RƠ LE DÒNG ĐỊNH HƯỚNG CHỐNG CHẠM ĐẤT

CHƯƠNG 4
RELAY DÒNG ĐỊNH HƯỚNG CHỐNG CHẠM ĐẤT
(67N)
4.1

GIỚI THIỆURELAY BÁO LỖI CHẠM ĐẤT ĐỊNH HƯỚNG SPAS120C
Relay báo lỗi chạm đất định hướng được thiết kế để sử dụng cho việc bảo vệ

các đầu dây ra riêng biệt trong mạng trung tính cách ly và mạng trung tính nối đất. Đặc
biệt relay này được sử dụng trong mạng mà đặc điểm vận hành của relay báo lỗi chạm
đất được điều khiển từ xa.
Relay báo lỗi chạm đất cũng có thể được sử dụng cho việc bảo vệ sự cố chạm
đất của các loại máy phát và động cơ loại lớn.
-

Năng lượng phát đầu vào

1A hoặc 5A (In)
100V hay 110V (Vn).

-

Năng lượng tiếp xúc đầu ra

250 Vac/dc, 5A.

-

Năng lượng tiếp xúc tiếp điểm

250 Vac/dc, 5A.

-

Điện áp khối điều khiển

80…265 Vac/18…256 Vdc.

-

Điện áp nguồn cung cấp phụ

80…265 Vac/dc.

4.2.

MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG
Relay báo lỗi chạm đất định hướng SPAS 120C là một relay thứ cấp được nối

với máy biến dòng và biến áp của thiết bị được bảo vệ. Dòng báo lỗi chạm đất có thể
đo được thông qua một bộ máy biến dòng ba pha trong cách đấu dòng điện rò hoặc
thông qua một máy biến dòng cân bằng lõi loại có cửa sổ.
Khi một sự cố chạm đất xuất hiện, relay phát tín hiệu cảnh báo ngắt máy cắt
hay bắt đầu tác động một relay tự động đóng lại bên ngoài, tùy thuộc vào thiết bị và
hình dạng của relay.
Khi nguồn điện áp vượt giá trị đặt ban đầu U0>, nguồn dòng điện và góc pha
giữa điện áp và dòng điện là I

sin

hoặc

Trang 90

cos

vượt quá giá trị đặt ban đầu

,


thì reelay báo sự
ự cố chạm đất bắt đầuu tác động. Sau khoảảng thời giaan đặt t> th
hì relay tácc
độngg. Tương tự
ự, cấp đặt điện áp caao khởi động khi điện
n áp phát vvượt quá giá
g trị khởii
độngg đặt U0> và
v nguồn dòng
d
điện, ggóc pha giữ
ữa điện áp và dòng điiện là I
hoặcc

sin

cos . Sau kh
hoảng thời gian đặt t>
>> thì relay tác độngg. Sự định hướng tácc

độngg của cấp điện
đ
áp caao cũng tươơng tự như
ư cấp điện áp thấp hhoặc là ngư
ược lại.Tínn
hiệuu khởi độngg từ relay báo sự cốố chạm đấất được thểể hiện nhưư hoạt độn
ng của tiếpp
m. Tín hiệuu khởi độn
ng có thể đđược sử dụ
ụng cho việc
v
khóa ccác relay bảo
b vệ vớii
điểm
nhauu.
Relay báo sự cố chạm đất giiữ ngõ vào
o nhị phân cách ly choo quá trình
h tiếp nhậnn
nhữnng tín hiệu điều khiển
n bên ngoàài, chẳng hạạn như cho
o quá trìnhh khóa các cấp
c bảo vệệ
hoặcc cho việc lựa
l chọn nh
hững đặc ttính tác độn
ng của nó.

67N

67N

Hìn
nh 4.1. Các chức năng bảo vệ các sự cố chạm
m đất trực tiếếp của relayy SPAS 120
0 C. Những
conn số xung quuanh đề theeo tiêu chuẩẩn của CỤC
C TIÊU CHU
UẨN MỸ, cáác con số nà
ày có liên
quan đếnn chức năng
g bảo vệ của
a nó.

Trrang 91


4.2.11. SƠ ĐỒ KẾT NỐII

Hình 4.22 Sơ đồ kết nối đối với sự cố chạm
m đất trực tiếếp của SPA
AS 120C

-

Uaux

Điện ápp phụ.

-

A, B, C, D, E, F

Các ngõõ ra của rellay.

-

IRF

Ngõ ra ttự giám sátt.

-

BS

Tín hiệuu đang khó
óa cho các cấp
c bảo vệệ.

-

RL
BACTR

Tín hiệuu điều khiểển cho việcc lựa chọn đđặc tính tác động.

-

SS

Tín hiệuu khởi động.

-

TS

Tín hiệuu ngắt.

-

SGR

Nhóm ccông tắc thiiết lập các tín hiệu tác
ác động và cảnh báo.

-

SGB

Nhóm ccông tắc thiiết lập các tín hiệu khhóa.

-

TRIP

Ngõ ra nngắt.
Trrang 92


-

SIGNAL
L1

Tín hiệuu báo relay
y đang hoạtt động.

-

START
T

Tín hiệuu khởi động hay tín hiệu
h báo rellay đang ho
oạt động.

-

U1

Modulee relay báo sự cố chạm
m đất định hướng SPC
CS 3C4.

-

U2

Nguồn ccung cấp và
v module vào/ra
v

SPT
TU 240S1 hoặc
h
SPTU 448S1

-

U3

Modulee đấu dây SPTE
S
2E13
3.

-

SERIAL
L PORT

Cổng truuyền thông
g nối tiếp.

-

SPA-ZC
C

Modulee nối đường
g truyền.

-

Rx/Tx

Bộ tiếp nhận (Rx) và bộ truy
yền tải (Tx)) của modu
ule nối
đường ttruyền.

Hình 4.33. Nhìn từ phía
p
sau củaa relay sự cố
ố chạm đất trực tiếp SP
PAS 120C

Trrang 93


Các thông số tiếp điểm của ngõ vào và ngõ ra
Tiếp

Chức năng

điểm
25 – 26

Dòng trung tính I0 (5A)

25 – 27

Dòng trung tính I0 (1A)

28 – 29

Điện áp dư U0 (100V)

28 – 30

Điện áp dư U0 (110V)

11 – 12

Tín hiệu bên ngoài của khóa (BS) hoặc điều khiển tín hiệu bên ngoài
đối với việc lựa chọn của đặc trưng hoạt động I sin

hoặc

I sin (BACTRL)

61 – 62

Nguồn cung cấp phụ
Khi điện áp DC được sử dụng, cực dương được kết nối đến tiếp điểm
61

65 – 66

Ngõ ra ngắt 1 của mức

và



≫ (TRIP 1)

68 – 69

Ngõ ra ngắt 1 của mức



và



≫ (TRIP 2)

80 – 81

Tín hiệu hoạt động của mức

77 – 78

Tín hiệu hoạt động của mức


73 – 74
– 75

73 – 75

và






≫(SIGNAL 1)

≫, tín hiệu bắt đầu của mức



và

≫ (START 1)

Tín hiệu bắt đầu của mức



(START 2). Dưới diều kiện thông

thường các tiếp điểm bên trong thì đóng. Khi bắt đầu mức



, tiếp

điểm 74 – 75 bên trong đóng
Tín hiệu tự giám sát ngõ ra (IRF). Dưới điều kiện bình thường các tiếp

70 – 71
– 72

điểm bên trong đóng. Khi điện áp dư mất đi hoặc phát hiện sự cố bên
trong, tiếp điểm bên trong 71 – 72 đóng.
Cực nối đất.

Relay sự cố chạm đất trực tiếp SPAS 120 C thì kết nối sợi quang học đến
đường dẫn qua module kết nối loại SPA-ZC 17 hoặc SPA-ZC 21.

Trang 94


Đường dẫn module kết nối thì trang bị kết nối loại D được đánh dấu SERIAL
PORT ở phía sau của relay. Opto- kết nối của sợi quang học thì được nối trong bộ
đếm, kết nối với Rx và Tx của đường dẫn module kết nối.
4.2.2. CẤU HÌNH NGÕ RA CỦA RELAY
Tín hiệu khởi động của giai đoạn

được nối với ngõ ra F và tín hiệu ngắt

được nối đến ngõ ra A. Tín hiệu ngắt của giai đoạn

>> được nối đến ngõ ra B. Mặt

khác, tín hiệu khởi động và vận hành được đưa đến các công tắc của nhóm công tắc

SGR trên mặt trước bảng điều khiển của relay như sau:
Công

Chức năng

tắc
SGR/1 Nối với tín hiệu đang khóa ngoại vi

Mặt định

Giá trị đặt của

của máy

người sử dụng

1

(SGR/1=0) hoặc tín hiệu điều khiển cho
quá trình chọn đặc tính
cos

sin

hoặc

(SGR/1=1).

SGR/2 Nối với tín hiệu khởi động của giai đoạn

1

>> đến ngõ ra D.
SGR/3 Nối với tín hiệu khởi động của giai đoạn

1

> đến ngõ ra D.
SGR/4 Nối với tín hiệu ngắt của giai đoạn

>>

1

>>

1

>>

1

>

1

>

1

đến ngõ ra D.
SGR/5 Nối với tín hiệu ngắt của giai đoạn
đến ngõ ra C.
SGR/6 Nối với tín hiệu ngắt của giai đoạn
đến ngõ ra A.
SGR/7 Nối với tín hiệu ngắt của giai đoạn
đến ngõ ra C.
SGR/8 Nối với tín hiệu ngắt của giai đoạn
đến ngõ ra relay B.

Trang 95


Ngõ ra A và B thì có khả năăng điều kh
hiển trực tiếp máy cắtt. Vì vậy hai
h máy cắtt
có thhể điều khiiển cùng th
hời gian hooặc các ngõ
õ ra relay riêng
r
biệt ccó thể thựcc thi từ giaii
đoạnn cấp điện áp
á cao và cấp
c điện ápp thấp của relay
r
báo sự
s cố chạm
m đất.
4.2.33. ĐÈN CHỈ THỊ KHỞI
K

ĐỘN
NG VÀ VẬ
ẬN HÀNH
H

Hình 4.4 Mặt trước m
module rela
ay báo lỗi dòng
d
chạm đđất có hướn
ng

Giai đoạạn bảo vệ sự
s cố chạm
m đất đã có hướng dẫn
n cách vậnn hành ( > và

>>),,

đượcc đặt phía góc bên ph
hải trước bbảng điều khiển
k
của module rellay. Đèn chỉ
c thị màuu
vàngg cho ta biếết relay đan
ng khởi độộng và đèn chỉ thị mààu đỏ cho taa biết relay
y đang vậnn
hànhh (ngắt).
Trrang 96

Với nhóm chuyển mạch SG2, chỉ thị khởi động và chỉ thị ngắt cho ta biết khả
năng cắt, có nghĩa là các đèn led vẫn sáng mặc dù tín hiệu này đưa quá trình vận hành
trở lại trạng thái bình thường. Các chỉ thị bị xóa bằng nút RESET. Các đèn chỉ thị
không xóa được thì không có ảnh hưởng đến hoạt động của relay.
-

Các đèn LED chỉ thị màu vàng (U0, I0và

) phía trên cùng bảng điều khiển khi

sáng lên có nghĩa là giá trị điện áp hay dòng điện đang được hiển thị.
-

Chỉ thị màu đỏ IRF của hệ thống tự giám sát khi sáng lên cho ta biết sự cố bên
trong relay được phát hiện. Lỗi sự cố xuất hiện trên màn hình một lần, sự cố
được phát hiện sẽ được lưu lại và thông báo lên khi quá trình sữa chữa được thực
hiện.

-

Các đèn LED hiển thị màu xanh Uaux trên bảng điều khiển sáng lên khi module
nguồn cung cấp hoạt động chính xác.

-

Chỉ thị LED phía dưới các nút nhấn đặt giá trị khi sáng lên cho ta biết rằng giá trị
đặt đang được hiển thị.

-

Đèn LED của nhóm công tắc SG1 khi sáng lên cho ta biết tổng kiểm tra của
nhóm công tắc được hiển thị lên màn hình.
Chỉ thị khởi động và vận hành, chức năng của nhóm chuyển mạch SG2 và chức

năng của chỉ thị LED trong suốt quá trình cài đặt được thực hiện qua thao tác của
người sử dụng, mã số 34 SPCS 1EN1, cho module relay báo sự cố chạm đất định
hướng SPCS 3C4.
4.2.4. KẾT HỢP NGUỒN CUNG CẤP VÀ MODULE VÀO/RA
Nguồn cung cấp và module vào/ra(U2) được xác định bên cạnh hệ thống bảng
điều khiển của relay bảo vệ và có thể rút ra sau khi di chuyển bảng điều khiển hệ
thống. Nguồn cung cấp và module vào/ra thì được kết hợp với bộ nguồn, năm ngõ ra
của relay, điều khiển dòng ngõ ra của relay và mạch điện tử của đầu vào điều khiển
bên ngoài.
Nguồn cung cấp được nối với máy biến áp, bên sơ cấp và mạch thứ cấp được
cách ly về điện. Cuộn sơ cấp thì được bảo vệ bởi cầu chì F1, đặt trên bảng PC của
module. Khi nguồn cung cấp hoạt động đúng cách, led màu xanh (Uaux) ở mặt trước
của bảng sẽ sáng
Nguồn cung cấp và module ngõ vào ra I/O thì có giá trị trong hai phiên bảng với
dãy điện áp ngõ vào khác nhau:
Trang 97


-

Module SPTU 240 S1 có Uaux = 80…256V ac/dc

-

Module SPTU 48 S1 có Uaux = 18…80V dc

Sự cho phép dãy điện áp ở ngõ vào của nguồn cung cấp và module vào ra I/O
được lắp trong relay với hiệu suất được đánh dấu trên bảng của relay.
4.3. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Năng lượng ngõ vào

1A

5A

Tiếp điểm

25-27

25-26

Dòng điện định mức

1A

5A

Dòng nhiệt điện mang công suất:
-

Liên tục

4A

20A

-

Trong 10s

25A

100A

-

Trong 1s

100A

500A

Dòng điện động mang công suất:
-

Giá trị nửa chu kỳ

250A

1250A

-

Tổng trở vào

<100 mΩ

<20 mΩ

Năng lượng ngõ vào

100V

110V

Tiếp điểm

28 - 29

28 – 30

Điện áp định mức Un

100V

110V

Điện áp chịu đựng liên tục

2

2

Công suất tại điện áp định mức Un

< 0,5VA

Tần số định mức fn theo yêu cầu

50Hz hoặc 60Hz

Tiếp điểm ngõ ra
Tiếp điểm ngắt
Các tiếp điểm

65 – 66, 68 – 69

Điện áp định mức

250 Vac/dc

Dòng liên tục

5A

Dòng thực hiện trong 0,5s

30A

Dòng thực hiện trong 3s

15A

Công suất lớn nhất cho mạch một chiều khi thời gian mạch không đổi L/R ≤ 40ms, tại
điện áp:

Trang 98


-

220 Vdc

1A

-

110 Vdc

3A

-

48 Vdc

5A

Vật liệu làm tiếp điểm

AgCdO2

Tiếp điểm truyền tín hiệu
Các tiếp điểm

70 – 71 – 72, 73 – 74

– 75, 77 – 78, 80 – 81

Điện áp định mức

250 Vac/dc

Dòng liên tục

5A

Dòng liên tục trong 0,5s

10A

Dòng liên tục trong 0,3s

8A

Công suất lớn nhất cho mạch một chiều khi thời gian mạch truyền tín không đổi
L/R ≤ 40ms, tại điện áp:
-

220 Vdc

0,15A

-

110 Vdc

0,25A

-

48 Vdc

1A

Vật liệu làm tiếp điểm

AgCdO2

Điều khiển bên ngoài ngõ vào
Ngõ vào đang khóa hoặc ngõ vào điều khiển cho đặc tính vận hành
Tiếp điểm

11 – 12

Mức điện áp điều khiển

18…265 Vac/dc
hoặc 80…265 Vac

Công suất tiêu thụ tại ngõ vào kích hoạt

2…20 mA

Điện áp nguồn phụ
Module vào/ra và bộ nguồn cung cấp và mức điện áp:
-

Loại module SPTU 240 S1

80…265 Vac/dc

-

Loại module SPTU 48S1

18…80 Vdc

Công suất tiêu thụ dưới điều kiện làm việc/không tải

Trang 99

~4W/~6W.


4.4.

MODULE RELAY BÁO LỖI CHẠM ĐẤT ĐỊNH HƯỚNG SPCS 3C4

Giai đoạn bảo vệ sự cố chạm đất
Dòng khởi động

>

>

1.0…10.0%

sin

Đặc tính vận hành
Thời gian vận hành t>
Giai đoạn báo sự cố chạm đất
Dòng khởi động

hoặc

cos

0,1…10,0s
>>

>>

1.0…40%
sin

Đặc tính vận hành

và ∞

hoặc

cos
Thời gian vận hành t>>

0.1…1.0s

Điện áp dư U0
Điện áp khởi động U0>

2%, 5%, 10% hay
20%

Trang 100


Ví d
dụ ứng dụ
ụng bảo vệ
Ví dụ
d 1: Bảo vệ
v sự cố chạạm đất củaa đường dây

Hình 4.55 Bảo vệ sự
ự cố chạm đấ
đất của đườn
ng dây với relay
r
sự cố cchạm đất có
ó hướng
SPAS 120C

Nếu việc lựa chọn không
k
thể ssử dụng reelay sơ cấp chạm đất không có hướng,
h
lúcc

này relay có hướng
h
có thể
t được ssử dụng. Sau
S khi thaay đổi toànn bộ mức độ của hệệ
g
được cài đặt thì sự lựa chọ
ọn sẽ khôn
ng có tác ddụng. Trong
g hệ thốngg
thốnng tại thời gian
cáchh ly dây truung tính có
ó hướng củủa dòng sự
ự cố trên dây
d dẫn thìì ngược lại với dòngg
trên dây bình thường.
t
Trrong hệ thốống cộng hưởng
h
đất,, chọn lựa bảo vệ sự
ự cố có thểể
g chóng lạii thành phầần của điệnn
căn ccứ trên giáá trị đo của relay sự ccố chạm đấất có hướng
áp dư
ư.
Trrang 101


Relay sự cố chạm đất có hướng thì được giới thiệu và sử dụng trong hệ thống,
nơi mà dễ cảm ứng sự cố chạm đất có hướng thì yêu cầu phải giống như thời gian cài

vào, cấu hình và toàn bộ chiều dài của hệ thống thường thay đổi. Trong hệ thống phân
phối relay sự cố chạm đất trực tiếp có thể phát hiện sự cố chạm đất với giá trị điện trở
tăng đến vài ngàn ohms.
Trong điện trở suất hoặc cộng hưởng nối đất của hệ thống giá trị chỉ số cos
thì được chọn lựa và trong việc cô lập hệ thống trung tính

sin . Đặc tính hoạt động

của relay chạm đất có thể chọn lựa điều khiển bằng tay hay điều khiển tự động từ bên
ngoài. Khi đặc tính hoạt động thì được điều khiển bên ngoài relay, tín hiệu điều khiển
thì thu được từ tiếp điểm phụ của nhóm thiết bị chuyển mạch, của sự dập hồ quang
cuộn cảm. Do đó bất cứ lúc nào, relay sẽ tự động phù hợp với nguyên tắc sử dụng của
hệ thống nối đất. Khi điều khiển giá trị điện áp thì sử dụng BACTRL điều khiển ngõ
vào, chỉ số hoạt động là
chỉ số hoạt động là

cos

và khi điều khiển ngõ vào thì không có năng lượng,

sin .
của relay bảo vệ sự cố chạm đất được thiết lập đủ thấp để đáp

Mức cài đặt

ứng các yêu cầu độ nhạy theo quy định an toàn quốc gia. Thời gian hoạt động đòi hỏi
các qui định an toàn của quốc gia, chủ yếu thực hiện với các thiết lập thời gian hoạt
động cắt nhanh

≫.

Cách tốt nhất để kiểm tra định hướng hoạt động của relay là để kiểm tra relay.
Cách kiểm tra cơ bản là thực hiện tốt trong quá trình vận hành.
Trong ví dụ sau đây về bảo vệ sự cố chạm đất được thực hiện như một sự bảo
vệ hai giai đoạn.
Giai đoạn cực đại thì chỉ có tín hiệu trong khi đó giai đoạn cắt nhanh thì sử
dụng cả hai ngắt và tín hiệu.
Lựa chọn nhóm chuyển mạch của relay sự cố chạm đất có hướng SPAS 120C
có thể cài đặt như sau:

Trang 102


Công tắc
1

SG1/SPCS 3C4
0

>> hướng phía

trước

SGB/SPCS 3C4

0 đặc tuyến của điều
0 không sử dụng

khiển bên ngoài của 0 không sử dụng
Icos /Isin

1 đặc tính điều

3

khiển bên ngoài của 0 không sử dụng
Icos /Isin

4

5

6

khiển bên
ngoài(BACTRL)

1 đặc tính điều
2

SGR

0 không có tín

0 không khóa

hiệu của t>
0 không có tín

1 t> = 1…10s

hiệu của t>>

0 I >> = 5…40%

1 đang bắt đầu giai I >>
đến ngõ ra relay loại D
0 không bắt đầu giai đoạn
I đến ngõ ra relay D
0 không có giai đoạn ngắt
của I >> đến ngõ ra relay
D
1 cơ cấu ngắt của giai
đoạn I >> đến ngõ ra
relay C
0 không cơ cấu ngắt của

0 không sử dụng

giai đoạn I >> đến ngõ ra
relay A
0 không cơ cấu ngắt của

7

0 U0 = 10%

0 không sử dụng

giai đoạn I >> đến ngõ ra
relay C

0 không cơ cấu ngắt của

8

1 U0 = 10%

0 không sử dụng

giai đoạn I >> đến ngõ ra
relay B

∑

150

Khi sử dụng công tắc thì cài đặt như trên, tiếp điểm ngõ ra của relay sự cố chạm
đất SPAS 120C

Trang 103


Tiếp điểm

Chức năng

65 - 66

Tín hiệu hoạt động, giai đoạn I >

68 - 69

Cơ cấu ngắt của máy cắt, giai đoạn I >>

80 - 81

Tín hiệu hoạt động, giai đoạn I >>

77 - 78

Tín hiệu bắt đầu, giai đoạn I >>

73 - 74 - 75

Tín hiệu bắt đầu, giai đoạn I >

70 - 71 - 72

Tín hiệu tự giám sát

Ví dụ 2: Bảo vệ sự cố chạm đất của stator máy phát
L1
L2
L3

N

da

P1
P2

S1
S2

P2
P1

S2
S1

A

dn

GENERATOR
PRIME
AND EXCITATION
MOVER
SHUT DOWN CIRCUIT BREAKER

+ (~) UAUX

- (~)

282930 252627
1A
5A

110V
100V

U3

11 12

61 62

IRF

START2

70 71 72

73 74 75

~
SGR/1 0
1

E

+ -

80 81

IRF

SS1

SGR 3 2 4

TRIP1

68 69

D
1

C

B

1

1

7

5

SERIAL
PORT

65 66

8

A
1
6

TS1

t>

SPAS 120 C

77 78
F

U3

sin
cos

SGB
4
5

START1 SIGNAL1 TRIP2

SS2
≫

U1

TS2

t>>
I/O

U2

Hình 4.6 Bảo vệ sự cố chạm đất cuộn stator máy phát với relay báo lỗi chống chạm định
hướng SPAS 120C

Trang 104


Bảo vệ sự cố chạm đất của cuộn stator của máy phát, nên bao gồm tối thiểu là
90% của cuộn dây. Gần với vị trí sự cố chạm đất là các điểm đấu sao của máy phát
nhỏ hơn dòng sự cố chạm đất. Dòng sự cố chạm đất tăng lên bởi việc kết nối điện trở
giữa điểm nối sao và đất. Việc lựa chọn bảo vệ sự cố chạm đất đối với nhiều máy phát
đấu song song có thể sắp xếp bằng cách cung cấp mỗi máy phát một relay sự cố chạm
đất định hướng. Khi nhiều máy phát thì được kết nối trực tiếp đến thanh cái và được
đấu chạy song song để không phân biệt giữa sự cố máy phát và lúc bình thường có thể
thu được chỉ với một relay điện áp thứ tự không.
Khi máy phát được kết nối qua điện trở, bảo vệ sự cố chạm đất có thể bố trí với
một relay sự cố chạm đất định hướng như hình 4.6. Giá trị điện áp dư thì được đo từ
kết nối mở máy tam giác của điện áp máy biến áp. Dòng điện dư thì được đo trên cả
hai bên của máy phát sử dụng một chương trình khác. Dòng điện dư còn có thể đo với
máy biến áp lõi cân bằng như hình 4.6. Cách khác sử dụng máy biến áp có lõi cân
bằng. Dòng điện trên mặt chạm đất của máy phát điện và cài đặt dòng ba pha của máy
biến áp đấu song song trên hệ thống của máy phát điện. Tỷ lệ đổi hệ số dòng của máy
biến áp và máy phát của hai bên phải giống nhau. Các kết nối khác biệt giữa các dòng
đảm bảo tính chọn lọc. Nếu sự cố chạm đất xảy ra ở nơi nào trong hệ thống, dòng khác
biệt được đo bởi relay sẽ bằng không, trong khi dòng sự cố trực tiếp của máy biến áp
thì giống nhau. Khi xuất hiện sự cố trực tiếp của cuộn stator máy phát dòng sự cố sẽ
ngược với các dòng còn lại.
Trong ví dụ trình bày có hai mức bảo vệ sự cố chạm đất được thực hiện. Mức

thiết lập cực đại của relay sự cố chạm đất, ngắt máy phát, máy cắt và công tắc ngắt sự
kích thích. Mức thiết lập cắt nhanh thì giống như trên và ngoài ra bắt đầu dừng động
cơ chính.

Trang 105


Công tắc
1

0I

SG1/SPCS 3C4

SGB/SPCS 3C4

≫ định hướng trước

0 không sử dụng

2

0 Icosφ, lựa chọn bằng tay 0 không sử dụng

3

0Icosφ, lựa chọn bằng tay 0 không sử dụng

4

1 t> = 1…10 s

6

0I

7

0 U0 = 10% x Un

≫ = 5…40% x In

8

1 U0 = 10% x Un

∑

152

0 không tín hiệu ngăn chặn
BACTRL
1 giai đoạn bắt đầu của I

≫

đến ngõ ra relay D
0 không giai đoạn bắt đầu
của I

đến ngõ ra relay D

0 Không chặn đến 0 không giai đoạn ngắt của

1 khóa lại

5

SGR

t>

I

0 Không chặn

1 giai đoạn ngắt của I

đến t>>

đến ngõ ra relay C

0 không sử dụng

0 không sử dụng

0 không sử dụng

≫

đến ngõ ra relay D

1 giai đoạn ngắt của I

≫

≫

đến ngõ ra relay A
1 giai đoạn ngắt của I
đến ngõ ra relay C
0 không giai đoạn ngắt của
I

đến ngõ ra relay B

Khi công tắc được thiết lập như trên, ngõ ra liên lạc của relay lỗi chạm đất SPAS 120
C mang tín hiệu như sau:

Trang 106


Liên lạc

Chức năng

65 – 66

Ngắt của máy phát điện và bộ ngắt mạch kích từ, giai đoạn I

68 – 69

Động cơ sơ cấp dừng, giai đoạn I

80 – 81

Tín hiệu hoạt động, giai đoạn I

77 – 78

Tín hiệu bắt đầu, giai đoạn I

73 – 74 – 75

Tín hiệu bắt đầu, giai đoạn I

70 – 71 – 72

Tín hiệu tự giám sát

vàI

≫

≫

vàI

≫

≫

Bảng điều khiển phía trước

B

o

U 0 I0 I

Hiển thị chỉ số cho tham số U0,
I0 và Iφ tức là I0sinφ hay
I0cosφ
STEP

Giá trị thiết lập và chỉ số cho
dòng điện bắt đầu của giai đoạn
Iφ>
Giá trị thiết lập và chỉ số cho
thời gian hoạt động của giai
đoạn Iφ>
cho
giai
cho
giai

IRF

6,0
STEP

SG1

t>[s]

1
2
3
4
5
6
7
8

1,0

0,1
>>
I>>
[%]
In
05

Hiển thị STEP nút
nhấn

10
0,6

30

20
40
01
RESET

0,6

Chọn công tắc chuyển
mạch SG1
Chỉ số cho công tắc
chuyển mạch SG1,SG2
và SG3
Nút nhấn RESET

t>>[s]
0,1
0047
A

Giá trị thiết lập và chỉ số
dòng điện bắt đầu của
đoạn Iφ>>
Giá trị thiết lập và chỉ số
thời gian hoạt động của
đoạn Iφ>>

I>>[%]
In
1,0

Biểu tượng rút gọn
thiết bị
Tự giám sát báo động
chỉ số
Hiển thị cho giá trị thiết
lập và đo

I

o

1,0

I>>

>>
I>>

SPCS 3C4

Chỉ số hoạt động cho
giai đoạn Iφ> và Iφ>>
Module relay loại chỉ
định

Hình 4.7 Bảng điều khiển phía trước của relay quá dòng chạm đất định hướng
module SPCS 3C4

Trang 107

4.5. CHỈ SỐ HOẠT ĐỘNG
Cả hai giai đoạn quá dòng trung tính được cung cấp với một chỉ thị ánh sáng
vàng/đỏ. Ánh sáng màu vàng cho thấy bắt đầu giai đoạn quá dòng có liên quan và ánh
sáng màu đỏ trong giai đoạn quá dòng hoạt động.
Bốn tín hiệu chỉ thị, hai bắt đầu và hai ngắt, có thể được đưa ra với thiết bị
chuyển mạch trong GS2 một chế độ tự thiết lập lại hoạt động hoặc chế độ bằng tay.
Nếu trường hợp, bộ chỉ thị bắt đầu ánh sáng màu vàng (nhưng không phải ánh sáng
màu đỏ) của một giai đoạn bảo vệ thì ở chế độ bằng tay. Ánh sáng màu vàng sáng khi
mà giai đoạn bảo vệ bắt đầu và chuyển sang màu đỏ khi ở giai đoạn hoạt động. Khi
giai đoạn bảo vệ trở lại bình thường bộ chỉ thị cho thấy ánh sáng vàng vẫn sáng. Thiết
lập bộ chỉ thị bằng tay thì thiết lập bởi nút RESET hoặc điều khiển bởi V101 hoặc
V102 thông qua giao diện nối tiếp. Chức năng của module relay thì không bị ảnh
hưởng bởi một chỉ số hoạt động chưa thiết lập (nhóm công tắc GS3).
Tự giám sát IRF báo chỉ số cho thấy rằng hệ thống tự giám sát phát hiện sự cố
lâu dài. Bộ chỉ thị sáng lên với ánh sáng màu đỏ ngay sau khi sự cố bên trong được
phát hiện. Đồng thời tín hiệu điều khiển được đưa đến ngõ ra relay của hệ thống tự
giám sát. Ngoài ra, hầu hết các trường hợp sự cố, một mã lỗi chỉ ra loại sự cố xuất hiện
trên màng hình hiển thị của module relay. Mã sự cố thì được ghi lại để xử lý các sự cố
tiếp theo và hoạt động sửa chữa.
4.6.

CÀI ĐẶT
Các giá trị cài đặt được thể hiện bởi ba chữ số màu xanh lá cây ngoài cùng bên

phải của màn hình. Các chỉ thị led bên dưới cho thấy nút cài đặt. Khi sáng, giá trị cài
đặt hiện tại sẽ được biểu diễn trên màn hình.

Trang 108

Iφ>/In Dòng điện bắt đầu của giai đoạn I

>,

thể hiện như một phần dòng điện định

mức của năng lượng ngõ vào relay. Phạm vi thiết lập 1…10% x In.
t> [s] Thời gian hoạt động của giai đoạn I >, thể hiện trong vài giây. Phạm vi
thiết lập 0,1…1,0 s khi SG1/5 = 0, và 1,0…10 s khi SG1/5 = 1
I >/In Dòng điện bắt đầu của giai đoạn I

>>

, thể hiện như một phần của dòng điện

định mức của năng lượng ngõ vào relay. Phạm vi thiết lập là 5…40% x In
khi SG1/6 = 0, và 1…8% x In khi SG1/6 = 1.Ngoài ra, các thiết lập, vô hạn
(hiển thị như---) có thể được lựa chọn, có nghĩa là giai đoạn I
thiết lập chức năng ngõ ra. Nếu giai đoạn thiết lập cao I

>>

>>

đã được

hoạt động theo

hướng ngược lại (SG1/1 = 1), giá trị thiết lập là âm và các chữ số tận cùng
bên trái trên màn hình cho thấy một dấu trừ màu đỏ.
t>>

Thời gian hoạt động của giai đoạn I

[s]

thiết lập 0,1…1,0 s

>>

, thể hiện trong vài giây. Phạm vi

Hơn nữa, việc kiểm tra của việc lựa chọn nhóm công tắc SG1 thì được thể hiện
trên màn hình khi led chỉ thị dưới nhóm công tắc sáng. Bằng cách này việc lựa chọn
các hoạt động thích hợp của bộ chuyển mạch có thể được kiểm tra.
Ngoài chức năng yêu cầu ứng dụng quy định của relay bằng phương pháp lựa
chọn nhóm chuyển mạch của thiết bị chuyển đổi SG1 được đặt trên bảng điều khiển
phía trước của module. Các số của thiết bị chuyển mạch, 1…8 cũng như vị trí chuyển
đổi 0 và 1 được đánh dấu trên bảng điều khiển.

Trang 109


Công tắc
SG1/1

SG1/2

SG1/4

SG1/5

SG1/6

SG1/7
SG1/8

Chức năng
Sự lựa chọn của hoạt động định hướng cho giai đoạn thiết lập cao I >>
Công tắc SG1/1 = 0 tương ứng với các hoạt động hướng về phía trước,
tức là cùng một hướng như giai đoạn thiết lập thấp I >.
Công tắc SG1/1 = 1 tương ứng với các hoạt động hướng ngược lại.
Sự lựa chọn bằng tay hoặc điều khiển bên ngoài của đặc tính hoạt động,
tức là I0sinφ hoặc I0cosφ.
Cách thức điều khiển của
Đặc tính nhận được
đặc tính hoạt động
0
0
Lựa chọn bằng tay
I0cosφ
0
1
Lựa chọn bằng tay
I0sinφ
1
0
Bằng điều khiển bên ngoài Điều khiển bằng BACTRL

1
1
Bằng điều khiển bên ngoài Điều khiển bằng BACTRL
Lựa chọn các chức năng khóa lại cho tín hiệu ngắt TS1 và TS2.
Khi SG1/4 = 0, tín hiệu ngắt thiết lập lại đến trạng thái ban đầu (= ngõ ra
relay giảm dần), khi các tín hiệu năng lượng gây ra hoạt động giảm xuống
mức thiết lập ban đầu.
Khi SG1/4 = 1, tín hiệu ngắt vẫn còn kích thích (= ngõ relay hoạt động),
mặc dù tín hiệu năng lượng dưới mức thiết lập ban đầu. Tín hiệu ngắt có
thể thiết lập lại bằng cách nút nhấn STEP và RESET đồng thời hoặc lệnh
V101. Khi nhấn nút STEP và RESET được ghi nhận lại giá trị này là hợp
lý.
Lựa chọn phạm vi thiết lập cho thời gian hoạt động t> của giai đoạn thiết
lập thất I >.
Khi SG1/5 = 0, phạm vi thiết lập của thời gian hoạt động t> là 0,1…1,0 s.
Khi SG1/5 = 1, phạm vi thiết lập của thời gian hoạt động t> là 1…10 s.
Lựa chọn phạm vi thiết lập của giá trị bắt đầu của giai đoạn thiết lập cao
I >>.
Khi SG1/6 = 0, phạm vi thiết lập của giai đoạn I >> là 5…40% x In hoặc
∞, vô cùng.
Khi SG1/6 = 1, phạm vi thiết lập của giai đoạn I >> là 1…8% x In hoặc ∞,
vô cùng.
Thiết lập của giá trị bắt đầu cho điện áp dư như là một tỉ lệ phần trăm của
điện áp định mức của điện áp ngõ vào cấp năng lượng.
SG1/7 SG1/8 Giá trị thiết lập bắt đầu cho U0
0
0
2%
1
0

5%
0
1
10%
1
1
20%
SG1/2 SG1/3

Trang 110


Hình 4.8. Minh họa làm thế nào các đặc tính hoạt động của module bị ảnh
hưởng bởi lựa chọn thiết bị chuyển mạch SG1 trên mặt trước điều khiển và tín hiệu
điều khiển bên ngoài BACTRL.

Hình 4.8 Đặc tính hoạt động của relay quá dòng chạm đất định hướng module SPCS 3C3.
Hình 4.8a Cho thấy đặc tính I0sin
Hình 4.8b Đặc tính I0cos

Thiết bị chuyển đổi mạch SG2 được gọi là một phần mềm chuyển đổi, nằm
trong vị trí thứ ba của thiết bị chuyển mạch SG1. Trong thiết bị chuyển đổi SG2
phương thức hoạt động của các chỉ số LED được chọn. Các chỉ số bắt đầu và hoạt
động của giai đoạn thiết lập thấp và giai đoạn thiết lập cao có thể xác định chế độ hoạt
động tự thiết lập lại hoặc chế độ bằng tay.
Lựa chọn được làm bằng phương pháp của tổng kiểm tra tính toán từ bảng dưới
đây. Thông thường các chỉ số bắt đầu tự thiết lập và các chỉ số hoạt động tự thiết lập
lại bằng tay.

Trang 111

Chỉ số
Bắt đầu, giai đoạn I
Ngắt, giai đoạn I

>,

>,

Bằng tay

Mặc định

1

0

2

2

4

0

8

8

15

10

màu vàng

màu đỏ

Bắt đầu, giai đoạn I

>>,

Ngắt, giai đoạn I

màu đỏ

>>,

màu vàng

Tổng ∑

Thiết bị chuyển đổi SG3 được gọi là một phần mềm chuyển đổi, nằm trong vị
trí thứ tư của thiết bị chuyển đổi SG1. Mặt trước bảng điều khiển nút nhấn STEP và
RESET có thể lập trình với công tắc SG3/1…3. Công tắc SG3/4…8 là không sử
dụng.Giá trị mặc định cho SG3 là 0.

SG3/1

SG3/2

SG3/3

Nút nhấn

Bắt đầu

Khóa

Xóa bỏ

xóa/ngắt

thiết lập

giá trị

LEDs

lại relay ghi nhớ

STEP
0

1

0

0

0

1

0

0

0

RESET

X

STEP & RESET

X

STEP

X

RESET

X

STEP & RESET

X

X

X

X

X

STEP

X

X

RESET

X

STEP & RESET

X

X

RESET

X

X

STEP & RESET

X

X

STEP

X

RESET

X

X

STEP & RESET

X

X

X

STEP
0

1

0

0

1

1

Trang 112

X

X


Bảng máy tính của module relay bao gồm một thiết bị chuyển mạch tên là SGB
với tám công tắc 1…8. Công tắc từ 1…3 được sử dụng cho cấu hình tín hiệu khởi
động đến module tự động ghi lại, trong khi công tắc 4…8 được dùng cho cấu hình
khóa tín hiệu đến giai đoạn quá dòng của module.
4.7. ĐO DỮ LIỆU
Các giá trị đo được trình bày với ba chữ số tận cùng bên phải màu xanh trên
màn hình. Các dữ liệu được thể hiện chỉ báo bằng đèn LED chỉ số trên bảng điều khiển
phía trước.
Chỉ báo

Đo dữ liệu
Điện áp dư đo bằng module, thể hiện như một tỷ lệ phần trăm điện áp

U0

định mức Un của năng lượng ngõ vào relay. Nếu giá trị đo được vượt

quá 25% của điện áp định mức của năng lượng ngõ vào relay thể hiện
trên màn hình.

I0

Dòng điện chạm đất đo bằng module, thể hiện như một tỷ lệ phần trăm
dòng điện định mức In của năng lượng ngõ vào relay.
Giá trị I0sin hoặc giá trị I0cos đo bằng module, thể hiện như một tỷ
lệ phần trăm dòng điện định mức của relay. Nếu I là cực tiểu, các chữ

I

số bên trái trên màn hình cho thấy một dấu trừ tín hiệu màu đỏ. Nếu giá
trị đo vượt quá 100% dòng điện định mức của relay, màn hình thể hiện
hoặc là---hoặc--- tùy thuộc vào các tín hiệu của giá trị I .

4.8. THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Giai đoạn thiết lập quá dòng chạm đất thấp I

>

Dòng điện bắt đầu

1…100% x In

Thời gian bắt đầu, thường

150 ms

Thời gian hoạt động, hai dãy

0,1…1,0 s và 1,0…10,0 s.

Thời gian thiết lập lại, thường

100 ms

Tỷ lệ drop-off/pick-up, thường

0,95

Thời giai hoạt động chính xác

± 2% của thiết lập hoặc ± 50 ms

Trang 113


Hoạt động chính xác

± 3% của giá trị thiết lập tối đa
của giai đoạn I

>

cộng với không

chính xác gây ra bởi chuyển giai đoạn
± 10
Giai đoạn thiết lập quá dòng chạm đất cao I

>

Dòng điện bắt đầu

5…40% x In và ∞,
1…8% x In và ∞, vô cùng

Thời gian bắt đầu, thường

150 ms

Thời gian hoạt động

0,1…1,0 s

Thời gian thiết lập lại, thường

100 ms

Tỷ lệ drop-off/pick-up, thường

0,95

Thời giai hoạt động chính xác

± 2% của thiết lập hoặc ± 50 ms

Hoạt động chính xác

± 3% của giá trị thiết lập tối đa
của giai đoạn I

>>

cộng với không

chính xác gây ra bởi chuyển giai đoạn
± 10

Trang 114