Giáo trình điện Rơ le bảo vệ đường dây loại 7SA511 Rơ le bảo vệ đờng dây loại 7SA511 Ch−¬ng I - giíi thiƯu 1.1 øng dơng R¬ le số bảo vệ đờng dây loại 7SA511 đảm bảo cắt nhanh, tin cậy dạng cố đờng dây không tuyến cáp Trung tính hệ thống đợc cách ly, đấu qua cuộn dập hồ quang, nối trực tiếp qua điện trở Rơ le có chức quan trọng cho bảo vệ đờng dây (BVĐD) áp dụng cách rộng rÃi Nó làm đợc BV dự phòng cho hệ thống BV so lệch đờng dây, MBA,MFĐ,thanh Chức xác định điểm ngắn mạch cách đo tổng trở Nó đợc bổ sung hàng loạt moden chức bao gồm bổ sung chức dao động công suất, giao diện BV từ xa, phát chạm đất (cho lới có trung tính cách ly đấu qua cuộn dập hồ quang BV chạm đất có hớng có độ nhạy cao, cho ngắn mạch chạm ®Êt qua ®iƯn trë lín l−íi cã trung tÝnh nối đất) , tự động đóng lại đờng dây không, phát nhanh cố Các phụ kiện ngoài, thờng không yêu cầu Mọi cố xảy lới điện, độ lớn giá trị tức thời đợc lu giữ thời gian giây sau cho phân tích cố Sự giám liên tục giá trị đo đợc cho phép thông báo cách chắn cố mạch MBA đo lờng 1.1 Các đặc trng r¬ le; - HƯ thèng xư lý víi bé vi xử lý mạch 16 bít Điều khiển xử lý số liệu đo đợc giá trị cắt hoàn toàn dạng số đa định cho máy cắt - Cách điện hoàn toàn cách ly tin cậy mạch xử lý bên với mạch bên - Với biến đổi đầu vào tơng tự (analog) có chắn đầu vào nhị phân, modun đầu biến đổi dc/dc - Có đầy đủ chức cần thiết cho BVĐD cao áp - Phát dòng kết hợp với kiểm tra điện áp phát theo tổng trở - Đặc tính cắt với mức đặt độc lâp đạt đợc dọc theo trục R X với mức đặt R riêng cho cố chạm đất - Xác định hớng nhờ sử dụng phân cực pha không cố nhớ điện áp, tạo độ nhạy định hớng không giới hạn - Các chức bổ sung toàn tiện đợc đặt hàng nh tuỳ chọn - Tính toán liên tục giá trị đo đợc vận hành thị hiển thị mặt trớc rơ le - Vận hành định đơn giản nhờ sử dụng bảng vận hành tổng hợp máy tính với phần mền thích hợp - Liên hệ với điều khiển trung tâm thiết bị lu giữ thông qua giao diện nối tiếp với mức cách điện 2kV cho đấu nối cáp quang - Giám sát liên tục giá trị đo đợc, phần cứng phần mềm rơ le 1.2.Các chức thực hiện: Hợp 7SA511 bao gồm chức sau: *Bảo vệ khoảng cách với: - Phát cố dòng chọn lọc pha - Phát cố có kiểm tra điện áp phát cố theo tổng ttrở có đặc tính cắt đa giác có vùng khỏang cách đợc chỉnh định để vận hành theo hớng tiến hớng lùi hớng có vùng đợc sư dơng nh− lµ vïng më réng - cÊp thời gian: -Đặc tính đa giác với mức đặt độc lËp cđa vïng däc theo trơc R vµ X , mức đặt R riêng cho cố pha đất - Xác định hớng nhờ sử dụng cực tính pha không cố nhớ điện áp, thích hợp với việc sử dụng biến điện áp kiểu tụ tạo độ nhạy định hớng giới hạn - Cắt riêng pha , sử dụng với tự đóng lại pha *Bổ sung dao động công suất (tuỳ chọn với phát hiƯn sù cè theo tỉng trë) - Ph¸t hiƯn dao động công suất nhờ phép đo dR/dt - Tránh việc cắt sai có dao động công suất xảy hệ thống - Để sử dụng cấm dao động công suất cắt bậc thang *Giao diện bảo vệ xa vạn ( lập chơng trình cho sơ đồ sau): - Cắt ttruyền dới vùng cho phép - cắt truyền vùng cho phép *Bảo vƯ sù cè vÜnh cưu : - Cho phÐp t¸c động nhanh đầu cuối đờng dây đóng tay đờng dây vào điểm cố *Chức dòng khẩn cấp: - Tác động khẩn cấp biến điện áp MCB cắt - Tác động khẩn cấp trờng hợp cầu chì thứ cấp máy biến điện áp hỏng - Với đặc tính dòng có cấp thời gian độc lập cấp dòng chạm đất riêng - Phát cố chạm ®Êt (tuú chän ) ( cho l−íi cã trung tính cách điện đấu qua cuộn dập hồ quang) - Ph¸t hiƯn sù cè chän läc pha - X¸c định hớng nhạy cảm * Bảo vệ chạm đất độ nhạy cao (tuỳ chọn0 - Cho cố chạm ®Êt qua ®iƯn trë cao l−íi cã trung tÝnh nối đất - Với cấp khởi động theo dòng điện chạm đất - Xác định hớng nhờ thành phần dòng điện điện áp thứ tự không - Có thể lựa chọn so sánh hớng thông qua mạng thông tin (ví dụ tải ba) -Chức dự phòng trờng hợp h hỏng mạch điện áp sử dụngBV dòng chạm đất thời gian độc lập - Bảo vệ dòng chạm đất thời gian phụ thuộc với ba đặc tính lựa chọn (không liên quan đến BV chạm đất có hớng) *Chức tự động đóng lại (tuỳ chọn) - pha ,3 pha hoặc/và pha - lần nhiều lần đóng lại - Với thời gian tác động thời gian chết khác cho tác động pha, pha *Khoảng cách tới điểm cố: - Có thể bắt đầu nhờ xung lệnh cắt nhờ xung lệnh cắt - Tính toán khoảng cách cố - Đua khoảng cách cố theo , km phần trăm chiều dài đờng dây - Tuỳ chọn với bù đờng dây song song * Các chức tiêu chuẩn bao gồm: - Tự giám sát liên tục từ mạch DC thông qua đầu vào TU, TI tới rơ le cắt, qua đạt đợc độ tin cậy tối đavà xác so với chiến lợc bảo dỡng định kỳ - Các đo lờng thí nghiệm điều kiện phụ tải bình thờng - Đo dòng phụ tải điện áp vận hành - Đo công suất tần số - Số liệu tổng trở đo đợc, kiểm tra hớnh thứ tự pha - Lu giữ thông báo cho lần cố ci cïng cđa l−íi ®iƯn mvíi ®ång hå thêi gian thực - Lu giữ số liệu truyền tới thiết bị ghi cố, cho phép _ Phân tích sù cè nhanh _ Ghi sù cè c¸ch chi tiết - Đếm xung lệnh cắt đóng, ghi lại số liệu cố cộng dồn dòng điện cố bị cất - Trợ giúp nghiệm thu nh− lµ thÈm tra h−íng vµ thÝ nghiƯm sèng máy cắt Chơng II- Số liệu kỹ thuật 2.1 Số liệu chung: * Mạch đo lờng: Dòng điện định mức IN : A Điện áp định mức UN : 100 - 125V Tần số địmh mức: 50 60Hz Phụ tải TI / pha; IN = 1A xÊp xØ 0,1 VA IN = 5a xấp xỉ 0,4 VA Cho phát độ nh¹y cao víi IN = 1A : xÊp xØ 0,3 VA Phụ tải TU: UN = 100V xấp xỉ 0.5VA Khả tải mạch TI, pha đất: + Nhiệt (giá trị hiệu dụng):100*IN cho 1s 20* IN cho 10s + Lùc®éng ®iƯn (xung): 4* IN lâu dài 250* IN cho 1/2 chu kỳ Khả tải biến điện áp: + Nhiệt (giá trị hiệu dụng):140V lâu dài Nguồn nuôi DC: nguồn nuôi DC thông qua biến đổi dc / dc Điện áp nguồn nuôi : 24/ 48 spc 60/ 110/ 125 220/ 250 Dải làm việc: 19-50 48-144 126-288 §iƯn ¸p AC chång chÊt: ≤12% ë UN §Ønh víi đỉnh: % giới hạn giải điện áp Thời gian bù h hỏng/ ngắn mạch điện ¸p nguån mét chiÒu: ≥ 50 ë U≥110 Vdc C¸c tiếp điểm cắt: Số rơle cắt: 05 Số tiếp điểm /rơle: 02 NO Khả thao tác Đóng: 1000W/VA Cắt: 30W/VA Điện áp thao tác: 250V Dòng điện cho phép: 5A liªn tơc 30A cho thêi gian 0,5 - Các tiếp điểm tín hiệu Số rơle tín hiệu: 11 Số tiếp điểm /rơle: co Khả thao tác: đóng/ cắt: 20 W/VA Điện áp thao tác: 250V Dòng điện cho phép: 1A - Các đầu vào nhị phân Số lợng: 10 Dải điện áp: 24 đến 250V Tiêu thụ dòng điện: 2,5 độc lấp với ®iƯn ¸p - C¸c giao diƯn nèi tiÕp Giao diƯn đầu cuối vận hành: không cách ly Đấu nối: mặt trớc qua 25 cực đấu nối nhỏ phù hợp ISO 2110 cho đấu nối máy tính tơng đơng Giao diện để truyền số liệu tới trung tâm điều khiển - Các tiêu chuẩnV24/V28 - Tốc độ truyền: 5600 - Đấu nối trực tiếp: Tại đầu cuối - Khoảng cách truyền: Tối đa 1000m - Điện áp thí nghiệm: kv với tần số định mức, phút - Đấu nối cáp quang: Các đấu nối tích hợp cho đấu nối cáp quang trực tiếp với trụ, ví dụ cáp 62,5/125àm - Chiều dài sóng quay: 820 - Khoảng cách truyền: Tối đa 1,3km 2 Các số liệu hệ thống: - Các thí nghiệm cách điện - Thí nghiệm điện áp tăng cao: 2kV (hiện dụng) - Thí nghiệm điện áp xung: 5kV (đỉnh), sóng 1,2/50, xung (-) xung (+) tròng khoảng thời gian giây Các thí nghiệm nhiễu loạn ( Thí nghiệm dạng nhà chế tạo thực hiện) Các thí nghiệm học Theo IEC Trong qua trình vận hành 10Hz - 60Hz, biên độ 0,035 60Hz - 500Hz, 0,5g gia tèc - C¸c øng xuÊt khÝ hËu - Nhiệt độ môi trờng cho phép - Trong trình làm việc - 50c - 550c - Trong qua trình bảo quản - 250c - 550c - Trong trình vËn chun - 250c - 700c §é Èm cho phÐp: Giá trị trung bình/năm phải 75%, 30 ngày/năm, 95% cho phép ngng tụ - Điều kiện làm việc: Hệ thống bảo vệ chắn đợc thiết kế cho lắp đặt phòng Rơle tiêu chuẩn, giao cho tơng thích điện từ thích hợp đợc đảm bảo Những điểm sau cần phải ghi nhớ: Mọi tiếp điểm Rơle làm việc tủ bảng Rơle nh thiết bị bảo vệ số - Các đầu dây đấu nối trạm có điện áp từ 100kV trở lên phải có chắn đủ khả truyền tải dòng điện lực hai phía Không cần có biện pháp đặc biệt trạm có điện áp thấp - Không cho phép lắp rút mô đun riêng dới điện áp Trong trạng thái rút số thành phần bị nguy hiểm tích điện, trình làm việc tiêu chuẩn cho chi tiết bị nguy hiểm tích điện cần phải đợc tuân thủ, chi tiết không bị đe doạ đà lắp vào 2.3 Bảo vệ khoảng cách: - Phù hợp tổng trở với đất RE/Rz - 7,00 đến + 7,00 (Các bớc) XE/Xz - 7,00 đến + 7,00 ( Các bớc) - Phù hợp tổng trở tơng hỗ: Cho vị trí cố có bù đờng dây song song Rm/R2 - 7,00 ®Õn + 7,00 (b−íc 0,01) Xm/X2 - 7,00 ®Õn +7,00 (bớc 0,01) - Các u tiên pha; + Đối với cố trạm đất 02 điểm: Pha - Pha, Pha - Đất + Đối với cố trạm đất 02 điểm: L3 (L1) L1 (L3) Lới trung tính cách điện L2 (L1) L1 (L2) Trung tính bï L3 (L2) hc L2 (L3) L3 (L3) hc L1 (L3) - Ph¸t hiƯn sù cè: Ph¸t hiƯn sù cè theo dòng, thông số để phát cố Các dòng pha Ipha>IN Dòng Io : I >/ IN 0,25 - 4.00 (b−íc 0.01) 0,1 - 1,00 ( bớc 0.01 Trị số khởi động điện áp dịch chuyển (√3 Io) 10 V - 100 V (b−íc 1V) Tû sè trë vỊ: ≈ 0,95 Sai sè ®o l−êng: ± 5% - Ph¸t hiƯn sù cè cã kiĨm tra điện áp (Tuỳ chọn) Đặc tính: cấp với độ dốc lựa chọn Kiểm tra điện áp: Theo điện áp pha Udây Các mức đặt - Khởi ®éng dßng ®iƯn tèi thiĨu: 0,10 - 1,00 IN (0,01) - Khởi động điện áp thấp U pha: 20V - 70V (b−íc 1U) U d©y: 40V - 130V ( b−íc 1U) Tû sè trë vỊ - Iph > : kho¶ng 0,95 - Upha < , U dây < khoảng 1,05 - Sai số đo lờng 5% - Phát cố theo tổng trở (Tuỳ chọn) Đặc tính: Đa giác góc pha phụ thuộc K Các giá trị đặt (dựa trªn IN = 1A) X+ A = Vïng tiÕn (Cho mäi sù cè) 0,10 Ω - 200 Ω (0,01) X- A = Vïng lïi (Cho mäi sù cè) 0,10 Ω - 200 Ω (0,01) RA2 = Sai sè ®iƯn trë (pha - pha, Φsc>450 ) 0,10 - 200 RA = Sai sè ®iƯn trë (pha - pha, Φsc>450 ) 0,10 - 200 RAE = Sai sè ®iƯn trë (pha - ®Êt, 0,10 - 200 Ω Iph > = I pha tác động tối thiểu 0,10 - 200 IN ( bớc = 0,01 IN) HƯ sè trë vỊ - §èi víi R1 X : Khoảng 1,06 - Đối với Ipha: Khoảng 0,95 Sai sè ®o l−êng : ≤5% cho 300 < Φsc < 500 ≤10% cho 00 ≤ Φsc ≤ 600 - Đo khoảng cách Đặc tính: Đa giác, cấp độc lập, cấp có kiểm tra Các giá trị đặt (Dựa IN = A) X= Vùng tiến (cho mäi sù cè ) 0,05 - 130 Ω (b−íc 0,01) R = Sai sè ®iƯn trë (pha -pha): 0,05 - 65 Ω ( b−íc 0,01) RE Sai sè ®iƯn trë (Pha - ®Êt) : 0,05 - 130 Ω ( bớc 0,01) Sai số đo lờng với đại lợng hình SIN ≤3% ®èi víi 300 < Φ < 500 5% 00 < < 600 - Xác định hớng Cho dạng cố: Với điện áp bình phơng nhớ điện áp Độ nhậy: Không bị giới hạn - Thời gian: Thời gian cắt ngắn nhÊt: ≈ 25 ms Thêi gian gi¶i trõ: ≈ 40 ms Các cấp thời gian Dải đặt cho: 0,005 đến 82,00 mäi cÊp hc (b−íc 0,01) Sai sè thêi gian: 1% mức đặt 10ms Tất cấp đặt để vận hành theo hớng tiến lùi hớng Thời gian đặt tuý thời gian trì - Bảo vệ dòng khẩn cấp: Với h hỏng mạch điện áp cắt aptomát hỏng cầu chì mạch thứ cấp TU - Quá dòng điện pha; Iph >/IN: (0,10 - 2,00) - Duy trì thời gian độc lập Iph>: 0,00 - 3200s bớc 0,01 - Quá dòng điện đất (Is, IE)/ IN: 0,01 - 2,00IN - Duy tr× thêi gian độc lập: 0,00 - 32s (bớc 005) ( tác động) Quá dòng điện pha mức cao ISS/ IN: 0,50 - 9,99 Duy trì thời gian độc lập: 0,00 - 32 Tû sè trë vỊ: §èi víi I ≥ IN : ≈0,95 §èi víi I ≥ 0,25 IN : ≈0,90 Sai số đo lơng: I 5% 2.4 Bảo vệ tải nhiệt Các dải đặt / bớc chỉnh định HÖ sè theo IEC 255 - 0.10 - 4,00 (b−íc 0,01) H»ng sè thêi gian τ 1,0 - 999,9 phút (bớc 0,1 phút) Cấp cảnh báo nhiệt độ Nhiệt độ cảnh báo / nhiệt độ cắt 50 - 100% tham chiếu theo nhiệt độ Cấp cảnh báo theo dòng điện Dòng điện cảnh báo / k.IN 0,10 - 4,00 (bớc 0,01) Đặc tính thời gian cắt t = τ ln ( I / kI N ) − ( I pre / kI N ) (G / kI N ) − Trong ®ã t thêi gian cắt Hằng số thời gian I Dòng phụ tải Ipre Dòng phụ tải trớc k Hệ số theo IEC 255 - Các tỷ số dải trừ Nhiệt độ / nhiệt độ cắt giải trừ dới nhiệt độ cảnh báo Nhiệt độ / nhiệt độ cảnh báo khoảng 0,99 Dòng điện / dòng điện cảnh báo khoảng 0,99 C¸c sai sè - Tham chiÕu theo kIN ± 10% - Tham chiÕu theo thêi gian c¾t ± 10%, giây Các dao động ảnh hởng, tham chiếu theo kIN - Điện áp nguồn chiều dải 0,8 ≤ UH/UHN ≤ 1,15 ≤ 1% - NhiƯt ®é dải -5oC nhiệt độ môi trờng 40oC 0,5% / 10K - Tần số dải 0,95 f/fN ≤ 1,05 ≤ 1% ...1 Rơ le bảo vệ đờng dây loại 7SA511 Chơng I - giíi thiƯu 1.1 øng dơng R¬ le sè bảo vệ đờng dây loại 7SA511 đảm bảo cắt nhanh, tin cậy dạng cố đờng dây không tuyến cáp Trung... cho tơng thích điện từ thích hợp đợc đảm bảo Những điểm sau cần phải ghi nhớ: Mọi tiếp điểm R? ?le làm việc tủ bảng R? ?le nh thiết bị bảo vệ số - Các đầu dây đấu nối trạm có điện áp từ 100kV trở... diện bảo vệ xa vạn ( lập chơng trình cho sơ đồ sau): - Cắt ttruyền dới vùng cho phép - cắt truyền vùng cho phép *Bảo vệ cố vĩnh cửu : - Cho phép tác động nhanh đầu cuối đờng dây đóng tay đờng dây