rơ le tự động trong hệ thống điện

TRUNG TÂM THÍ NGHIỆM ĐIỆN

TÀI LIỆU BỒI HUẤN
PHẦN: RƠLE-TỰ ĐỘNG
TẬP 2

Năm 2005

1/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


PHẦN 16: GIỚI THIỆU RƠLE BẢO VỆ 7SJ62

I.

GIỚI THIỆU CHỨC NĂNG BẢO VỆ:

2/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Rơle 7SJ62x là hợp bộ rơle bảo vệ xuất tuyến trung áp, cao áp hoặc đường dây siêu
cao áp.
Rơle 7SJ62x có đầy đủ các chức năng bảo vệ dòng điện, điện áp, tần số, đóng lặp

lại,... Ngoài ra, rơle 7SJ62x còn có chức năng đo lường, ghi sự cố & định vị sự cố.

Hình 1: Sơ đồ cấu trúc phần cứng rơle 7SJ62

1. Chức năng bảo vệ quá dòng vô hướng (50, 50N, 51, 51N):
- Có 02 cấp bảo vệ quá dòng pha - pha (50-2 & 50-1) có đặc tính thời gian độc lập.
- Có 02 cấp bảo vệ quá dòng pha - đất (50N-2 & 50N-1) có đặc tính thời gian độc lập.
- Có 01 cấp bảo vệ quá dòng pha- pha có đặc tính thời gian phụ thuộc (51).
- Có 01 cấp bảo vệ quá dòng pha- đất có đặc tính thời gian phụ thuộc (51N).

3/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Hình 2: Logic bảo vệ quá dòng 50-2.

4/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Các phần tử 50-1, 50N-1, 51 & 51N có thể bị khóa bởi dòng xung bằng chức năng
hạn chế dòng xung.
Tất cả các phần tử quá dòng đều có thể bị khóa bởi chức năng Đóng lặp lại hoặc bằng
các đầu vào nhị phân (Binary Input)

Gia tốc bảo vệ, bỏ qua các bộ thời gian của các phần tử quá dòng, bằng cách kích
hoạt Binary Input & hiệu lực Binary Input với chức năng Manual Close.
Trong trường hợp ngắn mạch xuất tuyến ở vị trí gần trạm (điểm sự cố A), để tránh
bảo vệ vượt cấp cắt máy cắt tổng do dòng sự cố lớn, khi bảo vệ quá dòng 50-1 của xuất
tuyến làm việc, rơle xuất lệnh đi khóa bảo vệ quá dòng 50-2 của máy cắt tổng (Xem hình 3).
Khi ngắn mạch trên thanh cái (điểm sự cố B), bảo vệ quá dòng 50-2 của máy cắt tổng làm
việc bình thường.

Hình 3: Khóa bảo vệ máy cắt tổng khi bảo vệ xuất tuyến tác động.

5/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Bảo vệ quá dòng 51 & 51N có đặc tính thời gian phụ thuộc.
Đặc tính thời gian phụ thuộc:
Theo tiêu chuẩn IEC có:

Normal Inverse
Very Inverse
Extremely Inverse
Long Inverse

(Type A)
(Type B)
(Type C)
(Type D)

Công thức tính thời gian tác động theo tiêu chuẩn IEC :

6/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Công thức tính thời gian trở về theo tiêu chuẩn IEC :

Trong đó:

t
tRESET
Tp
I
Ip

: thời gian tác động (s)
: thời gian trở về (s)
: giá trị cài đặt hệ số thời gian
: dòng sự cố
: giá trị cài đặt dòng tác động

7/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Đặc tính thời gian phụ thuộc:
Theo tiêu chuẩn ANSI/IEEE có:

Inverse
Short Inverse
Long Inverse
Moderately Inverse
Very Inverse
Extremely Inverse
Definite Inverse.

Công thức tính thời gian tác động theo tiêu chuẩn ANSI/IEEE :

Trong đó:

t
Tp
I
Ip

: thời gian tác động (s)
: giá trị cài đặt hệ số thời gian
: dòng sự cố
: giá trị cài đặt dòng tác động

8/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Công thức tính thời gian trở về theo tiêu chuẩn ANSI/IEEE :

Trong đó:

tRESET
Tp
I
Ip

: thời gian trở về (s)
: giá trị cài đặt hệ số thời gian
: dòng sự cố
: giá trị cài đặt dòng tác động

2. Chức năng bảo vệ quá dòng có hướng (67, 67N):
- Có 02 cấp bảo vệ quá dòng pha - pha có hướng (67-2 & 67-1) có đặc tính thời gian
độc lập.
- Có 02 cấp bảo vệ quá dòng pha - đất có hướng (67N-2 & 67N-1) có đặc tính thời
gian độc lập.
- Có 01 cấp bảo vệ quá dòng pha- pha có hướng có đặc tính thời gian phụ thuộc (67TOC).
- Có 01 cấp bảo vệ quá dòng pha- đất có hướng có đặc tính thời gian phụ thuộc (67NTOC).
9/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Hình 4: Logic bảo vệ quá dòng có hướng 67-2.

10/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Trong trường hợp sự cố ngoài vùng làm việc, rơle xuất lệnh đi khóa bảo vệ quá dòng
vô hướng (50-1) của rơle đối diện (Xem hình 5). Khi có sự cố trong phạm vi bảo vệ, bảo vệ
có hướng tác động.

Hình 5: Khóa chéo bảo vệ khi sự cố ngoài vùng bảo vệ.

Hình 6: Sơ đồ phối hợp thời gian bảo vệ.

11/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Hình 7: Hướng tác động của bảo vệ quá dòng có hướng.

Hình 8: Lựa chọn giới hạn hướng.

12/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Hình 9: Lựa chọn điện áp cho bảo vệ quá dòng có hướng.

Bảng phối hợp dòng điện & điện áp bảo vệ:

13/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


3. Bảo vệ điện áp (27, 59):
- Có 02 cấp bảo vệ quá áp pha-pha hoặc pha-đất (59-2 & 59-1) có đặc tính thời gian độc lập.
- Có 02 cấp bảo vệ kém áp pha-pha hoặc pha-đất (27-2 & 27-1) có đặc tính thời gian độc
lập.

Hình 10: Logic bảo vệ quá điện áp.
Đối với chức năng bảo vệ kém áp, ta có thể chọn có hoặc không có kiểm tra dòng.
4. Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46):
- Có 02 cấp bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46-2 & 46-1) có đặc tính thời gian độc lập.
- Có 01 cấp bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46-TOC) có đặc tính thời gian phụ thuộc.

14/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


15/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


16/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


5. Bảo vệ tần số (81 O/U):
-

Có 04 cấp bảo vệ tần số (81-1, 81-2, 81-3, & 81-4). Tùy theo ngưỡng đặt mà ta có
bảo vệ quá hoặc kém tần số.
Có 04 bộ thời gian tác động có đặc tính thời gian độc lập tương ứng.
Nếu điện áp đầu V < Vmin : chức năng bảo vệ tần số bị khóa.

Bảng thông số cài đặt bảo vệ tần số:

6. Bảo vệ quá tải nhiệt (49):
Bảng thông số cài đặt bảo vệ quá tải:

17/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Công thức tính thời gian tác động:

Trong đó:

t

I
Ipre
k
IN

: thời gian tác động (phút).
: hằng số thời gian.
: dòng khi quá tải.
: dòng trước khi quá tải.
: bội số dòng.
: dòng định mức của thiết bị.

7. Chức năng bảo vệ chạm đất độ nhạy cao (64, 50Ns, 67Ns):

-

Phần tử áp : Vo hoặc 3Vo = Va + Vb + Vc
Phần tử dòng : 3Io, được xác định từ các phần tử 50N, 67N, hoặc 51N, 67N-TOC.
Các phần tử này có thể có hướng hoặc vô hướng.
Xác định hướng: theo cos hoặc sin.

18/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Hình 11: Logic bảo vệ chạm đất độ nhạy cao.

8. Kiểm tra chức năng lỗi máy cắt (50BF)
Chức năng bảo vệ lỗi máy cắt làm việc khi có lệnh cắt từ bảo vệ, nhưng máy cắt
không tác động, rơle sẽ tiếp tục xuất lệnh để cắt các máy cắt khác có liên quan đến máy cắt
hư hỏng (Xem hình 12).

Hình 12: Sơ đồ bảo vệ 50BF.

19/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai

Biểu đồ thời gian tác động:

Bảng cài đặt thông số bảo vệ:

9. Chức năng đóng lặp lại (79M):
-

Số lần đóng lặp lại: 04.
Điều kiện khởi tạo chức năng đóng lặp lại:

20/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Biểu đồ thời gian đóng lặp lại thành công:

II.
1.
-

GIỚI THIỆU CHỨC NĂNG ĐO LƯỜNG & GHI SỰ CỐ:
Chức năng đo lường:
Đo lường dòng điện.
Đo lường điện áp.
Đo lường công suất.
Đo lường hệ số công suất.
Đo lường tần số.

21/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


2. Chức năng ghi sự cố:
-

Rơle 7SJ62 có thể lưu trữ tất cả các thông tin sự kiện xảy ra trong quá trình vận hành
cũng như các thông số về sự cố.
Rơle 7SJ62 có khả năng lưu trữ 8 bản tin sự cố mới nhất với chiều dài bản ghi tối đa
là 5s. Bản ghi sự cố biểu thị dòng điện & điện áp trước, khi sự cố & sau khi sự cố xảy
ra dưới dạng sóng, đồng thời biểu thị các chức năng bảo vệ tác động.

22/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


Bảng cài đặt các thông số bản ghi sự cố:

23/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM RƠLE 7SJ62-63-64
I.

YÊU CẦU CHUNG :

Người thực hiện công tác thí nghiệm rơle bảo vệ và điều khiển đa chức năng kỹ thuật số
7SJ62,63,64 cần có nghiệp vụ an toàn đã qua sát hạch và:
 Đã đọc kỹ tài liệu hướng dẫn của rơle 7SJ62,63,64; nắm vững các thao tác giao diện
với rơle qua bàn phím và bằng phần mềm giao diện rơle DIGSI.
 Có kiến thức chuyên môn phù hợp công tác thí nghiệm rơle kỹ thuật số.
 Nắm vững qui trình sử dụng các hợp bộ thí nghiệm liên quan.
 Chuẩn bị đầy đủ các vật tư, phụ kiện liên quan cho việc thí nghiệm rơle 7SJ62,63,64.
II.

YÊU CẦU VỀ HỢP BỘ VÀ VẬT TƯ, PHỤ KIỆN THÍ NGHIỆM:

1. 01 hợp bộ tạo dòng, áp 3 pha.
2. 01 bộ tạo nguồn một chiều thích hợp (nếu cần).
3. 01 đồng hồ đo đếm thời gian.
4. 01 đồng hồ vạn năng, tốt nhất sử dụng một vạn năng số.
5. Các dây nối cho việc thí nghiệm mô phỏng.
Hợp bộ thích hợp nhất cho việc sử dụng để thí nghiệm đầy đủ các chức năng của rơle
7SJ62,63,64 hiện nay là FREJA, OMICRON. Có thể sử dụng 3TRE/F hay TZ để thực hiện
một số các chức năng chính của rơle.
III. GIỚI THIỆU VỀ RƠLE QUÁ DÒNG KỸ THUẬT SỐ 7SJ62,63,64
1. Giới thiệu chung:
7SJ62,63,64 là thiết bị điều khiển và bảo vệ kỹ thuật số đa chức năng với một bộ vi xử lý

khá mạnh. Nó được thiết kế cho khá nhiều các ứng dụng.
7SJ62,63,64 có thể được sử dụng như là thiết bị bảo vệ, điều khiển và giám sát cho các
xuất tuyến phân phối và các đường dây truyền tải với cấp điện áp bất kỳ trong các lưới nối
đất trực tiếp, nối đất qua trở kháng thấp, cách đất hay nối bù điểm trung tính. Nó thích hợp
cho cả mạng vòng lẫn các mạng hình tia.
Các chức năng bảo vệ chủ yếu của 7SJ62,63,64 như được liệt kê dưới đây:
- Bảo vệ quá dòng không hướng 50/51/50N/51N.
- Bảo vệ quá dòng có hướng 67, 67N.
- Bảo vệ điện áp 27, 59.
- Bảo vệ tần số 81.
- Kiểm tra đồng bộ (chỉ có ở 7SJ64).
- Bảo vệ lỗi máy cắt 50BF.
- Bảo vệ quá dòng chạm đất độ nhạy cao 50Ns, 64, 67Ns.
- Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch 46.
- Bảo vệ quá tải nhiệt 49.
- Chức năng tự động đóng lặp lại máy cắt 79.
24/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai


- Chức năng đo lường và hiển thị các thông số đo lường trên màn hình tinh thể lỏng
LCD.
- Chức năng điều khiển đóng/mở máy cắt thông qua các phím chức năng ở mặt trước
của rơle.
- Chức năng giám sát trạng thái của các thiết bị đóng cắt thông qua màn hình LCD.
- Chức năng liên động thao tác các thiết bị nhất thứ theo lập trình của người sử dụng.
2. Các thông số kỹ thuật của rơle 7SJ62,63,64

Các thông số kỹ thuật của 7SJ62,63,64 được cho cụ thể trong phần 4 - Technical data
của tài liệu. Dưới đây chỉ thể hiện một số các thông số chính của thiết bị.
 Input:
- Dòng điện xoay chiều IN
: 1 - 5A.
- Điện áp nguồn nuôi rơle
: 24/48- 60/110/125- 110/125/220/250 Vdc
hoặc 115/230 Vac.
- Điện áp các input quang
: 24Vdc đến 250Vdc.
- Tần số định mức
: 50/60 Hz (tuỳ chỉnh).
 Output:
- Điện áp làm việc của các rơle đầu ra : 120/240Vac - 24/48/240Vdc.
 Giao tiếp:
- Chuẩn giao tiếp với rơle
: IEC 60870-5-103
- Phương thức giao tiếp
: RS232-RS485
- Tốc độ truyền
: Từ 4800 đến 115200 Baud tuỳ theo cổng giao
tiếp.
- Phần mềm giao tiếp
: DIGSI 4.
Bằng cách đọc mã số cấp hàng ghi ở nhãn dán ở mặt sau của rơle có thể biết được một số
các thông tin về thông số kỹ thuật của rơle. Có thể xem phụ lục A của tài liệu hướng dẫn
rơle để biết.
3. Cách cài đặt rơle thông qua bàn phím trên mặt trước của rơle
 Ở mặt trước của rơle có:
- 01 màn hình tinh thể lỏng hiển thị được 4 hàng ký tự (thông tin).

- Các đèn led chỉ báo các tình trạng làm việc của rơle.
- 04 phím mũi tên dành cho việc truy cập vào các trình đơn của rơle.
- Các phím số từ 0 đến 9, phím dấu thập phân, phím dấu +/- dùng để cài đặt các thông
số chỉnh định của rơle.
- Phím Menu để truy cập vào hệ thống trình đơn chính của rơle.
- Phím Enter để xác nhận các lệnh điều khiển hay các thao tác cài đặt chỉnh định cho
rơle.
- Phím Esc để huỷ bỏ một lệnh hay một thao tác vừa thực thi.
- Phím Led để kiểm tra và xoá các chỉ thị đèn xuất hiện trên rơle.
- 01 cổng RS232 dành cho việc giao tiếp với rơle bằng máy tính.

25/291

Tập2

TL bồi huấn ĐL Đồng Nai