CHƯƠNG V CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠLE
5.1. Tính toán các thông số của bảo vệ
5.1.1. Các số liệu cần thiết cho việc tính toán bảo vệ rơle
Bảng 5.1: Thông số chính của bảo vệ trạm biến áp 110/35/22 kV Phía
Thông số
I II III
Công suất danh định (MVA) 40 40 40
Điện áp danh định (kV) 121 38,5 24
Dòng điện danh định BA (A) 240 750 1203
Tổ đấu dây YN d11 yn12
Dòng điện danh định BI (A) 500 1500 2000
Giới hạn thay đổi đầu phân áp (%) 15
5.1.2. Những chức năng bảo vệ dùng Rơle 7UT613 a. Khai báo thông số máy biến áp:
Từ những thông số danh định của máy biến áp, rơle tự động tính toán để thích ứng với tổ đấu dây và dòng danh định của các cuộn dây theo công thức đã lập sẵn. rơle cần những thông số sau cho mỗi cuộn dây:
- Công suất danh định Sdđ (MVA).
- Điện áp danh định Udđ (kV).
- Dòng điện danh định Idđ (A).
- Tổ đấu dây.
- Máy biến áp có điều chỉnh dưới tải thì không khai báo điện áp danh định mà khai báo điện áp Uđ theo công thức sau:
max min d
max min
U .U
U 2.
U U
Trong đó Umax ,Umin là giá trị điện áp cực đại và cực tiểu có thể đạt được khi thay đổi đầu phân áp.
Bảng 5.1.2-1: Bảng khai báo thông sô máy biến áp
Địa chỉ Nội dung Các lựa chọn Cài đặt
311 Điện áp phía cao áp 0.4 800 kV 110 kV 312 Công suất cuộn cao áp 0.2 5000 MVA
313 Trung tính nối đất trực tiếp Solid Earthed
Isolated Solid Earthed
314 Cuộn cao áp nối sao
Y D Z
YN
321 Điện áp phía trung áp 0.4 800 kV 35 kV
322 Công suất cuộn trung áp 0.2 5000 MVA 323 Trung tính nối đất trực tiếp Solid Earthed
Isolated Solid Earthed
324 Cuộn trung áp nối sao
Y D Z
YN
325 Tổ đấu dây 0 11 0
331 Điện áp phía hạ áp 0.4 800 kV 24 kV
332 Công suất cuộn hạ áp 0.2 5000 MVA 333 Trung tính cách đất Solid Earthed
Isolated Isolated
334 Cuộn hạ áp nối tam giác
Y D Z
D
335 Tổ đấu dây 0 11 11
372 Dòng điện làm việc phía cao áp 1 100000 A 336 A 373 Dòng điện làm việc phía trung áp 1 100000 A 1050 A 374 Dòng điện làm việc phía hạ áp 1 100000 A 1684 A
b. Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm: (I/87) :
Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có hãm gồm có 4 đoạn: a; b; c; d (hình 5.1) với các thông số được tính toán như sau:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 IRESET
IN
1 2 3 4
5 7 8 9
6
a b
Vùng tác động ISL>
IN
IS3=21,548 c
d
Vùng hãm bổ sung
ISL>>=9,524
Ip2=1,25
IDIFF>=0,3
IS1=1,2 IS2=5
Vùng khóa
10
21 22
Hình 5.1: Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch có hãm
- Đoạn a: Dòng so lệch ngưỡng thấp ISL> được xác định theo dòng không cân bằng trong chế độ làm việc bình thường.
ISL > = (0,1 0,5). I/In0 → chọn ISL >= 0,3. I/In0
- Đoạn b: Độ dốc của đoạn đặc tính b đảm bảo cho rơle làm việc tin cậy trong trường hợp không cân bằng xảy ra do sai số của BI và sự thay đổi đầu phân áp của máy biến áp khi dòng ngắn mạch không lớn.
Theo nhà sản xuất, chọn 1=14
Vậy KHb= tg1= 0,25 (KHb là hệ số hãm đoạn b) SLOPE 1 = 0,25
- Đoạn c: Độ dốc của đoạn đặc tính c có mức độ hãm lớn hơn, nhằm đảm bảo cho rơle làm việc trong điều kiện dòng không cân bằng lớn, BI bị bão hoà khi có ngắn mạch ngoài.
Độ dốc này được xác định theo độ lớn của góc 2, nhà sản xuất đã đặt sẵn trong rơle điểm cơ sở là 2,5 và 2=26,56. SLOPE 2 = 0,5
Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ nhất: IH1 SL
Hb
I K
= 0,3
0, 25 = 1,2 - Đoạn d: dòng so lệch ngưỡng cao ISL>> được xác định như sau:
ISL>> =
Nmin
1
U %
Với UNmin% = min{ UNC T %; UNC H %} = min{17%; 10,5%} = 10,5%
ISL>> = 1
10,5% = 9,524 Ngưỡng thay đổi hệ số hãm:
IH2 =
HCS2 2
2 1
I .tg 2,5.0,5 5
tg tg 0,5 0,25
IH3 = SL HCS2
2
I I 9,524 2,5 21,548
tg 0,5
ISL2 = IH2.tg1 = 5.0,25 = 1,25
Phạm vi hãm bổ sung nhằm tránh cho rơle tác động nhầm khi BI bão hoà mạnh khi ngắn mạch ngoài lấy bằng 7.
Tỷ lệ thành phần hài bậc hai đạt đến ngưỡng chỉnh định, tín hiệu cắt sẽ bị khoá, tránh cho rơle khỏi tác động nhầm (15%).
Thời gian trễ của cấp IDIFF > là 0s.
Thời gian trễ của cấp IDIFF >> là 0s.
c. Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (I0/87N):
Dòng khởi động của bảo vệ chống chạm đất:
Ikđ87N = k0IdđBI
k0: hệ số chỉnh định, thường chọn k0 = 0,2 0,3, lấy k0 = 0,3 IdđBI: dòng danh định của BI phía 110kV, IdđBI = 500 A
Ikđ87N = 0,3. 500 = 150 A
Bảng 5.1.2-2: Cài đặt thông số cho Rơle 7UT613
Địa chỉ Các lựa chọn Cài đặt Nội dung
1201 OFF ON
Block relay for trip commands
ON Đặt chức năng bảo vệ so lệch
1206 OFF
ON ON Hãm bằng sóng hài bậc hai
1221 0.05..2.00 I/In0 0.30 I/In0 Dòng so lệch mức thấp ISL > = 0,3.IdđB
1226A 0.00..60.00sec; 0.00sec Thời gian trễ của cấp ISL >
1231 0.05..35.0 I/In0 9,524 I/In0
Dòng so lệch mức cao ISL >> =9,524.IdđB
1236A 0.00..60.00sec; 0.00sec Thời gian trễ của cấp ISL >>
1241A 0.10..0.50 0.25 Độ dốc đoạn đặc tính b
1242A 0.00..2.00 I/In0 0.00 I/In0 Điểm cơ sở của đoạn đặc tính b 1243A 0.25..0.95 0.50 Độ dốc đoạn đặc tính c
1244A 0.00..10.00 I/In0 2.50 I/In0 Điểm cơ sở của đoạn đặc tính c
1261A 2.00..15.00 I/In0 7 I/In0 Ngưỡng cho phép hãm bổ sung tác động
1271 10..80% 15% Tỉ lệ thành phần hài bậc hai
1301 OFF
ON ON Bật chức năng bảo vệ chống chạm đất
hạn chế (REF)
1311 0.05..2.00 I/In 0.3 I/In Dòng khởi động của bảo vệ REF 1312A 0.00..60.00 sec; 0.00 sec Thời gian trễ của bảo vệ REF 1313A 0.00..0.95 0.00 Độ dốc của đường đặc tính
5.1.3. Những chức năng bảo vệ quá d ng 7SJ621
Bảng 5.1.3-1: Các thông số cài đặt cho Rơle 7SJ621 phía 110 kV
Địa chỉ Các lựa chọn Cài đặt Nội dung 1201 ON
OFF
ON Bật chức năng quá dòng
1207 0,10..4,00A 1,255A Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng
1211
Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character
User Character
Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ quá dòng, t= const
1301 ON
OFF
ON Bật chức năng quá dòng thứ tự không
1307 0,05..4,00A 0,30A Dòng khởi động quá dòng thứ tự không 4201 ON
OFF
ON Bật chức năng quá tải
4202 0,10..4,00 1,10 Hệ số k
4203 1,0..999,9min 100,0min Hằng số thời gian
4204 50..100% 82% Cảnh báo trạng thái nhiệt 7001 ON
OFF
ON Bật chức năng chống máy cắt hỏng 50BF
7005 0,00..60,00sec; 0,25sec Thời gian trễ của 50BF
Bảng 5.1.3-2: Các thông số cài đặt cho Rơle 7SJ621 phía 22 kV
Địa chỉ Các lựa chọn Cài đặt Nội dung 1201 ON
OFF
ON Bật chức năng quá dòng
1207 0,10..4,00A 1,255A Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng
1211
Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character
User Character
Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ quá dòng, t= const
1301 ON
OFF
ON Bật chức năng quá dòng thứ tự không
1307 0,05..4,00A 0,30A Dòng khởi động quá dòng thứ tự không 4201 ON
OFF
ON Bật chức năng quá tải
4202 0,10..4,00 1,10 Hệ số k
4203 1,0..999,9min 100,0min Hằng số thời gian
4204 50..100% 82% Cảnh báo trạng thái nhiệt 7001 ON
OFF
ON Bật chức năng chống máy cắt hỏng 50BF
7005 0,00..60,00sec; 0,25sec Thời gian trễ của 50BF
Bảng 5.1.3-3: Các thông số cài đặt cho Rơle 7SJ621 phía 35 kV
Địa chỉ Các lựa chọn Cài đặt Nội dung
1201 ON
OFF
ON Bật chức năng quá dòng
1207 0,10..4,00A 1,255A Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng
1211
Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character
User
Character Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ quá dòng, t= const
4201 ON
OFF
ON Bật chức năng quá tải
4202 0,10..4,00 1,10 Hệ số k
4203 1,0..999,9min 100,0min Hằng số thời gian
4204 50..100% 82% Cảnh báo trạng thái nhiệt
7001 ON
OFF
ON Bật chức năng chống máy cắt hỏng 50BF
7005 0,00..60,00sec; 0,25sec Thời gian trễ của 50BF
a. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (I>>/50):
Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh:
Ikđ50 = katINngmaxIcb1
kat: hệ số an toàn, thường chọn k0 = 1,2 1,3, lấy k0 = 1,2 INngmax: dòng ngắn mạch ngoài cực đại đi qua bảo vệ INngmax = maxBI1{IN2max;IN3max} = 3,584
Dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất qua bảo vệ trong trường hợp ngắn mạch ba pha tại thanh cái 22 kV trong chế độ SNmax, một máy biến áp làm việc.
Trong hệ đơn vị có tên :
Ikđ50 =1,2 . 3,584.0,24 = 1,032 kA
Dòng khởi động phía thứ cấp của BI được xác định theo điều kiện:
Ikđ50>> = 3
I kd. 10 n
I = kđ50 3
I
I 1,032.10 2,064A
n 500
Trong đó: nI- tỷ số biến dòng tương ứng Thời gian làm việc của bảo vệ: t=0 b. Bảo vệ quá dòng có thời gian (I>/51):
Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian:
Ikđ51 = kIdđB
với k: hệ số chỉnh định, thường chọn k = 1,5 1,6, lấy k = 1,6 IdđB: dòng danh định máy biến áp
+ Phía 110 kV:
Ikđ51(110) = 1,6 . 240 = 375 A + Phía 35 kV :
Ikđ51(35) = 1,6 . 750 = 1200 A + Phía 22 kV :
Ikđ51(22) = 1,6 . 1203 = 1924,8 A
Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng có thời gian: chọn đặc tính độc lập.
+ Phía 22 kV :
t22 = max{tD22} + t
Chọn tD22max = 0,8s và t= 0,3s tD22 = 0,8 + 0,3 =1,1s
+ Phía 35 kV :
t35 = max{tD35} + t
Chọn tD35max = 0,8s và t= 0,3s tD22 = 0,8 + 0,3 =1,1s
+ Phía 110 kV:
t110 = max{t35;t22} + t t110 =1,1 + 0,3 =1,4s
c. Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian (I0>/51N):
Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian:
I0kđ51N = k0IdđBI
k0: hệ số chỉnh định, thường chọn k0 = 0,2 0,3, lấy k0 =0,3 IdđBI: dòng danh định của BI
+ Phía 110 kV :
I0kđ51N(110) = 0,3 . 500 = 150 A + Phía 22 kV :
I0kđ51N(22) = 0,3 . 2000 = 600 A
Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian: chọn đặc tính độc lập
+ Phía 22 kV :
t22 = max{tD22} + t
Chọn tD22 = 0,8s và t= 0,3s t22 = 0,8 + 0,3 = 1,1s
+ Phía 110 kV :
t110 = t22 + t
t110 = 1,1 + 0,3 =1,4s