khiÓn tËp trung mét sè bé b¶o vÖ r¬le b»ng phÇn mÒm DIGSI 4. Víi chuÈn RS485, viÖc ®iÒu khiÓn vËn hµnh r¬le tõ xa cã thÓ thùc hiÖn th«ng qua MODEM cho phÐp nhanh chãng ph¸t hiÖn xö lÝ sù cè tõ xa. Víi ph¬ng ¸n kÕt nèi b»ng c¸p quang theo cÊu tróc h×nh sao cã thÓ thùc hiÖn viÖc thao t¸c tËp trung. §èi víi m¹ng kÕt nèi quay sè, r¬le ho¹t ®éng nh mét Web-server nhá vµ göi th«ng tin ®i díi d¹ng c¸c trang siªu liªn kÕt v¨n b¶n ®Õn c¸c tr×nh duyÖt chuÈn cã trªn m¸y tÝnh.
Cæng giao tiÕp hÖ thèng:
Cæng nµy còng ®îc ®Æt phÝa sau cña r¬le, hç trî chuÈn giao tiÕp hÖ thèng cña IEC: 60870-5-103. §©y lµ chuÈn giao thøc truyÒn tin quèc tÕ cã hiÖu qu¶ tèt trong lÜnh vùc truyÒn th«ng b¶o vÖ hÖ thèng ®iÖn. Giao thøc nµy ®îc hç trî bëi nhiÒu nhµ s¶n xuÊt vµ ®îc øng dông trªn toµn thÕ giíi. ThiÕt bÞ ®îc nèi qua c¸p ®iÖn hoÆc c¸p quang ®Õn hÖ thèng b¶o vÖ vµ ®iÒu khiÓn tr¹m nh SINAULT LAS hoÆc SICAM qua giao diÖn nµy.
Cæng kÕt nèi nµy còng hç trî c¸c giao thøc kh¸c nh PROFIBUS cho hÖ thèng SICAM, PROFIBUS-DP, MOSBUS, DNP3.0
4.1.2. Mét sè th«ng sè kü thuËt cña r¬le 7UT633
M¹ch ®Çu vµo
Dßng ®iÖn danh ®Þnh: 1A, 5A hoÆc 0,1A ( cã thÓ lùa chän ®îc)
TÇn sè danh ®Þnh: 50 Hz, 60 Hz, 16,7 Hz ( cã thÓ lùa chän ®îc)
C«ng suÊt tiªu thô ®èi víi c¸c ®Çu vµo:
- Víi I®m= 1A » 0.3 VA
- Víi I®m= 5A » 0.55 VA
- Víi I®m= 0.1A » 1 mVA
- §Çu vµo nh¹y » 0.55 VA
Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ dßng:
-Theo nhiÖt ®é ( trÞ hiÖu dông): Dßng l©u dµi cho phÐp : 4.I®m
Dßng trong 10s : 30.I®m
Dßng trong 1s : 100.I®m
- Theo gi¸ trÞ dßng xung kÝch: 250I®mtrong1/2 chu k×
Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ dßng ®iÖn cho ®Çu vµo chèng ch¹m ®Êt cã ®é nh¹y cao:
-Theo nhiÖt ®é ( trÞ hiÖu dông): Dßng l©u dµi cho phÐp : 15A
Dßng trong 10s : 100A
Dßng trong 1s : 300A
- Theo gi¸ trÞ dßng xung kÝch: 750A trong1/2 chu k×
§iÖn ¸p cung cÊp ®Þnh møc:
- §iÖn ¸p mét chiÒu: 24 ®Õn 48V
60 ®Õn 125V
110 ®Õn 250V
- §iÖn ¸p xoay chiÒu: 115V ( f=50/60Hz)
230V
Kho¶ng cho phÐp : - 20% ¸ +20% (DC)
£ 15% (AC)
C«ng suÊt tiªu thô : 5 ¸ 7 W
§Çu vµo nhÞ ph©n.
Sè lîng : 5
§iÖn ¸p danh ®Þnh : 24 ¸ 250V (DC)
Dßng tiªu thô : 1,8mA
§iªn ¸p lín nhÊt cho phÐp: 300V (DC)
§Çu ra nhÞ ph©n:
Sè lîng: 8 tiÕp ®iÓm vµ 1 tiÕp ®iÓm c¶nh b¸o
Kh¶ n¨ng ®ãng c¾t: §ãng: 1000W/VA
C¾t: 30 W/VA
C¾t víi t¶i lµ ®iÖn trë: 40W
C¾t víi t¶i lµ L/R £ 50ms: 25W
§iÖn ¸p ®ãng c¾t: 250V
Dßng ®ãng c¾t cho phÐp: 30A cho 0,5s
5A kh«ng h¹n chÕ thêi gian
§Ìn tÝn hiÖu LED
1 ®Ìn mµu xanh b¸o r¬le ®· s½n sµng lµm viÖc
1 ®Ìn mµu ®á b¸o sù cè x¶y ra trong r¬le
14 ®Ìn mµu ®á kh¸c ph©n ®Þnh t×nh tr¹ng lµm viÖc cña r¬le
4.1.3 Nguyªn lý ho¹t ®éng chung cña r¬le 7 UT633.
- R¬le 7UT633 ®îc trang bÞ hÖ thèng vi xö lý 32 bÝt.
- Thùc hiÖn xö lý hoµn toµn tÝn hiÖu sè tõ ®o lêng, lÊy mÉu, sè ho¸ c¸c ®¹i lîng ®Çu vµo t¬ng tù ®Õn viÖc xö lý tÝnh to¸n vµ t¹o c¸c lÖnh, c¸c tÝn hiÖu ®Çu ra.
- C¸ch li hoµn toµn vÒ ®iÖn gi÷a m¹ch xö lý bªn trong cña 7UT633 víi c¸c m¹ch ®o lêng ®iÒu khiÓn vµ nguån ®iÖn do c¸ch s¾p xÕp ®Çu vµo t¬ng tù cña c¸c bé chuyÓn ®æi, c¸c ®Çu vµo, ®Çu ra nhÞ ph©n, c¸c bé chuyÓn ®æi DC/AC hoÆc AC/DC.
- Ho¹t ®éng ®¬n gi¶n, sö dông panel ®iÒu khiÓn tÝch hîp hoÆc m¸y tÝnh c¸ nh©n sö dông phÇn mÒm DIGSI .
§Çu vµo t¬ng tù AI truyÒn tÝn hiÖu dßng vµ ¸p nhËn ®îc tõ c¸c thiÕt bÞ biÕn dßng, biÕn ®iÖn ¸p sau ®ã läc, t¹o ngìng tÝn hiÖu cung cÊp cho qu¸ tr×nh xö lý tiÕp theo. R¬le 7UT633 cã 12 ®Çu vµo dßng ®iÖn vµ 4 ®Çu vµo ®iÖn ¸p. TÝn hiÖu t¬ng tù sÏ ®îc ®a ®Õn khèi khuÕch ®¹i ®Çu vµo IA. Khèi IA lµm nhiÖm vô khuÕch ®¹i, läc tÝn hiÖu ®Ó phï hîp víi tèc ®é vµ b¨ng th«ng cña khèi chuyÓn ®æi sè t¬ng tù AD.
Khèi AD gåm 1 bé dån kªnh, 1 bé chuyÓn ®æi sè t¬ng tù vµ c¸c modul nhí dïng ®Ó chuyÓn ®æi tÝn hiÖu t¬ng tù sang tÝn hiÖu sè sau ®ã truyÒn tÝn hiÖu sang khèi vi xö lý( mC)
Khèi vi xö lý chÝnh lµ bé vi xö lý 32 bÝt thùc hiÖn c¸c thao t¸c sau:
- Läc vµ chuÈn ho¸ c¸c ®¹i lîng ®o. VÝ dô: xö lý c¸c ®¹i lîng sao cho phï hîp víi tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p, phï hîp víi tû sè biÕn ®æi cña m¸y biÕn dßng.
H×nh 4.1. CÊu tróc phÇn cøng cña b¶o vÖ so lÖch 7UT633
Liªn tôc gi¸m s¸t c¸c ®¹i lîng ®o, c¸c gi¸ trÞ ®Æt cho tõng b¶o vÖ.
H×nh thµnh c¸c ®¹i lîng so lÖch vµ h·m.
Ph©n tÝch tÇn sè cña c¸c dßng ®iÖn pha vµ dßng ®iÖn h·m.
TÝnh to¸n c¸c dßng ®iÖn hiÖu dông phôc vô cho b¶o vÖ, qu¸ t¶i, liªn tôc theo dâi sù t¨ng nhiÖt ®é cña ®èi tîng b¶o vÖ.
KiÓm so¸t c¸c gi¸ trÞ giíi h¹n vµ thø tù thêi gian.
Xö lý tÝn hiÖu cho c¸c chøc n¨ng logic vµ c¸c chøc n¨ng logic do ngêi sö dông x¸c ®Þnh.
QuyÕt ®Þnh vµ ®a ra lÖnh c¾t.
Lu gi÷ vµ ®a ra c¸c th«ng sè sù cè phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n vµ ph©n tÝch sù cè.
Thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng qu¶n lý kh¸c nh ghi d÷ liÖu, ®ång hå thêi gian thùc, giao tiÕp truyÒn th«ng.
TiÕp ®ã th«ng tin sÏ ®îc ®a ®Õn khèi khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ®Çu ra OA vµ truyÒn ®Õn c¸c thiÕt bÞ bªn ngoµi.
4.1.4. C¸ch chØnh ®Þnh vµ cµi ®Æt th«ng sè cho r¬le 7UT633
ViÖc cµi ®Æt vµ chØnh ®Þnh c¸c th«ng sè, c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ trong r¬le 7UT633 ®îc thùc hiÖn theo hai c¸ch sau:
- B»ng bµn phÝm ë mÆt tríc cña r¬le.
- B»ng phÇn mÒm ®iÒu khiÓn r¬le DIGSI 4 cµi ®Æt trªn m¸y tÝnh th«ng qua c¸c cæng giao tiÕp.
R¬le cña h·ng Siemens thêng tæ chøc c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i vµ chøc n¨ng b¶o vÖ theo c¸c ®Þa chØ, tøc lµ ®èi víi mçi chøc n¨ng, th«ng sè cô thÓ sÏ øng víi mét ®Þa chØ nhÊt ®Þnh. Mçi ®Þa chØ l¹i cã nh÷ng lùa chän ®Ó cµi ®Æt. VÝ dô ë b¶ng 4.1.
B¶ng 4.1
§Þa chØ
C¸c lùa chän
Cµi ®Æt
Néi dung
105
3 phase Transformer
1 phase Transformer
Autotransformer
Generator/Motor
3 phase Busbar
1 phase Busbar
3phase Transformer
Chän ®èi tîng ®îc
b¶o vÖ: m¸y biÕn ¸p ba
pha
112
Disable
Enable
Enable
BËt chøc n¨ng b¶o
vÖ so lÖch
113
Disable
Enable
Enable
BËt chøc n¨ng b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ
142
Disable
Enable
Enable
BËt chøc n¨ng b¶o vÖ
qu¸ t¶i nhiÖt.
4.1.5. Chøc n¨ng b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p:
§èi tîng
®îc b¶o vÖ
87/DI
IT1+IT2
IT1
IT2
IS1
IS2
H×nh 4.2 Nguyªn lý b¶o vÖ so lÖch MBA r¬le 7UT633
1. Phèi hîp c¸c ®¹i lîng ®o lêng.
C¸c phÝa cña m¸y biÕn ¸p ®Òu ®Æt m¸y biÕn dßng, dßng ®iÖn thø cÊp cña c¸c m¸y biÕn dßng nµy kh«ng hoµn toµn b»ng nhau. Sù sai kh¸c nµy phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh tØ sè biÕn ®æi, tæ nèi d©y, sù ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cña m¸y biÕn ¸p, dßng ®iÖn ®Þnh møc, sai sè, sù b·o hoµ cña m¸y biÕn dßng. Do vËy ®Ó tiÖn so s¸nh dßng ®iÖn thø cÊp m¸y biÕn dßng ë c¸c phÝa m¸y biÕn ¸p th× ph¶i biÕn ®æi chóng vÒ cïng mét phÝa, ch¼ng h¹n phÝa s¬ cÊp.
ViÖc phèi hîp gi÷a c¸c ®¹i lîng ®o lêng ë c¸c phÝa ®îc thùc hiÖn mét c¸ch thuÇn tuý to¸n häc nh sau:
[Im] = k.[K].[In]
Trong ®ã: - [Im] ma trËn dßng ®iÖn ®· ®îc biÕn ®æi ( IA, IB, IC)
- k hÖ sè
- [K] ma trËn hÖ sè phô thuéc vµo tæ nèi d©y m¸y biÕn ¸p.
- [In] ma trËn dßng ®iÖn pha ( IL1, IL2, IL3)
2. So s¸nh c¸c ®¹i lîng ®o lêng :
Sau khi dßng ®Çu vµo ®· thÝch øng víi tØ sè biÕn dßng, tæ ®Êu d©y, xö lÝ dßng thø tù kh«ng, c¸c ®¹i lîng cÇn thiÕt cho b¶o vÖ so lÖch ®îc tÝnh to¸n tõ dßng trong c¸c pha IA, IB vµ IC, bé vi xö lÝ sÏ so s¸nh vÒ mÆt trÞ sè:
ISL =
IH = ++
I1,I2 ,I3 lµ dßng ®iÖn cuén cao ¸p, trung ¸p vµ h¹ ¸p m¸y biÕn ¸p.
Cã hai trêng hîp sù cè x¶y ra
* Trêng hîp sù cè ng¾n m¹ch ngoµi vïng b¶o vÖ hoÆc ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng. Khi ®ã I1 ngîc chiÒu víi I2, I3vµ I1 = I2 + I3
ISL= =0
IH =∑=2
Trêng hîp ng¾n m¹ch trong vïng b¶o vÖ, nguån cung cÊp tõ phÝa cao ¸p nªn:
ISL= = (I2=I3=0)
IH = ++=
C¸c kÕt qu¶ trªn cho thÊy khi cã sù cè (ng¾n m¹ch) x¶y ra trong vïng b¶o vÖ th× ISL= IH, do vËy ®êng ®Æc tÝnh sù cè cã ®é dèc b»ng 1.
3. TÝnh t¸c ®éng:
§Ó ®¶m b¶o b¶o vÖ so lÖch t¸c ®éng ch¾c ch¾n khi cã sù cè bªn ngoµi ta cÇn chØnh ®Þnh c¸c trÞ sè t¸c ®éng cho phï hîp víi yªu cÇu cô thÓ. R¬le 7UT613 ®îc sö dông cã ®êng ®Æc tÝnh t¸c ®éng cho chøc n¨ng b¶o vÖ so lÖch tho¶ m·n c¸c yªu cÇu b¶o vÖ .
H×nh 4.3 §Æc tÝnh t¸c ®éng cña r¬le 7UT633.
Theo h×nh vÏ ®êng ®Æc tÝnh t¸c ®éng gåm c¸c ®o¹n:
+ §o¹n a: BiÓu thÞ gi¸ trÞ dßng ®iÖn khëi ®éng ngìng thÊp IDIFF> cña b¶o vÖ ( ®Þa chØ 1221), víi mçi m¸y biÕn ¸p xem nh h»ng sè. Dßng ®iÖn nµy phô thuéc dßng ®iÖn tõ ho¸ m¸y biÕn ¸p.
+ §o¹n b: §o¹n ®Æc tÝnh cã kÓ ®Õn sai sè biÕn ®æi cña m¸y biÕn dßng vµ sù thay ®æi ®Çu ph©n ¸p cña m¸y biÕn ¸p. §o¹n b cã ®é dèc SLOPE 1( ®Þa chØ 1241) víi ®iÓm b¾t ®Çu lµ BASE POINT 1( ®Þa chØ 1242)
+ §o¹n c: §o¹n ®Æc tÝnh cã tÝnh ®Õn chøc n¨ng kho¸ b¶o vÖ khi xuÊt hiÖn hiÖn tîng b·o hoµ kh«ng gièng nhau ë c¸c m¸y biÕn dßng. §o¹n c cã ®é dèc SLOPE 2 (®Þa chØ 1243) víi ®iÓm b¾t ®Çu BASE POINT 2 (®Þa chØ 1244)
+ §o¹n d: Lµ gi¸ trÞ dßng ®iÖn khëi ®éng ngìng cao IDIFF>> cña b¶o vÖ ( ®Þa chØ 1231). Khi dßng ®iÖn so lÖch ISL vît qu¸ ngìng cao nµy b¶o vÖ sÏ t¸c ®éng kh«ng cã thêi gian mµ kh«ng quan t©m ®Õn dßng ®iÖn h·m IH vµ c¸c sãng hµi dïng ®Ó h·m b¶o vÖ. Qua h×nh vÏ ta thÊy ®êng ®Æc tÝnh sù cè lu«n n»m trong vïng t¸c ®éng. C¸c dßng ®iÖn ISL vµ IH ®îc biÓu diÔn trªn trôc to¹ ®é theo hÖ t¬ng ®èi ®Þnh møc. NÕu to¹ ®é ®iÓm ho¹t ®éng ( ISL, IH) xuÊt hiÖn gÇn ®Æc tÝnh sù cè sÏ x¶y ra t¸c ®éng.
4. Vïng h·m bæ xung :
§©y lµ vïng h·m khi m¸y biÕn dßng b·o hoµ. Khi x¶y ra ng¾n m¹ch ngoµi vïng b¶o vÖ, ë thêi ®iÓm ban ®Çu dßng ®iÖn ng¾n m¹ch lín lµm cho m¸y biÕn dßng b·o hoµ m¹nh. H»ng sè thêi gian cña hÖ thèng dµi, hiÖn tîng nµy kh«ng xuÊt hiÖn khi x¶y ra sù cè trong vïng b¶o vÖ. C¸c gi¸ trÞ ®o ®îc bÞ biÕn d¹ng ®îc nhËn ra trong c¶ thµnh phÇn so lÖch còng nh thµnh phÇn h·m. HiÖn tîng b·o hoµ m¸y biÕn dßng dÉn ®Õn dßng ®iÖn so lÖch ®¹t trÞ sè kh¸ lín, ®Æc biÖt khi møc ®é b·o hoµ cña c¸c m¸y biÕn dßng lµ kh¸c nhau. Trong thêi gian ®ã nÕu ®iÓm ho¹t ®éng (IH, ISL) r¬i vµo vïng t¸c ®éng th× b¶o vÖ sÏ t¸c ®éng nhÇm. R¬le 7UT633 cung cÊp chøc n¨ng tù ®éng ph¸t hiÖn hiÖn tîng b·o hoµ vµ sÏ t¹o ra vïng h·m bæ xung. Sù b·o hoµ cña m¸y biÕn dßng trong suèt thêi gian x¶y ra ng¾n m¹ch ngoµi ®îc ph¸t hiÖn bëi trÞ sè dßng h·m cã gi¸ trÞ lín h¬n. TrÞ sè nµy sÏ di chuyÓn ®iÓm ho¹t ®éng ®Õn vïng h·m bæ sung giíi h¹n bëi ®o¹n ®Æc tÝnh b vµ trôc IH (kh¸c víi 7UT513).
H×nh 4.4 Vïng h·m bæ sung
Tõ h×nh vÏ ta thÊy:
T¹i ®iÓm b¾t ®Çu x¶y ra sù cè A, dßng sù cè t¨ng nhanh sÏ t¹o nªn thµnh phÇn h·m lín. BI lËp tøc bÞ b·o hoµ (B). Thµnh phÇn so lÖch ®îc t¹o thµnh vµ thµnh phÇn h·m gi¶m xuèng kÕt qu¶ lµ ®iÓm ho¹t ®éng (ISL, IH) cã thÓ chuyÓn dÞch sang vïng t¸c ®éng (C).
Ngîc l¹i, khi sù cè x¶y ra trong vïng b¶o vÖ, dßng ®iÖn so lÖch ®ñ lín, ®iÓm ho¹t ®éng ngay lËp tøc dÞch chuyÓn däc theo ®êng ®Æc tÝnh sù cè. HiÖn tîng b·o hoµ m¸y biÕn dßng ®îc ph¸t hiÖn ngay trong 1/4 chu kú ®Çu x¶y ra sù cè, khi sù cè ngoµi vïng b¶o vÖ ®îc x¸c ®Þnh. B¶o vÖ so lÖch sÏ bÞ kho¸ víi lîng thêi gian cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc. LÖnh kho¸ ®îc gi¶i trõ ngay khi ®iÓm ho¹t ®éng chuyÓn sang ®êng ®Æc tÝnh sù cè. §iÒu nµy cho phÐp ph©n tÝch chÝnh x¸c c¸c sù cè liªn quan ®Õn m¸y biÕn ¸p. B¶o vÖ so lÖch lµm viÖc chÝnh x¸c vµ tin cËy ngay c¶ khi BI b·o hoµ.
Vïng h·m bæ sung cã thÓ ho¹t ®éng ®éc lËp cho mçi pha ®îc x¸c ®Þnh b»ng viÖc chØnh ®Þnh c¸c th«ng sè, chóng ®îc sö dông ®Ó h·m pha bÞ sù cè hoÆc c¸c pha kh¸c hay cßn gäi lµ chøc n¨ng kho¸ chÐo.
+ Chøc n¨ng h·m theo c¸c sãng hµi
Khi ®ãng c¾t m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i hoÆc kh¸ng bï ngang trªn thanh c¸i ®ang cã ®iÖn cã thÓ xuÊt hiÖn dßng ®iÖn tõ ho¸ ®ét biÕn. Dßng ®ét biÕn nµy cã thÓ lín gÊp nhiÒu lÇn I®m vµ cã thÓ t¹o thµnh dßng ®iÖn so lÖch. Dßng ®iÖn nµy còng xuÊt hiÖn khi ®ãng m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song víi m¸y biÕn ¸p ®ang vËn hµnh hoÆc qu¸ kÝch thÝch m¸y biÕn ¸p.
Ph©n tÝch thµnh phÇn ®ét biÕn nµy, ta thÊy cã mét thµnh phÇn ®¸ng kÓ sãng hµi bËc hai, thµnh phÇn nµy kh«ng xuÊt hiÖn trong dßng ng¾n m¹ch. Do ®ã ngêi ta t¸ch thµnh phÇn hµi bËc hai ra ®Ó phôc vô cho môc ®Ých h·m b¶o vÖ so lÖch. NÕu thµnh phÇn hµi bËc hai vît qu¸ ngìng ®· chän, thiÕt bÞ b¶o vÖ sÏ bÞ kho¸ l¹i.
Bªn c¹nh sãng hµi bËc hai, c¸c thµnh phÇn sãng hµi kh¸ccòng cã thÓ ®îc lùa chän ®Ó phôc vô cho môc ®Ých h·m nh: thµnh phÇn hµi bËc bèn thêng ®îc ph¸t hiÖn khi cã sù cè kh«ng ®ång bé, thµnh phÇn hµi bËc ba vµ n¨m thêng xuÊt hiÖn khi m¸y biÕn ¸p qu¸ kÝch thÝch. Hµi bËc ba thêng bÞ triÖt tiªu trong m¸y biÕn ¸p cã cuén tam gi¸c nªn hµi bËc n¨m thêng ®îc sö dông h¬n. Bé läc kÜ thuËt sè ph©n tÝch c¸c sãng vµo thµnh chuçi Fourier vµ khi thµnh phÇn nµo ®ã vît qu¸ gi¸ trÞ cµi ®Æt, b¶o vÖ sÏ göi tÝn hiÖu tíi c¸c khèi chøc n¨ng ®Ó kho¸ hay trÔ.
Tuy nhiªn b¶o vÖ so lÖch vÉn lµm viÖc ®óng khi m¸y biÕn ¸p ®ãng vµo mét pha bÞ sù cè, dßng ®ét biÕn cã thÓ xuÊt hiÖn trong pha b×nh thêng. §©y gäi lµ chøc n¨ng kho¸ chÐo.
4.1.6 Chøc n¨ng b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ (REF) cña 7T633.
§©y chÝnh lµ b¶o vÖ so lÖch dßng ®iÖn thø tù kh«ng. Chøc n¨ng REF dïng ph¸t hiÖn sù cè trong m¸y biÕn ¸p lùc cã trung ®iÓm nèi ®Êt. Vïng b¶o vÖ lµ vïng gi÷a m¸y biÕn dßng ®Æt ë d©y trung tÝnh vµ tæ m¸y biÕn dßng nèi theo s¬ ®å bé läc dßng ®iÖn thø tù kh«ng ®Æt ë phÝa ®Çu ra cña cuén d©y nèi h×nh sao cña m¸y biÕn ¸p.
Nguyªn lÝ lµm viÖc cña REF trong r¬le 7UT633.
B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ REF sÏ so s¸nh d¹ng sãng c¬ b¶n cña dßng ®iÖn trong d©y trung tÝnh ( ISP) vµ d¹ng sãng c¬ b¶n cña dßng ®iÖn thø tù kh«ng tæng ba pha.
3I’’0 = IA + IB + IC
7UT633
ISL = 3I’’0
IL1
IL2
IL3
L1
L2
L3
H×nh 4.5 Nguyªn lÝ b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ trong 7UT633.
(Dßng ch¹y trong d©y trung tÝnh)
( Dßng ®iÖn tæng tõ c¸c BI ®Æt ë c¸c pha)
TrÞ sè dßng ®iÖn c¾t IREF vµ dßng ®iÖn h·m IH ®îc tÝnh nh sau:
Trong ®ã k lµ hÖ sè, trong trêng hîp chung, gi¶ thiÕt k =1
XÐt c¸c trêng hîp sù cè sau:
+ Sù cè ch¹m ®Êt ngoµi vïng b¶o vÖ: khi ®ã vµ sÏ ngîc pha vµ cïng biªn ®é, do ®ã = -. VËy ta cã:
IREF =
Dßng t¸c ®éng c¾t (IREF) b»ng dßng ch¹y qua ®iÓm ®Êu sao, dßng h·m b»ng 2 lÇn dßng c¾t.
+ Sù cè ch¹m ®Êt trong vïng b¶o vÖ cña cuén d©y nèi sao mµ kh«ng cã nguån ë phÝa cuén d©y nèi sao ®ã. Trong trêng hîp nµy th× = 0, do ®ã ta cã:
IREF =
Dßng t¸c ®éng c¾t (IREF) b»ng dßng ch¹y qua ®iÓm ®Êu sao, dßng h·m b»ng 0.
+ Sù cè ch¹m ®Êt trong vïng b¶o vÖ ë phÝa cuén d©y h×nh sao cã nguån ®i ®Õn:
¹
IREF =
Dßng t¸c ®éng c¾t (IREF) b»ng dßng ch¹y qua ®iÓm ®Êu sao, dßng h·m ©m.
Tõ kÕt qu¶ trªn ta thÊy:
- Khi sù cè ch¹m ®Êt trong vïng b¶o vÖ, dßng h·m lu«n cã gi¸ trÞ ©m hoÆc b»ng kh«ng (IH £ 0) vµ dßng c¾t lu«n tån t¹i (IREF > 0) do ®ã b¶o vÖ lu«n t¸c ®éng.
- Khi sù cè ë ngoµi vïng b¶o vÖ kh«ng ph¶i lµ sù cè ch¹m ®Êt sÏ xuÊt hiÖn dßng ®iÖn kh«ng c©n b»ng do sù b·o hoµ kh¸c nhau gi÷a c¸c BI ®Æt ë c¸c pha, b¶o vÖ sÏ ph¶n øng nh trong trêng hîp ch¹m ®Êt mét ®iÓm trong vïng b¶o vÖ. §Ó tr¸nh b¶o vÖ t¸c ®éng sai, chøc n¨ng REF trong 7UT633 ®îc trang bÞ chøc n¨ng h·m theo gãc pha.
Thùc tÕ vµ kh«ng trïng pha nhau khi ch¹m ®Êt trong vïng b¶o vÖ vµ ngîc pha nhau khi ch¹m ®Êt ngoµi vïng b¶o vÖ do c¸c m¸y biÕn dßng kh«ng ph¶i lµ lÝ tëng. Gi¶ sö gãc lÖch pha cñavµ lµ j. Dßng ®iÖn h·m IH phô thuéc trùc tiÕp vµo hÖ sè k, hÖ sè nµy l¹i phô thuéc vµo gãc lÖch pha giíi h¹n jgh. VÝ dô ë r¬le 7UT633 cho k = 4 th× jgh = 100, cã nghÜa lµ víi j > 100 sÏ kh«ng cã lÖnh c¾t göi ®i. Ta cã ®Æc tÝnh t¸c ®éng cña b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ trong r¬le 7UT633.
H×nh 4.6 §Æc tÝnh t¸c ®éng cña b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt h¹n chÕ.
4.1.7 Chøc n¨ng b¶o vÖ qu¸ dßng cña r¬le 7UT633.
R¬le 7UT633 cung cÊp ®Çy ®ñ c¸c lo¹i b¶o vÖ qu¸ dßng nh:
. B¶o vÖ qu¸ dßng c¾t nhanh, cã trÔ hoÆc kh«ng trÔ
. B¶o vÖ qu¸ dßng thø tù kh«ng c¾t nhanh, cã trÔ hoÆc kh«ng trÔ
. B¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian, ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp hay phô thuéc.
. B¶o vÖ qu¸ dßng thø tù kh«ng cã thêi gian, ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp hay phô thuéc.
Lo¹i b¶o vÖ qu¸ dßng, qu¸ dßng thø tù kh«ng cã ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc cña 7UT633 cã thÓ ho¹t ®éng theo c¸c chuÈn ®êng cong cña IEC, ANSI vµ IEEE hoÆc theo ®êng cong do ngêi dïng tù thiÕt lËp.
4.1.8 Chøc n¨ng b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i.
R¬le 7UT633 cung cÊp hai ph¬ng ph¸p b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i:
- Ph¬ng ph¸p sö dông nguyªn lÝ h×nh ¶nh nhiÖt theo tiªu chuÈn IEC 60255-8. §©y lµ ph¬ng ph¸p cæ ®iÓn, dÔ cµi ®Æt.
- Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n theo nhiÖt ®é ®iÓm nãng vµ tØ lÖ giµ ho¸ theo tiªu chuÈn IEC 60354. Ngêi sö dông cã thÓ ®Æt ®Õn 12 ®iÓm ®o trong ®èi tîng ®îc b¶o vÖ qua 1 hoÆc 2 hép RTD (Resistance Temperature Detector) nèi víi nhau. RTD-box 7XV566 ®îc sö dông ®Ó thu nhiÖt ®é cña ®iÓm lín nhÊt. Nã chuyÓn gi¸ trÞ nhiÖt ®é sang tÝn hiÖu sè vµ göi chóng ®Õn cæng hiÓn thÞ.ThiÕt bÞ tÝnh to¸n nhiÖt ®é cña ®iÓm nãng tõ nh÷ng d÷ liÖu nµy vµ chØnh ®Þnh ®Æc tÝnh tØ lÖ. khi ngìng ®Æt cña nhiÖt ®é bÞ vît qu¸, tÝn hiÖu ng¾t hoÆc c¶nh b¸o sÏ ®îc ph¸t ra. Ph¬ng ph¸p nµy ®ßi hái ph¶i cã th«ng tin ®Çy ®ñ vÒ ®èi tîng ®îc b¶o vÖ: ®Æc tÝnh nhiÖt cña ®èi tîng, ph¬ng thøc lµm m¸t.
Ta sÏ sö dông ph¬ng ph¸p lµm m¸t thø nhÊt : Chøc n¨ng b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i theo h×nh ¶nh nhiÖt chØ cµi ®Æt cho mét phÝa cña ®èi tîng ®îc b¶o vÖ, ®èi víi m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc th× cµi ®Æt ë phÝa khong cã ®iÒu chØnh ®Çu ph©n chia ®iÖn ¸p. R¬le sÏ tÝnh ®é t¨ng nhiÖt ®é cña MBA theo ph¬ng tr×nh sau:
Trong ®ã:
q - ®é chªnh lÖch nhiÖt ®é t¹i thêi ®iÓm ®ang xÐt so víi nhiÖt ®é t¨ng cao nhÊt cã thÓ ®îc qend
t- H»ng sè t¨ng nhiÖt
I - Dßng ®iÖn ch¹y qua cuén d©y MBA bi giíi h¹n bëi Imax= k.IN
IN -Dßng ®iÖn danh ®Þnh cña cuén d©y ®îc b¶o vÖ
K - HÖ sè ®Æc trng cho dßng ®iÖn lín nhÊt cho phÐp
Khi t¨ng nhiÖt ®é q ®¹t ®Õn ngìng c¶nh b¸o qalarm th× tÝn hiÖu c¶nh b¸o ®îc ®a ra nh»m môc ®Ých gi¶m phô t¶i nÕu cã thÓ. Khi q ®¹t ®Õn ngìng cao nhÊt cã thÓ ®îc qend th× MBA ®îc c¾t ra khái líi ®iÖn. R¬le 7UT633 cho phÐp chØ ®Æt chÕ ®é c¶nh b¸o, khi ®ã q ®Æt tíi qend th× chØ cã tÝn hiÖu c¶nh b¸o ®îc ®a ra ( kh«ng cã tÝn hiÖu c¾t)
Ngoµi chøc n¨ng theo chÕ ®é nhiÖt nh trªn, r¬le 7UT633 cßn chèng qu¸ t¶i theo dßng, tøc lµ khi dßng ®iÖn ®¹t ®Õn ngìng c¶nh b¸o th× tÝn hiÖu c¶nh b¸o còng ®îc ®a ra cho dï ®é t¨ng nhiÖt ®é q cha ®¹t tíi c¸c ngìng c¶nh b¸o vµ c¾t.
Chøc n¨ng chèng qu¸ t¶i cã thÓ ®îc kho¸ trong trêng hîp cÇn thiÕt th«ng qua ®Çu vµo nhÞ ph©n.
4.2. R¬le sè 7SJ621
4.2.1 Giíi thiÖu tæng quan vÒ r¬le 7SJ621.
R¬le sè 7SJ621 do h·ng Siemens chÕ t¹o, dïng ®Ó b¶o vÖ ®êng d©y trong m¹ng cao ¸p vµ trung ¸p cã trung ®iÓm nèi ®Êt, nèi ®Êt tæng trë thÊp, m¹ng kh«ng nèi ®Êt hoÆc nèi ®Êt bï ®iÖn dung, b¶o vÖ c¸c lo¹i ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Nã cã ®Çy ®ñ c¸c chøc n¨ng ®Ó lµm b¶o vÖ dù phßng cho m¸y biÕn ¸p víi chøc n¨ng chÝnh lµ b¶o vÖ qu¸ dßng.
R¬le nµy cã nh÷ng chøc n¨ng ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n cho m¸y c¾t vµ c¸c thiÕt bÞ tù ®éng.
Logic tÝch hîp lËp tr×nh ®îc (CFC) cho phÐp ngêi dïng thùc hiÖn ®îc tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng s½n cã, vÝ dô nh chuyÓn m¹ch tù ®éng (kho¸ liªn ®éng).
Giao diÖn linh ho¹t më réng cho nh÷ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn cã kiÕn tróc giao tiÕp hiÖn ®¹i.
C¸c chøc n¨ng b¶o vÖ
+ B¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian ( ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp/ ®Æc tÝnh phô thuéc/ ®Æc tÝnh do ngêi sö dông cµi ®Æt).
+ Ph¸t hiÖn ch¹m ®Êt víi ®é nh¹y cao.
+ B¶o vÖ chèng h háng c¸ch ®iÖn.
+ H·m dßng ®ét biÕn.
+ B¶o vÖ ®éng c¬
Gi¸m s¸t dßng cùc tiÓu.
Gi¸m s¸t thêi gian khëi ®éng.
H¹n chÕ khëi ®éng l¹i.
KÑt rotor.
+ B¶o vÖ qu¸ t¶i.
+ Gi¸m s¸t nhiÖt ®é.
+ B¶o vÖ chèng h háng m¸y c¾t.
+ B¶o vÖ qu¸ dßng thø tù nghÞch.
+ Tù ®éng ®ãng l¹i.
+ Chøc n¨ng kho¸.
Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn / logic lËp tr×nh ®îc.
- §iÒu khiÓn m¸y c¾t vµ dao c¸ch li.
- §iÒu khiÓn qua bµn phÝm, ®Çu vµo nhÞ ph©n, hÖ thèng DIGSI 4 hoÆc SCADA.
- Ngêi sö dông cµi ®Æt logic tÝch hîp lËp tr×nh ®îc (vÝ dô nh cµi ®Æt kho¸ liªn ®éng).
Chøc n¨ng gi¸m s¸t.
- §o gi¸ trÞ dßng lµm viÖc
- ChØ thÞ liªn tôc.
- §ång hå thêi gian.
- Gi¸m s¸t ®ãng ng¾t m¹ch.
- 8 biÓu ®å dao ®éng ghi lçi.
C¸c cæng giao tiÕp
+ Giao diÖn hÖ thèng.
Giao thøc IEC 60870 – 5 – 103.
PROFIBUS – FMS/ - DP.
DNP 3.0 / MODBUS RTU
+ Cung cÊp giao diÖn cho DIGSI 4 ( modem) / §o nhiÖt ®é (RTD – box)
+ Giao diÖn ë._.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
4693.doc
