thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng, chương 8 ppt

Chng 8: Bảo vệ quá dòng có thời
gian
- Các đặc tính có thể đặt: đặc tính thời gian độc
lập
+ Các đặc tính phụ thuộc đặc tính thời gian phụ thuộc.
- Tác động / thời gian:
+ Cấp dòng cắt nhanh I>>/I: 0,10
30,00 b-ớc
chỉnh định 0,01 s .
Thời gian trễ T
I
>>: 0,00s 32s b-ớc chỉnh
định 0,01 s ;

+ Cấp dòng có thời gian độc lập I>/I : 0,10 30,00 b-ớc
chỉnh định 0,01 s
Thời gian trễ T
I
>: 0,00s 32s b-ớc chỉnh
định 0,01 s ;

+ Cấp dòng cắt nhanh I
p
/I: 0,01s 20s b-ớc chỉnh
định 0,01 s.
Hệ số thời gian trễ T
IP
>>:0,50s 32s b-ớc chỉnh
định 0,01s ;

+ Ng-ỡng tác động : 1,1.I

P
Thời gian này không tính
đến thời gian làm việc song song của các chức năng bảo
vệ. I>>, I> tại 2 lần giá trị
+ Thời gian trở về = 60ms (
150ms ở 162/3 Hz ) I>>,
I> tại 2 lần giá trị
+ Thời gian trở về = 75ms ( 210ms ở 162/3 Hz )
+ Tỷ số trở về :
0,95
- Dung sai
+ Các cấp thời gian độc lập I>>,I>: 30% giá trị đặt
Thời gian trễ : 1% giá trị đặt hoặc 10ms
+ Các cấp thời gian phụ thuộc I
p
và I
cp
: Tác động ở
1,05 < I/ I
p
< 1,15
Thời gian trễ: 5% giá trị đặt hoặc 30ms
- Các biến có ảnh h-ởng .
+ Điện áp nguồn thao tác ảnh h-ởng 0,8
U/U
n
1,15:
1%
+ Nhiệt độ trong khoảng 0
o

C t
o
mt
40
o
C:
0,5%/10
K
+ Tần số bảo vệ cho thời gian độc lập 0,98 f/f
n

1,02:
1,5%
0,95
f/f
n

1,05
2,5%
+ Tần số bảo vệ cho thời gian phụ thuộc 0,95
f/f
n

1,05 0,8%
theo đặc tính thời gian.
3.3.1.6. Bảo vệ quá tải.
- Phạm vi chỉnh định ( các dải đặt /b-ớc dặt )
+ Hệ số K theo IEC 255 - 8 : 0,10 4,00 ( b-ớc
chỉnh định 0,01)
+ Hằng số thời gian: 1,0

999,9 phút ( b-ớc chỉnh
định 0,01 )
+ Cấp cảnh báo nhiệt độ

cảnh báo
/
cắt
: 50% 100%
theo độ tăng

cắt
( b-ớc chỉnh định 1% )
+ Cấp cảnh báo nhiệt độ: 0,10
4,00I
n
phút ( b-ớc
chỉnh định 0,01I
n
)
- Các hệ số trở về:
/
cắt
0,99
/
cảnh báo
0,99
I /I
cảnh báo
0,97
- Dung sai.

Quy chiếu theo k.I
n
: 10%
Quy chiếu theo thời gian cắt:
10% hoặc 2s
- Các biến số ảnh h-ởng .
+ Điện áp nguồn thao tác trong dải 0,8
U/ U
n
1,15:
1%
+ Nhiệt độ trong khoảng 0
o
C
mt
40
o
C: 0,5%/ 10
K
+ Tần số trong khoảng 0,8 = f/f
n
= 1,2: 1%
3.3.2. Nguyên lý hoạt động rơ le 7UT-513.
Rơ le số 7UT513 đ-ợc trang bị một bộ vi sử lý 16 bít, nó xử lý
các dữ liệu tất cả các chức năng từ các thông số đo l-ờng, đem các
tín hiệu đi cắt máy cắt d-ới dạng số.
Từ các đại l-ợng dòng điện, biến dòng đo l-ờng đ-ợc đ-a vào
các bộ chuyển đổi ME và biến đổi cho phù hợp với mức xử lý bên
trong của rơ le.
Các bộ lọc đặt để khử nhiễu và tối -u theo giải tần và tốc độ sử

lý cho phu hợp quá trình sử lý các giá trị đo. Bên cạnh việc giám
sát các giá trị đo bộ vi xử lý.
Các chức năng bảo vệ hiện có của 7UT513.
+ Thành lập các giá trị đo theo tổ đấu dây và tỷ số biến áp
của MBA đ-ợc bảo vệ và các máy biến dòng.
+ Thành lập các đại l-ợng so lệch và hãm.
+ Tính toán các giá trị hiệu dụng cho chức năng phát hiện
quá tải và kiểm tra sự tăng nhiệt của cuộn dây.
+ Kiểm tra các giá trị giới hạn và các chuỗi thời gian.
+ Quyết định đ-a ra các lệch cắt.
+ L-u và đ-a ra các thống báo và các dữ liệu sự cố cho
việc tính sự cố.
Các khả năng có trong rơ le 7UT-513 để sử dụng bảo vệ cho các
đối t-ợng có 2 nguồn cung cấp. Trong tr-ờng hợp này chức năng bổ
xung thích hợp cho nguồn cấp thứ 3 (bảo vệ trạm đất có giới hạn, bảo
vệ quá dòng có thời gian, bảo vệ quá tải) có thể sử sử dụng cho một
đối t-ợng độc lập khác đ-ợc gọi là một đối t-ợng ảo.
Khi xảy ra ngắn mạch ngoài gây ra dòng ngắn mạch lớn chạy
qua BI các đặc tính từ hoá khác nhau của BI trong điều kiện bão
hoà có thể gây ra dòng điện đáng kể chạy qua rơ le (ta gọi là I
kcb
).
Nếu độ lớn của dòng này nằm trên ng-ỡng tác động Rơ le có thể
đ-a ra lệnh cắt, chính vì vậy ng-ời ta phải sử dụng nguyên lý hãm
bảo vệ.
Hình 3.5:Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có
hãm
Việc làm phù hợp các giá trị đo đ-ợc đối với các MBA có công
suất và tổ đấu dây khác nhau, tỷ số biến khác nhau (cho bảo vệ
máy biến áp ).

2
=0,5

1
= 0,25
I
*
Hãm
0,5
I
*
SL
Vùng tác động
Vùng hãm
Vùng hãm bổ xung
7,2
2
5
16,9
Việc chuyển đổi dòng đ-ợc thực hiện bằng các ma trận hệ số
đ-ợc lập trình mô phỏng các dòng so lệch trong các cuôn dây
MBA.
Dạng tổng quát các ph-ơng trình nàylà:


Nmt
IKKI

I
mt
: là ma trận của các dòng Ia, Ib, Ic.
K: là hệ số.
(k): là ma trận hệ số
I
n
: là ma trận các dòng điện pha I
1
,I
2
,I
3
.
Bảo vệ so lệch dùng nguyên lý hãm chỉ có thể thực hiện với tổng
số học
.
321
III
Ph-ơng pháp này đ-ợc sử dụng trong rơ le TUT-513 đòi hỏi tạo
ra tổng Véc tơ (I
)
SL
và tổng véc tơ số học dòng điện (I )
H
cho từng
cuộn dây.
Các định nghĩa sau đ-ợc sử dụng .
Dòng so lệch hoặc tác động cắt
321

IIII
diff

Dòng hãm ổn định hoặc hãm (hài).
321
IIII
STAB
.
I
diff
đ-ợc lấy từ sóng cơ bản và sinh ra từ đại l-ợng tác
động gây ra lệnh cắt I
STAB
chống lại ảnh h-ởng này.
- Ta xét 3 tr-ờng hợp .
+ MBA vận hành bình th-ờng hoặc có sự cố bên ngoài .
0
1121


IIIII
dif
Vì I
12
I :
11121
2IIIIII
Stab

Nh- vậy khi sẩy ra ngắn mạch ngoài thì I 0

diff
, còn I
Stab
bằng
2I

1
bảo vệ không làm việc
+ Khi ngắn mạch bên trong mỗi pha đ-ợc cấp bởi các dòng
giống nhau.
IIII
diff
2
21

121
2IIII
Stab

Các thành phần tác động cắt I
dif
và hãm I
Stab
bằng và tỷ
lệ với tổng sự cố.
+ Khi ngắn mạch bên trong chỉ cấp nguồn một phía I
0
2

11

IIII
diff

121
IIII
Stab

Các thành phần tác động cắt
diff
I và hãm
Stab
I bằng và tỉ lệ
với dòng sự cố cấp từ một phía
Kết quả cho thấy với bên trong
diff
I và hãm
Stab
I bằng và tỷ lệ
với dòng sự cố cấp từ một phía
Kết quả cho thấy với trong
Stabdiff
II nh- vậy để bảo vệ làm
việc trong tr-ờng hợp này dòng điện làm việc phải chọn lớn hơn
dòng hãm nghĩa là:
H
H
1
kdLV
I.KII

Trong đó : K là hệ số hãm K 1
H
Hãm sóng hài làm việc độc lập cho từng pha tuy vậy cũng có
thể đặt bảo vệ để không chỉ pha có dòng từ hoá chứa sóng hài v-ợt
quá ng-ỡng cho phép đ-ợc hãm mà những pha khác của cấp bảo vệ
so lệch
diff
I cũng bị khoá chức năng khoá chéo này có thể bị giới
hạn trong khảng thời gian chọn tr-ớc.
Ngay khi sóng cơ bản của dòng so lệch đạt 85% giá trị đặt hoặc
dòng hãm v-ợt quá 1 lần dòng định mức của MBA bảo vệ tác
động.
- Bảo vệ chạm đất có giới hạn.
Phát hiện sự cố chạm đất trong các MBA lực, MBA trung tính
nối đất Điều kiện tr-ớc hết phải có 1 biến dòng đ-ợc đặt trên dây
trung tính nối đất. Biến dòng trung tính và các biến dòng 3 pha xác
định chính xác giới hạn cho vùng bảo vệ.

7UT513
3I
0
'
I
1
I
3
I
2
3I

0
''
Hình 3
-
7
:
Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất có giới hạn
Trong điều kiện bình th-ờng, không có dòng chạy qua dây trung
tính, tổng các dòng pha 0
321

LLL
III
Khi có một sự cố có chạm đất bên trong vùng đ-ợc bảo vệ lúc
này dây trung tính có dòng chạy qua, tuỳ theo điều kiện nối đất của
hệ thống có thể nhận thêm dòng d- trên dây trung tính của các biến
dòng pha vì tất cả dòng chạy vào vùng bảo vệ đ-ợc quy -ớc là (+),
góc dòng d- từ hệ thống sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với góc pha
của điểm đấu sao.
Khi sự cố chạm đất sảy ra bên ngoài vùng bảo vệ dòng qua điểm
đấu sao và dòng d- của máy biến dòng sẽ giống nhau về độ lớn nh-ng
ng-ợc pha nhau.
Bảo vệ chạm đất có giới hạn so sánh sóng cơ bản của dòng điện
chạy qua dây trung tính (I
'
0
) với sóng cơ bản của tổng các dòng
điện pha (I
"
0

) Khi có sự cố trong vùng bảo vệ luôn có I

0
. Khi có
chạm đất sảy ra bên ngoài vùng bảo vệ, một dòng chạm đất khác
I

0
chạy qua các biến dòng phía sơ cấp ng-ợc với dòng điểm đấu
sao và cùng độ lớn.
Dòng tác động cắt: I
0
REè
I


Dòng hãm


0000Stabe
IIIIk.kI








Trong đó k là hệ số hãm và giả thiết k = 1. I

REF
đ-ợc lấy từ
sóng cơ bản và tạo ra đại l-ợng gây ảnh h-ởng đến lệnh cắt I
STAB
chống lại ảnh h-ởng này.
- Xét 3 tr-ờng hợp :
+ Dòng chạy qua khi có chạm đất bên ngoài.
0
I


ng-ợc pha nh-ng có cùng độ lớn với
00
II



'
0
II
REF

'
0
'
0
'
0
'
0

'
0
2 IIIIII
STAB

Dòng tác động cắt I
REF
bằng dòng qua điểm đấu sao
I
STAB
tỷ lệ với 2 lần dòng tác động cắt.
+ Ngắn mạch bên trong, dòng chỉ đ-ợc cấp từ điểm đấu
sao. Trong tr-ờng hợp này I

0
= 0
I
REF
=
0
I

I
STAB
= 00I0I
'
0
'
0

Dòng tác động cắt bằng dòng chạy qua điểm đấu sao
thành phần hãm I
STAB
= 0 nh- vậy bảo vệ tác động cắt
máy cắt.
+ Ngắn mạch bên trong, chỉ cấp dòng từ điểm đấu sao
của hệ thống cùng độ lớn với dòng chạm đất. Tr-ờng
hợp này I

= I

0
I
RE F
=
0
I

I
STAB
=
'
0
'
0
'
0
'
0
'

0
I.2IIII
Dòng tác động cắt (I
REF
) bằng dòng chạy qua điêm đấu
sao I
stab
âm vì do đặt bằng không nh- vậy đảm bảo Rơ le sẽ tác
động máy cắt khi có sự cố chạm đất bên trong kết quả này cho thấy
rằng với sự bên trong hãm không có tác dụng vì thành phần hãm
âm hoặc bằng không. Vì vậy với dòng chạm đất nhỏ cũng có thể
gây ra cắt ng-ợc lại thành phần hãm sẽ lớn khi có sự cố chạm đất
bên ngoài.