HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG RƠLE SỐ CỦA SIEMENS 7SJ600 VÀ 7SJ610

Px Tn & ®L® - HUNGYEN PC 1
TµI liÖu híng dÉn sö dông r¬le sè
Dßng r¬le cña siemens: 7sj600, 7sj610
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 2
NộI DUNG
Chơng I 5
giới thiệu chung về rơle số 5
1. Đặc điểm và ứng dụng 5
2. Các đặc tính cơ bản của rơle 6
3. Thông số kỹ thuật 6
4. Các điều kiện khi làm việc 8
5. Các chức năng của Rơle 8
5.1. Bảo vệ quá dòng có thời gian: 8
5.2. Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ: 9
5.3. Chức năng tự động đóng lặp lại: 9
5.4. Chức năng bảo vệ biến động tải (tải không cân bằng): 9
5.5. Chức năng giám sát thời gian khởi động: 9
5.6. Chức năng giám sát mạch cắt: 9
5.7. Các chức năng tiêu chuẩn: 9
6. Các dải cài đặt cho các chức năng 10
6.1. Thông số hệ thống: 10
6.2. Bảo vệ quá dòng có thời gian độc lập: 10
6.3. Bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc: 11
6.4. Bảo vệ cân bằng tải: 12
6.5. Phần tử bảo vệ quá tải: 13
6.7. Chức năng giám sát thời gian khởi động: 13
6.6. Đóng lặp lại: 13
Chơng ii. rơle 7sj600 15
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 15
2. các chức năng của rơle 16

2.1. Bảo vệ quá dòng có thời gian: 16
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 3
2.2. Bảo vệ biến động tải (Tải không cân bằng UNBALANCED LOAD
PROTECTION): 22
2.3. Chức năng bảo vệ quá tải 22
2.4. Chức năng tự động đóng lặp lại 23
2.5. Chức năng giám sát thời gian khởi động 25
2.6. Giám sát mạch cắt. 25
2.7. Lu trữ và truyền số liệu cho việc ghi sự cố 26
2.8. Các thông số vận hành 27
3. giao tiếp với rơle 28
3.1. Khối cài đặt các thông số PARAME 28
3.2. Khối các thông báo ANNUNC 31
4. Các phím trên mặt rơle 32
4.1. Khái quát 32
4.2. Các phím chức năng. 32
4.3. Giao tiếp với rơle bằng tay trên bàn phím mặt trớc của rơle (hình 5)33
5. Giải thích các thông số vận hành. 35
6. chức năng các tín hiệu 40
7. một số thông số chức năng của rơle 45
chơng iii. rơle 7sj610 53
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 53
1.1. Khối các đầu vào tơng tự MI: 53
1.2. Khối khuyếch đại IA: 54
1.3. Khối chuyển đổi tín hiệu AD: 54
1.4. Hệ thống vi xử lý (àC): 54
1.5. Khối các đầu vào nhị phân và rơle đầu ra: 55
1.6. Các bộ phận mặt trớc rơle: 55
2. Các chức năng của Rơle 55

2.1. Bảo vệ quá dòng (50, 50N, 51, 51N): 55
2.2. Bảo vệ quá dòng theo tải (Cold Load Pickup): 62
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 4
2.3. Chức năng chống dòng xung kích (Inrush Restraint) 63
2.4. Chức năng phát hiện sự cố chạm đất độ nhạy cao 64
2.5. Chức năng bảo vệ thứ tự nghịch. 64
2.6. Chức năng bảo vệ chống h hỏng máy cắt 65
2.7. Chức năng tự động đóng lặp lại 65
2.8. Lu trữ và truyền số liệu cho việc ghi sự cố 67
2.9. Các thông số vận hành 68
3. giao tiếp với rơle 68
3.1. Khối chức năng tín hiệu (ANNUNCIATION): 68
3.2. Khối chức năng cài đặt rơle (SETTING): 68
3.3. Khối chức đo lờng (Measurement): 70
4. Tổng quát về giao tiếp với rơle bằng tay 70
5. Các phím chức năng 70
6. Giao tiếp với rơle bằng tay trên bàn phím mặt trớc của rơle 71
6.1. Đa mật mã (PASWORDS) vào: 71
6.2. Để cài đặt các thông số chức năng bảo vệ cho rơle, ngời sử dụng thực
hiện các bớc sau: 72
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 5
Chơng I.
giới thiệu chung về rơle số
1. Đặc điểm và ứng dụng
Tất cả các Rơle trên là loại rơle kỹ thuật số, đa chức năng, kết hợp cả
phần điều khiển và bảo vệ với bộ vi xử lý mạnh. Tất cả các công đoạn nh lấy
tín hiệu đo lờng đầu vào cho đến tín hiệu ra máy cắt đầu ra hoặc ra các thiết bị
nhất thứ khác đều đợc số hoá hoàn toàn.

Các chức năng điều khiển và bảo vệ của rơle số thực chất đợc xử lý
trong hệ thống vi xử lý àC. Thêm vào đó hệ thống àC còn kiểm soát các giá trị
đo đợc. Hệ thống àC thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Lọc và xử lý thô các đại lợng đo đợc.
- Liên tục giám sát các đại lợng đo đợc.
- Giám sát các giá trị tác động riêng biệt cho từng phần tử và từng chức
năng.
- Đánh giá các giá trị tới hạn và trình tự thời gian.
- Điều khiển các tín hiệu cho các chức năng logic.
- Quyết định đa ra các lệnh đóng, cắt và các lệnh khác.
- Đa ra các lệnh thao tác, điều khiển các thiết bị bằng các tiếp điểm đầu
ra.
- Quản lý hệ thống điều hành và các chức năng kết hợp khác nh ghi các
dữ liệu, đồng hồ thời gian thực, thông tin, giao diện,
Rơle bảo vệ số là một thiết bị linh hoạt, nó có thể dùng để bảo vệ, điều
khiển, giám sát cho các đờng dây phân phối, truyền tải với bất kỳ cấp điện áp
nào, phù hợp với hệ thống đợc nối đất trực tiếp, nối đất qua điện trở nhỏ,
không nối đất hoặc nối đất qua cuộn kháng. Rơle thích hợp với các dạng lới
hình tia, mạch vòng. Rơle cũng đợc trang bị các chức năng bảo vệ cho máy
điện không đồng bộ ở mọi công suất, bảo vệ, giám sát vị trí máy cắt và điều
khiển máy cắt xuất tuyến từ 1-2 thanh cái. Ngoài ra, rơle số còn là một bảo vệ
dự phòng hoàn hảo cho các sơ đồ bảo vệ so lệch của đờng dây, máy biến áp,
máy phát, động cơ, thanh cái ở mọi cấp điện áp.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 6
2. Các đặc tính cơ bản của rơle
- Hệ thống vi xử lý mạnh: 32 bít.
- Hoàn toàn xử lý số các đại lợng đo đợc, từ việc lẫy mẫu các giá trị
tơng tự đầu vào đến việc đa ra tín hiệu tới các đầu ra nh đóng/cắt máy cắt
hoặc điều khiển các thiết bị nhất thứ.

- Đảm bảo hoàn toàn cách ly về điện giữa các quá trình xử lý của rơle và
các mạch bên ngoài.
- Đầy đủ các chức năng bảo vệ thích hợp cho đờng dây, động cơ và
thanh cái.
- Có thể thêm một số chức năng bảo vệ và điều khiển (tuỳ chọn).
- Liên tục tính toán và hiển thị các đại lợng trên màn hình mặt trớc của
rơle.
- Dễ dàng thao tác thông qua các phím bấm trớc mặt rơle hoặc thông
qua máy tính cá nhân sử dụng phần mềm chuyên dụng kết nối với rơle qua cổng
RS 232.
- Ghi lại các thông số sự kiện, sự cố và dạng đồ thị đợc dùng để phân
tích các vấn đề xảy ra.
- Thông tin với các hệ thống SCADA hoặc các thiết bị điều khiển trạm
thông qua các giao diện nối tiếp qua các cáp dữ liệu, modem hoặc các quang.
- Liên tục giám sát các đại lợng đo lờng cũng nh liên tục kiểm tra các
phần cứng và phần mềm thông qua các chơng trình tự kiểm tra.
3. Thông số kỹ thuật
- Hãng sản xuất : AREVA, SEL, SIEMENS.
- Dòng điện định mức : 1A hoặc 5A ( 3 pha ).
- Tần số hệ thống : 50/60 Hz, thứ tự pha ABC hoặc ACB do ngời
sử dụng đặt.
- Công suất tiêu thụ: I
N
= 1A < 0,1VA mỗi pha.
I
N
= 5A < 0,2VA mỗi pha.
- Nguồn nuôi : + Nguồn DC: 176 ữ 300 V.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 7

- Dòng điện đầu vào (dung lợng quá tải):
+ 4I
N
liên tục.
+ 30I
N
trong 10 giây.
+ 100I
N
trong 1 giây.
+ 250I
N
trong 1/2 chu kì.
- Đầu vào nhị phân: + Số đầu vào nhị phân: 3 (có thể đặt).
+ Dải điện áp định mức: 24 ữ 250Vdc, lỡng
cực.
+ Dòng tiêu thụ: 2,5mA, không phụ thuộc điện
áp làm việc.
- Rơle đầu ra: + Số rơle cắt: 02 (có thể đặt).
+ Số tiếp điểm/rơle: 02 NO (thờng mở).
+ Công suất: Đóng: 1000 W/VA.
Cắt: 30 W/VA.
+ Điện áp: 250V
+ Dòng điện: 5A liên tục.
30A trong 0,5s.
- Các rơle tín hiệu:
+ Số rơle tín hiệu: 02 (có thể đặt).
+ Số tiếp điểm/rơle: 01 CO (thờng đóng).
+ Công suất đóng/cắt: Đóng: 1000 W/VA.
Cắt: 30 W/VA.

+ Điện áp đóng cắt: 250V.
+ Dòng cho phép: 5A.
- Kiểu lắp đặt: Ghá trên mặt trớc tủ.
- Thiết kế: + Vỏ đựng:
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 8
+ Kích thớc (CxSxR): 266x172x75.
+ Trọng lợng: 4,5kg.
- Dải nhiệt độ làm việc : - 5
0
C ữ +55
0
C.
- Độ ẩm cho phép: + Giá trị trung bình hàng năm: 75%.
+ 30 ngày/năm: 95%.
4. Các điều kiện khi làm việc
- Tất cả các contactor và rơle cùng làm việc trong một tủ hoặc trên cùng
một bảng, vì vậy, các thiết bị bảo vệ số nên đợc đặt trong các thành phần có
thể khử nhiễu.
- Tất cả các đầu nối bên ngoài trong các trạm từ 100kV trở lên nên đợc
bọc kim (hoặc có màn chắn), các dây bọc kim đợc nối đất cả hai đầu.
- Không đợc rút ra, cắm vào các modul khi đang có điện áp. Trong khi
rút ra, một số bộ phận bị nguy hiểm đối với tĩnh điện; do vậy, trong khi thao tác
các tiêu chuẩn khử tĩnh điện phải đợc chú ý.
5. Các chức năng của Rơle
5.1. Bảo vệ quá dòng có thời gian:
- Cấp bảo vệ quá dòng pha mức cao I>>, phát hiện sự cố từng pha và các
thời gian trễ riêng.
- Cấp bảo vệ quá dòng chạm đất mức cao Ie>> với các thời gian trễ riêng
biệt.

- Cấp bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc Ip, phát hiện sự cố riêng biệt
cho từng pha và thời gian trễ từng pha đợc xử lý riêng biệt.
- Cấp bảo vệ quá dòng thời gian độc lập I>, phát hiện sự cố riêng biệt cho
từng pha và thời gian trễ từng pha đợc xử lý riêng biệt.
- Cấp bảo vệ quá dòng chạm đất thời gian phụ thuộc Iep, xử lý thời gian
trễ riêng biệt.
- Cấp bảo vệ quá dòng trạm đất thời gian độc lập Ie>, có thời gian trễ pha
riêng biệt.
- Các đặc tính thời gian - dòng có thể đặt cho các dòng pha và đất.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 9
- Có thể lựa chọn trong 3 đặc tính tiêu chuẩn của bảo vệ quá dòng có thời
gian phụ thuộc cho dòng pha và đất.
5.2. Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ:
- Cung cấp bản sao nhiệt độ của nhiệt đốt nóng.
- Đo dòng hiệu dụng thực sự của từng dòng pha riêng biệt.
- Các cấp cảnh báo có thể điều chỉnh.
5.3. Chức năng tự động đóng lặp lại:
- Có thể đóng lặp lại một hoặc nhiều lần (nh: RAR và DAR).
- Có thể cài đặt thời gian trễ cho các lần đóng lặp lại.
- Có thể lựa chọn đợc các phần tử để kích hoạt chế độ đóng lặp lại. Có
thể chọn các sự cố pha pha, pha - đất khác nhau.
- Việc giám sát sự phản ứng của máy cắt trong quá trình đóng lặp lại là
có thể thực hiện đợc.
5.4. Chức năng bảo vệ biến động tải (tải không cân bằng):
- Bảo vệ động cơ đợc đóng cắt bằng các bộ đóng ngắt khí kết hợp với
các cầu chì.
- Phát hiện sự hở mạch, ngắn mạch và đấu đảo pha của các mạch dòng.
5.5. Chức năng giám sát thời gian khởi động:
Giám sát thời gian khởi động động cơ tránh động cơ bị h hỏng do thời

gian khởi động kéo dài.
5.6. Chức năng giám sát mạch cắt:
Sử dụng giám sát mạch cắt với một hoặc hai đầu vào nhị phân tuỳ thuộc
vào số đầu vào nhị phân. Khi đầu vào nhị phân không đợc cấp nguồn có nghĩa
là h hỏng mạch cắt.
5.7. Các chức năng tiêu chuẩn:
- Xử lý các thông báo.
- Ghi lại các thông số sự cố.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 10
- Thông báo các đại lợng đo lờng.
- Thông báo các thủ tục thí nghiệm.
- Các chức năng giám sát.
- Có cổng kết nối với SCADA và máy tính (RS485 tốc độ chuyển từ 300
tới 19200BAUD ).
6. Các dải cài đặt cho các chức năng
6.1. Thông số hệ thống:
- Giá trị dòng phía sơ cấp TI: 10 ữ 50.000 A.
- Giá trị dòng phía thứ cấp TI: 1 hoặc 5 A.
- Thời gian nhỏ nhất của lệnh cắt: 0,01 ữ 32,00 s.
- Thời gian lớn nhất của lệnh đóng: 0,01 ữ 60,00 s.
6.2. Bảo vệ quá dòng có thời gian độc lập:
6.2.1. Phần tử quá dòng pha ngỡng cao I>>:
- Giá trị dòng: 0,3 ữ 12,50 I/In (bớc 0.1) hoặc .
- Giá trị thời gian trễ: 0,00 ữ 60,000 giây (bớc 0.01).
( - không cắt với I>> cho các sự cố pha).
6.2.2. Phần tử quá dòng pha I>:
- Giá trị dòng: 0,1 ữ 25,00 I/In (bớc 0.1) hoặc .
- Giá trị thời gian trễ: 0,00 ữ 60,00 s (bớc 0.01).
( - không cắt với I> cho các sự cố pha).

6.2.3. Phần tử quá dòng chạm đất ngỡng cao Ie>>:
- Giá trị dòng: 0,1 ữ 25,00 I/In (bớc 0.1) hoặc .
- Giá trị thời gian trễ: 0,00 ữ 60,00 s (bớc 0.01).
( - không cắt với Ie>> cho các sự cố đất).
6.2.4. Phần tử quá dòng chạm đất Ie>:
- Giá trị dòng: 0,1 ữ 25,00 I/In (bớc 0.1) hoặc .
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 11
- Giá trị thời gian trễ: 0,00 ữ 60,00 s (bớc 0.01).
( - không cắt với Ie> cho các sự cố đất).
6.2.5. Các giá trị thời gian khởi động:
- Thời gian khởi động cho I>, I>>, Ie>, Ie>>:
+ ở 2 x giá trị đặt không dùng mạch đo lặp: 35ms.
+ ở 2 x giá trị đặt dùng mạch đo lặp: 55ms.
+ Thời gian tác động cho cấp I>>> tại 2x giá trị đặt: 20ms.
- Thời gian trở về cho I>, I>>, I>>>, Ie>, Ie>>: 65ms.
- Thời gian vợt quá: 55ms.
- Tỷ số trở về: 0,95.
6.2.6. Sai số:
- Giá trị khởi động I>, I>>, I>>>, IE>, IE>>: 5 % của giá trị đặt.
- Thời gian trễ T: 1% của giá trị đặt hoặc
10ms.
6.3. Bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc:
6.3.1. Phần tử quá dòng pha ngỡng cao Ip>>:
- Giá trị dòng: 0,1 ữ 25,00 I/In (bớc 0.1) hoặc .
- Giá trị thời gian trễ: 0,00 ữ 60,00 s (bớc 0.01).
- không cắt với Ip cho các sự cố pha.
6.3.2. Phần tử quá dòng pha Ip>:
- Giá trị dòng: 0,1 ữ 4,0 I/In (bớc 0.1).
- Giá trị thời gian trễ: Tp (IEC Char.): 0,05 ữ 3,20 giây (bớc

0.01).
D (ANSI Char.): 0,5 ữ 15,0 giây (bớc 0.1).
6.3.3. Phần tử quá dòng chạm đất ngỡng cao Iep>>:
- Giá trị dòng: 0,1 ữ 25,00 I/In (bớc 0.1) hoặc .
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 12
- Giá trị thời gian trễ: 0,00 ữ 60,00 s (bớc 0.01).
- không cắt với Ip cho các sự cố đất.
6.3.4. Phần tử quá dòng chạm đất Iep>:
- Giá trị dòng: 0,1 ữ 4,0 I/In (bớc 0.1).
- Giá trị thời gian trễ: Tp (IEC Char.): 0,05 ữ 3,20 giây (bớc
0.01).
D (ANSI Char.): 0,5 ữ 15,0 giây (bớc 0.1).
6.3.5. Sai số:
- Giá trị khởi động: 5% của giá trị đặt.
- Thời gian trễ với 2 I/Ip 20 và 0,5 I/I
N
24: 5% của giá trị
đặt.
6.4. Bảo vệ cân bằng tải:
6.4.1. Dải đặt:
- Cắt cấp I
2
>: 8 ữ 80% của I
N
(bớc 1%).
- Cắt cấp I
2
>>: 8 ữ 80% của I
N

(bớc 1%).
- Thời gian trễ T(I
2
>), T(I
2
>>): 0,00 ữ 60,00 s (bớc 0,01s).
6.4.2. Giới hạn thấp của chức năng (Tại dòng một pha thấp nhất

0,1 I
N
):
- Thời gian khởi động:
+ Cắt cấp I
2
>, I
2
>>: 60ms.
+ Với dòng I/I
N
>1,5 (trờng hợp quá dòng) hoặc dòng thứ tự
ngợc < (giá trị đặt + 0,1xI
N
): 200ms.
- Thời gian giải trừ: Cắt cấp I
2
>, I
2
>>: 35ms.
- Tỉ số giải trừ: Cắt cấp I
2

>, I
2
>>: 0,9 ữ 0,01 I
N
.
6.4.3. Sai số:
- Giá trị khởi động I
2
>, I
2
>>:
+ Dòng I/I
N
1,5: 1% của I
N
5% của giá trị đặt.
+ Dòng I/I
N
> 1,5: 5% của I
N
5% của giá trị đặt.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 13
- Cấp thời gian trễ: 1% nhng nhỏ nhất là 10ms.
6.5. Phần tử bảo vệ quá tải:
6.5.1. Bảo vệ quá tải có nhớ (Tổng nhớ theo IEC 255-8):
- Hệ số quá tải k (k=Imax/I
N
) theo IEC 255-8: 0,40 ữ 2,00 (bớc 0,01).
- Hằng số thời gian: 1,0 ữ 999,9 phút (bớc 0,1 phút).

- Cấp báo tín hiệu nhiệt
TH
/
cắt
: 50 ữ 99% tính đến việc tăng nhiệt độ cắt
(bớc 1%).
- Hệ số kéo dài lúc động cơ dừng: 1 ữ 10,00 (bớc 0,01).
- Tỉ số giải trừ: /
cắt
: Thấp hơn cấp báo tín hiệu.
/
báo tín hiệu
: 0,99
6.5.2. Bảo vệ quá tải không có nhớ:
- Giá trị khởi động I
L
/I
N
: 0,4 ữ 4,0 (bớc 0,1).
- Thời gian cộng thêm t
L
(=t
6
-time): 1,0 ữ 120,0 s (bớc 0,1 s).
- Tỉ số giải trừ I/I
L
: 0,99
6.7. Chức năng giám sát thời gian khởi động:
- Dòng khởi động cho phép I
Start

/I
N
: 0,4 ữ 20,0 (bớc 0,1).
- Thời gian khởi động cho phép t
Sart
: 1,0 ữ 360,0 s (bớc 0,1 s).
- Tỉ số giải trừ I
rms
/I
Start
: 0,94.
6.6. Đóng lặp lại:
- Số lần đóng lặp lại (có thể đặt tuỳ ý): 9 lần.
- Chế độ đóng lặp lại: 3 pha.
- Thời gian trễ cho lần thứ nhất: 0,05 ữ 1800,00 s (bớc 0,01 s).
- Thời gian trễ cho các lần khác: 0,01 ữ 1800,00 s (bớc 0,01 s).
- Thời gian phục hồi (T reclaim) sau khi đóng lặp lại thành công:
0,50 ữ 320,00 s (bớc 0,01 s).
eBook for You
Px Tn & ®L® - HUNGYEN PC 14
- Thêi gian kho¸ sau khi ®ãng lÆp l¹i kh«ng thµnh c«ng:
0,50 ÷ 320,00 s (bíc 0,01 s).
- Thêi gian phôc håi sau lÖnh ®ãng b»ng tay:
0,50 ÷ 320,00 s (bíc 0,01 s).
- Kho¶ng thêi gian kÐo dµi lÖnh ®ãng lÆp l¹i:
0,01 ÷ 60,00 s (bíc 0,01 s).
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 15
Chơng ii.
rơle 7sj600

1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu trúc phần cứng của rơle gồm có các bộ phận sau (Hình 1):
- Các bộ biến đổi của phần thu nhận các đại lợng đầu vào ME: Chuyển
các dòng từ các biến dòng nhất thứ sang các dòng phù hợp với mức độ thiết bị
có thể xử lý. Bên cạnh việc cách li về điện và điện dung nhỏ bằng các biến dòng
đầu vào, các bộ lọc cũng đợc đặt để khử nhiễu. Các bộ lọc đợc tối u theo dải
tần và tốc độ xử lý cho phù hợp trong quá trình xử lý các giá trị đo. Các giá trị
tơng tự thích hợp sau đó đợc đa sang phần nhận các giá trị vào tơng tự AE.
- Bộ phận các giá trị vào tơng tự AE bao gồm các bộ khuyếch đại, các
thành phần mẫu và giữ cho từng đầu vào, các bộ chuyển đổi tơng tự số và
các mạch nhớ dùng cho truyền số liệu đến bộ vi xử lý.
- Bộ vi xử lý (VXL): Bên cạnh việc giám sát các giá trị đo, còn có chức
năng bảo vệ hiện có bao gồm:
+ Lọc và thành lập các đại lợng đo.
+ Tính toán liên tục các giá trị, thích ứng với việc phát hiện sự cố.
+ Tính toán thời gian cắt cho phù hợp với các đặc tính đã chọn.
+ Tính toán các dòng điện thứ tự thuận và nghịch cho bảo vệ biến động
tải.
+ Tính toán các giá trị hiệu dụng cho việc phát hiện quá tải.
+ Quyết định lệnh đóng và cắt.
+ Lu giữ các đại lợng đo đợc trong quá trình sự cố, phục vụ cho việc
phân tích sự cố.
Các đầu vào và ra nhị phân đến và đi từ bộ VXL qua các kênh vào và ra.
Từ các kênh này, bộ VXL nhận thông tin từ các bộ chuyển mạch hoặc từ các
thiết bị khác. Các đầu ra, thông thờng, bao gồm các lệnh cắt cho các máy ngắt,
tín hiệu cho các sự kiện, trạng thái quan trọng cũng nh các đèn chỉ thị (LED)
và các chữ, số hiển thị ở mặt trớc của rơle.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 16
- Để giao tiếp với rơle, ngoài bàn phím để giao tiếp trực tiếp với rơle, còn

có cổng kết nối giữa rơle với máy tính (RS485).
- Một bộ nguồn cung cấp nguồn nuôi cho rơle với nhiều cấp điện áp khác
nhau phục vụ cho các khối chức năng:
+ Nguồn +18V sử dụng cho các rơle đầu ra.
+ Nguồn 15V cấp cho các đầu vào tơng tự.
+ Nguồn 5V cấp cho bộ VXL và các thiết bị trung chuyển.
Hình 1 : Cấu tạo của Rơle 7SJ600
2. các chức năng của rơle
2.1. Bảo vệ quá dòng có thời gian:
Bảo vệ quá dòng có thời gian có thể sử dụng nh bảo vệ có đặc tính thời
gian độc lập và phụ thuộc. Trong chế độ phụ thuộc, có thể sử dụng 4 đặc tính
thời gian phụ thuộc theo tiêu chuẩn IEC 255-3 và 8 đặc tính theo tiêu chuẩn
ANSI/IEEE.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 17
Các đặc tính quá dòng có thời gian đợc chọn có thể đợc đặt chồng lên
bằng một cấp thời gian tức thời hoặc độc lập. Ngoài ra còn có thể sử dụng một
cấp quá dòng pha cắt nhanh đặt rất cao (I>>>).
Các đặc tính có thể đợc đặt riêng cho các dòng pha và dòng đất. Tất cả
các cấp đều độc lập với nhau và có thể đợc đặt riêng. Ngỡng tác động có thể
đợc chuyển đổi thông qua đầu vào nhị phân thậm chí trong khi bảo vệ tác
động.
Tuỳ thuộc vào các điều kiện của việc đóng bằng tay khi có sự cố, bảo vệ
quá dòng có thời gian cũng có thể trợ giúp lệnh cắt nhanh. Một lựa chọn đợc
cân nhắc cho các cấp I>> hay I>/Ip để đa ra lệnh cắt tức thời.
2.1.1. Thành lập các đại lợng đo:
Các dòng đo đợc đa vào rơle thông qua các biến dòng đầu vào cho từng
pha. Các đầu vào đợc cách ly về điện với các mạch điện tử và giữa chúng với
nhau. Do vậy, điểm đấu sao của các dòng điện 3 pha có thể tổ hợp bên ngoài
rơle, hoặc ở bảo vệ khác, các thiết bị giám sát có thể đặt trong mạch của biến

dòng. Với đầu vào dòng đất, có thể sử dụng dòng từ biến dòng cổ cáp, hoặc
tổng hợp các dòng pha riêng biệt từ các biến dòng pha. Ngoài ra dòng điện I
L2
đa vào có thể đợc nối với điểm trung tính (điểm sao) của máy biến dòng,
trong trờng hợp này rơle sẽ tính toán dòng điện I
L2
thông qua các dòng điện
I
L1
, I
L3
và dòng trong dây trở về (dây đất). Cả bốn dòng điện này đợc định giá
trong cả hai trờng hợp.
Phía thứ cấp của các biến dòng đầu vào đợc nối vào các điện trở shunt
để chuyển đổi các dòng điện sang các điện áp tỉ lệ; các điện áp này sẽ đợc
chuyển sang các giá trị số bằng các bộ chuyển đổi tơng tự số.
2.1.2. Bảo vệ quá dòng thời gian độc lập (hình 2.1, 2.2).
Mỗi dòng pha đợc so sánh với giá trị đợc đặt chung cho cả 3 pha. Giá
trị tác động đợc hiển thị cho từng pha. Bộ đếm thời gian quá dòng pha sẽ đợc
khởi động. Sau khi hết thời gian đặt một tín hiệu cắt đợc đa ra. Bảo vệ quá
dòng bao gồm 3 cấp: Cấp hai I> đợc trễ với thời gian T-I>, cấp một I>> đợc
trễ thời gian T-I>> và cấp có ngỡng tác động rất cao I>>> thờng là cấp cắt
nhanh.
Dòng d (đất) đợc xử lý riêng và đợc so sánh với các cấp quá dòng I
E
>
và I
E
>>. Giá trị tác động đợc đa ra. Sau thời gian T-I
E

> hoặc T-I
E
>>, lệnh cắt
đợc gửi đi.
Các giá trị tác động của mỗi cấp I> (các pha ), I
E
> (đất ), I>> (các pha),
I
E
>> (đất) và I>>> cũng nh các cấp thời gian của chúng có thể đặt riêng biệt.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 18
2.1.3. Bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc (hình 3).
Mỗi dòng pha đợc so sánh với các giá trị giới hạn đợc đặt chung cho cả
3 pha. Các giá trị tác động đợc chỉ ra cho từng pha. Theo giá trị tác động của
cấp thời gian phụ thuộc, trễ thời gian cắt đợc tính toán từ đặc tính thời gian đã
đặt và độ lớn của dòng sự cố. Sau khoảng thời gian trễ này lệnh cắt đợc đa ra.
Đối với dòng d (đất) một đặc tính khác có thể đợc chọn.
Khi các cấp Ip>> (các pha) hoặc I
Ep
>> (đất) làm việc, các bộ đếm thời
gian của chúng sẽ làm việc, không phụ thuộc vào các đặc tính đặt cho Ip và I
Ep
.
Sau khoảng thời gian trễ của Ip>> hoặc I
Ep
>> lệnh cắt đợc đa ra.
Các giá trị tác động của mỗi cấp Ip (các pha), I
Ep
(đất), I>> (các pha), và

I
E
>> (đất) cũng nh các hệ số thời gian của chúng có thể đặt riêng biệt.
Sơ đồ logic của bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc đợc vẽ trên hình 3.
Với bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc, có thể chọn giữa các giá trị của
sóng cơ bản hoặc giá trị hiệu dụng của các dòng điện để xử lý.
2.1.3. Bảo vệ thanh cái sử dụng sơ đồ liên động ngợc.
Sự tác động của các phần tử bảo vệ trong rơle có thể bị khoá bằng các đầu
vào nhị phân, các đầu vào này có thể đặt để kích hoạt khi có điện áp hoặc không
có điện áp. Sơ đồ liên động ngợc đợc sử dụng đối với mạng kết nối hình sao
hoặc mạng mạch vòng hở.
Khi rơle 7SJ600 đợc sử dụng nh một rơle phía nguồn trong sơ đồ khoá
ngợc, cần phải đặt thời gian trễ ngắn cho phần tử quá dòng cắt nhanh cấp cao,
do vậy rơle đặt phía tải có thể đa ra lệnh khoá. Rơle phía tải phải tác động
ngay khi phát hiện ra sự cố ngoài đờng dây, tín hiệu khoá cũng đợc gửi ngay
lập tức đến đầu vào nhị phân của rơle đặt ở phía nguồn. Sau đó bảo vệ đặt ở phía
tải có thể khởi động một lệnh cắt có thời gian trễ, miễn là thời gian trễ này nhỏ
hơn thời gian trễ đặt trong các phần tử quá dòng cắt nhanh cấp thấp của rơle đặt
ở phía nguồn. Các phần tử bảo vệ I> hoặc Ip của rơle phía nguồn sẽ đóng vài trò
bảo vệ dự phòng.
eBook for You
Px Tn & ®L® - HUNGYEN PC 19
H×nh 2.1: S¬ ®å logic b¶o vÖ qu¸ dßng cÊp cao I>>, rÊt cao I>>> vµ I
E
>>
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 20
Hình 2.2: Sơ đồ Logic bảo vệ quá dòng đặc tuyến thời gian độc lập
eBook for You
Px Tn & ®L® - HUNGYEN PC 21

H×nh 3: S¬ ®å logic b¶o vÖ qu¸ dßng ®Æc tuyÕn thêi gian phô thuéc.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 22
2.2. Bảo vệ biến động tải (Tải không cân bằng UNBALANCED LOAD
PROTECTION):
Rơ le đợc trang bị chức năng bảo vệ biến động tải rất thuận lộ cho bảo
vệ các động cơ mà nó đợc đóng cắt bằng các bộ đóng ngắt khí kết hợp với các
cầu chì.
Ngoài ra, chức năng bảo vệ biến động tải còn phát hiện sự hở mạch, ngắn
mạch và sự đấu đảo pha của các mạch dòng. Các sự cố ngắn mạch một pha, hai
pha có thể phát hiện đợc kể cả khi dòng sự cố quá nhỏ mà bảo vệ quá dòng
không phát hiện đợc.
Trong chức năng bảo vệ biến động tải của rơle 7SJ600, sóng cơ bản của
các dòng điện pha đợc lọc ra và tách thành các phần đối xứng (thứ tự nghịch I
2
và thứ tự thuận I
1
). Tỉ số I
2
/I
N
(I
N
là dòng định mức của rơle) đợc đánh giá cho
sự phát hiện biến động tỉa. Bảo vệ biến động tải có hai cấp. Nếu đạt tới ngỡng
tác động của cấp thứ hai I
2
>>, thời gian T-I
2
>> sẽ đợc tính. Khi hết thời gian

đặt, lệnh cắt sẽ đợc phát ra.
2.3. Chức năng bảo vệ quá tải.
Bảo vệ quá tải ngăn chặn đối tợng đợc bảo vệ không bị h hỏng do bị
quá tải. Chức năng bảo vệ này làm việc độc lập với chức năng bảo vệ quá dòng
có thời gian và bảo vệ biến động tải. Chức năng bảo vệ này có thể đặt tuỳ chọn
nhằm đánh giá tất cả các dòng điện tải thậm chí cả khi không xuất hiện quá tải
(bảo vệ quá tải có nhớ) hoặc chỉ để đánh giá các dòng điện tải khi vợt quá
ngỡng quá tải đặt trớc (bảo vệ quá tải không nhớ).
2.3.1. Bảo vệ quá tải có nhớ:
Rơle sẽ tính toán nhiệt độ tăng theo mẫu cảm biến nhiệt độ đơn giản. Khi
nhiệt độ tăng đạt đến ngỡng đặt thứ nhất, bảo vệ sẽ phát tín hiệu báo động.
Nếu nhiệt độ đạt đến ngỡng đi cắt, đối tợng đợc bảo vệ sẽ đợc tách ra khỏi
hệ thống.
Sự tăng nhiệt độ đợc tính toán độc lập đối với từng pha riêng biệt. Giá trị
nhiệt độ lớn nhất trong ba pha lấy làm ngỡng đặt.
Dòng điện quá tải cực đại cho phép liên tục I
max
đợc đa ra là bội số của
dòng điện định mức I
N
:
I
max
= k.I
N
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 23
Trong đó: k Hệ số theo tiêu chuẩn IEC 255 8 hoặc VDE 0435 phần
3011.
Chỉnh định rơle trong trờng hợp này, ngoài giá trị của hệ số k, cần đa

vào rơle hằng số thời gian tăng nhiệt độ
th
và cấp nhiệt độ báo động
warm.
. Khi
đạt tới ngỡng nhiệt độ báo động
warm
, rơle bảo vệ sẽ tính toán thời gian mong
muốn cho tới khi cắt (giả thiết dòng điện ở trạng thái ổn định).
Sau khi bảo vệ quá tải đã cắt, thời gian sẽ đợc tính toán và hiển thị cho
đến khi nhiệt độ giảm xuống dới mức nhiệt độ báo động, nghĩa là bảo vệ thôi
không tác động nữa (trở về). Đây là khoảng thời gian trớc khi đối tợng bảo vệ
đợc cấp nguồn trở lại.
2.3.2. Bảo vệ quá tải không nhớ:
Khi giá trị dòng điện trên một pha vợt quá giá trị giới hạn 1,1.I
L
(I
L
giá
trị ngỡng giới hạn), giá trị tác động đợc hiển thị và thời gian bắt đầu đợc
tính. Sau khi hết thời gian đặt, lệnh cắt đợc phát ra. Khi đạt đến giá trị tác
động, bảo vệ sẽ tính toán thời gian đặt đến khi cắt (giả thiết là đòng điện này
vẫn duy trì ổn định) và làm cho nó có giá trị trong các giá trị đo lờng khi làm
việc
2.4. Chức năng tự động đóng lặp lại.
Kinh nghiệm cho thấy rằng ở đầu các đờng dây khoảng 85% của sự cố
ngắn mạch gây ra là do hồ quang và nó tự mất đi sau khi bảo vệ tác động cắt
máy ngắt, do đó đờng dây có thể đợc cung cấp điện trở lại. Quá trình đóng lại
này có thể thực hiện bằng chức năng tự động đóng lặp lại. Nếu sự cố vẫn còn
sau khi tự đóng lại (hồ quang cha tắt hoặc ngắn mạch day dẫn) thì rơle bảo vệ

sẽ cắt dứt khoát. Trong một số hệ thống có thể cho phép đóng lại nhiều lần.
Chức năng đóng lặp lại có thể đợc sắp đặt tuỳ ý với chức năng bảo vệ để
khởi động. Thông thờng, chức năng đóng lặp lại sẽ đợc khởi động bằng lệnh
cắt của chức năng bảo vệ ngắn mạch chứ không phải bằng các chức năng cắt
khác. Ngoài ra sự khởi động còn có thể đợc thực hiện từ các thiết bị bên ngoài
thông qua các đầu vào nhị phân đã đợc phân công.
Để thực hiện đóng lại thành công, các sự cố trên bất kỳ phần nào của
đờng dây cần phải đợc tách ra khỏi đờng dây cung cấp trong thời gian ngắn
nhất có thể đợc. Do đó trớc lần đóng lại đầu tiên, để đảm bảo cắt nhanh, bảo
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 24
vệ quá dòng đợc đặt cắt với cấp cắt tức thời hoặc các cấp I>>, I>>>, I
E
>>,
I
EE
>> (có hớng hoặc không hớng) có thời gian cắt trễ nhỏ. Và sau đó các cấp
này sẽ bị khoá để cho phép cắt với thời gian trễ đợc lựa chọn phù hợp với thời
gian thiết kế của hệ thống.
Sự khởi động chức năng đóng lặp lại có thể đợc khoá bằng các tín hiệu
mà các tín hiệu này đợc sắp xếp cho các tín hiệu bên trong hoặc các đầu vào
nhị phân. Điều này có ý nghĩa đối với các chức năng đi cắt mà nó sẽ khoá chức
năng tự động đóng lặp lại. Chẳng hạn để bảo vệ cho thanh cái ngoài, chức năng
đóng lặp lại bị khoá khi tín hiệu khoá xuất hiện tại bất cứ thời điểm nào trong
khi tín hiệu khoá xuất hiện.
Hơn nữa, lệnh đóng lạị có thể đợc khoá bởi các điều kiện mà có thể
đợc sắp xếp tuỳ ý hoặc đa vào qua một đầu vào nhị phân. Quá trình khoá này
của chức năng làm việc ổn định, miễn là nó đợc xác định. Nhng nếu tín hiệu
khoá này làm việc ngay khi lệnh đóng lại đợc phát ra thì lệnh đóng lại hoàn
toàn đợc bỏ qua. Điều này có thể đợc sử dụng để đảm bảo rằng máy cắt thực

sự sẵn sàng để đóng lại và cắt ngay khi mà lệnh đóng lại đợc phát ra. Tất nhiên
một lệnh đóng lại đợc phát ra, nó đợc giữ lại.
Thông thờng trình tự đóng lại nh sau: Bảo vệ quá dòng cắt ngắn mạch
bằng các cấp có tốc độ cắt nhanh I>>, I>>>, I
E
>>, I
EE
>>. Chức năng đóng lặp
lại đợc khởi động. Khi này, thời gian chết AR- T1 cho chu kỳ đóng lại đầu
tiên sẽ bắt đầu tính. Sau thời gian chết, máy cắt sẽ nhận đợc lệnh đóng. Đồng
thời thời gian phục hồi T - REC đợc khởi động.
Nếu sự cố đã hết (đóng lại thành công), thời gian phục hồi sẽ mất đi và
tất cả các chức năng sẽ thiết lập lại tình trạng ban đầu. Sự cố hệ thống đợc giải
trừ.
Nếu sự cố cha hết (đóng lại không thành công) thì thời gian phục hồi bị
bỏ qua bởi lần cắt mới và chu kỳ đóng lặp lại tiếp theo lại đợc khởi động. Sau
khi hết sự cố, thời gian chết AR- Tn của chu kỳ đóng lặp lại thứ n sẽ bắt đầu
tính. Hết thời gian này, máy ngắt nhận đợc lệnh đóng mới, đồng thời thời gian
phục hồi T- REC đợc bắt đầu tính lại. Ngoài ra trong bất kỳ sự cố nào thời
gian phục hồi sẽ dẫn đến sự khởi động của chu kỳ đóng lại tiếp theo (nếu đợc
phép).
Nếu một trong các chu kỳ đóng lại thành công tức là sự cố hệ thống đã
hết, thì sau khi hết thời gian phục hồi các chức năng sẽ trở về trạng thái ổn định.
eBook for You
Px Tn & đLđ - HUNGYEN PC 25
Nếu không có chu kỳ đóng lại nào thành công thì bảo vệ ngắn mạch sẽ
cắt dứt khoát sau chu kỳ đóng lại cho phép sau cùng. Khi đó thời gian khoá
chức năng đóng lặp lại T -LOC sẽ đợc tính và lệnh đóng sẽ đợc khoá. Kể từ
lúc đấy, không có chu kỳ đóng lại nào nữa đợc thực hiện, quá trình đóng lặp
lại đã không thành công.

Một thời gian khoá đặc biệt T - BLM đợc trang bị cho đóng bằng tay.
Trong thời gian này, sau khi đóng bằng tay lệnh đóng lại sẽ bị khoá, bất kỳ lệnh
cắt nào sẽ là cắt dứt khoất. Trong trờng hợp này lệnh đóng bằng tay phải đợc
đa tới rơle qua đầu vào nhị phân đã đợc sắp đặt. Chú ý rằng tín hiệu lệnh
đóng bằng tay gửi tới rơle không cung cấp lệnh đóng đầu ra nhng phải đợc
nối tới cuộn đóng của máy cắt bằng tiếp điểm khác.
2.5. Chức năng giám sát thời gian khởi động.
Giám sát thời gian khởi động ngăn chặn động cơ không bị h hỏng gây ra
bởi thời gian khởi động quá dài. Thời gian cắt tuỳ thuộc vào biên độ của dòng
khởi động.
2.6. Giám sát mạch cắt.
Rơle có chức năng giám sát cho một mạch cắt. Tuỳ thuộc vào số các đầu
vào nhị phân. Khi sử dụng hai đầu vào nhị phân, các thay đổi trong mạch cắt có
thể phát hiện đợc với tất cả các điều kiện đóng cắt. Khi sử dụng một đầu vào
nhị phân, các thay đổi mà xuất hiện trong khi các tiếp điểm cắt đóng lại không
thể phát hiện đợc.
2.6.1. Giám sát mạch cắt sử dụng hai đầu vào nhị phân:
Khi sử dụng hai đầu vào nhị phân, chúng đợc nối: Một đầu vào nhị phân
đấu song song với rơle đi cắt trong mạch cắt đợc giám sát, đầu vào nhị phân
kia đợc đấu song song với tiếp điểm phụ của máy cắt.
Các đầu vào nhị phân sẽ đợc cấp nguồn hoặc đợc ngắn mạch tuỳ thuộc
vào các trạng thái của rơle đi cắt và máy ngắt. Khi làm việc bình thờng, cùng
một lúc không thể tồn tại trạng thái cả hai đầu vào nhị phân đều đợc cấp nguồn
trừ một thời gian rất ngắn khi rơle đi cắt đã thực sự đóng nhng mà máy cắt vẫn
cha mở ra.
eBook for You