( P3T )CÔNG TY CỔ PHẦN ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG VIỄN THÔNG VIỆT NAM Địa chỉ Số 526866 Đường Ngọc Lâm Q Long Biên TP Hà Nội Tel 04 3873 6768 Email p 3tp 3t com Fax 04 3650 3404 Homepage http www p 3t com TÀI LIỆU ĐÀO TẠO CHUYÊN ĐỀ ‘‘HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ TRONG TBA PHẦN NÂNG CAO’’ (Thực hiện tại Công ty Điện lực Dầu khí Cà Mau Năm 2011) Tổng Giám đốc ThS Nguyễn Xuân Đạo Hà Nội, 092011 MỤC LỤC Trang ( Tài liệu đào tạo chuyên đề “Hệ thống rơ le bảo vệ trong trạm biến áp Phần nâng cao”.
Tổng quan về rơ le kỹ thuật số do hãng Siemens chế tạo 6
Đặc điểm của rơ le kỹ thuật số do hang SIEMENS chế tạo 6
I.1.1 Đặc điểm của rơ le kỹ thuật số do hãng SIEMENS chế tạo
Các rơ le kỹ thuật số SIPROTEC của SIEMENS đáp ứng đầy đủ nhu cầu bảo vệ trong hệ thống điện với độ tin cậy cao Thiết bị bảo vệ này có giao diện và phương thức truy cập thuận tiện, vượt trội hơn so với các hãng khác Phần mềm DIGSI 4 là công cụ mạnh mẽ hỗ trợ kỹ sư trong quản lý, cài đặt và phân tích sự cố, và hoàn toàn tương thích với tất cả các loại rơ le của SIEMENS.
Hình 1.1 Tủ rơ le của hãng SIEMENS
- Các rơ le SIEMENS còn có các đặc điểm nổi bật sau:
+ Tích hợp giữa các chức năng bảo vệ, điều khiển và đo lường
+ Có thể lựa chọn các chuẩn truyền thông theo tiêu chuẩn như IEC 61850; IEC 60870-5-103; DNP 3, MODBUS và PROFIBUS.
+ Có sẵn các modul thiết bị truyền thông để chuyển đổi nâng cấp lên chuẩn IEC 61850.
SIEMENS là nhà sản xuất hàng đầu trong việc hỗ trợ chuẩn truyền thông quốc tế IEC 61850, và là đơn vị tiên phong cung cấp thiết bị bảo vệ và tự động hóa trạm tuân thủ chuẩn này Tính đến cuối năm 2007, SIEMENS đã lắp đặt khoảng 30,000 thiết bị bảo vệ và tự động hóa trạm tại gần 300 trạm biến áp, tất cả đều hoạt động dựa trên chuẩn IEC 61850.
- Quá trình phát triển của các thế hệ rơ le SIEMENS:
SIEMENS là một trong những nhà sản xuất hàng đầu thế giới về thiết bị bảo vệ rơ le, với những công nghệ tiên tiến đã góp phần quan trọng vào sự phát triển của các thế hệ rơ le.
Năm 1976, SIEMENS đã chuyển giao các rơ le dựa trên nền tảng hệ thống máy tính mini, và những thiết bị này vẫn đang hoạt động cho đến nay Đến năm 1985, SIEMENS trở thành nhà sản xuất đầu tiên giới thiệu rơ le kỹ thuật số với giao thức truyền tin chuẩn hóa Hiện tại, công ty cung cấp rơ le bảo vệ cho toàn bộ thiết bị trong hệ thống điện, từ máy phát, thanh góp đến động cơ Tính đến nay, khoảng 600,000 thiết bị rơ le đã được giao cho khách hàng.
- Các đặc điểm công nghệ ưu việt của rơ le SIEMENS
+ Thiết kế nhỏ gọn, tích hợp nhiều chức năng trong một thiết bị giảm giá thành.
Khả năng sẵn sàng và độ tin cậy của thiết bị bảo vệ rơ le được nâng cao nhờ vào tính năng tự giám sát trong quá trình vận hành.
Đặc tính làm việc ổn định giúp hệ thống tránh hiện tượng trôi tham số, đảm bảo hiệu suất hoạt động liên tục Bên cạnh đó, độ chính xác đo lường cao được đạt được nhờ vào việc áp dụng các thuật toán xử lý tối ưu và lọc tín hiệu số, mang lại kết quả tin cậy và chính xác.
Bài viết này giới thiệu các chức năng bổ sung quan trọng như giám sát tải, theo dõi mức độ phát nóng và già hóa, ghi nhận sự cố, cùng với rơ le so lệch để xác định vị trí sự cố Những tính năng này giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.
+ Hệ thống bàn phím và giao diện trên rơ le được thiết kế tối ưu cho người vận hành sử dụng.
Truy cập dữ liệu trong rơ le dễ dàng qua máy tính thông qua cổng nối tiếp, cho phép người dùng truy nhập từ xa hoặc tại chỗ tùy theo nhu cầu.
Hình 0.2 Các nhóm cài đặt trong rơ le
Rơ le có khả năng tương thích cao với các trạng thái vận hành của hệ thống, cho phép cài đặt nhiều bộ số liệu Quá trình chuyển đổi giữa các bộ giá trị cài đặt này có thể được thực hiện tự động bởi rơ le hoặc thông qua tín hiệu điều khiển từ bên ngoài.
- Phân loại các rơ le SIEMENS
Rơ le SIPROTEC 4 cung cấp giải pháp bảo vệ cho hệ thống điện từ cấp trung áp đến siêu cao áp, bao gồm các chức năng bảo vệ như quá dòng, so lệch và khoảng cách Tất cả các rơ le đều là loại đa chức năng, giúp dễ dàng điều chỉnh và phù hợp với các điều kiện cụ thể của từng ứng dụng.
Hình 0.3 Một rơ le thuộc họ SIPROTEC Compact
Rơ le SIPROTEC Compact là một thiết bị nhỏ gọn với chức năng tương tự như các rơ le trong dòng SIPROTEC 4 Thiết bị này cho phép truy cập dễ dàng qua cổng USB ở mặt trước, và các khối tín hiệu vào dòng và áp suất có thể tháo lắp linh hoạt.
Rơ le SIPROTEC 600 là lựa chọn kinh tế cho ngành công nghiệp và các công ty điện lực, với giá thành hợp lý Tuy nhiên, dòng sản phẩm này thường không được trang bị nhiều chức năng như các dòng rơ le khác.
Rơ le SIPROTEC Easy là giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng đơn giản với chi phí hợp lý Quá trình cài đặt diễn ra dễ dàng thông qua việc gạt các công tắc lựa chọn, không cần sử dụng máy tính.
I.1.2 Giới thiệu phần mềm DIGSI
Truy cập rơ le được thực hiện qua phần mềm DIGSI của SIEMENS, cho phép người dùng đọc và chỉnh sửa bản ghi, cũng như chuẩn bị bộ giá trị cài đặt ở chế độ on/off line Phần mềm còn hỗ trợ xuất các giá trị chỉnh định sang định dạng tương thích với thiết bị thử nghiệm của Omicron.
Giới thiệu về rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp 7UT6xx 9
I.2.1 Giới thiệu chung về rơ le so lệch máy biến áp họ 7UT6xx
Cấu trúc phần cứng của rơ le 7UT613/63x được minh họa trên hình vẽ 1.4.
Hình 1.4 Cấu trúc phần cứng rơ le 7UT613/63x
Rơ le 7UT613/63x được trang bị các đầu vào tín hiệu dòng điện IL1M1 ÷ IM3L3 để bảo vệ so lệch, với khả năng đo lường tại ba vị trí, mỗi vị trí tương ứng với ba pha Ngoài ra, thiết bị còn có ba đầu vào tín hiệu dòng điện phụ, cho phép đo dòng điện trên dây trung tính của cuộn đấu sao hoặc phục vụ cho các bảo vệ quá dòng có độ nhạy cao, như phát hiện dòng rò nhỏ từ vỏ máy biến áp xuống đất Người dùng có thể đặt hàng thêm các đầu vào điện áp để phục vụ cho các mục đích khác, chẳng hạn như phát hiện hiện tượng quá từ thông lõi từ máy biến áp (bảo vệ V/f) Thiết bị cũng hỗ trợ đầu vào/ra nhị phân, cho phép nhận tín hiệu điều khiển từ bên ngoài và xuất tín hiệu cắt máy cắt cũng như tín hiệu liên động tới đầu đối diện.
Giao diện mặt trước của rơ le cung cấp thông tin đo lường, cảnh báo sự kiện và trạng thái thiết bị Bàn phím cho phép truy cập vào thông tin lưu trữ như bản ghi sự cố và cài đặt vận hành Rơ le 7UT6 cho phép điều khiển máy cắt trực tiếp, trong khi rơ le 7UT613 có màn hình hiển thị 4 dòng, còn 7UT633 hiển thị sơ đồ và có khóa điều khiển ở mặt trước.
Các cổng giao tiếp cho phép người dùng kết nối trực tiếp với máy tính qua cổng nối tiếp ở mặt trước rơ le để thay đổi các chỉnh định bằng phần mềm DIGSI Tất cả dữ liệu có thể được truyền tới hệ thống điều khiển trung tâm qua cổng SYSTEM INTERFACE Cổng SERVICE INTERFACE cho phép kết nối với máy tính qua modem hoặc thiết bị đo nhiệt độ như RTD box hay thermal box Cổng còn lại được sử dụng để đồng bộ thời gian bằng đồng hồ GPS.
Hình 1.5 Thiết bị RTD-box TR1200
Nguồn cấp cho rơ le có thể là điện áp một chiều hoặc xoay chiều tùy theo đặt hàng (24V ÷ 48V DC hoặc 110÷250V AC).
Họ rơ le 7UT613/63x có thể sử dụng để bảo vệ cho:
Máy biến áp có nhiều cấp điện áp, với phạm vi bảo vệ được xác định bởi vị trí của máy biến dòng Rơ le được trang bị thuật toán để điều chỉnh sự dịch pha do tổ đấu dây máy biến áp gây ra Cụ thể, rơ le 7UT612 được sử dụng cho máy biến áp hai cuộn dây, trong khi rơ le 7UT613/633 dành cho các máy biến áp có tới ba cuộn dây, và rơ le 7UT635 phù hợp với máy biến áp có tới năm cuộn dây.
- Các động cơ: Rơ le so sánh dòng điện ở trung tính cuộn dây đấu sao và dòng các pha.
- Cuộn kháng bù ngang hoặc bù dọc.
- Các đường dây ngắn và các hệ thống thánh góp (Từ 2-5 ngăn lộ).
Rơ le được trang bị đầu vào điện áp giúp bảo vệ chống hiện tượng quá từ thông của lõi từ trong máy biến áp và cuộn kháng.
Chức năng bảo vệ chống hiện tượng máy cắt từ chối tác động có thể được áp dụng cho hai loại máy cắt khác nhau Người dùng có quyền lựa chọn máy cắt nào cần sử dụng tính năng này để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành.
I.2.3 Các bộ tham số cài đặt
Các tham số cài đặt có thể được chuẩn bị trên máy tính thông qua phần mềm DIGSI và sau đó được tải lên rơ le Để thay đổi các tham số này, người dùng cần nhập mật khẩu, đảm bảo chức năng an toàn cho rơ le.
Chức năng chuyển đổi nhóm tham số cho phép người dùng chuyển đổi giữa tối đa 4 nhóm giá trị cài đặt đã lưu trong rơ le Địa chỉ cài đặt “0103 Grp Chge OPTION” có hai chế độ: Enable cho phép chuyển đổi trong quá trình vận hành, trong khi chế độ Disable không cho phép thực hiện việc này.
Đối tượng được bảo vệ bởi chức năng bảo vệ so lệch là một rơ le có khả năng bảo vệ không chỉ thiết bị chính mà còn các phần tử khác Địa chỉ cài đặt cho chức năng này là “0105 PROT OBJECT” với nhiều lựa chọn khác nhau.
- PROT OBJECT = 3 phase transf : Đối tượng bảo vệ là máy biến áp ba cuộn dây. pha.
- PROT OBJECT = 1 phase transf : Đối tượng bảo vệ là máy biến áp một
Chức năng bảo vệ PROT OBJECT = Auto transf áp dụng cho máy biến áp tự ngẫu và kháng bù ngang Khi sử dụng ba máy biến áp tự ngẫu một pha để tạo thành hệ thống ba pha, có thể thực hiện bảo vệ so lệch cho từng máy một pha riêng biệt, với giá trị cài đặt tương ứng.
- PROT OBJECT = Generator/Motor : Khi đối tượng bảo vệ là máy phát hoặc động cơ.
Busbar là thiết bị được sử dụng để bảo vệ các hệ thống thanh góp, đặc biệt là trong các trường hợp có ít ngăn lộ hoặc khi bảo vệ đường dây ngắn Đường dây ngắn ở đây được hiểu là chiều dài của dây dẫn phụ kết nối từ biến dòng đến rơ le mà không gây quá tải cho biến dòng.
I.2.4 Chức năng bảo vệ so lệch Đây là chức năng bảo vệ chính của rơ le, do đó
Bảng 1.1 Bật/tắt chức năng Bảo vệ so lệch Địa chỉ Tham số Giá trị Diễn giải
0112 DIFF PROT Enabled Bật chức năng bảo vệ so lệch
I.2.4.1 Nguyên lý bảo vệ so lệch trong rơ le 7UT613/7UT63x
Bảo vệ so lệch so sánh dòng điện vào và ra của đối tượng được bảo vệ Trong chế độ vận hành bình thường hoặc khi có sự cố bên ngoài, dòng điện vào và ra bằng nhau, do đó bảo vệ không tác động Tuy nhiên, khi xảy ra sự cố trong vùng bảo vệ, sẽ có sự mất cân bằng giữa dòng vào và ra, dẫn đến việc bảo vệ sẽ tự động tác động.
Hình 1.6 Nguyên lý bảo vệ so lệch với MBA hai/ba cuộn dây
Bảo vệ so lệch có hãm là giải pháp quan trọng khi xảy ra sự cố ngoài vùng với dòng sự cố lớn, do sự khác biệt về đặc tính từ của các BI ở hai bên đối tượng bảo vệ Hiện tượng bão hòa lõi từ BI có thể dẫn đến dòng không cân bằng lớn qua rơ le bảo vệ, gây ra tác động của rơ le mặc dù sự cố không xảy ra trong vùng bảo vệ Để khắc phục vấn đề này, rơ le áp dụng thuật toán bảo vệ so lệch có hãm, giúp nâng cao độ tin cậy trong hệ thống bảo vệ.
Cách lựa chọn dòng điện hãm có thể khác nhau tùy theo từng hãng chế tạo rơ le, nhưng ý nghĩa của nó là đảm bảo sự làm việc ổn định và tin cậy của rơ le trước các tác động không mong muốn Dòng hãm, hay còn gọi là dòng ổn định (I stability), giúp duy trì hiệu suất hoạt động của rơ le Đối với rơ le của SIEMENS, dòng so lệch được xác định là tổng vec tơ của các dòng điện vào/ra, trong khi dòng hãm được tính là 100% tổng độ lớn của các dòng này, như trong trường hợp bảo vệ máy biến áp hai cuộn dây Rơ le sẽ tác động khi dòng so lệch vượt quá một tỷ lệ phần trăm nhất định của dòng hãm, được biểu thị bởi hệ số hãm (k restrain), tương ứng với độ dốc của đặc tính tác động của rơ le (tham số SLOPE trong bộ giá trị cài đặt).
Xét sự làm việc của rơ le (Tham khảo h
- Chế độ vận hành bình thường hoặc khi sự cố ngoài:
Dòng điện I 1 đi vào (Mang dấu dương), dòng điện I 2 đi ra khỏi đối tượng (Qui ước mang dấu âm), mặt khác I 1 =I 2 , do đó: I = I + → = I − I = 0 và
Dòng hãm gấp hai lần dòng chạy qua đối tượng, dòng so lệch xấp xỉ bằng 0, do đó rơ le sẽ không tác động.
Trong chế độ sự cố trong vùng, giả thiết dòng sự cố từ hai phía cấp tới bằng nhau, hai dòng điện sự cố I1 và I2 có giá trị bằng nhau và cùng hướng với đối tượng bảo vệ.
(Đều mang dấu dương), do đó
I 1 dòng so lệch và dòng hãm bằng nhau I diff = I stab và bằng tổng dòng tại điểm sự cố.
- Chế độ sự cố trong vùng, nguồn cấp chỉ từ một phía (Phía 1): Khi đó I 2 =0
Như vậy, nếu sử dụng đồ thị với một trục là dòng hãm (
I stab ) và một trục là dòng so lệch (
I diff ) thì tọa độ của các điểm ứng với sự cố trong vùng sẽ nằm trên một đường thẳng góc 45 0 như trên hình 1.7.
1.7 Đặ c tín h tác độn g của rơ le và đặc tín h sự cố
Giới thiệu về rơ le bảo vệ máy phát điện 7UM62x 37
I.3.1 Giới thiệu chung về bảo vệ máy phát điện
Để thiết kế một hệ thống bảo vệ cho máy phát điện, cần thu thập các thông tin quan trọng như sơ đồ một sợi của nhà máy, vị trí và thông số của các biến áp đo lường (U & I) bao gồm công suất danh định, cấp chính xác, hệ số giới hạn và khoảng cách tới tủ bảng Ngoài ra, thông tin về các thiết bị đóng cắt cũng cần được cung cấp Đặc biệt, để thực hiện chức năng bảo vệ chống chạm đất, cần có thông tin về các hệ thống kết nối vào thanh góp điện áp máy phát (nếu có).
Việc lựa chọn sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy phát điện cần dựa vào mức độ quan trọng của nhà máy và chi phí cho hệ thống bảo vệ Mặc dù không có tiêu chuẩn cụ thể về sơ đồ bảo vệ, nhưng có những khuyến cáo về các chức năng bảo vệ tối thiểu cần trang bị, như được nêu trong bảng 1.5 Thông thường, các chức năng bảo vệ sẽ được tăng cường tương ứng với công suất của máy phát điện.
Bảng 1.5 Các chức năng bảo vệ nên sử dụng (O: Tùy chọn, X: Nên dùng, Y: Thủy điện tích năng)
Khi thiết kế hệ thống bảo vệ, tính dự phòng là yếu tố quan trọng cần xem xét Nguyên tắc n-1 yêu cầu hệ thống phải hoạt động liên tục ngay cả khi một phần tử gặp sự cố Điều này đặc biệt quan trọng trong các nhà máy điện, nơi cấu trúc dự phòng thường được áp dụng để đảm bảo sự ổn định và an toàn của hệ thống.
Để đảm bảo tính an toàn trong hệ thống bảo vệ, cần áp dụng phương thức dự phòng một phần bằng cách sử dụng ít nhất hai hệ thống rơ le bảo vệ Điều này giúp tránh tình trạng hư hỏng của một hệ thống gây ra mất mát toàn bộ hệ thống bảo vệ Các hệ thống bảo vệ có thể chia sẻ các biến áp đo lường, nguồn nuôi chung và các máy cắt với chỉ một cuộn cắt.
Hình 1.29 Dự phòng một phần
Phương thức dự phòng đầy đủ đảm bảo rằng tất cả các phần tử quan trọng đều có hệ thống dự phòng riêng biệt, như việc sử dụng các biến áp đo lường độc lập và hai hệ thống bảo vệ toàn phần Nguồn nuôi rơ le cũng được tách biệt, cùng với các tín hiệu cắt được phân bổ theo các hệ thống khác nhau Hai hệ thống rơ le có thể có chức năng tương tự hoặc khác nhau về nguyên lý bảo vệ; ví dụ, một rơ le có thể bảo vệ 90% cuộn dây stato bằng cách dựa vào điện áp trung tính khi có chạm đất, trong khi rơ le khác có thể sử dụng nguyên lý bơm dòng tần số thấp hoặc tổng trở thấp và so lệch dòng điện để thực hiện chức năng bảo vệ tương tự.
Hình 1.30 Dự phòng đầy đủ
Khi hệ thống bảo vệ hoạt động, tín hiệu cắt sẽ được gửi đến các máy cắt khác nhau tùy theo sự cố, bao gồm máy cắt đầu cực, máy cắt kích từ, và các hệ thống hãm dừng Để quản lý tính phức tạp của hệ thống, rơ le ma trận cắt thường được sử dụng để nhận tín hiệu và phân phối đến các máy cắt tương ứng Rơ le 7UW50 của SIEMENS là một ví dụ điển hình cho tính năng này.
Hình 1.31 Rơ le ma trận cắt 7UW50
I.3.2 Giới thiệu chung về rơ le bảo vệ máy phát họ 7UM62x
Hình 1.32 Bảo vệ MFĐ dùng rơ le 7UM6xx
Rơ le 7UM62x có cấu trúc phần cứng tương tự như rơ le 7UT6xx và chủ yếu được sử dụng để bảo vệ máy phát qua thanh góp điện áp hoặc theo sơ đồ nối bộ MF-MBA Ngoài chức năng bảo vệ máy phát, rơ le còn cung cấp bảo vệ so lệch và bảo vệ quá dòng, phù hợp cho các máy biến áp và động cơ lớn, đồng bộ hoặc không đồng bộ Rơ le hoàn toàn tương thích với phần mềm DIGSI, mang lại hiệu quả tối ưu trong việc bảo vệ hệ thống điện.
- Bảo vệ quá dòng có/không có khóa/hãm điện áp thấp
- Bảo vệ chống quá tải (49) - Tương tự như đã trình bày tại mục I.2.7.
- Bảo vệ qúa dòng thứ tự nghịch (46)
- Bảo vệ quá dòng khi khởi động tổ máy
- Bảo vệ so lệch (87) cho máy phát, máy biến áp, động cơ; Bảo vệ so lệch thứ tự không
- Bảo vệ mất kích từ & quá kích từ
- Bảo vệ dòng công suất ngược và giám sát dòng công suất phát.
- Bảo vệ theo tổng trở (21)
- Bảo vệ chống trượt cực từ (Out of step)
- Bảo vệ chống thấp áp & quá áp
- Bảo vệ tần số cao & thấp; bảo vệ theo tốc độ biến thiên tần số
- Bảo vệ chống chạm đât 90% cuộn dây stato
- Bảo vệ chống chạm đất độ nhạy cao
- Bảo vệ chống chạm đất 100% cuộn dây stato
- Bảo vệ chống chạm chập giữa các vòng dây
- Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto
- Bảo vệ chống đóng điện máy phát không mong muốn (Inadvertent
Trong các phần tiếp theo sẽ không giới thiệu toàn bộ mà chỉ các chức năng bảo vệ tương đối đặc trưng và phức tạp của rơ le này.
I.3.3 Chức năng bảo vệ quá dòng với đặc tính độc lập (I> hoặc F50, F51)
Chức năng bảo vệ quá dòng dùng làm bảo vệ dự phòng cho đối tượng được bảo vệ hoặc các đường dây, máy biến áp cấp dưới liền kề.
Khi xảy ra ngắn mạch gần trên các máy phát điện sử dụng điện áp kích từ từ đầu cực, điện áp đầu cực sẽ giảm, dẫn đến dòng điện ngắn mạch cũng giảm, có thể thấp hơn ngưỡng khởi động của các bảo vệ quá dòng thông thường Để đảm bảo rơ le có độ nhạy cần thiết, giá trị khởi động phải được đặt thấp, đồng thời kết hợp với khóa điện áp thấp (U< hay F27) để tránh rơ le tác động khi tải nặng Chức năng này được gọi là bảo vệ quá dòng kết hợp với khóa điện áp thấp.
Chức năng Bảo vệ Quá dòng Điều khiển bởi Điện áp (Voltage Controlled Overcurrent Protection) hoạt động dựa trên nguyên lý rằng chỉ khi điện áp giảm xuống dưới ngưỡng cho phép, biểu thị cho sự cố ngắn mạch, thì rơ le điện áp thấp mới cho phép phần tử quá dòng hoạt động Trong rơ le 7UM6xx, chức năng khóa điện áp thấp có thể được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với chức năng bảo vệ quá dòng.
Giá trị cài đặt khuyến cáo đối với máy phát:
- Dòng khởi động của phần tử quá dòng: cao hơn 20 ÷ 30 dòng tải lớn nhất
- Khóa điện áp thấp: thường đặt dưới ngưỡng điện áp làm việc thấp nhất cho phép (80% điện áp định mức).
I.3.4 Chức năng bảo vệ quá dòng với đặc tính phụ thuộc (51V)
Thường dùng làm bảo vệ chính cho các máy phát nhỏ và cấp điện áp thấp, làm bảo vệ dự phòng cho các maý phát có công suất lớn.
Khi xảy ra sự cố gần, điện áp tại đầu cực của máy phát giảm, dẫn đến sự suy giảm điện áp cung cấp cho hệ thống kích từ.
Dòng điện ngắn mạch giảm nhanh và bảo vệ có thể ngừng hoạt động Để giải quyết vấn đề này, rơ le 7UM6xx áp dụng hai giải pháp hiệu quả.
Bảo vệ quá dòng kết hợp với khóa điện áp thấp (51 & 27) hoạt động khi điện áp giảm dưới ngưỡng cho phép, cho phép chức năng quá dòng được kích hoạt Giá trị khởi động của bảo vệ quá dòng có thể được đặt thấp hơn so với trường hợp không có khóa điện áp thấp, giúp nâng cao hiệu quả bảo vệ hệ thống điện.
Bảo vệ quá dòng kết hợp với hãm điện áp (Voltage-Restraint Overcurrent) là chức năng tự động điều chỉnh giá trị khởi động và đặc tính tác động dựa trên điện áp hệ thống Cụ thể, khi điện áp giảm, giá trị khởi động của phần tử quá dòng cũng sẽ giảm theo Theo hình 1.33, mối quan hệ giữa giá trị dòng khởi động và điện áp cho thấy giá trị khởi động giảm tuyến tính trong khoảng điện áp từ 25% đến 100% Khi điện áp giảm xuống dưới 25%, giá trị khởi động chỉ còn 25% so với giá trị cài đặt ban đầu.
Hình 1.33 Hệ số phụ thuộc theo điện
Chức năng này được khóa để ngăn ngừa rơ le hoạt động sai khi xảy ra mất áp từ máy biến điện áp, do nguyên nhân như đứt cầu chì hoặc mở aptomat nhị thứ của VT Việc phát hiện mất áp có thể thực hiện qua trạng thái tiếp điểm phụ của VT hoặc thông qua logic giám sát điện áp bên trong rơ le.
Chức năng bảo vệ quá dòng có thể dùng hoặc không dùng tính năng hãm, khóa điện áp tùy theo cài đặt.
Chức năng bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (I 2 > hoặc 46) - Unbalanced
Chức năng phát hiện tải không cân bằng dựa vào độ lớn của dòng thứ tự nghịch, tạo ra từ trường quay ngược chiều roto, gây ra tần số quét gấp đôi so với tần số làm việc bình thường, dẫn đến hiện tượng xoáy và phát nóng cục bộ trên bề mặt roto Đồng thời, dòng thứ tự nghịch cũng làm nóng cuộn cản của máy phát Chức năng này còn có khả năng phát hiện các hiện tượng mất pha, ngược cực tính CT, và các sự cố không đối xứng với dòng ngắn mạch nhỏ hơn ngưỡng khởi động của rơ le quá dòng pha thông thường, tương tự như đã trình bày trong mục I.2.6.5.
Hình 1.34 Đặc tính thời gian tác động của bảo vệ I 2 >
