Đồ án Tốt nghiệp Bảo vệ so lệnh máy biến áp sử dụng rơle so lệnh số 7UT51
Tài liệu Đồ án Tốt nghiệp Bảo vệ so lệnh máy biến áp sử dụng rơle so lệnh số 7UT51: TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. -----[\ [\----- Đồ ỏn tốt nghiệp Đề tài: Bảo vệ so lệnh mỏy biến ỏp sử dụng rơle so lệnh số 7UT51 Đồ án tốt nghiệp Trần Văn Quỳnh - Điện 46 Khoa Cơ Điện – Tr−ờng ĐHNNI-Hà Nội 1 Lời cảm ơn Trong suốt khóa học (2001-2006) tại tr−ờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, với sự giúp đỡ của qúy thầy cô và giáo viên h- −ớng dẫn về mọi mặt từ nhiều phía và nhất là trong thời gian thực hiện đề tài, nên đề tài đã đ−ợc hoàn thành đúng thời gian quy định. Em xin chân thành cảm ơn đến: Bộ môn Cung cấp & Sử dụng điện cùng bộ môn Điện kỹ thuật và tất cả qúy thầy cô trong khoa Cơ Điện đã giảng dạy những kiến thức làm cơ sở để thực hiện đồ án tốt nghiệp và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn tất khóa học. Đặc biệt, thầy Đỗ Văn Công - giáo viên h−ớng dẫn đề tài đã tận tình giúp đỡ và cho em những lời chỉ dạy qúy báu, giúp em định h−ớng tốt trong quá trình thực hiện đồ án này. Tất cả bạn bè, gia đình đã giúp đỡ động viên trong suốt qu...
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đồ án Tốt nghiệp Bảo vệ so lệnh máy biến áp sử dụng rơle so lệnh số 7UT51, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
TRƯỜNG ………………….
KHOA……………………….
-----[\ [\-----
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài:
Bảo vệ so lệnh máy biến áp sử
dụng rơle so lệnh số 7UT51
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 1
Lêi c¶m ¬n
Trong suèt khãa häc (2001-2006) t¹i tr−êng §¹i häc N«ng
nghiÖp I Hµ Néi, víi sù gióp ®ì cña qóy thÇy c« vµ gi¸o viªn h-
−íng dÉn vÒ mäi mÆt tõ nhiÒu phÝa vµ nhÊt lµ trong thêi gian thùc
hiÖn ®Ò tµi, nªn ®Ò tµi ®· ®−îc hoµn thµnh ®óng thêi gian quy ®Þnh.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n ®Õn:
Bé m«n Cung cÊp & Sö dông ®iÖn cïng bé m«n §iÖn kü
thuËt vµ tÊt c¶ qóy thÇy c« trong khoa C¬ §iÖn ®· gi¶ng d¹y
nh÷ng kiÕn thøc lµm c¬ së ®Ó thùc hiÖn ®å ¸n tèt nghiÖp vµ t¹o
®iÒu kiÖn thuËn lîi cho em hoµn tÊt khãa häc.
§Æc biÖt, thÇy §ç V¨n C«ng - gi¸o viªn h−íng dÉn ®Ò tµi ®·
tËn t×nh gióp ®ì vµ cho em nh÷ng lêi chØ d¹y qóy b¸u, gióp em
®Þnh h−íng tèt trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®å ¸n nµy.
TÊt c¶ b¹n bÌ, gia ®×nh ®· gióp ®ì ®éng viªn trong suèt qu¸
tr×nh lµm ®å ¸n tèt nghiÖp.
Tuy nhiªn, do kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ vµ thêi gian cã h¹n,
ch¾c ch¾n ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt, mong ®−îc sù th«ng
c¶m vµ ®ãng gãp ý kiÕn cña qóy thÇy c« vµ c¸c b¹n ®Ó ®Ò tµi hoµn
chØnh h¬n.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n!
Hµ Néi, th¸ng 3 n¨m
2006
Sinh viªn
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 2
TrÇn V¨n
Quúnh
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 3
Môc lôc
më ®Çu 7
1/ §Æt vÊn ®Ò................................................................................................ 7
2/ Giíi h¹n cña ®Ò tµi:.................................................................................. 8
3/ Môc ®Ých nghiªn cøu:.............................................................................. 8
4/ H×nh thøc nghiªn cøu: ............................................................................. 8
5/ §èi t−îng nghiªn cøu:............................................................................. 8
6/ Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu: ........................................................................ 8
Ch−¬ng 1: tæng quan vÒ r¬le thuËt sè ................................................................... 9
1/ Kh¸i niÖm vÒ r¬le b¶o vÖ......................................................................... 9
1.1/ Kh¸i niÖm ................................................................................................ 9
1.2/ C¸c yªu cÇu ®èi víi r¬le b¶o vÖ............................................................ 10
1.3/ C¸c chØ danh cña r¬le ®ang sö dông trong hÖ thèng ®iÖn. .................... 11
2/ CÊu t¹o chung cña r¬le sè sö dông bé vi xö lý..................................... 12
2.1/ S kh i c a r le s s d ng b vi x lý............................................ 12
2.2/ Dùng ch ng trình ph n m m i u khi n ph n c ng. ........................ 13
2.2.1/ Ch ng trình ph n m m h th ng. ...................................................... 13
2.2.1.1/ Ch ng trình t ki m tra khi óng ngu n............................................ 13
2.2.1.2/ Ch ng trình h th ng vào/ra c s (BIOS) ......................................... 13
2.2.1.3/ Ch ng trình a nhi m......................................................................... 14
2.2.1.4/ Các ch ng trình ph c v cho l p trình ng d ng .............................. 14
2.2.2/ Ch ng trình ph n m m ng d ng....................................................... 14
2.2.2.1/ Ph n m m ng d ng c a b vi x lý trong ch kh i ng .............. 15
2.2.2.2/ X lý d li u t ng t ........................................................................... 15
2.2.2.3/ X lý tín hi u s . .................................................................................. 15
2.2.2.4/ Thông tin liên l c. ................................................................................. 16
2.2.2.5/ Ch c n ng b o v .................................................................................. 16
2.2.2.6/ o l ng và b n ghi s ki n. ................................................................. 16
3/ C¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ®Çu ra............................................................... 17
3.1/ §Çu vµo t−¬ng tù .................................................................................. 17
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 4
3.2/ §Çu vµo sè. ............................................................................................ 18
3.3/ §Çu ra sè................................................................................................ 20
4/ Xö lý tÝn hiÖu t−¬ng tù. ......................................................................... 21
4.1/ C¸c bé biÕn ®æi ®Çu vµo. ....................................................................... 21
4.2/ C¸c bé läc s¬ bé vµ khuÕch ®¹i. ............................................................ 22
4.3/ Bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù-sè (ADC)......................................................... 22
5/ C¸c bé läc sè. ........................................................................................ 23
6/ Bé nguån dïng cho r¬le sè.................................................................... 24
7/ Cæng vµo ra th«ng tin tuÇn tù. ............................................................... 25
8/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh trong r¬le sè........................................................ 28
8.1/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn ë d¹ng c¬ sè 2 nhiÒu bÝt
b»ng s¬ ®å phÇn cøng ............................................................................ 28
8.2/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn theo gi¸ trÞ gãc pha b»ng
ph−¬ng ph¸p phÇn mÒm ........................................................................ 29
9/ C¸c bé phËn kh¸c cña r¬le sè ................................................................ 31
9.1/ C¸c bé nhí............................................................................................. 31
9.2/ Giao diÖn víi ng−êi sö dông.................................................................. 31
9.3/ KÕt cÊu l¾p gi¸p..................................................................................... 32
Ch−¬ng 2: B¶o vÖ m¸y biÕn ¸p ®éng lùc.............................................................. 33
1/ C¸c d¹ng sù cè trong m¸y biÕn ¸p. ....................................................... 33
1.1/ Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y MBA......................................... 33
1.2/ Ng¾n m¹ch mét pha ch¹m ®Êt. .............................................................. 33
1.3/ Ng¾n m¹ch gi÷a c¸c vßng d©y cña cïng mét cuén d©y MBA. ............. 35
1.4/ Nh÷ng h− háng vµ chÕ ®é lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng bªn ngoµi
m¸y biÕn ¸p. .......................................................................................... 35
2/ C¸c ph−¬ng ¸n b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p....................................................... 36
2.1/ B¶o vÖ ng¾n m¹ch.................................................................................. 36
2.1.1/ Dïng b¶o vÖ so lÖch cã h·m.................................................................. 36
2.1.2/ Sö dông cÇu ch×. .................................................................................... 38
2.1.3/ Sö dông r¬le qu¸ dßng........................................................................... 39
2.1.4/ B¶o vÖ kho¶ng c¸ch............................................................................... 40
2.1.5/ B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt.......................................................................... 41
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 5
2. 2/ B¶o vÖ qu¸ t¶i. ....................................................................................... 43
2.2.1/ B¶o vÖ b»ng r¬le h¬i. ............................................................................. 44
2.2.2/ Sö dông r¬le nhiÖt ®é dÇu...................................................................... 45
2.2.3/ Sö dông r¬le nhiÖt ®é cuén d©y. ............................................................ 46
2.2.4/ Sö dông r¬le møc dÇu. ........................................................................... 47
Ch−¬ng 3: Nguyªn lý ho¹t ®éng cña r¬le so lÖch sè 7ut1* ................................... 50
1/ C¸c th«ng sè kü thuËt ............................................................................ 50
2/ CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña r¬le 7UT51* ................................ 52
3/ Nguyªn lý cña b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p ........................................... 54
3.1/ Nguyªn lý ®o ......................................................................................... 54
3.2/ Lµm phï hîp c¸c gi¸ trÞ ®o ®−îc. .......................................................... 54
3.3/ §¸nh gi¸ c¸c gi¸ trÞ ®o ®−îc.................................................................. 57
3.4/ H·m céng thªm khi m¸y biÕn dßng bÞ b·o hßa. ................................... 60
3.5/ H·m hµi. ................................................................................................ 60
3.6/ T¸c ®éng c¾t. ......................................................................................... 61
3.7/ Sö dông ë m¸y biÕn ¸p ®¬n pha. ........................................................... 61
4/ B¶o vÖ ch¹m ®Êt cã giíi h¹n m¸y biÕn ¸p. ............................................ 63
4.1/ Nguyªn lý cña b¶o vÖ. ........................................................................... 63
4.2/ §¸nh gi¸ c¸c ®¹i l−îng ®o ®−îc. ........................................................... 64
5/ Mét sè chøc n¨ng kh¸c trong 7UT51*.................................................. 67
5.1/ B¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian. ............................................................... 67
5.2/ B¶o vÖ qu¸ t¶i theo nhiÖt ®é. ................................................................. 68
5.3/ B¶o vÖ ch¹m vá...................................................................................... 68
5.4/ Xö lý c¸c tÝn hiÖu c¾t tõ bªn ngoµi vµ c¸c tÝn hiÖu ®Þnh nghÜa
bëi ng−êi xö dông.................................................................................. 69
5.5/ Ma trËn c¾t............................................................................................. 69
5.6/ C¸c chøc n¨ng phô thuéc. ..................................................................... 69
Ch−¬ng 4: TÝnh to¸n chän th«ng sè ®Æt cho
tr¹m biÕn ¸p 110/22 kv sµi ®ång 2 m¸y s =2x40 mva.
sö dông r¬le sè 7ut51* ........................................................................... 75
1/ C¸ch cµi ®Æt cho r¬le 7UT51*............................................................... 75
1.1/ Giíi thiÖu bµn phÝm vµ b¶ng chØ thÞ. ..................................................... 75
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 6
1.2/ Lµm viÖc víi m¸y tÝnh c¸ nh©n. ............................................................ 77
1.3/ C¸c ®iÒu kiÖn tr−íc khi vËn hµnh r¬le 7UT51*. ................................... 77
1.4/ C¸ch cµi ®Æt c¸c th«ng sè chøc n¨ng..................................................... 77
1.5/ Cµi ®Æt cÊu h×nh c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ.................................................. 80
1.6/ XÕp ®Æt c¸c ®Çu vµo, ra nhÞ ph©n vµ c¸c chØ thÞ LED............................ 83
1.6.1/ XÕp ®Æt c¸c ®Çu vµo nhÞ ph©n – khèi ®Þa chØ 61.................................... 83
1.6.2/ XÕp ®Æt c¸c r¬le tÝn hiÖu ®Çu ra-khèi ®Þa chØ 62 ................................... 86
1.6.3/ XÕp ®Æt c¸c chØ thÞ LED – khèi ®Þa chØ 63 ............................................ 92
1.6.4/ XÕp ®Æt c¸c r¬le c¾t – khèi ®Þa chØ 64 ................................................... 94
1.7/ Cµi ®Æt th«ng sè m¸y biÕn ¸p – khèi ®Þa chØ 11 .................................... 98
1.8/ C¸c chØnh ®Þnh cho b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p – khèi ®Þa chØ 16...... 101
1.9/ C¸ch cµi ®Æt cho b¶o vÖ ch¹m ®Êt giíi h¹n-khèi ®Þa chØ 19................ 106
1.10/ Cµi ®Æt cho b¶o vÖ qu¸ dßng dù phßng – khèi ®Þa chØ 21. ................. 108
1.11/ Cµi ®Æt cho b¶o vÖ qu¸ t¶i theo nhiÖt ®é – khèi ®Þa chØ 24 vµ 25........ 111
1.12/ C¸c chØnh ®Þnh cho b¶o vÖ dßng ch¹m vá – khèi dÞa chØ 27............... 114
1.13/ C¸c tÝn hiÖu.......................................................................................... 116
1.13.1/ C¸c tÝn hiÖu vËn hµnh – khèi ®Þa chØ 51 .............................................. 116
1.13.2/ §äc gi¸ trÞ vËn hµnh – c¸c khèi ®Þa chØ 57 vµ 59 ................................ 117
2/ TÝnh to¸n ng¾n m¹ch ........................................................................... 118
2.1/ Kh¸i niÖm chung ................................................................................. 118
2.2/ Ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch ............................................. 118
2.3/ TÝnh to¸n ng¾n m¹ch cho tr¹m biÕn ¸p ............................................... 119
2.4/ TÝnh to¸n ng¾n m¹ch ë thanh c¸i m¸y biÕn ¸p.................................... 120
2.5/ Chän biÕn dßng cho b¶o vÖ ................................................................. 121
2.6/ Cµi ®Æt cho tr¹m biÕn ¸p 110/22 Kv Sµi §ång .................................... 122
2.7/ C¸c s¬ ®å nèi d©y cña r¬le 7UT512 vµ 7UT513 ................................. 125
kÕt luËn 128
Tµi liÖu tham kh¶o ............................................................................................. 128
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 7
Më ®Çu
1/ §Æt vÊn ®Ò
Ngµy nay, hÇu nh− ho¹t ®éng cña con ng−êi trong mäi lÜnh vùc ®Òu kh«ng
thÓ t¸ch khái nguån n¨ng l−îng ®iÖn, ë n−íc ta ®iÖn n¨ng hÇu hÕt ®−îc s¶n xuÊt
ë nh÷ng nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, thñy ®iÖn cã c«ng suÊt lín nh−: Thñy ®iÖn Hßa
B×nh, thñy ®iÖn §a Nhim, thñy ®iÖn TrÞ An, nhiÖt ®iÖn Phó Mü, nhiÖt ®iÖn Ph¶
L¹i vv…
C¸c nhµ m¸y thñy ®iÖn th× ®−îc x©y dùng ë nh÷ng vïng cã vÞ trÝ ®Þa lý
thuËn lîi cho viªc x©y dùng nhµ m¸y thñy ®iÖn, cßn c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn th×
®−îc x©y dùng ë nh÷ng n¬i gÇn nguån nhiªn liÖu, nh−ng hé tiªu thô th× kh«ng
chØ nh÷ng hé ë xung quanh nhµ m¸y. VÊn ®Ò ®Æt ra lµ lµm sao truyÒn t¶i ®−îc
®iÖn n¨ng tõ c¸c nhµ m¸y ®Õn c¸c hé tiªu thô mét c¸ch liªn tôc, an toµn vµ kinh
tÕ nhÊt.
§Ó ®¶m b¶o s¶n l−îng vµ chÊt l−îng ®iÖn n¨ng cÇn thiÕt, t¨ng c−êng ®é tin
cËy cung cÊp ®iÖn cho c¸c hé tiªu thô, ®¶m b¶o an toµn cho thiÕt bÞ vµ sù lµm
viÖc æn ®Þnh trong toµn hÖ thèng cÇn ph¶i sö dông mét c¸ch réng r·i cã hiÖu qu¶
c¸c ph−¬ng tiÖn b¶o vÖ, th«ng tin ®o l−êng, ®iÒu chØnh vµ ®iÒu khiÓn tù ®éng
trong hÖ thèng ®iÖn. Trong sè c¸c ph−¬ng tiÖn nµy r¬le vµ c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ
b»ng r¬le ®ãng vai trß hÕt søc quan träng.
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña kü thuËt ®iÖn nãi chung vµ hÖ thèng ®iÖn lùc
nãi riªng, kü thuËt b¶o vÖ r¬le trong mÊy m−¬i n¨m gÇn ®©y ®· cã nh÷ng biÕn
®æi vµ tiÕn bé rÊt to lín. Nh÷ng thµnh tùu cña kü thuËt b¶o vÖ r¬le hiÖn ®¹i cho
ph¸p chÕ t¹o nh÷ng lo¹i b¶o vÖ phøc t¹p víi nh÷ng ®Æc tÝnh kü thuËt kh¸ hoµn
h¶o nh»m n©ng cao ®é nh¹y cña c¸c b¶o vÖ vµ tr¸nh kh«ng cho c¸c b¶o vÖ lµm
viÖc nhÇm lÉn khi cã nh÷ng ®ét biÕn cña phô t¶i, khi cã nh÷ng h− háng trong
m¹ch ®iÖn hoÆc khi cã dao ®éng ®iÖn, nh»m hoµn thiÖn c¸c ph−¬ng ph¸p dù
phßng trong c¸c hÖ thèng khi cã h− háng trong c¸c s¬ ®å b¶o vÖ vµ s¬ ®å ®iÒu
khiÓn m¸y c¾t ®iÖn còng nh− khi b¶n th©n m¸y c¾t ®iÖn bÞ trôc trÆc vv…hiÖn nay
ng−êi ta ®· chÕ t¹o ®−îc c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ r¬le ngµy cµng gän nhÑ, ho¹t ®éng
chÝnh x¸c, t¸c ®éng nhanh, ®é an toµn vµ tin cËy rÊt cao.
V× vËy, ®Ó ®¸p øng mét phÇn yªu cÇu nµy t«i quyÕt ®Þnh nghiªn cøu ®Ò tµi:
“B¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p sö dông r¬le so lÖch sè 7UT51*”
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 8
2/ Giíi h¹n cña ®Ò tµi:
§Ò tµi chØ tËp chung nghiªn cøu vÒ lý thuyÕt, ch−a ®−a ra ®−îc m« h×nh cô
thÓ cho tr¹m biÕn ¸p, do kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ vµ thêi gian cã h¹n, ch¾c ch¾n
kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt, mong ®−îc sù th«ng c¶m vµ ®ãng gãp ý kiÕn cña quÝ
thÇy c« vµ c¸c b¹n ®Ó ®Ò tµi hoµn chØnh h¬n.
3/ Môc ®Ých nghiªn cøu:
VËn dông nh÷ng kiÕn thøc ®· ®−îc häc ë tr−êng ®Ó ¸p dông nghiªn cøu
trªn thùc tÕ.
Qua ®ã, b»ng thùc tiÔn ®Ó häc hái vµ tÝch lòy nh÷ng kiÕn thøc nh»m phôc
vô cho c«ng t¸c chuyªn m«n sau nµy.
4/ H×nh thøc nghiªn cøu:
• C¸c b−íc tiÕn hµnh nghiªn cøu.
• Chän ®Ò tµi.
• ChÝnh x¸c hãa ®Ò tµi.
• LËp ®Ò c−¬ng.
• Thu thËp tµi liÖu.
• Xö lý tµi liÖu.
• X©y dùng m« h×nh thÝ nghiÖm.
• ViÕt c«ng tr×nh nghiªn cøu.
5/ §èi t−îng nghiªn cøu:
§èi t−îng nghiªn cøu lµ dùa trªn c¬ së cña viÖc x©y m« h×nh bµn thÝ
nghiÖm b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p.
6/ Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu:
Sö dông ph−¬ng ph¸p x©y dùng m« h×nh thÝ nghiÖm vµ tham kh¶o tµi liÖu
lµ chÝnh. ViÖc tham kh¶o tµi liÖu gióp ng−êi thùc hiÖn bæ xung thªm kiÕn thøc,
lý luËn còng nh− ph−¬ng ph¸p mµ nh÷ng c«ng tr×nh nghiªn cøu tr−íc ®ã ®· thùc
hiÖn. Nhê ®ã ng−êi nghiªn cøu tËp chung gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò cßn tån t¹i.
Tuy nhiªn viÖc nghiªn cøu tham kh¶o tµi liÖu lu«n ®¶m b¶o tÝnh kÕ thõa vµ ph¸t
triÓn cã chän läc
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 9
Ch−¬ng 1
Tæng quan vÒ r¬le thuËt sè
1/ Kh¸i niÖm vÒ r¬le b¶o vÖ.
1.1/ Kh¸i niÖm
§èi víi c¸c tr¹m biÕn ¸p cao thÕ, còng nh− trong qu¸ tr×nh vËn hµnh hÖ
thèng ®iÖn nãi chung, cã thÓ xuÊt hiÖn t×nh tr¹ng sù cè thiÕt bÞ ®−êng d©y hoÆc
do chÕ ®é lµm viÖc bÊt th−êng cña c¸c phÇn tö trong hÖ thèng. C¸c sù cè nµy
th−êng kÌm theo c¸c hiÖn t−îng dßng ®iÖn t¨ng lªn kh¸ cao vµ ®iÖn ¸p gi¶m
thÊp, g©y h− háng thiÕt bÞ vµ cã thÓ lµm mÊt æn ®Þnh hÖ thèng. C¸c chÕ ®é lµm
viÖc kh«ng b×nh th−êng lµm cho ®iÖn ¸p vµ tÇn sè lÖch khái giíi h¹n cho phÐp.
NÕu t×nh tr¹ng lµm viÖc kÐo dµi th× cã thÓ sÏ xuÊt hiÖn sù cè lan réng.
Muèn duy tr× ho¹t ®éng b×nh th−êng cña hÖ thèng vµ c¸c hé tiªu thô ®iÖn
khi xuÊt hiÖn sù cè, cÇn ph¶i ph¸t hiÖn cµng nhanh cµng tèt chç sù cè vµ c¸ch ly
nã ra khái phÇn bÞ h− háng. Nhê vËy c¸c phÇn cßn l¹i sÏ duy tr× ®−îc ho¹t ®éng
b×nh th−êng, ®ång thêi còng gi¶m møc ®é h− h¹i cña phÇn tö bÞ sù cè. Lµm ®−îc
®iÒu nµy chØ cã c¸c thiÕt bÞ tù ®éng míi thùc hiÖn ®−îc. C¸c thiÕt bÞ nµy gäi
chung lµ r¬le b¶o vÖ.
Trong hÖ thèng ®iÖn r¬le b¶o vÖ sÏ theo dâi mét c¸ch liªn tôc t×nh tr¹ng vµ
chÕ ®é lµm viÖc cña tÊt c¶ c¸c phÇn tö trong hÖ thèng ®iÖn. Khi xuÊt hiÖn sù cè
r¬le b¶o vÖ sÏ ph¸t hiÖn vµ c« lËp phÇn tö bÞ sù cè nhê m¸y c¾t ®iÖn th«ng qua
m¹ch ®iÖn kiÓm so¸t. Khi xuÊt hiÖn chÕ ®é lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng r¬le b¶o
vÖ sÏ ph¸t tÝn hiÖu vµ tïy theo yªu cÇu cµi ®Æt cã thÓ t¸c ®éng kh«i phôc chÕ ®é
lµm viÖc b×nh th−êng hoÆc b¸o ®éng cho nh©n viªn v©n hµnh.
Tïy theo c¸ch thiÕt kÕ vµ l¾p ®Æt mµ ph©n biÖt r¬le b¶o vÖ chÝnh, r¬le b¶o
vÖ dù phßng:
• B¶o vÖ chÝnh trang thiÕt bÞ lµ b¶o vÖ thùc hiÖn t¸c ®éng nhanh khi cã sù cè
x¶y ra trong ph¹m vi giíi h¹n ®èi víi trang thiÕt bÞ ®−îc b¶o vÖ.
• B¶o vÖ dù phßng ®èi víi cïng trang thiÕt bÞ nµy lµ b¶o vÖ thay thÕ cho b¶o
vÖ chÝnh trong tr−êng hîp b¶o vÖ chÝnh kh«ng t¸c ®éng hoÆc trong t×nh
tr¹ng söa ch÷a nhá. B¶o vÖ dù phßng cÇn ph¶i t¸c ®éng víi thêi gian lín
h¬n thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ chÝnh, nh»m ®Ó cho b¶o vÖ chÝnh lo¹i
phÇn tö bÞ sù cè ra khái hÖ thèng tr−íc tiªn (khi b¶o vÖ nµy t¸c ®éng
®óng).
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 10
1.2/ C¸c yªu cÇu ®èi víi r¬le b¶o vÖ.
R¬le b¶o vÖ ph¶i b¶o ®¶m c¸c yªu cÇu c¬ b¶n sau ®©y:
• TÝnh chän läc.
Lµ kh¶ n¨ng ph©n biÖt c¸c phÇn tö h− háng vµ b¶o vÖ b»ng c¸ch chØ c¾t (c«
lËp) c¸c phÇn tö ®ã.
TÝnh chän läc lµ yªu cÇu c¬ b¶n nhÊt cña b¶o vÖ r¬le ®Ó b¶o vÖ ®Ó cung
cÊp ®iÖn an toµn liªn tôc. NÕu b¶o vÖ t¸c ®éng kh«ng chän läc, sù cè cã thÓ lan
réng.
CÇn ph©n biÖt 2 kh¸i niÖm c¾t chän läc:
Chän läc t−¬ng ®èi: Theo nguyªn t¾c t¸c ®éng cña m×nh, b¶o vÖ cã thÓ
lµm viÖc nh− lµ b¶o vÖ dù tr÷ khi ng¾n m¹ch phÇn tö l©n cËn.
Chän läc tuyÖt ®èi: B¶o vÖ chØ lµm viÖc trong tr−êng hîp ng¾n m¹ch ë
chÝnh phÇn tö ®−îc b¶o vÖ.
• T¸c ®éng nhanh:
Yªu cÇu nµy chØ cÇn ®¸p øng ®èi víi sù cè ng¾n m¹ch. B¶o vÖ ph¶i t¸c
®éng nhanh ®Ó kÞp thêi c« lËp c¸c phÇn tö h− háng thuéc ph¹m vi b¶o vÖ nh»m:
§¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh cña hÖ thèng.
Gi¶m t¸c h¹i cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch ®èi víi thiÕt bÞ.
Gi¶m ¶nh h−ëng cña ®iÖn ¸p thÊp khi ng¾n m¹ch lªn c¸c phô t¶i.
B¶o vÖ t¸c ®éng nhanh ph¶i cã thêi gian t¸c ®éng nhá h¬n 0,1 gi©y.
• §é nh¹y:
B¶o vÖ cÇn t¸c ®éng kh«ng chØ víi c¸c tr−êng hîp ng¾n m¹ch trùc tiÕp mµ
c¶ khi ng¾n m¹ch qua ®iÖn trë trung gian. Ngoµi ra b¶o vÖ ph¶i t¸c ®éng khi
ng¾n m¹ch x¶y ra trong lóc hÖ thèng lµm viÖc ë chÕ ®é cùc tiÓu tøc lµ mét sè
nguån ®−îc c¾t ra nªn dßng ng¾n m¹ch nhá.
§é nh¹y ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè nh¹y:
KD
N
nh I
IK min=
(1-1)
INmin: Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch nhá nhÊt.
§èi víi c¸c b¶o vÖ t¸c ®éng theo gi¸ trÞ cùc tiÓu (vÝ dô nh− b¶o vÖ thiÕu ®iÖn
¸p) hÖ sè nh¹y ®−îc x¸c ®Þnh ng−îc l¹i: trÞ sè khëi ®éng chia cho trÞ sè cùc tiÓu.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 11
• §é tin cËy:
B¶o vÖ ph¶i t¸c ®éng ch¾c ch¾n khi x¶y ra sù cè trong vïng ®−îc giao vµ
kh«ng ®−îc t¸c ®éng sai ®èi víi c¸c tr−êng hîp mµ nã kh«ng cã nhiÖm vô t¸c
®éng.
Mét b¶o vÖ kh«ng t¸c ®éng hoÆc t¸c ®éng sai cã thÓ dÉn ®Õn hËu qu¶ lµ
mét sè lín phô t¶i bÞ mÊt ®iÖn hoÆc sù cè lan réng trong hÖ thèng.
1.3/ C¸c chØ danh cña r¬le ®ang sö dông trong hÖ thèng ®iÖn.
- 21: R¬ le kho¶ng c¸ch
- 25: R¬le ®ång bé
- 26: R¬le nhiÖt ®é
- 27: R¬le ®iÖn ¸p thÊp
- 32: R¬le ®Þnh h−íng c«ng suÊt
- 33: R¬le møc dÇu
- 49: R¬le qu¸ t¶i
- 50,51: R¬le qu¸ dßng tøc th×, ®Þnh th×
- 55: R¬le hÖ sè c«ng suÊt
- 59: R¬le qu¸ ¸p
- 62: R¬le thêi gian
- 63: R¬le ¸p suÊt
- 64: R¬le ch¹m ®Êt
- 67: R¬le qu¸ dßng cã h−íng
- 79: R¬le tù ®ãng l¹i (m¸y c¾t ®iÖn)
- 81: R¬le tÇn sè
- 85: R¬le so lÖch cao tÇng
- 87: R¬le so lÖch däc
- 96: R¬le h¬i (m¸y biÕn ¸p)
Tïy theo ph¹m vi, møc ®é vµ ®èi t−îng ®−îc b¶o vÖ chØ danh r¬le cã thÓ
cã phÇn më réng. Sau ®©y lµ mét sè chØ danh r¬le cã phÇn më réng th«ng dông:
- 26.W: R¬le nhiÖt ®é cuén d©y m¸y biÕn ¸p
- 26.O: R¬le nhiÖt ®é dÇu (m¸y biÕn ¸p, bé ®æi nÊc m¸y biÕn ¸p)
- 51P, 51S: R¬le qu¸ dßng ®iÖn ®Þnh th× phÝa s¬ cÊp, thø cÊp m¸y biÕn ¸p
- 50REF: R¬le qu¸ dßng tøc th× chèng ch¹m ®Êt trong thiÕt bÞ (MBA).
- 67N: R¬le qu¸ dßng ch¹m ®Êt cã h−íng
- 87B: R¬le so lÖch däc b¶o vÖ thanh c¸i
- 87T: R¬le so lÖch däc b¶o vÖ m¸y biÐn ¸p
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 12
- 96-1: R¬le h¬i cÊp mét
- 96-2: R¬le h¬i cÊp 2 (t¸c ®éng c¾t m¸y c¾t ®iÖn)
2/ CÊu t¹o chung cña r¬le sè sö dông bé vi xö lý.
2.1/ S kh i c a r le s s d ng b vi x lý
Hình 1-1: S kh i c a 1 r le s s d ng b vi x lý
Thông tin v i t ng b o v s c a vào r le qua u vào t ng t
và u vào s . B ph n bi n i u vào s l c và khu ch i tín hi u t ng t
thành i l ng phù h p v i u vào c a b chuy n i t ng t - s . T i ây
tín hi u t ng t s c chuy n i thành giá tr t l v i thông tin u vào.
B vi x lý s làm vi c theo ch ng trình ch a trong b nh l p trình c
EPROM ho c ROM. Nó so sánh thông tin u vào v i giá tr t chøa trong b
nh xóa ghi b ng i n EEPROM. Các phép tính trung gian c l u gi t m
th i trong b nh RAM.
• Khi có s c x y ra, b vi x lý s phát tín hi u s i u khi n các r le
u ra b ph n vào/ra s óng ho c khép m ch.
• Ng i s d ng có th trao i thông tin v i r le thông qua bàn phím và
màn hình m t tr c r le. Tr ng thái làm vi c c a r le có th hi n th
trên các èn LED t i ây. R le liên l c v i bên ngoài ho c trung tâm
i u qua c ng thông tin tu n t .
Toàn b ph n c ng c a r le c cung c p b i b chuy n i ngu n
1chi u/1chi u v i các c p i n áp khác nhau. Ngu n cung c p 1 chi u bên ngoài
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 13
có th là cquy ho c b ngu n xoay chi u - 1chi u l y t l i i n 220v ho c
380v.
2.2/ Dùng ch ng trình ph n m m i u khi n ph n c ng.
M t trong nh ng i m khác bi t n i b t v m t công ngh c a r le s so
v i r le th h c là k thu t s d ng ph n m m i u khi n ph n c ng, th c
ch t chúng là các bít thông tin ® c x p x p theo các trình t qui nh g i là
l nh và c ch a trong các b nh khác nhau. Khi r le c c p ngu n, b vi
x lý và các linh ki n ph n c ng khác s ho t ng tuân theo s h ng d n c a
t p lÖnh này theo m t ch ng trình nh tr c nh ó r le có th ho t ng c
l p nh m t ph n t t ng.
Các ch ng trình ph n m m c a r le s phân thành 2 nhóm l n: Ph n
m m h th ng và ph n m m ng d ng.
2.2.1/ Ch ng trình ph n m m h th ng.
Ph n m m h th ng bao g m ch c n ng t ki m tra và báo l i, vào/ra
thông tin và ch c n ng x lý a nhi m. Nó chi ph i s ho t ng qua l i gi a
các b ph n ph n c ng, t o môi tr ng ph n m m cho các ng d ng khác nhau
có th ch y và ho t ng hi u qu . Tóm l i ây là ph n m m c s mà b t c
thi t b k thu t s nào c ng ph i c trang b nó ho t ng c.
2.2.1.1/ Ch ng trình t ki m tra khi óng ngu n
Các r le s hi n nay cho phép ki m tra kh n ng làm vi c c a các ph n
t chính c a ph n c ng ngay sau khi r le c c p ngu n và hi n th k t qu
ki m tra lên màn hình. Các ph n t này có th là: b vi x lý, các b nh , b
ngu n cung c p v i các i n áp chu n, ng b th i gian, các èn báo, các b
ki m tra ng t vào ra thông tin, b chuy n i t ng t / s vv…k t qu ki m tra
có th là “t t” , “báo ng”, và “h h ng”. Tín hi u “báo ng” th ng ch
dùng cho b ngu n DC/DC, khi các i n áp nuôi các vi m ch v t qua giá tr
c nh báo nào ó. Khi có “h h ng” r le s ch y l i ch ng trình ki m tra m t
vài l n và ph thu c vào d ng s c các ch ng trình ph n m m s c g ng
ph c h i r le ra kh i tr ng thái s c . N u ph c h i không thành công chúng s
khóa các ch c n ng c a r le và a ra tín hi u thông báo lên màn hình.
2.2.1.2/ Ch ng trình h th ng vào/ra c s (BIOS)
Ch ng trình này cung c p m t giao di n nh m t ng thích hoàn toàn
các ch ng trình ng d ng v i c s ph n c ng c a r le. ó là t p h p các chu
trình i u khi n các linh ki n ph n c ng cho phép ng i l p trình ng d ng
giám sát và truy n các d li u qua các b ph n vào/ra m t cách d dàng. V i
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 14
các ch ng trình BIOS, ng i l p trình ng d ng không c n ph i hi u t m
các b ph n vào/ra d li u trong r le làm vi c nh th nào mà ch c n bi t
chúng có th làm c gì. Khi ph n c ng c a r le c nâng c p, ch c n thay
i các ch ng trình BIOS kèm theo mà không c n ng ch m n các ch ng
trình ng d ng. i u này cho phép các ph n m m ng d ng có th t n t i lâu
dài không ph thu c vào s phát tri n c a ph n c ng.
Các ch ng trình vào/ra c s này cho phép i u khi n các b ph n sau:
các u vào tr ng thái s , các u ra thao tác s , các c ng song song và tu n t ,
màn hình, bàn phím, các èn LED, các u vào t ng t vv…
2.2.1.3/ Ch ng trình a nhi m
ây là ch ng trình cho phép b VXL có th th c hi n ng th i vài ch c
n ng ng d ng theo th i gian th c. Nó ho t ng b ng cách cho phép ng i l p
trình ng d ng phân chia ch ng trình ng d ng thành các v nh riêng bi t.
M i nhi m v này c gán m t th t u tiên. Ch ng trình a nhi m ch cho
phép th c hi n m t nhi m v trong m t th i i m, các nhi m v khác c
kích ho t khi nó c nh trong các b nh theo tr t t hàng n u không th
th c thi chúng ngay l p t c. Các nhi m v có thú t u tiên cao h n s c
th c hi n tr c các nhi m v có th t u tiên th p h n. Vi c phân chia các
ch ng trình ng d ng nh v y cho phép bi n hóa các ch c n ng b o v s n có
trong r le các ch làm vi c khác nhau.
2.2.1.4/ Các ch ng trình ph c v cho l p trình ng d ng
ây là ch ng trình ph n m m c s d ng trong giai o n phát tri n
các ph n m m ng d ng dùng trong r le. ó có th là ch ng trình g r i
(dubugging) s d ng khi ng t ngu n ho c ang ch y ch ng trình ng d ng
ki m tra và thay i n i dung các b nh và các c ng vào/ra, các thanh ghi c ng
nh các b c th c hi n ch ng trình.
2.2.2/ Ch ng trình ph n m m ng d ng
Ch ng trình ph n m m ng d ng c s d ng ph thu c vào ch c n ng
b o v c cài t trong r le. r le làm vi c có hi u qu , ch ng trình quy
nh chi ti t thao tác c a các linh ki n ph n c ng trong m i ch làm vi c
khác nhau nh : X lý s li u t ng t , s li u s , t ng tác v i ng i s dông,
vào ra thông tin, ra quy t nh thao tác, ng b th i gian, thông tin liên l c
tu n t .
B vi x lý th c hi n ch ng trình ng d ng theo 2 cách:
• Cách 1: Ch y các ch ng trình ng d ng l n l t theo trình t th i gian
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 15
• Cách 2: Cho phép kh i ng ch ng trình ng d ng nào ó khi b Vi x
lý nh n c thông tin t bên ngoài. Khi ó nó d ng các ho t ng khác
c a r le th c hi n ch ng trình ng d ng phù h p v i thông tin bên
ngoài ó, sau ó quay l i th c hi n các thao tác còn d dang . Ph ng
pháp này g i là ph ng pháp ng t (Interrupt).
2.2.2.1/ Ph n m m ng d ng c a b vi x lý trong ch kh i ng
Ph n m m này th c hi n các thao tác sau:
- c thông tin tr ng thái trong EEPROM ho c NVRAM. N u các c nh
báo ch a c lo i tr trong l n làm vi c tr c thì chúng c ph c h i
và hi n th m t tr c r le.
- T t c các giá tr t c a b o v c nh trong EEPROM c rà soát
l i xem có trong mi n làm vi c cho phép không. N u giá tr t ngoài
mi n làm vi c thì tín hi u c nh báo s c phát ra. Các giá tr h p lý
s c t i t EEPROM vào trong mi n làm vi c c a b nh RAM.
- B vi x lý kh i ng các ng h th i gian, các b i u khi n ng t và
vào/ra cùng các bi n d li u.
2.2.2.2/ X lý d li u t ng t
Các tín hi u t ng t u vào nh dòng và áp c l y m u r i chuy n
thành giá tr s . K t qu thu c l u tr trong b m. B vi x lý ti n hành
l c các giá tr s theo các thu t toán (nh b l c Furicie r i r c ho c l y o
hàm) xác nh nhanh biên và pha c a tín hi u có ích. Trong m t s r le
t c thu th p thông tin cao, ng i ta s d ng riêng m t b vi x lý th c
hi n thao tác này kèm theo ch ng trình ph n m m ph c v nó.
2.2.2.3/ X lý tín hi u s .
Các tín hi u s u vào tr ng thái c ki m tra liên t c theo chu k
dài ng n khác nhau tùy theo tính c p thi t c a t ng lo i thông tin.
Ví d nh tín hi u c t liên ng ph i c c p nh p trong m t vài chu k
l y m u, các tín hi u khác nh gi i tr ho c ng b th i gian có th i lâu h n.
B vi x lý th ng xuyên ki m tra s ng b c a các b ph n trong r le
và gi a r le v i thi t b ngo i vi. Các tín hi u l i ng truy n c ng c c p
nh t ra tín hi u thông báo c n thi t.
Các tín hi u i u khi n c a r le u ra c b vi x lý liên t c quét t i
trong vòng m t ho c hai chu k l y m u. Khi b s c , tín hi u i u khi n c a
b vi x lý thay i trong th i gian r t ng n, các r le u ra s kh i ng i
báo tín hi u ho c i c t ng dây.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 16
2.2.2.4/ Thông tin liên l c.
Vi c trao i tín hi u v i thi t b ngo i vi qua c ng tu n t ho c song
song c th c hi n thông qua các giao th c.
Trong các r le có yêu c u nghiêm ng t v ch t l ng thông tin nh r le
so l ch thì ôi khi ng i ta s d ng riêng m t b vi x lý cho ch c n ng thông
tin liên l c, kèm theo ó là m t ph n m m ph c v b vi x lý này.
ph c t p c a ph n m m thông tin liên l c l i ph thu c vào c ng thông
tin c ch n (song song hay tu n t ), mã thông tin hay giao th c thông tin và
các ch c n ng ph tr kèm theo. Nó bao g m các thao tác l p và truy n gói
thông tin, nh n, kh ng nh và tách các thông tin có ích.
Các thao tác này c ki m soát ch t ch theo t a th i gian s d ng
ng h riêng c a r le hay tín hi u ng b t bên ngoài g i t i.
2.2.2.5/ Ch c n ng b o v .
Ch c n ng b o v c a r le c xây d ng thành các ch ng trình con v i
các bi n u vào là các giá tr t c a b o v , k t qu o l ng ho c tr ng thái
lôgic c a các tham s trung gian là hàm c a các bi n o l ng u vào và cu i
cùng là các tr ng thái lôgic u ra c a các ch c n ng b o v khác.
Khi ch c n ng b o v c kích ho t, các bi n u vào c a nó c ng c
kích ho t theo và c n p vào các a ch c nh trong b nh RAM. Ph n
m m ch c n ng b o v th c ch t là thu t toán làm vi c theo quy trình cho
tr c.
Các giá tr bi n u vào, bi n trung gian và k t qu logic u ra c a các
ch c n ng b o v s c l u gi trong các b nh và có th hi n th ra màn
hình hay truy n i xa t i trung tâm i u ng ì s d ng phân tích ánh
giá tình hình làm vi c c a r le.
2.2.2.6/ o l ng và b n ghi s ki n.
o l ng là m t trong nh ng nhi m v c a b vi x lý thông tin tu n t .
B ph n này s c p nh p thông tin v h th ng i n theo chu k l y m u fs =
50.N nh m m c ích phát hi n s c .
K t qu o l ng và tính toán nh n c s c l u tr trong b nh
RAM. Theo chu k ch m h n (th ng kho ng 1s) thì m t vài trong các thông
s này s c t i vào b nh c a màn hình.
Khi kích ho t ch c n ng o l ng c a r le, ph n m m i u khi n s hi n
th n i dung c a b nh màn hình theo a ch c ch n. ó có th là giá tr
dòng, áp, dòng t ng 3 pha, góc l ch pha, công su t vv… theo giá tr t c th i hay
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 17
hi u d ng. Các thông s này s liên t c thay i b ng cách xóa giá tr c và
n p thêm giá tr m i nh t vào.
B n ghi các s ki n l u tr t i các DRAM có ngu n nuôi riêng cho phép
l u gi thông tin ngay c khi m t ngu n cung c p. B n ghi có hai lo i:
• Lo i th 1: Li t kê v n t t các s ki n do r le ghi c theo trình t th i
gian theo nguyên t c l n l t (FIFO). Tùy theo t ng lo i r le mà s l ng
s ki n nh có th lên t i 40 ho c h n. Các s ki n x y ra lâu s b xóa
khi s ki n m i c ghi vào, sao cho s l ng s ki n nh c là không
i. Các thông tin ây có th là d ng s c , th i gian, a i m vv.....
• Lo i b n ghi s ki n th 2: Cho phép ghi l i thông tin t m h n v s
ki n v a di n ra. i u ki n th c hi n b n ghi này là r le th c hi n thao
tác óng ho c c t máy c t, trong m t vài r le thì i u ki n th c hi n b n
ghi có th do ng i s d ng t ra. Khi i u ki n này c th c hi n,
ph n m m i u khi n s t i toàn b thông tin chi ti t v h th ng i n
nh dòng, áp vv... vào khu v c nh b n v ng h n nh NVRAM t i ây có
th l u tr các thông tin s nh s kích ho t c a các ph n t lôgic trong
b o v . Khác v i lo i b n ghi th 1 có th quan sát trên màn hình c a
r le thì lo i b n ghi th 2 này c n ph i có ch ng trình ph n m m ph
tr bên ngoài s d ng mµn h×nh máy vi tính v th ho c hi n th
thông tin.
Ví d nh r le kho ng cách SEL-321 s d ng ph n m m SELPOT, r le
quá dòng 7SJ512 hay r le kho ng cách 7SA511 c a Siemens, s d ng ph n
m m DIGSI. Vi c giao ti p v i màn hình c thông qua c ng tu n t t
phía tr c r le.
3/ C¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ®Çu ra
3.1/ §Çu vµo t−¬ng tù
Tïy theo tõng øng dông mµ sè l−îng ®Çu vµo t−¬ng tù cña r¬le cã thÓ thay ®æi.
§èi víi r¬le dßng, ®Çu vµo th−êng lµ 3 dßng pha (3 ®Çu vµo vµ 3 ®Çu ra)
hoÆc cã khi lµ hiÖu c¸c dßng pha cã ®Çu vµo vµ ®Çu ra cho dßng thø tù kh«ng.
Dßng nµy cã thÓ lÊy tõ dßng tæng cña 3 dßng thø cÊp c¸c biÕn dßng pha (BI)
hoÆc tõ cuén thø cÊp cña biÕn dßng thø tù kh«ng (TTK). §èi víi r¬le ¸p, ®Çu vµo
th−êng lµ 3 ¸p pha hoÆc hiÕm h¬n lµ ¸p d©y (3 ®Çu vµo vµ 3 ®Çu ra) hoÆc ®«i khi
cã ®Çu ra cho ¸p thø tù kh«ng (TTK) nèi tíi cuén thø cÊp tam gi¸c cña biÕn ®iÖn
¸p (BU) 3 pha 5 trô.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 18
§èi víi c¸c r¬le dïng c¶ ¸p lÉn dßng nh− r¬le kho¶ng c¸ch cã thÓ cã tÊt c¶
c¸c ®Çu vµo nh− trªn (8 ®Çu vµo).
C¸c gi¸ trÞ ®Þnh møc cña BU, BI ®−îc sö dông t¹i c¸c ®Çu vµo t−¬ng tù cÇn
ph¶i ®−îc cµi ®Æt trong bé nhí cña r¬le.
C¸c ®Çu vµo t−¬ng tù ®−îc nèi tíi c¸c cuén biÕn dßng hoÆc biÕn ¸p trung
gian ®Çu vµo ®Æt bªn trong r¬le. C¸c bé biÕn ®æi nµy ngoµi nhiÖm vô lµm phï
h p c¸c gi¸ trÞ t−¬ng tù cho m¹ch tÝn hiÖu tiÕp theo mµ cßn cã chøc n¨ng ng¨n
c¸ch vÒ mÆt vËt lý gi÷a ®Çu vµo vµ m¹ch bªn trong r¬le ®Ó b¶o vÖ phÇn ®iÖn cã
c«ng suÊt thÊp.
3.2/ §Çu vµo sè.
§Çu vµo sè hay con gäi lµ ®Çu vµo tr¹ng th¸i, cung cÊp th«ng tin vÒ tr¹ng
th¸i lµm viÖc cña hÖ thèng ®iÖn. C¸c ®Çu vµo nµy cã thÓ chia lµm 3 lo¹i vµ thay
®æi tïy theo tõng r¬le b¶o vÖ.
• Th«ng tin do ®èi t−îng b¶o vÖ cung cÊp nh− m¸y c¾t, dao tiÕp ®Êt ë tr¹ng
th¸i ®ãng, më (do tiÕp ®iÓm phô cung cÊp) MC kh«ng lµm viÖc vv…
• Th«ng tin do c¸c b¶o vÖ cung cÊp nh− b¶o vÖ khÝ cña m¸y biÕn ¸p (b¶o vÖ
Bucholz) c¶nh b¸o hay t¸c ®éng, tÝn hiÖu khãa hay cho phÐp trong s¬ ®å
c¾t liªn ®éng, tÝn hiÖu c¾t trùc tiÕp tõ b¶o vÖ cÊp d−íi vv…
• TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tõ xa cña ng−êi sö dông nh− gi¶i trõ c¸c c¶nh b¸o,
gi¶i trõ r¬le, ®iÒu khiÓn ®ãng, c¾t m¸y c¾t, lÊy th«ng tin nhËt ký lµm viÖc
cña R¬le vµ b¶n ghi c¸c sù kiÖn vv…
TÝn hiÖu ®Çu vµo th−êng lµ tÝn hiÖu ¸p ®−îc lÊy tõ nguån phô mét chiÒu
(Uphô). Nguån nµy cã thÓ lµ nguån 1 chiÒu nu«i r¬le hoÆc ®iÖn ¸p cã c¸c gi¸ trÞ
®Þnh møc nh− sau: 24, 30, 60, 110, 220 V. Th«ng th−êng mét r¬le ®−îc chÕ t¹o
cã kh¶ n¨ng lµm viÖc víi nhiÒu ®iÖn ¸p tÝn hiÖu ë ®Çu vµo sè kh¸c nhau. ViÖc
chuyÓn ®æi ®iÖn ¸p lµm viÖc ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸c cÇu nh¶y (Jumper) hay ®Ó
nguyªn hoÆc c¾t c¸c d©y nèi t¹i mét vµi vÞ trÝ trªn b¶n m¹ch thiÕt bÞ.
VÒ mÆt cÊu t¹o, s¬ ®å m¹ch tÝn hiÖu ®Çu vµo th−êng lµ c¸c bé c¸ch ly lµm
viÖc theo 2 nguyªn t¾c kh¸c nhau cã t¸c dông b¶o vÖ thiÕt bÞ chèng sù cè bªn
ngoµi.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 19
• Bé c¸ch ly ®Çu vµo sö dông Comparator cã s¬ ®å nh− h×nh 1 - 2
H×nh 1 - 2: Bé c¸ch ly ®Çu vµo sö dông Comparator
Nã sö dông khuÕch ®¹i thuËt to¸n víi tæng trë ®Çu vµo lín. TÝn hiÖu ®Çu ra
cña bé Comparator khi ®iÖn ¸p tÝn hiÖu lín h¬n Ung−ìng.
Ta cã: Ud= Ung−ìng-Uphô nªn:
Khi Ud>0 tøc lµ Ung−ìng>Uphô suy ra Ura=Vsat.
Khi Ud<0 tøc lµ Ung−ìng<Uphô suy ra Ura= - Vsat.
Cuén L: Cã t¸c dông chÆn c¸c xung nhiÔu ë ®Çu vµo ®ièt D: §ãng vai trß
t¹o ng−ìng cho m¹ch ®Çu vµo.
• Bé c¸ch ly ®Çu vµo sö dông bé chuyÓn ®æi quang ®iÖn
H×nh 1 - 3: Bé c¸ch ly ®Çu vµo sö dông bé chuyÓn ®æi quang ®iÖn
Khi cã ®iÖn ¸p tÝn hiÖu ®ièt ph¸t quang s¸ng lµm më th«ng Tranzitor
truyÒn tÝn hiÖu ®iÖn ¸p vµo m¹ch bªn trong. Bé chuyÓn ®æi quang ®iÖn ®−îc thiÕt
kÕ víi cæng cã ®iÒu khiÓn ë ®Çu vµo, nã chØ cho tÝn hiÖu vµo bªn trong khi bé vi
xö lý quÐt ®Õn ®Çu vµo sè ®ang xÐt, ®iÒu nµy lµm gi¶m c«ng suÊt tiªu thô cña
m¹ch ®Çu vµo sè trong chÕ ®é chê.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 20
3.3/ §Çu ra sè.
C¸c tÝn hiÖu ®Çu ra sè cã thÓ ph©n biÖt theo 4 nhãm:
• Nhãm tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn.
Nã ®−îc ®ãng, c¾t m¹ch bëi c¸c r¬le ®Çu ra th−êng sö dông r¬le cã tiÕp
®iÓm lµm phÇn tö thao t¸c ®Çu ra. §iÑn ¸p lµm viÖc cña chóng th−êng lµ dßng
mét chiÒu d−íi 24V. TiÕp ®iÓm cã kh¶ n¨ng lµm viÖc víi dßng c¾t lín.
TiÕp ®iÓm ®iÒu khiÓn th−êng cã c«ng suÊt c¾t vµ dßng lµm viÖc lín h¬n
tiÕp ®iÓm b¸o hiÖu. §«i khi ®Ó t¨ng ®é tin cËy thao t¸c ng−êi ta sö dông c¸c cÆp
tiÕp ®iÓm kÐp m¾c song song ®Ó gi¶m kh¶ n¨ng tiÕp ®iÓm bÞ hë khi khÐp m¹ch.
Trªn h×nh 1- 4 giíi thiÖu s¬ ®å lµm viÖc cã kÕt hîp gi÷a ®Çu vµo vµ ®Çu ra
sè víi cuén ®iÒu khiÓn m¸y c¾t.
H×nh 1- 4: S¬ ®å lµm viÖc kÕt hîp gi÷a ®Çu vµo/®Çu ra sè cña r¬le sè
Khi MC më, cuén c¾t bÞ khãa bëi tiÕp ®iÓm phô 2 cña MC. TiÕp ®iÓm phô
3 ®ãng th× ®Çu vµo sè “MC më” nhËn ®−îc tÝn hiÖu ®iÖn ¸p.
Khi tiÕp ®iÓm R¬le ®Çu ra “§ãng MC” khÐp m¹ch, cuén ®ãng C§ cã ®iÖn
tiÕp ®iÓm phô MC sÏ khãa cuén ®ãng vµ ®−a cuén c¾t CC vµo t×nh tr¹ng s½n sµng
lµm viÖc. §iÖn ¸p biÕn mÊt ë ®Çu vµo I2, ®ång thêi ë ®Çu vµo I1 th«ng b¸o tr¹ng
th¸i “MC ®ãng”.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 21
• Nhãm c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn.
Còng sö dông c¸c r¬le cã tiÕp ®iÓm ®Ó ®i b¸o tÝn hiÖu b»ng ®Ìn, cßi vv…
• Nhãm tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®Ìn LED
Trªn mÆt tr−íc cña r¬le th«ng b¸o c¸c th«ng tin c¬ b¶n nhÊt vÒ t×nh tr¹ng
lµm viÖc cña r¬le. C¸c tÝn hiÖu nµy kh«ng sö dông tiÕp ®iÓm ®Çu ra v× ®iÖn ¸p
lµm viÖc cña ®Ìn LED rÊt bÐ (<3V), mµ lÊy trùc tiÕp ®Çu ra cña c¸c vi m¹ch sè
phÇn l«gic sau khi ®· ®−îc khuÕch ®¹i.
Mçi ®Ìn LED t−¬ng øng víi mét th«ng tin cÇn b¸o cho ng−êi sö dông
hoÆc nã còng cã thÓ g¸n th«ng b¸o nµo ®ã b»ng c¸ch lËp tr×nh tõ bµn phÝm do
ng−êi sö dông thùc hiÖn (marshaling).
• Nhãm c¸c tÝn hiÖu tr¹ng th¸i bªn trong r¬le.
Trong nhiÒu r¬le sè th−êng ®Æt mét sè thanh ghi ®Ó ghi nhËn tr¹ng th¸i
cña c¸c phÇn tö l«gic vµ c¸c chøc n¨ng b¶o vÖ d−íi d¹ng tham sè. Qua ®ã ng−êi
sö dông cã thÓ hiÓn thÞ c¸c tham sè nµy trªn mµn h×nh cña r¬le hoÆc truy suÊt tõ
xa qua cæng tuÇn tù.
4/ Xö lý tÝn hiÖu t−¬ng tù.
4.1/ C¸c bé biÕn ®æi ®Çu vµo.
H×nh 1 - 5: S¬ ®å nèi c¸c BU,BI víi c¸c bé biÕn ®æi ®Çu vµo.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 22
§ã lµ c¸c biÕn dßng, biÕn ¸p ®Çu vµo. Trªn h×nh 1-5 Lµ s¬ ®å khèi c¸c
BU,BI víi c¸c bé biÕn ®æi ®Çu vµo.
R: §ãng vai trß lµ bé loc dßng. Trong nhiÒu tr−êng hîp ng−êi ta cã thÓ
kh«ng sö dông biÕn dßng vµ biÕn ¸p TTK mµ dïng biÕn dßng pha m¾c theo s¬
®å h×nh sao vµ c¸c biÕn ®iÖn ¸p pha m¾c theo s¬ ®å tam gi¸c hë.
4.2/ C¸c bé läc s¬ bé vµ khuÕch ®¹i.
TÝn hiÖu ®Çu ra cña c¸c bé biÕn ®æi tÝn hiÖu ®Çu vµo th«ng qua c¸c bé läc
tÇn sè thÊp. Chøc n¨ng cña bé läc nµy lµ cho dßng ®iÖn tÇn sè thÊp ®i qua mµ
biªn ®é kh«ng bÞ suy gi¶m, ®ång thêi lµm gi¶m m¹nh dßng ®iÖn ë tÇn sè cao.
C¸c bé läc nµy th−êng cã kiÓu L - C .
TÝn hiÖu ®Çu ra cña bé biÕn ®æi tÝn hiÖu ch−a thÓ phï hîp ngay víi gi¸ trÞ
®Çu vµo cña bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù - sè. V× vËy ng−êi ta th−êng dïng c¸c bé
biÕn ®æi vµ khuÕch tÝn hiÖu dßng, ¸p thµnh gi¸ trÞ phï hîp. Trong r¬le sè th× bé
khuÕch ®¹it h−êng dïng lµ khuÕch ®¹i thuËt to¸n.
4.3/ Bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù-sè (ADC).
Trong ADC, tÝn hiÖu ®Çu vµo lµ liªn tôc, tÝn hiÖu sè m· hãa ë ®Çu ra lµ rêi
r¹c. Sù chuyÓn ®æi AD ®ßi hái ph¶i lÊy mÉu víi tÝn hiÖu t−¬ng tù ë ®Çu vµo ë
nh÷ng thêi ®iÓm quy ®Þnh. Sau ®ã chuyÓn c¸c gi¸ trÞ mÉu ®ã thµnh sè l−îng ®Çu
ra. V× vËy, quy tr×nh chuyÓn ®æi AD nãi chung gåm 4 b−íc: lÊy mÉu, nhí mÉu,
l−îng tö hãa vµ m· hãa thµnh c¬ sè 2.
Tõ 8 gi¸ trÞ vµ ¸p ®Çu vµo ( Ia, Ib, Ic, Io vµ Ua, Ub, Uc, Uo) khi qua bé biÕn
®æi t¹o ra 11 tÝn hiÖu liªn tôc ( Ia, Ib, Ic, Io vµ Ua, Ub, Uc, Uo, Uab, Ubc, Uca). Chóng
®−îc trÝch vµ gi÷ mÉu víi tÇn sè N kho¶ng tõ 8, 12, 16 lÇn trong 1 chu kú 20 ms
tïy tõng r¬ le.
VÝ dô: R¬le so lÖch N = 8
R¬le kho¶ng c¸ch SEL - 231 N = 16
Bé ADC th−êng cã 12 bite trong ®ã cã 11 bite d÷ liÖu vµ 1 bite dÊu
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 23
H×nh 1- 6: Bé chuyÓn ®æi t−¬ng tù sè nhiÒu d¶i ®o
V× tÝn hiÖu ®Çu vµo biÕn thiªn rÊt lín (Dßng Inm cã thÓ ®¹t gi¸ trÞ 100 lÇn
dßng ®Þnh møc) nªn ng−êi ta ph¶i sö dông bé ADC 2 d¶i ®o, d¶i ®o víi dßng nhá
vµ d¶i ®o víi dßng lín. ViÖc chuyÓn d¶i ®o nµy cã thÓ ®−îc thùc hiÖn theo 2
ph−¬ng ph¸p lµ ph−¬ng ph¸p phÇn mÒm hoÆc ph−¬ng ph¸p phÇn cøng.
Trªn h×nh 1 - 6 tr×nh bµy s¬ ®å chuyÓn d¶i ®o b»ng ph−¬ng ph¸p phÇn
cøng, khi tÝn hiÖu ®Çu vµo lín (v−ît qu¸ 3,125 lÇn I®m) c¸c bit ®Çu ra sè cña bé
chuyÓn ®æi bÞ trµn, bé chuyÓn ®æi sÏ ph¸t tÝn hiÖu cê b¸o ®Ó chuyÓn m¹ch trÝch
vµ gi÷ mÉu SH sang lµm viÖc víi d¶i ®o míi b»ng c¸ch thay ®æi hÖ sè khuyÕch
®¹i cña m¹ch. Khi ®ã mçi bit c¬ sè 2 cña bé ADC sÏ cã gi¸ trÞ gÊp 32 lÇn gi¸ trÞ
trong chÕ ®é d¶i ®o thÊp.
Trong mét sè r¬le sè do tèc ®é thu thËp th«ng tin nhanh, ng−êi ta ph¶i
trang bÞ mét bé vi xö lý vµ bé nhí riªng cã c«ng suÊt lín ®Ó ®iÒu khiÓn vµi bé
ADC.
5/ C¸c bé läc sè.
TÝn hiÖu rêi r¹c nhËn ®−îc ë ®Çu ra cña bé chuyÓn ®æi tiÕp tôc ®−îc xû lý ®Ó
sö dông cho c¸c øng dông thuËt to¸n tiÕp theo. Còng gièng nh− bé läc t−¬ng tù,
c¸c bé läc sè còng cã thÓ chia thµnh c¸c nhãm sau.
• Läc tÇn sè thÊp.
• Läc d¶i.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 24
• Läc tÇn sè cao.
• Läc lo¹i bá mét d¶i tÇn sè nµo ®ã (läc ch¾n).
Cã 3 chØ tiªu c¬ b¶n ®Ó ®¸nh gi¸ ho¹t ®éng cña mét bé läc sè trong c¸c
øng dông b¶o vÖ vµ ®iÒu khiÓn.
TruyÒn c¸c thµnh phÇn cÇn thiÕt cña tÝn hiÖu víi ®é chÝnh x¸c tháa ®¸ng
vµ lo¹i bá cã hiÖu qu¶ tÊt c¶ c¸c nhiÔu.
TÝn hiÖu ®Çu ra nhanh chãng æn ®Þnh khi tÝn hiÖu ®Çu vµo thay ®æi m¹nh.
Sö dông tèi thiÓu c¸c kh¶ n¨ng cña hÖ thèng nh− tÝnh to¸n lµ Ýt nhÊt .
§¸ng tiÕc lµ c¸c yªu cÇu trªn l¹i m©u thuÉn víi nhau vµ mçi bé läc ®Òu
ph¶i hßa hîp chóng
6/ Bé nguån dïng cho r¬le sè.
Ngoµi tÝn hiÖu lÊy tõ BI, BU ®Ó cho r¬le sè lµm viÖc ®−îc nã ph¶i ®−îc
cÊp nguån tõ bªn ngoµi. Nguån nµy th−êng lµ nguån mét chiÒu cÊp tõ ¾cquy
hoÆc tõ bé chuyÓn ®æi xoay chiÒu - mét chiÒu (AC/DC). Trong r¬le sè nguån
mét chiÒu th−êng cã ®iÖn ¸p sau: 24, 30, 48, 60, 110, 220V.
Trong r¬le sè cã bé chuyÓn ®æi mét chiÒu - mét chiÒu (DC/DC) sö dông
®iÖn ¸p mét chiÒu cao ë ®Çu vµo ®Ó t¹o ra c¸c ®iÖn ¸p thÊp h¬n ë ®Çu ra phôc vô
cho c¸c môc ®Ých kh¸c nhau nh− nu«i vi m¹ch sè, bé khuÕch ®¹i thuËt to¸n, ®iÒu
khiÓn cuén ®ãng, c¾t cña r¬le ®Çu ra. Møc ®iÖn ¸p th−êng sö dông lµ 5, 12, 15
vµ 24V.
Trªn h×nh 1- 7 giíi thiÖu s¬ ®å khèi cña bé nguån DC/DC dïng cho r¬le
b¶o vÖ.
H×nh 1-7: Bé nguån mét chiÒu DC/DC cña R¬le sè
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 25
Ng−êi ta cho ®iÖn ¸p ®Çu vµo Eb cã mét gi¸ trÞ d· nªu ë trªn. Nhê cã bé
läc cao tÇn Hf-ft vµ bé läc ®Çu vµo ft, c¸c thµnh phÇn chu kú bÞ lo¹i bá. TiÕp ®iÓm
®iÖn tö SW ®−îc ®ãng më tïy theo tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lÊy tõ bé biÕn ®iÖu theo
®é réng xung Mn. M¹ch ¸p ®Çu ra lµm viÖc theo chÕ ®é ph©n chia thêi gian mçi
cÊp ¸p sÏ lÇn l−ît ®−îc so s¸nh víi gi¸ trÞ ng−ìng, ë ®©y m¹ch ng−ìng Sn bao
gåm ®ièt æn ¸p vµ ®iÖn trë so s¸nh, ¸p sai lÖch so víi gi¸ trÞ ng−ìng sÏ ®−îc bé
Mn biÕn ®æi thµnh ®é réng xung. Bé t¹o xung/chia tÇn Os/Di t¹o tÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn sÏ më tiÕp ®iÓm ®iÖn tö l©u hay chãng tïy thuéc vµo ¸p vi sai. Nhê cã
m¹ch ph¶n håi ©m t¹i s¬ ®å tæng hîp ¸p In, ¸p nµy ®−¬c ®iÒu chØnh vÒ kh«ng, khi
®ã ®iÖn ¸p ra sÏ ®¹t b»ng gi¸ trÞ ng−ìng vµ ®−îc bé khuÕch ®¹i ®Çu ra OP khuÕch
®¹i c«ng suÊt vµ gi÷ l¹i trªn c¸c tô ¸p ®Çu ra.
§iÖn ¸p ®Çu ra 6.6 V vµ ± 19.5 V ®−îc c¸c vi m¹ch æn ¸p7805, 7815 vµ
7915 ®−a vÒ ®iÖn ¸p 5 V, 15 V ®Ó ®i nu«i c¸c vi m¹ch sè vµ t−¬ng tù. §iÖn ¸p 24
V ®−îc ®−a th¼ng ®Õn cuén ®ãng c¾t cña r¬le ®Çu ra. §Ó c¸c bé æn ¸p lµm viÖc
tèt, c¸c ®iÖn ¸p ra cña bé chuyÓn ®æi DC/DC ph¶i cao h¬n mét chót so víi ®iÖn
¸p ®Þnh møc cña c¸c vi m¹ch æn ¸p. NÕu v× nguyªn nh©n nµo ®ã ®iÖn ¸p ®Çu ra bÞ
suy gi¶m, bé ph¸t hiÖn gi¶m ¸p Uvm sÏ ph¸t tÝn hiÖu c¶nh b¸o.
7/ Cæng vµo ra th«ng tin tuÇn tù.
¦u ®iÓm næi bËt cña r¬le sè lµ nã cã kh¶ n¨ng trao ®æi th«ng tin víi thiÕt
bÞ ë xa. Chøc n¨ng nµy ®−îc thùc hiÖn th«ng qua gi¾c c¾m ch÷ D cã 9 hoÆc 25
ch©n ®Æt ë mÆt tr−íc hay mÆt sau cña r¬le.
§ã chÝnh lµ c¸c cæng vµo ra th«ng tin tuÇn tù ®−îc nèi tíi bé giao diÖn
vµo/ra th«ng tin sè. Bé giao diÖn nµy cã nh÷ng chøc n¨ng sau:
• Phèi hîp gi÷a bé phËn truyÒn th«ng tind¹ng song song bªn trong r¬le sè
víi bé phËn truyÒn th«ng tin tuÇn tù ë bªn ngoµi.
• §ång bé vÒ mÆt thêi gian gi÷a phÇn thu vµ phÇn ph¸t. B×nh th−êng c¸c bé
thu vµ ph¸t thuéc c¸c thiÕt bÞ kh¸c nhau nªn th«ng tin trong chóng®−îc
truyÒn víi tèc ®é kh¸c nhau. V× vËy ph¶i ®ång bé hãa chÕ ®é lµm viÖc cña
hai phÝa vÒ mÆt thêi gian.
• Phèi hîp vÒ møc ®iÖn ¸p vµ m· sè cña tÝn hiÖu ®−îc truyÒn.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 26
§Ó c¸c thiÕt bÞ thu ph¸t cã thÓ lµm viÖc cã hiÖu qu¶ vµ kh«ng gÆp r¾c rèi
khi lµm viÖc phèi hîp, tõ l©u ng−êi ta ®· ®Æt ra tiªu chuÈn cho c¸c cæng vµo ra
tÝn hiÖu tuÇn tù trong c¸c thiÕt bÞ sè. §ã lµ tiªu chuÈn RS-232C, víi gi¾c c¾m ch÷
D dao ®éng tõ 4 ®Õn 37 ch©n (4, 9, 15, 25, 37 ch©n). Trong c¸c r¬le sè th−êng
dïng lo¹i gi¾c c¾m 9 ch©n vµ lo¹i 25 ch©n.
ChuÈn RS-232 quy ®Þnh møc ¸p, tèc ®é truyÒn vµ chøc n¨ng cña c¸c ch©n
cña gi¾c. §Ó truyÒn tÝn hiÖu xa h¬n vµ nèi tíi nhiÒu thiÕt bÞ ®Çu cuèi h¬n ng−êi
ta dïng chuÈn RS-485.
Nguyªn lý lµm viÖc cña giao diÖn vµo/ra sè liÖu tuÇn tù.
TÝn hiÖu tuÇn tù ®−îc trao ®æi víi r¬le th«ng qua th«ng tin h÷u tuyÕn hoÆc
c¸p quang, trong mäi tr−êng hîp ®−îc ®−a vÒ d¹ng m· sè tuÇn tù hoÆc song
song.
Bé phËn chÝnh cña thiÕt bÞ giao diÖn lµ m¹ch thu ph¸t v¹n n¨ng kh«ng
®ång bé UART, thùc chÊt lµ bé ghi dÞch ®−îc chÕ t¹o thµnh vi m¹ch chuÈn. Vi
m¹ch nµy gåm 3 phÇn chÝnh: ®Çu thu, ®Çu ph¸t vµ m¹ch ®iÒu khiÓn. NhiÖm vô
cña nã lµ phèi hîp 2 thiÕt bÞ cã xung ®ång bé kh¸c nhau theo ph−¬ng thøc gäi lµ
th«ng tin liªn l¹c kh«ng ®ång bé. §iÒu nµy cã nghÜa lµ c¸c bit th«ng tin ®−îc
trao ®æi qua l¹i kh«ng kÌm theo tÝn hiÖu ®ång bé thêi gian ®Ó chØ ®iÓm ®Çu vµ
®iÓm cuèi cña gãi th«ng tin.
Trªn ®−¬ng truyÒn c¸c bit d÷ liÖu cã thÓ bÞ sai lÖch v× vËy, ®Ó ph¸t hiÖn ra
sai lÖch cña gãi th«ng tin ng−êi ta sö dông thªm bit “ch½n lΔ (Parity) ®Æt ë vÞ trÝ
cã nghÜa cao nhÊt (bªn tr¸i) cña bit d÷ liÖu.
VÝ dô: M· ASCII cña ch÷ Alµ: 1000001
Sau khi sö dông bite “ch½n lΔ cã m·: 11000001
Bite ch½n lÎ lµ: 1
Cã 2 kiÓu bite “ch½n lΔ lµ ch½n vµ lÎ. NÕu bit theo kiÓu lÎ th× tæng c¸c sè
1 trong c¸c bit d÷ liÖu céng víi bit “ch½n lΔ ph¶i lµ sè lÎ. NÕu bite theo kiÓu
ch½n th× tæng c¸c sè 1 trong c¸c bit d÷ liÖu céng víi bit “ch½n lΔ ph¶i lµ sè ch½n.
Bit “ch½n lΔdo ®Çu ph¸t tÝnh to¸n vµ ghi l¹i. §Çu thu nhËn d÷ liÖu sÏ
kiÓm tra bit “ch½n lΔ vµ khi ph¸t hiÖn ra lçi sai sÏ yªu cÇu ®Çu ph¸t cña tÝn hiÖu
ngo¹i vi ph¸t l¹i. Trªn h×nh vÏ giíi thiÖu gi¾c c¾m 25 ch©n.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 27
H×nh 1 - 8: Nguyªn lý lµm viÖc cña giao diÖn th«ng tin tuÇn tù
Ch©n 1 vµ 7 nèi ®Êt, ch©n 2 (TD) lµ ®−êng truyÒn d÷ liÖu theo mét chiÒu
tíi thiÕt bÞ bªn ngoµi. C¸c tÝn hiÖu tuÇn tù ®−îc truyÒn tõ ®Çu ph¸t cña bé UART
tíi ®Çu vµo ®¶o (-) cña bé K§TT lµm viÖc theo chÕ ®é so s¸nh. NÕu tÝn hiÖu hiÖn
t¹i (-) lµ 5 V vµ cao h¬n ®iÖn ¸p 1.5 V t¹i (+), ®iÖn ¸p ®Çu ra cña bé K§TT sÏ lµ -
12V, t−¬ng øng víi møc logic 1. NÕu tÝn hiÖu vµo t¹i (-) lµ 0 V vµ nhá h¬n ®iÖn
¸p t¹i (+), ®iÖn ¸p ®Çu ra cña bé K§TT sÏ lµ +12V, t−¬ng øng víi møc logic 0.
Ch©n 3 (RD) lµ ®−êng nhËn d÷ liÖu cña ®Çu vµo tuÇn tù. C¸c tÝn hiÖu ngo¹i vi
truyÒn tÝn hiÖu tíi r¬le qua ch©n nµy vµ ®ièt t¹o ng−ìng ®Õn ®Çu vµo ®¶o (-) cña
bé Comparator. §Çu vµo kh«ng ®¶o cña nã ®−îc gi÷ ë 2V, khi ®iÖn ¸p v−ît qu¸
2.5V ®ièt sÏ th«ng m¹ch, bé Comparator dÉn ®iÖn theo chiÒu tõ ®Çu ra tíi ®Çu
vµo vµ ®iÖn ¸p ®Çu ra cña nã tôt xuèng 0V t−¬ng øng víi møc logic 0. Khi tÝn
hiÖu ®Çu vµo nhá h¬n +2.5V, bé Comparator sÏ kh«ng dÉn ®iÖn, ®iÖn ¸p ë ®Çu ra
lµ +5V t−¬ng øng víi møc logic 1. Khi tÝn hiÖu ®Çu vµo ®æi tr¹ng th¸i, ®Çu ra cña
bé Comparator còng thay ®æi vµ lµm cho c¸c bit cña thanh ghi dÞch cung thay
®æi tõ D0 ®Õn D7.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 28
Ch©n 8 (CD) lµ ch©n ph¸t hiÖn cê chµn, ch©n 6 (DSR) th«ng b¸o r¬le ®·
®Æt xong d÷ liÖu ®Ó göi, khi ®ã ch©n 20 (DTR) thiÕt bÞ ngo¹i vi sÏ göi tÝn hiÖu
ng−îc th«ng b¸o r»ng nã s½n sµng nhËn th«ng tin tõ phÝa r¬le. Ch©n 5 (CTS)
nhËn tÝn hiÖu truyÒn tõ thiÕt bÞ bªn ngoµi, ch©n 4(RTS) lµ n¬i mµ bé UART göi
tÝn hiÖu ra cho thiÕt bÞ bªn ngoµi nh− M«®em yªu cÇu göi tÝn hiÖu ®i xa. C¸c
ch©n kh¸c ®−îc sö dông tïy theo tõng tr−êng hîp cô thÓ.
8/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh trong r¬le sè
Còng gièng nh− c¸c r¬le ®iÖn c¬, r¬le tÜnh trong r¬le sè còng thùc hiÖn
phÐp so s¸nh c¸c ®¹i l−îng víi gi¸ trÞ ng−ìng. §èi víi c¸c r¬le sè kh«ng sö dông
bé vi xö lý, thao t¸c nµy ®−îc thùc hiÖn b»ng s¬ ®å phÇn cøng. Thùc chÊt ®ã lµ lµ
s¬ ®å so s¸nh hai sè c¬ sè 2 nhiÒu bit. C¸c ph−¬ng ph¸p phÇn mÒm ®−îc thùc
hiÖn bëi bé vi xö lý còng ®−îc xem xÐt ë ®©y.
8.1/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn ë d¹ng c¬ sè 2 nhiÒu bÝt b»ng s¬
®å phÇn cøng
Mét ®¹i l−îng ®iÖn bÊt kú cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng c¬ sè 2 nhiÒu bit.
Gi¶ sö ta cã 2 sè 1 bit A vµ B . §iÒu kiÖn b»ng nhau cña 2 sè A vµ B lµ tÊt c¶ c¸c
ch÷ sè trong chóng ph¶i t−¬ng øng b»ng nhau. C¸c tr−êng hîp cã thÓ x¶y ra víi
2 sè A vµ B lµ: A > B, A < B, A = B. Gäi F1, F2, F3, lµ c¸c hµm ®Çu ra t−¬ng øng
khi ®ã ta cã b¶ng sù thËt:
Tõ ®ã ta cã s¬ ®å logic cña bé so s¸nh 2 sè 1 bit sö dông c¸c cæng ®iÖn tö
nh− h×nh vÏ:
H×nh 1 - 9: S¬ ®å so s¸nh 2 sè nhÞ ph©n 1 bit sö dông c¸c cæng ®iÖn tö
§Ó so s¸nh 2 sè nhÞ ph©n nhiÒu bÝt, ng−êi ta sö dông nhiÒu bé so s¸nh 2 sè
nhÞ ph©n 1 bit, theo nguyªn t¾c: ®Çu tiªn so s¸nh 2 bit cã träng sè cao nhÊt chØ
F1 F2 F3 A B
A>B A<B A=B
0 0 0 0 1
0 1 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 1
C¸c ph−¬ng tr×nh ®Çu ra:
A BBAF
.BAF
BA.F
2
1
=
=
C¸ ph−¬ng tr×nh ®Çu ra:
A.BB.AF
.BAF
BA.F
3
2
1
+=
=
=
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 29
khi nµo bit cã träng sè cao b»ng nhau th× míi tiÕp tôc so s¸nh ®Õn bÝt cã träng sè
thÊp h¬n.
Trªn h×nh 1 - 10 giíi thiÖu s¬ ®å so s¸nh 2 sè nhiÒu bÝt A vµ B. Ban ®Çu
gi¸ trÞ F3 cña c¸c phÇn tö so s¸nh b»ng 0, do ®ã c¸c gi¸ trÞ A2, B2, ..., An, Bn
kh«ng truy nhËp ®−îc vµo bªn trong cña c¸c bé so s¸nh kÕ tiÕp. ChØ trong tr−êng
hîp c¸c bit cao h¬n ®−îc so s¸nh ®· b»ng nhau råi th× tÝn hiÖu tõ F3 míi më cho
bé so s¸nh bit thÊp h¬n lµm viÖc. PhÇn tö (HoÆc) ë ®Çu ra cho phÐp ghi nhËn tÊt
c¶ c¸c ®Çu ra F1 cña bé so s¸nh.
H×nh 1-10: S¬ ®å so s¸nh 2 sè nhiÒu bÝt
Thùc chÊt ®©y lµ ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn theo gi¸ trÞ tuyÖt
®èi, viÖc so s¸nh nµy ®−îc thùc hiÖn b»ng s¬ ®å phÇn cøng.
8.2/ Ph−¬ng ph¸p so s¸nh 2 ®¹i l−îng ®iÖn theo gi¸ trÞ gãc pha b»ng ph−¬ng
ph¸p phÇn mÒm
Nh− ta ®· biÕt trong r¬le c¶m øng, m«men quay t¹o ra bëi 2 ®¹i l−îng
®iÖn A vµ B x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc:
ϕsin . B . A .k M q = (1-2)
víi:
k: lµ hÖ sè tû lÖ
ϕ : gãc lÖch pha gi÷a hai vÐc t¬ A vµ B.
NÕu ta sö dông bé vi xö lý trong r¬le sè, ta còng cã thÓ t¹o ra ®¹i l−îng tû
lÖ víi Mq theo c¸c gi¸ trÞ vÐc t¬ ®Çu vµo A vµ B. ThËt vËy, nÕu lÊy tÝch cña 2 sè
phøc A vµ B :
).BABj(A.BA.BA
jB).(BjA(AA.BS
yxxy.yy.xx
y)xyx
*
−++=
−+==
(1-3)
ë ®©y, dÊu “ * “ chØ sè phøc liªn hîp
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 30
Ax, Ay, Bx, By t−¬ng øng lµ c¸c phÇn tö thùc vµ ¶o cña c¸c vÐc t¬ A vµ B.
gãc vÐc t¬ S còng lµ gãc cña vÐc t¬ A/B vµ lµ gãc mµ vÐc t¬ A v−ît tr−íc vÐc t¬
B, trong tr−êng hîp nµy b»ng ϕ .
NÕu cho gãc cña vÐc t¬ B b»ng 0, ta cã:
ϕϕ sin . AA ;cos . AA
0B ;BB
y·
yx
==
==
(1-4)
khi ®ã:
ϕϕ
ϕϕ
.sinB . AQ ;cos . B . AP Víi
jQP
sin . B . Ajcos . B . AS
==
+=
+=
(1-5)
C¸c ®¹i l−îng P vµ Q lµ c¸c bé so s¸nh pha hai ®Çu vµo. Bé so s¸nh P cã
gi¸ trÞ cùc ®¹i khi A vµ B b»ng nhau vÒ gãc pha. Bé so s¸nh Q cã gi¸ trÞ cùc ®¹i
khi 2 vÐc t¬ A vµ B lÖch nhau 900. §©y chÝnh lµ ®¹i l−îng tû lÖ víi m«men quay
Mq nh− trong r¬le c¶m øng khi A vµ B lµ c¸c dßng.
Trong r¬le sè, bé vi xö lý rÏ rµng nhí c¸c gi¸ trÞ P vµ Q tõ c¸c vÐc t¬ ®Çu
vµo, x¸c ®Þnh dÊu cña chóng vµ xö lý chóng gièng nh− c¸c bé so s¸nh pha cña
c¸c r¬le c¶m øng.
§Ó hiÓu ®−îc sù lµm viÖc cña c¸c bé so s¸nh 2 ®Çu vµo P vµ Q, ta cÇn biÕn
®æi c¸c vÐc t¬ h×nh sin A vµ B thµnh c¸c gi¸ trÞ l«gic, sao cho A cã gi¸ trÞ l«gic 1
khi A > 0 vµ gi¸ trÞ l«gic 0 khi A < 0 (tøc A vµ A ). T−¬ng tù ta cã c¸c biÕn B vµ
B . Cã thÓ rÔ rµng thÊy r»ng khi ®ã S cã thÓ cã 4 tr¹ng th¸i l«gic
B.A .B;A ;.BA A.B; .
Tïy theo gi¸ trÞ ϕ lín h¬n 0 hay nhá h¬n 0 tøc A v−ît tr−íc B (0 < ϕ <
1800) hay A chËm sau B (0 > ϕ >1800) ta cã 2 tr×nh tù ghi gi¸ trÞ cña S theo sù
biÕn thiªn cña thêi gian nh− sau:
- NÕu A v−ît tr−íc B: B.A .B;A ;.BA A.B;
- NÕu A chËm sau B: B.A .B;A ;.BA A.B;
NÕu A v−ît tr−íc B th× A lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i thµnh l«gic ng−îc víi B
(thÝ dô .BABA. → ), trong khi B lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i thµnh l«gic gièng nh−
víi A (thÝ dô B.ABA. → )
NÕu A chËm sau B th× A lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i gièng víi B (thÝ dô
B.ABA. → ), trong khi B lu«n thay ®æi tr¹ng th¸i thµnh ng−îc víi A (thÝ dô
.BABA. → ).
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 31
Dùa vµo quy tr×nh biÕn ®æi S kh¸c nhau trong c¸c tr−êng hîp ϕ lín h¬n
hay nhá h¬n 0, phÇn mÒm xö lý trong r¬le sè sÏ x¸c ®Þnh h−íng cña c¸c vÐc t¬ A
vµ B so víi nhau, ®Ó ra quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn. Nguyªn lý nµy ®· ®−îc sö dông
trong r¬lr ®Þnh h−íng c«ng suÊt dïng vi xö lý.
9/ C¸c bé phËn kh¸c cña r¬le sè
9.1/ C¸c bé nhí
Trong r¬le sè, c¸c bé nhí th−êng chiÕm mét vïng nµo ®ã trong miÒm ®Þa
chØ mµ bé vi xö lý qu¶n lý. Tïy theo tõng lo¹i r¬le mµ c¸c bé nhí kh¸c nhau
®−îc xö dông vµ víi c¸c ®Þa chØ kh¸c nhau.
C¸c ch−¬ng tr×nh c¬ b¶n ®iÒu khiÓn sù lµm viÖc cña r¬le th−êng ®−îc chøa
trong ROM hoÆc EPROM. ROM ®−îc sö dông trong tr−êng hîp r¬le ®−îc s¶n
suÊt víi sè l−îng lín hoÆc nhµ chÕ t¹o cã c«ng nghÖ ghi th«ng tin vµo ROM
hoµn thiÖn. NhiÒu nhµ chÕ t¹o r¬le chän sö dông EPROM cho môc ®Ých nµy khi
s¶n xuÊt víi sè l−îng Ýt, ®¬n chiÕc v× tuy EPROM ®¾t h¬n nh−ng nã cho phÐp
söa ch÷a c¸c ch−¬ng tr×nh ®· ghi trong nã.
Th«ng sè chØnh ®Þnh cña b¶o vÖ vµ th«ng tin vÒ hÖ thèng ®iÖn ®−îc l−u tr÷
trong DRAM kiÓu CMOS (dïng nguån riªng) hoÆc trong EEPROM hoÆc c¶ 2.
C¸c bé RAM ®éng hay cßn gäi lµ RAM kh«ng bay h¬i (NVRAM) cã −u ®iÓm lµ
tèc ®é ghi th«ng tin nhanh song sÏ lµm viÖc trôc trÆc nÕu v× nguyªn nh©n nµo ®ã
pin nu«i chóng bÞ sù cè. V× vËy, th−êng th× ng−êi ta ghi c¸c th«ng tin nµy vµo
trong bé nhí EEPROM. Khi r¬le bÞ mÊt nguån nu«i, th«ng tin trong chóng vÉn
kh«ng bÞ mÊt ®i.
C¸c v¨n b¶n sù kiÖn vµ th«ng tin vÒ sù cè ®−îc l−u tr÷ trong bé nhí
DRAM v× tèc ®é ghi nhí nhanh cña chóng. T¹i ®©y còng l−u gi÷ th«ng tin vÒ c¸c
giao ®éng ®iÖn, c¸c nhiÔu lo¹n, c¸c lÞch tr×nh lµm viÖccña r¬le theo thêi gian, c¸c
th«ng tin kh¸c vÒ n¬i ®Æt b¶o vÖ vv... c¸c d÷ liÖu th«ng tin ®o l−êng, c¸c kÕt qu¶
tÝnh to¸n trung gian ®−îc l−u gi÷ trong c¸c bé nhí RAM (SRAM hay DRAM)
dïng nguån cung cÊp cña r¬le. T¹i ®©y còng l−u gi÷ th«ng tin vÒ ngµy th¸ng,
thêi gian thùc. C¸c gi÷ liÖu nµy sÏ bÞ xãa nÕu r¬le bÞ mÇt nguån cung cÊp. Ng−êi
vËn hµnh cã thÓ truy xuÊt v¨n b¶n sù kiÖn tõ xa, c¨n cø vµo ngµy th¸ng ghi trªn
®ã ®Ó biÕt t×nh tr¹ng lµm viÖc cña r¬le.
9.2/ Giao diÖn víi ng−êi sö dông
T¹i ®©y th−êng ®Æt mµn h×nh hiÓn thÞ th«ng tin, bµn phÝm, c¸c ®Ìn LED
b¸o hiÖu vµ mét vµi cæng th«ng tin tuÇn tù hay song song. TÊt c¶ c¸c bé phËn
nµy ®−îc ®Æt trªn cïng mét tÊm ®Õ vµ ®−îc nèi víi c¸c bé phËn bªn trong r¬le
qua c¸c d©y dÉn mÒm kiÓu d¶i b¨ng cho phÐp tÊm ®Ð cã thÓ quay dÔ dµng.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 32
Mµn h×nh ®−îc sö dông th−êng lµ lo¹i mµn h×nh tinh thÓ láng LCD, cã
mét hay vµi hµng ch÷. Mµn h×nh kiÓu ®ièt ph¸t quang Ýt ®−îc sö dông. ChÕ ®é
lµm viÖc lµ kiÓu v¨n b¶n cho phÐp hiÓn thÞ ch÷ c¸i vµ sè. Tuy nhiªn, trong mét sè
thiÕt bÞ c«ng nghÖ míi nhÊt ®· sö dông mµn h×nh réng h¬n, víi chÕ ®é ®å häa cã
kh¶ n¨ng hiÓn thÞ th«ng tin t¹i chç m¹nh h¬n (nh− r¬le 7SJ531 cña Siemens).
PhÝa sau mµn h×nh th−êng cã c¸c vi m¹ch cã chøc n¨ng gi¶i m· th«ng tin tõ bé
vi xö lý thµnh m· mµn h×nh vµ bé ROM ký tù mµn h×nh, th«ng tin ®−îc truyÒn
th−êng ë d¹ng song song.
Trong r¬le sè th× sè l−îng phÝm Ên kh«ng nhiÒu nªn th−êng kh«ng cã sö
dông lo¹i bµn phÝm m· hãa theo ASCII. Tïy theo tõng lo¹i r¬le , th−êng cã c¸c
phÝm sau ®−îc sö dông:
- C¸c phÝm hiÓn thÞ th«ng tin ®o l−êng nh− dßng, ¸p, cos , tÇn sè, vv...
- C¸c phÝm hiÓn thÞ th«ng tin tr¹ng th¸i
- C¸c phÝm ®Æt tham sè chØnh ®Þnh cho r¬le
- C¸c phÝm gi¶i trõ ®Ìn LED hay r¬le (reset) vv...
- PhÝm ghi th«ng tin c¸c sù cè gÇn nhÊt (fault)
9.3/ KÕt cÊu l¾p gi¸p
Trong r¬le, c¸c chøc n¨ng chÝnh ®−îc chÕ t¹o trªn c¸c b¶n m¹ch riªng biÖt
t¹o thµnh c¸c m«®un. Tïy theo tõng lo¹i r¬le cã thÓ cã c¸c m«®un sau:
- M«®un nguån nu«i
- M«®un tÝn hiÖu vµo
- M«®un bé vi xö lý
- Giao diÖn víi ng−êi sö dông
M«®un nguån th−êng ®−îc chÕ t¹o ®éc lËp vµ ®−îc che ch¾n nhiÔu cÈn
thËn v× ®©y lµ nguån ph¸t sinh nhiÔu m¹nh. §«i khi m«®un vµo vµ ra tÝn hiÖu
®−îc chÕ t¹o chung trªn mét b¶n m¹ch. T−¬ng tù nh− vËy ®«i khi m«®un th«ng
tin trong c¸c r¬le míi hiÖn nay chØ lµ b¶n m¹ch nhá g¾n trªn m«®un kh¸c.
C¸c b¶n m¹ch ®−îc b¾t vÝt vµo khung kim lo¹i vµ ®−îc nèi víi nhau qua
d©y dÉn mÒm vµ c¸c gi¾c c¾m nhiÒu ch©n cho phÐp cã thÓ t¸ch c¸c m«®un dÔ
dµng khi söa ch÷a. Cã thÓ cã mét vµi mµn ch¾n nhiÔu b»ng nh«m hay phÝp phñ
®ång ®−îc sö dông, ®Æc biÖt víi m«®un chøa bé vi xö lý.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 33
Ch−¬ng 2
B¶o vÖ m¸y biÕn ¸p ®éng lùc
1/ C¸c d¹ng sù cè trong m¸y biÕn ¸p.
1.1/ Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y MBA.
Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y MBA cã thÓ x¶y do qu¸ ®iÖn ¸p khÝ
quyÓn hoÆc do c¸ch ®iÖn bÞ giµ cçi. Dßng sù cè ch¹y trong m¹ch vßng bÞ chËp cã
thÓ cã trÞ sè lín gÊp nhiÒu lÇn dßng ®Þnh møc cña MBA, tïy theo sè vßng d©y bÞ
chËp nh− h×nh vÏ 2 - 1.
Dßng ®iÖn nµy t¹o ra nh÷ng xung lùc lín x« ®Èy c¸c vßng d©y MBA vµ
trong nhiÒu tr−êng hîp cã thÓ ph¸ hñy cuén d©y.
H×nh 2 - 1: Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y m¸y biÕn ¸p
1.2/ Ng¾n m¹ch mét pha ch¹m ®Êt.
Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch mét pha lín hay nhá phô thuéc vµo tæng trë cña
®iÓm trung tÝnh MBA víi ®Êt, tæ nèi d©y vµ kho¶ng c¸ch tõ chç ch¹m ®Êt tíi
®iÓm trung tÝnh.
H×nh 2 - 2: Ng¾n m¹ch mét pha ch¹m ®Êt.
Dßng ®iÖn ch¹m ®Êt mét pha b»ng:
x
d
x Z
U
I
3
= ( 2-1)
Trong ®ã Ix: Lµ dßng ®iÖn ch¹m ®Êt
mét pha c¸ch trung tÝnh mét kho¶ng x.
Zx: Lµ tæng trë m¹ch vßng bao gåm
®iÖn trë trung tÝnh Zd, ®iÖn trë tõ chç ch¹m
®Êt tíi cäc nèi ®Êt.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 34
Dßng ®iÖn sù cè s¬ cÊp t−¬ng øng:
x
d
xs Z
U
KIKI == *3 (2-2)
Trong ®ã K: Lµ tû sè biÕn ®æi cña MBA.
NÕu x% lµ sè phÇn tr¨m tÝnh tõ chç bÞ ng¾n m¹ch víi ®Êt tíi ®iÓm trung
tÝnh cña MBA, ta cã :
Ud =x%*UP (2-3)
UP: Lµ ®iÖn ¸p pha cña ®−êng d©y. Khi ®ã:
x
P
x Z
UxKI *%*= (2-4)
Th«ng th−êng ®iÖn trë t¹i chç ch¹m ®Êt vµ ®iÖn trë tõ chç ng¾n m¹ch tíi
cäc nèi ®Êt rÊt nhá. Trong tÝnh to¸n gÇn ®óng cã thÓ lÊy: Zx = Zd.
D−íi ®©y lµ ®å thÞ quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn sù cè theo vÞ trÝ ®iÓm ng¾n
m¹ch cho hai tr−êng hîp.
• Cho m¸y biÕn ¸p cã trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp.
• Tr−êng hîp m¸y biÕn ¸p cã trung tÝnh c¸ch ly.
Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy, khi kh«ng cã ch¹m ®Êt th× dßng ®iÖn ®i qua cuén
d©y lµ dßng ®iÖn chung cña 3 pha víi ®Êt. Do phÝa s¬ cÊp nèi tam gi¸c nªn dßng
®iÖn IS kh«ng cã. Sau ®ã x¶y ra ch¹m ®Êt mét pha lµm cho dßng ®iÖn ch¹m ®Êt
cña pha ®ã gi¶m ®i , nh−ng ®iÖn ¸p ë hai pha cßn l¹i t¨ng so víi ®Êt tíi ®Çu cùc
m¸y biÕn ¸p.
H×nh 2 - 3: §å thÞ dßng ®iÖn sù cè.
Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy ë 40 ®Õn 50%
cuén d©y th× tû träng ®iÖn kh¸ng cuén d©y lµ lín
nhÊt, do ®ã dßng ®iÖn sù cè nhá nhÊt. Khi ®iÓm
sù cè dÞch chuyÓn xa ®iÓm trung tÝnh tíi ®Çu cùc
MBA, dßng sù cè ®¹t cùc ®¹i.
Tr−êng hîp trªn vÏ cho m¸y biÕn ¸p cã
uk=10%, c«ng suÊt nguån v« cïng lín.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 35
1.3/ Ng¾n m¹ch gi÷a c¸c vßng d©y cña cïng mét cuén d©y MBA.
Trong tr−êng hîp nµy dßng ®iÖn t¹i chç ng¾n m¹ch rÊt lín v× mét sè vßng
d©y bÞ nèi ng¾n m¹ch, dßng ®iÖn nµy ph¸t nãng t¹i chç, ®èt nãng c¸ch ®iÖn cuén
d©y vµ dÇu MBA, nh−ng dßng ®iÖn tõ nguån tíi MBA (IS) cã thÓ vÉn nhá kh«ng
®ñ cho b¶o vÖ r¬le t¸c ®éng. Trong tr−êng hîp nµy th−êng r¬le h¬i t¸c ®éng c¾t
m¸y biÕn ¸p ra khái l−íi ®iÖn.
H×nh 2 - 5: Ng¾n m¹ch gi÷a c¸c vßng d©y cña cïng mét cuén d©y MBA
- C¸ch ®iÖn gi÷a c¸c l¸ thÐp cña lâi tõ tõ bÞ ph¸ hñy, trong lâi tõ xuÊt hiÖn
dßng ®iÖn xo¸y lín, ®èt nãng lâi tõ, lµm cho nhiÖt ®é dÇu m¸y biÕn ¸p
t¨ng cao qu¸ møc cho phÐp. Trong tr−êng hîp nµy r¬le nhiÖt ®é hoÆc r¬le
h¬i cña MBA sÏ t¸c ®éng.
- Thïng dÇu MBA bÞ thñng, dÉn ®Õn m¸y biÕn ¸p c¹n dÇu. Trong tr−êng
hîp nµy r¬le h¬i sÏ t¸c ®éng.
- Vì sø ®Çu ra m¸y biÕn ¸p dÉn ®Õn ng¾n m¹ch trªn ®Çu cùc cña MBA.
1.4/ Nh÷ng h− háng vµ chÕ ®é lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng bªn ngoµi m¸y
biÕn ¸p.
Khi x¶y ra ng¾n m¹ch phÝa ®−êng d©y mµ m¸y biÕn ¸p cung cÊp (ng¾n
m¹ch nhiÒu pha víi nhau, ng¾n m¹ch mét pha) hoÆc dßng ®iÖn phô t¶i t¨ng qu¸
cao dÉn ®Õn m¸y biÕn ¸p bÞ qu¸ t¶i. Khi m¸y biÕn ¸p bÞ qu¸ t¶i lµm cho cuén d©y
m¸y biÕn ¸p ph¸t nãng qu¸ møc cho phÐp cã thÓ lµm s«i dÇu m¸y biÕn ¸p.
H×nh 2 - 4: §å thÞ dßng ng¾n
m¹ch 1 pha ch¹m ®Êt khi m¸y biÕn
¸p trung tÝnh c¸ch ®iÖn.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 36
C¹n dÇu m¸y biÕn ¸p do nhiÖt ®é thay ®æi ®ét ngét hoÆc dß rØ l©u ngµy,
tïy theo c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p, vÞ trÝ, vai trß cña m¸y trong hÖ thèng mµ ng−êi
ta chän c¸c ph−¬ng thøc b¶o vÖ thÝch hîp cho m¸y biÕn ¸p. Nh÷ng lo¹i b¶o vÖ
th−êng dïng ®Ó chèng c¸c lo¹i sù cè vµ chÕ dé lµm viÖc kh«ng b×nh th−êng ®−îc
giíi thiÖu trong b¶ng 2 - 1.
B¶ng 2 - 1: C¸c lo¹i b¶o vÖ th−êng dông cho m¸y biÕn ¸p
Lo¹i h− háng Lo¹i b¶o vÖ
- Ng¾n m¹ch mét pha hoÆc nhiÒu pha
ch¹m ®Êt.
- So lÖch cã h·m (b¶o vÖ chÝnh)
- Kho¶ng c¸ch (b¶o vÖ dù phßng)
- Qu¸ dßng cã thêi gian (chÝnh hoÆc dù
phßng tïy theo c«ng suÊt cña m¸y)
- Qu¸ dßng thø tù kh«ng
- Ch¹m chËp c¸c vßng d©y, thïng dÇu
thñng hoÆc bÞ rß dÇu.
- R¬le khÝ (BUCHHOLZ)
- Qu¸ t¶i - Qu¸ dßng ®iÖn
- H×nh ¶nh nhiÖt
- Qu¸ b·o hßa m¹ch tõ - Chèng qu¸ b·o hßa
2/C¸c ph−¬ng ¸n b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p
2.1/ B¶o vÖ ng¾n m¹ch
Khi x¶y ra ng¾n m¹ch ngoµi lµm cho dßng ®iÖn ng¾n m¹ch t¨ng qu¸ cao
dÉn ®Õn m¸y biÕn ¸p bÞ qu¸ t¶i. §Ó ng¨n ngõa hiÖn t−îng nµy ng−êi ta sö dông
mét trong c¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ sau.
2.1.1/ Dïng b¶o vÖ so lÖch cã h·m
Kh¸c víi b¶o vÖ so lÖch cña m¸y ph¸t ®iÖn, dßng ®iÖn s¬ cÊp ë hai hoÆc
nhiÒu phÝa cña m¸y biÕn ¸p th−êng kh¸c nhau vÒ trÞ sè (tïy theo tû sè ®æi ®iÖn
¸p c¸c phÝa) vµ vÒ gãc pha (theo tæ ®Êu d©y: YN/Y0; YN/d11; Y/d5 vv...).
V× vËy ®Ó c©n b»ng dßng ®iÖn thø cÊp ë c¸c phÝa cña b¶o vÖ so lÖch trong
chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng, ng−êi ta sö dông m¸y biÕn dßng trung gian BIG
nh− h×nh vÏ 2 - 6, cã tæ ®Êu d©y phï hîp víi tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p vµ tû sè
biÕn ®æi ®−îc chän sao cho c¸c dßng ®iÖn ®−a vµo so s¸nh trong r¬le so lÖch cã
trÞ sè gÇn b»ng nhau.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 37
Mét ®Æc ®iÓm kh¸c cña b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p lµ dßng ®iÖn tõ hãa
cña m¸y biÕn ¸p sÏ t¹o nªn dßng ®iÖn kh«ng c©n b»ng ch¹y qua r¬le. TrÞ sè qu¸
®é cña dßng ®iÖn kh«ng c©n b»ng nµy cã thÓ rÊt lín trong chÕ ®é ®ãng m¸y biÕn
¸p kh«ng t¶i hoÆc bÞ c¾t ng¾n m¹ch. V× vËy, ®Ó h·m b¶o vÖ so lÖch cña m¸y biÕn
¸p ng−êi ta sö dông dßng ®iÖn tõ hãa cña biÕn ¸p.
H×nh 2 - 6: C©n b»ng pha vµ trÞ sè dßng ®iÖn thø cÊp trong b¶o vÖ so lÖch
m¸y biÕn ¸p 2 vµ 3 cuén d©y b»ng m¸y biÕn dßng trung gian
Ngoµi ra, tïy theo tæ ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p ®−îc b¶o vÖ cÇn sö dông c¸c
biÖn ph¸p ®Ó lo¹i trõ ¶nh h−ëng cña dßng ®iÖn thø tù kh«ng khi trung ®iÓm cña
cuén d©y m¸y biÕn ¸p nèi ®Êt vµ cã ng¾n m¹ch ch¹m ®©t x¶y ra trong hÖ thèng.
GÇn ®©y, trong c¸c r¬le hiÖn ®¹i ng−êi ta cã thÓ thùc hiÖn viÖc c©n b»ng pha
vµ trÞ sè dßng ®iÖn thø cÊp ë c¸c phÝa cña m¸y biÕn ¸p ngay trong r¬le so lÖch.
Trªn h×nh 2 - 7, tr×nh bµy s¬ ®å nguyªn lý cña b¶o vÖ so lÖch cã h·m dïng
chop m¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y.
H
×n
h
2
- 7
: S
¬
®å
n
gu
yª
n
lý
b
¶o
v
Ö
so
lÖ
ch
c
ã
h·
m
d
ïn
g
ch
o
M
B
A
3
c
ué
n
d©
y
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 38
HM - h·m theo thµnh phÇn hµi bËc 2 trong dßng ®iÖn tõ hãa MBA.
Gi¶ sö phÝa cuén 1 cña m¸y biÕn ¸p nèi víi nguån cung cÊp, phÝa cuén
d©y 2 vµ 3 nèi víi phô t¶i. Khi bá qua dßng ®iÖn kÝch tõ cña m¸y biÕn ¸p, trong
chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng ta cã:
I1 = I2 + I3 (2-5)
Dßng ®iÖn ®i vµo cuén d©y lµm viÖc b»ng:
Ilv = IT1- (IT2 + IT3) (2-6)
C¸c dßng ®iÖn h·m:
Ih1 = IT2 + IT3 (2-7)
Ih2 = IT3 (2-8)
C¸c dßng ®iÖn h·m ®−îc céng víi nhau theo trÞ sè tuyÖt ®èi ®Ó t¹o nªn
hiÖu øng h·m theo quan hÖ:
( ) hT3T2T1h KIIII ++= (2-9)
Trong ®ã: Kh ≤ 0.5 lµ hÖ sè h·m cña b¶o vÖ so lÖch.
Ngoµi ra ®Ó ng¨n ngõa t¸c ®éng sai do ¶nh h−ëng cña dßng ®iÖn tõ hãa khi
®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i vµ khi c¾t ng¾n m¹ch ngoµi, b¶o vÖ cßn ®−îc h·m
b»ng thµnh phÇn hµi bËc 2 trong dßng ®iÖn tõ hãa IHM.
§Ó ®¶m b¶o t¸c ®éng h·m khi cã ng¾n m¹ch ngoµi vïng b¶o vÖ cÇn thùc
hiÖn ®iÒu kiÖn:
lvh II > (2-10)
2.1.2/ Sö dông cÇu ch×.
Víi nh÷ng m¸y biÕn ¸p kh«ng cã m¸y c¾t ®iÖn, ®Ó b¶o vÖ cho m¸y biÕn ¸p
chØ cã thÓ ®Æt cÇu ch×. B¶ng 2 - 2 nªu ra mét sè th«ng sè cña cÇu ch× dïng cho
m¸y biÕn ¸p ë ®iÖn ¸p 11Kv.
B¶ng 2 - 2: Th«ng så cÇu ch× cho m¸y biÕn ¸p 11Kv
C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p CÇu ch×
S (KVA) I (A) Dßng ®iÖn ®Þnh
møc
Thêi gian c¾t (s) ë
c«ng suÊt 3xS
100
200
300
500
1000
5.25
10.5
15.8
26.2
52.5
16
25
36
50
90
3
3
10
20
30
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 39
H×nh 2 - 8: B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn cho
MBA cã ®Æc tÝnh thêi gian 2 cÊp.
• CÊp c¾t nhanh.
Dßng ®iÖn khëi ®éng cña b¶o vÖ:
Ik® = Kat. Ingoµi max (2-11)
Trong ®ã:
Ingoµi max: Lµ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch
ngoµi cùc ®¹i tÝnh ë ®iÓm N1
2.1.3/ Sö dông r¬le qu¸ dßng.
§èi víi m¸y biÕn ¸p cã m¸y c¾t ®iÖn dïng b¶o vÖ qu¸ dßng cã ®Æc tÝnh
thêi gian hai cÊp. Nã ®−îc dïng lµm b¶o vÖ chÝnh cho m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt
bÐ vµ lµm b¶o vÖ dù phßng cho m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt trung b×nh vµ lín ®Ó
chèng ng¾n m¹ch bªn trong vµ bªn ngoµi cho m¸y biÕn ¸p. Víi m¸y biÕn ¸p 2
cuén d©y dïng mét bé b¶o vÖ ®Æt ë phÝa nguån cung cÊp, cßn víi m¸y biÕn ¸p
nhiÒu cuén d©y th−êng mçi phÝa ®Æt mét bé. NÕu
m¸y biÕn ¸p nhiÒu cuén d©y nèi víi nguån tõ nhiÒu
phÝa th× cÇn ®Æt bé phËn ®Þnh h−íng c«ng suÊt ë phÝa
nèi víi nguån cã thêi gian t¸c ®éng bÐ h¬n.
Kat:HÖ sè an toµn lÊy b»ng 1.3-1.4.
§é nh¹y cña b¶o vÖ ®−îc kiÓm tra khi ng¾n m¹ch 2 pha ë chÕ ®é cùc tiÓu,
®iÓm ng¾n m¹ch N2 tháa m·n ®iÒu kiÖn sau:
Knh=
kd
N
I
I min (2-12)
Thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ: tt® = 0.
• CÊp cã thêi gian.
Dßng ®iÖn khëi ®éng.
Ik® = Kat.Ilv max (2-13)
Trong ®ã:
Kat: HÖ sè an toµn lÊy b»ng 1.05 - 1.4, trÞ sè nhá t−¬ng øng cho tÝn hiÖu
qu¸ t¶i, trÞ sè lín t−¬ng øng trong ®iÒu kiÖn hai m¸y lµm viÖc song song, mét
m¸y bÞ c¾t ra.
Ilv max: Lµ dßng ®iÖn cùc ®¹i ®i qua m¸y biÕn ¸p. Trong ®iÒu kiÖn kh«ng
biÕt dßng ®iÖn cùc ®¹i cã thÓ lÊy b»ng I®mBA (I®mBA : dßng ®Þnh møc m¸y biÕn ¸p).
Thêi gian t¸c ®éng cña b¶o vÖ:
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 40
Víi r¬le kü thuËt sè hiÖn nay cã hai lo¹i ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp vµ phô
thuéc, nªn cã thÓ chän mét trong hai ®Æc tÝnh thêi gian phï hîp víi ®iÒu kiÖn
thùc tÕ.
tbv = tmax + t (2 - 14)
Dï chän lo¹i ®Æc tÝnh thêi gian nµo, c«ng thøc tÝnh to¸n còng t−¬ng tù
c«ng thøc 2 - 14. Tuy nhiªn c¸ch chän tmax ë mçi lo¹i ®Æc tÝnh thêi gian cã kh¸c
nhau.
NÕu chän ®Æc tÝnh thêi gian ®éc lËp, tmax ®−îc lÊy b»ng thêi gian lín nhÊt
cña b¶o vÖ tr−íc nã.
NÕu chän ®Æc tÝnh thêi gian phô thuéc, ta ph¶i vÏ ®−êng ®Æc tÝnh thêi gian
phô thuéc cña b¶o vÖ tr−íc nã. Tõ ®ã chän thêi gian lín nhÊt cña b¶o vÖ vµ tÝnh
theo c«ng thøc 2 - 14.
t: CÊp chän läc thêi gian lÊy b»ng 0.3 ÷ 0.5s.
Tr−êng hîp riªng cã thÓ tÝnh ®é ph©n cÊp thêi gian t ®èi víi hai cÇu ch× liÒn
kÒ bëi c«ng thøc:
t = 0.6tcc+ 0.15 (2-15)
Trong ®ã tcc: Thêi gian t¸c ®éng cña cÇu ch× t¹i ®iÓm xÐt ph©n cÊp.
Cßn ®é ph©n cÊp thêi gian gi÷a cÇu ch× víi r¬le:
t = 0.4tcc+ 0.15 (2-16)
§é nh¹y cña b¶o vÖ ®−îc kiÓm tra bëi dßng ng¾n m¹ch cùc tiÓu t¹i ®iÓm
N1.
Knh =
kd
N
I
I min (2-17)
2.1.4/ B¶o vÖ kho¶ng c¸ch
§èi víi nh÷ng m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt lín (>100 MVA), ng−êi ta sö
th−êng dïng b¶o vÖ kho¶ng c¸ch ®Ó lµm b¶o vÖ dù phßng thay cho b¶o vÖ qu¸
dßng ®iÖn.
Trªn h×nh 2 - 9, tr×nh bµy nguyªn lý sö dông b¶o vÖ kho¶ng c¸ch ®Ó b¶o vÖ
cho m¸y biÖn ¸p (hoÆc m¸y biÕn ¸p tù ngÉu) hai cuén d©y. B¶o vÖ kho¶ng c¸ch
®−îc ®Æt c¶ 2 phÝa cña m¸y biÕn ¸p víi 3 vïng t¸c ®éng phÝa tr−íc (h−íng thuËn)
vµ mét vïng t¸c ®éng phÝa sau (h−íng nghÞch).
B¶o vÖ kho¶ng c¸ch ë 2 phÝa cña m¸y biÕn ¸p lµm nhiÖm vô dù phßng cho
b¶o vÖ so lÖch MBA vµ cho b¶o vÖ chÝnh ®Æt ë thanh gãp vµ c¸c ®−êng d©y l©n
cËn víi m¸y biÕn ¸p.
Tæng trë khëi ®éng vµ thêi gian lµm viÖc cña c¸c vïng ®−îc chän nh− sau:
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 41
Vïng thø nhÊt:
( ) ⎪⎭
⎪⎬
⎫
÷=
=
s 0.50.4t
X 0.7Z
1
Bkd
(2-18)
Trong ®ã: XB lµ ®iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p.
Vïng thø hai:
⎪⎭
⎪⎬
⎫
Δ+=
=
tt
X 1.3Z
II
B
II
k
I
d
t
(2-19)
Vïng thø 3 ®−îc phèi hîp víi vïng thø 2 cña c¸c b¶o vÖ kho¶ng c¸ch
RZD1 vµ RZD2 ®Æt ë c¸c ®−êng d©y D1 vµ D2 l©n cËn víi m¸y biÕn ¸p.
H×nh 2 - 9: S¬ ®å nguyªn lý vµ ®Æc tÝnh thêi gian cña b¶o vÖ kho¶ng c¸ch
®Æt ë MBA 2 cuén d©y hoÆc MBA tù ngÉu
2.1.5/ B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt
S¬ ®å b¶o vÖ chãng ch¹m ®Êt ®¬n gi¶n nhÊt ®Æt ë m¸y biÕn ¸p cã trung
®iÓm nèi ®Êt tr×nh bµy trªn h×nh 2-10,a. S¬ ®å dïng mét m¸y biÕn dßng ®Æt trªn
d©y trung tÝnh cña m¸y biÕn ¸p vµ mét r¬le qu¸ dßng víi dßng ®iÖn khëi ®éng:
Ik® = (0.2 ÷ 0.4) I®m (2-20)
Trong ®ã: I®m lµ dßng ®Þnh møc m¸y biÕn ¸p.
Thêi gian lµm viÖc chän theo nguyªn t¾c bËc thang phèi hîp víi thêi gian
cña b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt ®Æt ë c¸c phÇn tö l©n cËn.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 42
H×nh 2 - 10: B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt (a) vµ ch¹m vá (b) m¸y biÕn ¸p
B¶o vÖ qu¸ dßng víi trÞ sè khëi ®éng chän theo (2-20) ®¶m b¶o lo¹i trõ
®−îc tÊt c¶ c¸c tr−êng hîp ch¹m ®Êt x¶y ra trong cu«n d©y nèi h×nh sao cña m¸y
biÕn ¸p vµ vïng l©n cËn cña l−íi ®iÖn nèi víi cuén d©y nµy.
S¬ ®å (h×nh 2 - 10,a) còng cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó b¶o vÖ chèng ch¹m vá
(thïng) m¸y biÕn ¸p. Trong tr−êng hîp nµy thïng m¸y biÕn ¸p ®−îc c¸ch ®iÖn
víi ®Êt vµ m¸y biÕn dßng ®−îc ®Æt trªn d©y nèi gi÷a thïng víi ®Êt (h×nh 2 -
10,b). B×nh th−êng khi kh«ng cã ch¹m vá (thïng) dßng ®iÖn ®i qua biÕn dßng
b»ng kh«ng nªn cã thÓ chØnh ®Þnh dßng khëi ®éng cña b¶o vÖ víi trÞ sè kh¸ bÐ vµ
b¶o vÖ cã ®é nh¹y cao.
H×nh 2 - 11:B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt cã giíi h¹n dïng cho MBA 2 cuén d©y
(a) vµ MBA tù ngÉu (b)
Víi c¸c m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt lín, ®Õ b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt trong
cuén d©y nèi h×nh sao cña m¸y biÕn ¸p, ng−êi ta dïng s¬ ®å b¶o vÖ chèng ch¹m
®Êt cã giíi h¹n. Thùc chÊt ®©y lµ lo¹i b¶o vÖ so lÖch dßng ®iÖn thø tù kh«ng cã
miÒn b¶o vÖ ®−îc giíi h¹n gi÷a m¸y biÕn dßng ®Æt ë d©y trung tÝnh cña m¸y biÕn
¸p vµ tæ m¸y biÕn dßng nèi theo bé läc dßng ®iÖn thø tù kh«ng ®Æt ë phÝa ®Çu ra
cña cuén d©y nèi h×nh sao cña m¸y biÕn ¸p (H×nh 2 - 11,a). R¬le so lÖch tæng trë
cao ®−îc m¾c song song víi ®iÖn trë R cã trÞ sè kh¸ lín.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 43
Trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng vµ ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt ngoµi vïng
b¶o vÖ (®iÓm N1) ta cã:
0I3IΔI §00 =−= (2-21)
Trong ®ã: I0 - dßng ®iÖn thø tù kh«ng ch¹y trong cuén d©y MBA
I§ - dßng ®iÖn ch¹y qua cuén d©y trung tÝnh MBA.
NÕu bá qua sai sè cña m¸y biÕn dßng, ta cã dßng ®iÖn thø cÊp ch¹y qua
®iÖn trë R b»ng 0 vµ ®iÖn ¸p ®Æt trªn r¬le so lÖch còng b»ng 0.
Khi ng¾n m¹ch trong vïng b¶o vÖ (®iÓm N2) toµn bé dßng ch¹m ®Êt sÏ
ch¹y qua ®iÖn trë R t¹o nªn ®iÖn ¸p ®Æt trªn r¬le so lÖch rÊt lín, r¬le sÏ t¸c ®éng.
§Ó b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt cho c¶ cuén d©y nèi tam gi¸c cña m¸y biÕn ¸p,
ng−êi ta cã thÓ ®Æt thªm m¸y biÕn ¸p t¹o trung ®iÓm nèi ®Êt ë ®Çu ra cuén tam
gi¸c vµ mét bé b¶o vÖ thø 2 t−¬ng tù.
Nguyªn lý so lÖch dßng ®iÖn thø tù kh«ng còng cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó
b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt cho c¸c m¸y biÕn ¸p tù ngÉu (h×nh 2 - 11,b)
2. 2/ B¶o vÖ qu¸ t¶i.
Qu¸ t¶i lµm t¨ng nhiÖt ®é cña m¸y biÕn ¸p. NÕu møc qu¸ t¶i cao vµ kÐo
dµi, m¸y biÕn ¸p bÞ t¨ng nhiÖt ®é qu¸ møc cho phÐp, tuæi thä cña m¸y biÕn ¸p bÞ
suy gi¶m nhanh chãng. §Ó b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i ë c¸c m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt
bÐ cã thÓ sö dông lo¹i b¶o vÖ chèng qu¸ dßng th«ng th−êng tuy nhiªn r¬le qu¸
dßng kh«ng thÓ ph¶n ¸nh ®−îc chÕ ®é mang t¶i cña m¸y biÕn ¸p tr−íc khi x¶y ra
qu¸ t¶i.
V× vËy, víi m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt lín ng−êi ta sö dông nguyªn lý h×nh
¶nh nhiÖt ®Ó thùc hiÖn b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i. B¶o vÖ nµy ph¶n ¸nh møc ®é t¨ng nhiÖt
ë nh÷ng ®iÓm kiÓm tra kh¸c nhau trong m¸y biÕn ¸p vµ tïy theo møc t¨ng nhiÖt ®é
mµ cã nhiÒu cÊp t¸c ®éng kh¸c nhau nh− c¶nh b¸o, khëi ®éng c¸c møc lµm m¸t
b»ng tèc ®é tuÇn hoµn cña kh«ng khÝ hoÆc dÇu , gi¶m t¶i m¸y biÕn ¸p vv…
NÕu c¸c cÊp t¸c ®éng nµy kh«ng mang l¹i hiÖu qu¶ vµ nhiÖt ®é cña m¸y
biÕn ¸p vÉn v−ît qu¸ møc cho phÐp vµ kÐo dµi qu¸ thêi gian quy ®Þnh th× m¸y
biÕn ¸p bÞ c¾t ra khái hÖ thèng.
C¸c ph−¬ng ph¸p b¶o vÖ qu¸ t¶i:
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 44
2.2.1/ B¶o vÖ b»ng r¬le h¬i.
TÊt c¶ nh÷ng h− háng trong thïng dÇu m¸y biÕn ¸p mµ m¸y biÕn ¸p ®ã
®−îc c¸ch ®iÖn b»ng dÇu ®Òu lµm cho dÇu bèc h¬i vµ chuyÓn ®éng. C¸c m¸y
biÕn ¸p dÇu cã c«ng suÊt tõ 500 KVA ®Õn 5 MVA th−êng ®−îc b¶o vÖ b»ng r¬le
khÝ cã mét cÊp t¸c ®éng hoÆc 2 cÊp t¸c ®éng cho m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt lín
h¬n 5MVA.
R¬le h¬i ®−îc l¾p trªn ®o¹n èng liªn th«ng tõ thïng dÇu ®Õn b×nh d·n dÇu
theo mét ®Çu nhÊt ®Þnh cña ®Çu mòi tªn trªn r¬le h¬i ph¶i chØ vÒ phÝa thïng gi·n
në dÇu (cïng víi chiÒu dßng ch¶y cña dÇu tõ thïng chÝnh qua r¬le h¬i ®Õn thïng
gi·n në dÇu khi cã sù cè trong m¸y biÕn ¸p). §o¹n èng liªn th«ng dÇu cã ®é
nghiªng nhÊt ®Þnh so víi mÆt ph¼ng ngang kho¶ng tõ 1-100 . §o¹n èng liªn
th«ng kh«ng ®−îc cã gãc, phÇn cong cña èng cã b¸n kÝnh cµng lín cµng tèt.
H×nh 2 - 12: VÞ trÝ l¾p r¬le h¬i vµ r¬le møc dÇu cña m¸y biÕn ¸p.
R¬le h¬i hai phao t¸c ®éng:
• Mét phao trªn (phao 1) cã h×nh cÇu rçng, nhÑ cã thÓ tù n©ng h¹ theo møc
dÇu, trong phao cã chøa mét tiÕp ®iÓm thñy ng©n ®−îc nèi ra hép nèi d©y
t¹i mÆt trªn r¬le. Khi cã sù cè nhÑ hoÆc qu¸ t¶i, h¬i sinh ra tËp trung ë
phÝa trªn, ®Èy phao 1 vÒ vÞ trÝ n»m ngang lµm ®ãng tiÕp ®iÓm thñy ng©n.
TiÕp ®iÓm nµy ®−îc nèi vµo m¹ch ®iÖn b¸o hiÖu sù cè cña m¸y biÕn ¸p.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 45
• Mét phao d−íi (phao 2) cã cÊu t¹o t−¬ng tù nh− phao 1vµ ®ù¬c liªn kÕt víi
mét c¸nh chÆn. C¸nh chÆn lµ mét tÊm kim lo¹i máng ®−îc treo t¹i vÞ trÝ
phÝa lç mÆt bÝch cña r¬le h¬i phÝa nèi vµo thïng dÇu chÝnh m¸y biÕn ¸p.
Do ®−îc treo ®Ó bÒ mÆt kim lo¹i th¼ng gãc víi h−íng dßng ch¶y cña dÇu
nªn c¸nh chÆn t¸c ®éng theo l−u l−îng dßng ch¶y cña dÇu. C¸nh chÆn cã
thÓ ®iÒu chØnh theo ba trÞ sè l−u l−îng dÇu lµ: 65, 100 vµ 150 cm/s (r¬le
th−êng ®−îc nhµ chÕ t¹o ®Æt s½n trÞ sè 100cm/s). Khi m¸y biÕn ¸p vËn
hµnh b×nh th−êng, dÇu chuyÓn ®éng do gi·n në theo nhiÖt ®é kh«ng ®ñ ®Ó
t¸c ®éng c¸nh chÆn. Khi cã sù cè bªn trong m¸y biÕn ¸p, luång dÇu vµ h¬i
sinh ra phôt m¹nh tõ thïng dÇu chÝnh qua r¬le h¬i ®Õn thïng gi·n në. L−u
l−îng dÇu lín h¬n trÞ sè ®· ®iÒu chØnh s½n sÏ ®Èy cho c¸nh chÆn quay, lµm
cho phao 2 ch×m xuèng, ®ãng tiÕp ®iÓm thñy ng©n , c¾t m¸y c¾t.
H×nh 2 - 13: Nguyªn lý cÊu t¹o r¬le h¬i.
Dùa vµo thµnh phÇn vµ khèi l−îng h¬i sinh ra ng−êi ta cã thÓ x¸c ®Þnh
®−îc tÝnh chÊt vµ møc ®é sù cè. Do ®ã trªn r¬le h¬i cßn cã thªm van ®Ó lÊy hçn
hîp khÝ sinh ra nh»m phôc vô cho viÖc ph©n tÝch sù cè.
2.2.2/ Sö dông r¬le nhiÖt ®é dÇu.
§Ó b¶o vÖ qu¸ t¶i ng−êi ta sö dông r¬le nhiÖt ®é dÇu, nã bao gåm c¸c tiÕp
®iÓm th−êng ®ãng, th−êng më, l¾p bªn trong mét nhiÖt kÕ cã kim chØ thÞ nhiÖt.
NhiÖt kÕ gåm cã c¬ cÊu chØ thÞ quay ®Ó ghi sè ®o, mét bé phËn c¶m biÕn nhiÖt,
mét èng mao dÉn nèi bé phËn c¶m biÕn nhiÖt víi c¬ cÊu chØ thÞ. Bªn trong èng
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 46
mao dÉn lµ chÊt láng (dung dÞch h÷u c¬) ®−îc nÐn l¹i. Sù co d·n cña chÊt láng
(trong èng mao) thay ®æi theo nhiÖt ®é mµ bé phËn c¶m biÕn nhiÖt nhËn ®−îc, sÏ
t¸c ®éng c¬ cÊu chØ thÞ vµ c¸c tiÕp ®iÓm. C¸c tiÕp ®iÓm sÏ thay ®æi tr¹ng th¸i
“më” thµnh “®ãng”, “®ãng” thµnh “më” khi nhiÖt ®é cao h¬n trÞ sè ®Æt tr−íc. Bé
phËn c¶m biÕn nhiÖt ®−îc l¾p trong mét lç trô bäc kÝn, ë phÝa trªn n¾p m¸y biÕn
¸p, bao quanh lç trô lµ dÇu, ®Ó ®o nhiÖt ®é líp dÇu trªn cïng cña m¸y biÕn ¸p.
Th−êng dïng nhiÖt kÕ cã 2 hoÆc 4 vÝt ®iÒu chØnh nhiÖt ®é ®Ó cã thÓ ®Æt s½n 2
hoÆc 4 trÞ sè t¸c ®éng cho 2 hoÆc 4 bé tiÕp ®iÓm riªng rÏ l¾p trong nhiÖt kÕ. Khi
nhiÖt ®é cao h¬n trÞ sè ®Æt cÊp 1, r¬le sÏ ®ãng tiÕp ®iÓm cÊp 1 ®Ó b¸o hiÖu sù cè
“nhiÖt ®é dÇu cao” cña m¸y biÕn ¸p. Khi nhiÖt ®é tiÕp tôc cao h¬n trÞ sè ®Æt cÊp
2, r¬le sÏ ®ãng thªm tiÕp ®iÓm cÊp 2 ®Ó tù ®éng c¾t m¸y c¾t, ®ång thêi còng cã
m¹ch b¸o hiÖu sù cè “c¾t do nhiÖt ®é dÇu cao”.
2.2.3/ Sö dông r¬le nhiÖt ®é cuén d©y.
R¬le nhiÖt ®é cuén d©y gåm 4 bé tiÕp ®iÓm (mçi bé cã mét tiÕp ®iÓm
th−êng më , mét tiÕp ®iÓm th−êng ®ãng víi cùc chung) l¾p bªn trong mét nhiÖt
kÕ cã kim chØ thÞ. NhiÖt kÕ gåm cã: c¬ cÊu chØ thÞ quay ®Ó ghi sè ®o, mét bé
phËn c¶m biÕn nhiÖt c¬ cÊu chØ thÞ. Bªn trong èng mao dÉn lµ chÊt láng ®−îc nÐn
l¹i. Sù co gi·n cña chÊt láng trong èng mao dÉn thay ®æi theo nhiÖt ®é mµ bé
c¶m biÕn nhËn ®−îc, t¸c ®éng c¬ cÊu chØ thÞ vµ 4 bé tiÕp ®iÓm. T¸c ®éng lªn c¬
cÊu thÞ vµ c¸c tiÕp ®iÓm, cßn cã mét ®iÖn trë nung. Cuén d©y thø cÊp cña mét
biÕn dßng ®iÖn ®Æt tai ch©n sø m¸y biÕn ¸p ®−îc nèi víi ®iÖn trë nung. Nèi song
song víi ®iÖn trë nung lµ mét biÕn trë ®Ó hiÖu chØnh. T¸c dông cña ®iÖn nung
(tïy theo dßng ®iÖn qua cuén d©y m¸y biÕn ¸p) vµ t¸c dông cña bé c¶m biÕn
nhiÖt lªn c¬ cÊu ®o l−êng cïng c¸c bé tiÕp ®iÓm sÏ t−¬ng øng víi nhiÖt ®é ®iÓm
nãng: nhiÖt ®é cña cuén d©y.
Cã 4 vÝt ®iÒu chØnh nhiÖt ®é ®Ó ®Æt trÞ sè t¸c ®éng cho 4 bé tiÕp ®iÓm. Tïy
theo thiÕt kÕ, c¸c tiÕp ®iÓm r¬le nhiÖt ®é cã thÓ ®−îc nèi vµo c¸c m¹ch: b¸o hiÖu
sù cè “nhiÖt ®é cuén d©y cao” m¹ch tù ®éng më m¸y c¾t ®Ó c« lËp m¸y biÕn ¸p,
m¹ch tù ®éng khëi ®éng vµ ngõng c¸c qu¹t lµm m¸t m¸y biÕn ¸p.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 47
2.2.4/ Sö dông r¬le møc dÇu.
R¬le møc dÇu gåm hai bé tiÕp ®iÓm l¾p bªn trong thiÕt bÞ chØ thÞ møc dÇu.
§èi víi m¸y biÕn ¸p cã bé ®æi nÊc ®iÖn ¸p cã t¶i, thïng d·n në dÇu ®−îc chia
lµm hai ng¨n.
Ng¨n cã thÓ tÝch lín, ®−îc nèi èng liªn dÇu th«ng qua r¬le h¬i ®Õn thïng
chÝnh m¸y biÕn ¸p (®Ó cã thÓ tÝch gi·n në dÇu cho m¸y biÕn ¸p).
Ng¨n cã thÓ tÝch nhá, sÏ ®−îc nèi èng liªn dÇu ®Õn thïng chøa bé ®æi nÊc
cã t¶i.
Thïng chÝnh m¸y biÕn ¸p vµ thïng bé ®æi nÊc ®−îc thiÕt kÕ riªng rÏ,
kh«ng cã liªn th«ng dÇu víi nhau. V× vËy, cã hai thiÕt bÞ chØ thÞ møc dÇu m¸y
biÕn ¸p vµ thiÕt bÞ chØ thÞ møc dÇu bé ®æi nÊc cã t¶i.
Xem h×nh vÏ vÞ trÝ l¾p r¬le møc dÇu t¹i m¸y biÕn ¸p sau:
H×nh 2 - 14: VÞ trÝ l¾p r¬le møc dÇu t¹i m¸y biÕn ¸p
CÊu t¹o cña thiÕt bÞ chØ thÞ møc dÇu gåm hai phÇn: bé phËn ®iÒu khiÓn vµ
bé chØ thÞ. Bé phËn ®iÒu khiÓn cã mét phao (3), thanh quay (8), trôc quay (9), cã
l¾p nam ch©m vÜnh cöu (4). Bé ®iÒu khiÓn l¾p trªn vá m¸y (®Çu thïng gi·n në)
cã vßng ®Öm. Bé phËn chØ thÞ gåm kim chØ thÞ (6) l¾p trªn trôc mang mét nam
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 48
ch©m vÜnh cöu (5). Bé phËn chØ thÞ ®−îc lµm b»ng nh«m ®Ó tr¸nh ¶nh h−ëng cña
tõ tr−êng nam ch©m.
H×nh 2 - 15: CÊu t¹o cña thiÕt bÞ chØ thÞ møc dÇu
HiÖn nay còng kh«ng cã nh÷ng tiªu chuÈn thèng nhÊt ®Ó lùa chän ph−¬ng
thøc b¶o vÖ cho m¸y bÕn ¸p. Sau ®©y chØ nªu ra mét sè vÝ dô th−êng gÆp trong
thùc tÕ. Trªn h×nh 2-13 tr×nh bµy s¬ ®å ph−¬ng thøc b¶o vÖ b¶o vÖ ®èi víi m¸y
biÕn ¸p 2 cuén d©y c«ng suÊt bÐ (®Õn vµi chôc MVA), ®Ó chèng ng¾n m¹ch gi÷a
c¸c pha vµ sù cè trong thïng dÇu ng−êi ta dông b¶o vÖ so lÖch cã h·m (1) vµ r¬le
khÝ (2) lµm b¶o vÖ chÝnh. B¶o vÖ qu¸ dßng ®iÖn cã thêi gian (3) ®−îc sö dông
lµm b¶o vÖ dù phßng. §Ó chèng qu¸ t¶i vµ nhiÖt ®é dÇu t¨ng cao ng−êi ta sö
dông b¶o vÖ qu¸ dßng (4) vµ b¶o vÖ ph¶n øng theo nhiÖt ®é (5).
H×nh 2 - 16: Ph−¬ng thøc b¶o vÖ MBA 2 cuén d©y c«ng suÊt bÐ
(®Õn vµi chôc MVA)
§èi víi m¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y c«ng suÊt lín ng−êi ta sö dông b¶o vÖ so
lÖch cã h·m (1), b¶o vÖ so lÖch dßng thø tù kh«ng (2), r¬le khÝ (3) vµ (4), lµm
b¶o vÖ chÝnh, b¶o vÖ kho¶ng c¸ch (5), (6) vµ b¶o vÖ qu¸ dßng cã thêi gian (7)
lµm b¶o vÖ dù phßng.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 49
H×nh 2 - 17: Ph−¬ng thøc b¶o vÖ MBA 3 cuén d©y c«ng suÊt lín
§Ó b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i dïng b¶o vÖ dù phßng (8), (9), (10), ®Æt riªng cho
c¸c phÝa vµ b¶o vÖ ph¶n øng theo nhiÖt ®é dÇu (11).
H×nh 2 - 18: Ph−¬ng thøc b¶o vÖ MBA tù ngÉu
Trªn h×nh 2 - 18 tr×nh bµy ph−¬ng thøc b¶o vÖ cho m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã
c«ng suÊt lín. C¸c lo¹i b¶o vÖ vµ chøc n¨ng tõng lo¹i còng t−¬ng tù nh− h×nh 2-
17 ®èi víi m¸y biÕn ¸p 3 cu«n d©y. Riªng b¶o vÖ so lÖch th−êng ng−êi ta sö
dông lo¹i r¬le so lÖch tæng trë cao.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 50
Ch−¬ng 3
Nguyªn lý ho¹t ®éng cña r¬le so lÖch sè 7ut51*
1/ C¸c th«ng sè kü thuËt
• M¹ch ®o l−êng:
- Dßng ®iÖn ®Þnh møc ®Çu vµo r¬le: 1A hoÆc 5A
- TÇn sè ®Þnh møc: 50 ÷ 60 Hz hoÆc 162/3 Hz
- C«ng suÊt tiªu thô:
ë I®m = 1A - c«ng suÊt tiªu thô kho¶ng 0.1 VA/ pha
ë I®m = 5A - c«ng suÊt tiªu thô kho¶ng 0.4 VA/ pha
Sö dông ®Ó ph¸t hiÖn dßng ch¹m vá ®é nh¹y cao víi dßng ®iÖn I = 1A
c«ng suÊt tiªu thô kho¶ng 0.2 VA.
- Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i dßng:
TÜnh (gi¸ trÞ hiÖu dông) 100I®m trong kho¶ng t ≤ 1s
10I®m trong kho¶ng t ≤ 10s
§éng (dßng xung kÝch) 250I®m trong thêi gian t=0.5 chu kú
- Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cña chøc n¨ng ph¸t hiÖn dßng ch¹m vá
300A trong thêi gian t ≤ 1s
100A trong thêi gian t ≤ 1s
15A trong thêi gian liªn tôc
• §iÖn ¸p nguån nu«i mét chiÒu:
Nguån nu«i mét chiÒu ®−îc cÊp qua 1 bé chuyÓn ®æi DC/DC
§iÖn ¸p ®Þnh møc 24/48 V 60/110/125 V 220/250 V
Sai lÖch cho phÐp 19 ÷ 56 V 19 ÷ 56 V 19 ÷ 56 V
• C«ng suÊt tiªu thô:
ChÕ ®é tÜnh
ChÕ ®é ®éng
• Thêi gian kh¾c phôc sù cè khi cã sù cè hoÆc ng¾n m¹ch nguån nu«i:
t ≥ 50 ms ë U®m ≥ 110 V (mét chiÒu)
7UT512 7UT513
Kho¶ng 10 W
Kho¶ng 14 W
Kho¶ng 13 W
Kho¶ng 22 W
7UT512 7UT513
2 5
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 51
• C¸c tiÕp ®iÓm ®ãng c¾t:
- Sè r¬le c¾t
- Sè tiÕp ®iÓm/r¬le
2 (th−êng më)
- C«ng suÊt:
§ãng 1000 W/VA
C¾t 30 W/VA
- §iÖn ¸p ®ãng c¾t 250 V
- Dßng cho phÐp qua tiÕp ®iÓm
5A liªn tôc
30 A trong thêi gian t = 0.5s
• C¸c tiÕp ®iÓm tÝn hiÖu:
- Sè r¬le tÝn hiÖu/c¶nh b¸o
- Sè tiÕp ®iÓm/r¬le
1 th−êng ®ãng vµ 1 th−êng më
- C«ng suÊt ®ãng më 20 W/VA
- §iÖn ¸p ®ãng më 250V
- Dßng ®iÖn cho phÐp 1A
• §Çu vµo nhÞ ph©n:
- Sè ®Çu vµo nhÞ ph©n
- §iÖn ¸p lµm viÖc
24 ÷ 250 V (mét chiÒu)
- Dßng ®iÖn tiªu thô xÊp xØ 2.5 A, kh«ng phô thuéc vµo ®iÖn ¸p lµm viÖc
• C¸c giao tiÕp nèi tiÕp:
- Giao tiÕp vËn hµnh kh«ng c¸ch ly
+ Gi¾c nèi Gi¾c 25 ch©n cho kÕt nèi víi
m¸y tÝnh c¸ nh©n ë mÆt tr−íc
+ Tèc ®é truyÒn tin
9600 Band
min: 1200 Band
max: 19200 Band
- Giao víi trung t©m c¸ch ly
+ Gi¾c nèi Gi¾c 25 ch©n cho kÕt nèi víi m¸y
tÝnh c¸ nh©n ë mÆt tr−íc
+ Tèc ®é truyÒn tin 9600 Band
7UT512 7UT513
5 (4 cã thÓ chän) 11 (10 cã thÓ chän)
7UT512 7UT513
2 2
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 52
min: 1200 Band
max: 19200 Band
+ KÕt nèi trùc tiÕp L¾p ®Æt ngang modun kÕt nèi 4 cùc
L¾p ®Æt bÒ mÆt 4 hµng kÑp ®Çu ra,
2 cÆp lâi ®¬n vµ bäc kim lo¹i
L1YCY_CY2 x 2 x 0.25 mm2
+ C¸p nèi quang Gi¾c tÝch hîp F-SMA
L¾p ®Æt b»ng: ë phÝa sau cña vá
L¾p ®Æt bÒ mÆt: ë phÝa ®¸y cña vá
- ChiÒu dµi sãng quang 820 mm
- HÖ sè suy gi¶m cho phÐp 8 dB
- Kho¶ng c¸ch truyÒn tin 1.5 Km
2/ CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña r¬le 7UT51*
R¬le sè lÖch sè 7UT51 ®−îc trang bÞ mét bé vi xö lý m¹ch 16 bit. Nã trî
gióp cho qu¸ tr×nh xö lý sè hoµn toµn cho tÊt c¶ c¸c chøc n¨ng tõ viÖc c¸c sè liÖu
thu nhËn c¸c th«ng sè ®o ®−îc ®Òu ®−a ra c¸c tÝn hiÖu c¾t cho c¸c MC.
H×nh 3 - 1 Lµ cÊu tróc phÇn cøng cña r¬le sè lÖch 7UT51 cho MBA cuén d©y
ë ®©y: ME lµ khèi tiÕp nhËn gi¸ trÞ ®Çu vµo. Nã chuyÓn tÝn hiÖu dßng ®iÖn
tõ c¸c BI sang c¸c dßng phï hîp víi thiÕt bÞ cã thÓ xö lý. Bªn c¹nh viÖc c¸ch ly
vÒ ®iÖn b»ng c¸c biÕn dßng ®Çu vµo, c¸c bé läc còng ®−îc ®Æt ®Ó ®iÒu khiÓn. C¸c
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 53
gi¸ trÞ t−¬ng tù thÝch hîp, khi ®ã ®−îc ®−a sang phÇn tiÕp nhËn c¸c gi¸ trÞ vµo
t−¬ng tù AE.
ViÖc ®iÒu chØnh cho phï hîp víi MBA cã c«ng suÊt vµ tæ nèi d©y kh¸c
nhau vµ c¸c tØ sè biÕn dßng kh¸c ®−îc thùc hiÖn b»ng to¸n häc hoµn toµn.
Th−êng th−êng kh«ng ®ßi hái biÕn dßng trung gian.
• Khèi AE lµm nhiÖm vô: KhÕch ®¹i, lÊy mÉu, vµ l−u gi÷ c¸c ®¹i l−îng ®Çu
vµo, chuyÓn ®æi tÝn hiÖu t−¬ng tù sang tÝn hiÖu sè vµ ®−a tíi khèi xö lý.
• Khèi xö lý: Bªn c¹nh viÖc gi¸m s¸t gi¸ trÞ ®o, nã cÇn thùc hiÖn c¸c chøc
n¨ng sau:
- Xö lý c¸c ®¹i l−îng sao cho phï hîp víi tæ nèi d©y cña MBA, phï hîp
víi tû sè biÕn ®æi cña MBA ®−îc b¶o vÖ vµ c¸c biÕn dßng.
- TÝnh to¸n c¸c gi¸ trÞ ®o nh− thµnh phÇn dßng ®iÖn so lÖch vµ dßng ®iÖn
lÊy mÉu.
- Ph©n tÝch tÇn sè c¸c ®¹i l−îng ®o.
- T×nh to¸n c¸c gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng ®iÖn phôc vô cho b¶o vÖ qu¸ t¶i
vµ kiÓm tra ®é t¨ng nhiÖt cña cuén d©y.
- KiÓm so¸t c¸c gi¸ trÞ giíi h¹n vµ thø tù thêi gian.
- §−a ra c¸c lÖnh c¾t.
- L−u gi÷ vµ ®−a ra c¸c th«ng sè sù cè phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n vµ ph©n
tÝch sù cè.
C¸c ®Çu vµo nhÞ ph©n ®Õn vµ ®i tõ bé vi xö lý qua c¸c kªnh vµo vµ ra. Tõ
c¸c kªnh nµy bé vi xö lý nhËn th«ng tin tõ c¸c bé chuyÓn m¹ch (gi¶i trõ tõ xa)
hoÆc tõ c¸c thiÕt bÞ kh¸c (nh− tÝn hiÖu khãa). C¸c ®Çu ra th«ng th−êng bao gåm
c¸c lÖnh c¾t cho MC, tÝn hiÖu biÓu thÞ cho c¸c sù kiÖn vµ tr¹ng th¸i quan träng
®−îc hiÓu thÞ th«ng qua c¸c ®Ìn LED vµ chØ sè ë mµn hiÓn thÞ tr−íc r¬le.
R¬le còng ®−îc trang bÞ mét bµn phÝm tÝch hîp ®−îc kÕt nèi víi mµn hiÓn
thÞ tinh thÓ láng. TÊt c¶ c¸c sè liÖu vËn hµnh nh−: c¸c gi¸ trÞ ®Æt, th«ng sè thiÕt bÞ
vv…®−îc ®−a vµo th«ng qua bµn phÝm nµy. Tõ bµn phÝm, cã thÓ ®−îc gäi ra c¸c
th«ng sè cÇn thiÕt cho viÖc ®¸nh gi¸ sù cè khi cã sù cè x¶y ra.
ViÖc giao tiÕp víi r¬le cã thÓ ®−îc thùc hiÖn th«ng qua cæng nèi tiÕp ë
mÆt tr−íc r¬le b»ng b¶ng vËn hµnh hoÆc b»ng m¸y tÝnh c¸ nh©n PC.
C¸c khèi chøc n¨ng cña r¬le ®−îc cung cÊp bëi nguån ®iÖn ¸p 1 chiÒu
24V cho c¸c r¬le ®Çu ra, ± 15V cho ®Çu vµo t−¬ng tù, trong khi bé vi xö lý vµ
c¸c thiÕt bÞ trong chuyÓn cña nã dïng nguån 5V.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 54
3/ Nguyªn lý cña b¶o vÖ so lÖch m¸y biÕn ¸p
3.1/ Nguyªn lý ®o
B¶o vÖ so lÖch dùa trªn nguyªn t¾c so s¸nh dßng ®iÖn gi÷a hai ®Çu cña
mét phÇn tö b¶o vÖ cã s¬ ®å nh− h×nh vÏ.
H×nh 3 - 2: Nguyªn lý c¬ b¶n cña b¶o vÖ so lÖch.
Theo s¬ ®å trªn th× dßng ®iÖn qua r¬le (87) b»ng IR=i1 - i2
Dßng IR: Gäi lµ dßng so lÖch nã b»ng hiÖu sè dßng ®iÖn thø cÊp ë hai ®Çu
cña cïng mét phÇn tö ®−îc b¶o vÖ.
Trong ®iÒu kiÖn b×nh th−êng còng nh− ng¾n m¹ch ngoµi (®iÓm N2) kh«ng
cã dßng ch¶y qua (87) tøc IR = 0.
Cßn khi x¶y ra ng¾n m¹ch trong vïng b¶o vÖ (vïng b¶o vÖ lµ vïng n»m
gi÷a c¸c m¸y biÕn dßng cña s¬ ®å b¶o vÖ so lÖch) ®iÓm N1, khi ®ã dßng i2 ®æi
chiÒu, lóc nµy dßng tæng qua r¬le lµ: IR = i1+i2. (3-1)
NÕu dßng ®iÖn nµy ®ñ lín th× r¬le sÏ t¸c ®éng lo¹i bá sù cè.
3.2/ Lµm phï hîp c¸c gi¸ trÞ ®o ®−îc.
Trong m¸y biÕn ¸p th«ng th−êng c¸c dßng thø cÊp cña c¸c BI kh«ng b»ng
nhau khi cã dßng ch¶y qua m¸y biÕn ¸p, nã phô thuéc vµo tØ sè biÕn ®æi, tæ nèi
d©y cña m¸y biÕn ¸p vµ dßng ®Þnh møc cña c¸c biÕn dßng ë hai ®Çu m¸y biÕn ¸p.
V× vËy cÇn ph¶i lµm phï hîp c¸c gi¸ trÞ dßng ®iÖn nµy ®Ó cã thÓ so s¸nh ®−îc.
ViÖc ®iÒu chØnh cho phï hîp víi c¸c m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt vµ tæ ®Êu
d©y kh¸c nhau, tØ sè biÕn dßng kh¸c nhau (cho b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p) ®−îc thùc
hiÖn b»ng to¸n häc hoµn toµn, th«ng th−êng nã kh«ng ®ßi hái biÕn dßng trung
gian.
C¸c dßng ®−a vµo ®−îc chuyÓn ®æi theo dßng ®Þnh møc cña MBA. §iÒu
nµy cã ®−îc b»ng c¸ch ®−a c¸c th«ng sè ®Þnh møc cña MBA vµo trong r¬le nh−:
c«ng suÊt ®Þnh møc, ®iÖn ¸p ®Þnh møc, dßng ®iÖn ®Þnh møc cña biÕn dßng.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 55
V× tæ ®Êu d©y ®· ®−îc vµo nªn r¬le cã kh¶ n¨ng so s¸nh theo dßng víi
c«ng thøc cè ®Þnh.
ViÖc chuyÓn ®æi dßng ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸c ma trËn hÖ sè ®−îc lËp
tr×nh m« pháng c¸c dßng so lÖch trong c¸c cuén d©y MBA. TÊt c¶ c¸c tæ ®Êu
d©y, r¬le ®Òu cã thÓ hiÓu ®−îc (kÓ khi ta ®¶o pha).
H×nh 3 - 3: M« t¶ mét vÝ dô cho m¸y biÕn ¸p cã tæ ®Êu d©y Y(N)d5. H×nh
vÏ chØ ra s¬ ®å gãc pha cña c¸c cuén d©y MBA vµ ph−¬ng tr×nh ma trËn cña
chóng.
H×nh 3 - 3: Minh häa tÝnh ma trËn dßng ®iÖn MBA tæ nèi d©y Y(n)/d5
D¹ng chung cña ph−¬ng tr×nh nµy lµ:
[Im]=k*[K]*[In] (3-2)
Trong ®ã: [Im]-Ma trËn c¸c dßng IA, IB, IC .
k- Lµ h»ng sè
[K]-Ma trËn hÖ sè, nã phô thuéc vµo tæ ®Êu d©y MBA
[In]-Ma trËn cña c¸c dßng ®iÖn pha
B×nh th−êng, c¸c dßng thø tù kh«ng ®−îc lo¹i trõ (nh− ma trËn bªn tr¸i
h×nh 3 - 3). V× vËy c¸c dßng sù cè ch¶y qua MBA khi cã dßng ch¹m ®Êt trong hÖ
thèng trong tr−êng hîp cã ®iÓm ®Êu ®Êt bªn trong vïng b¶o vÖ (®iÓm ®Êu sao
cña MBA hoÆc tr−íc ®iÓm ®Êu sao) kh«ng cã t¸c dông mµ kh«ng cã bÊt cø biÖn
ph¸p ®Æc biÖt nµo tõ bªn ngoµi (h×nh 3 - 4)
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
=
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
3
2
L1I
.
2 1- 1-
1- 2 1-
1- 1- 2
3
1
L
L
C
B
A
I
I
I
I
I
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡−
=
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
3
2
L1I
.
1- 1 0
0 1- 1
1 0 1
3
1
L
L
C
B
A
I
I
I
I
I
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 56
H×nh 3 - 4: Sù cè ch¹m ®Êt ngoµi vïng b¶o vÖ
BÊt lîi cña viÖc lo¹i trõ dßng thø tù kh«ng lµ lµm cho b¶o vÖ trë nªn kÐm
nh¹y h¬n trong tr−êng hîp cã sù cè ch¹m ®Êt bªn ngoµi vïng b¶o vÖ.
Trong hÖ thèng cã trung tÝnh c¸ch ly hoÆc bï, kh«ng cÇn thiÕt ph¶i lo¹i trõ
dßng thø tù kh«ng khi ®iÓm ®Êu sao cña MBA kh«ng nèi ®Êt (kh«ng qua cuén
kh¸ng Pertecson). Lóc ®ã ph−¬ng tr×nh ma trËn cho cuén ®Êu sao (Y) lµ:
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
=
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
3
2
L1I
.
1 0 0
0 1 0
0 0 1
.1
L
L
C
B
A
I
I
I
I
I
(3 - 3)
Khi cã mét sù cè ch¹m ®Êt kÐp t¹i mét ®iÓm bªn trong vïng b¶o vÖ, trong
tr−êng hîp nµy MBA lu«n ®−îc c¾t ra, kh«ng tÝnh ®Õn sù −u tiªn sù cè ch¹m ®Êt
kÐp cña hÖ thèng.
Dßng thø tù kh«ng ph¶i ®−îc lo¹i trõ trong c¸c hÖ thèng cã trung tÝnh nèi
®Êt khi cã mét ®iÓm ®Êu sao n»m trong vïng ®−îc b¶o vÖ (®iÓm ®Êu sao hoÆc
trung tÝnh gi¶ nèi ®Êt). §é nhËy sù cè ch¹m ®Êt cao h¬n nÕu cã dßng ®iÖn qua
®iÓm ®Êu sao vµ cã biÕn dßng thø tù kh«ng nh− h×nh 3 - 5.
H×nh 3 - 5: T¨ng ®é nhËy víi sù cè ch¹m ®Êt.
Ph−¬ng tr×nh ma trËn cña cuén d©y ®Êu sao lóc nµy lµ:
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
+
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
=
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
st
st
st
L3
L2
L1
I
I
I
.
3
1
I
I
I
.
1 0 0
0 1 0
0 0 1
. 1
IC
IB
IA
(3-4)
Trong ®ã Ist: Lµ dßng trung tÝnh cña cuén d©y ®Êu ®Êt.
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 57
Dßng thø tù kh«ng bÞ lo¹i trõ khi cã sù cè bªn ngoµi, nh−ng cã thÓ nhËn
®−îc nÕu gÆp sù cè bªn trong.
3.3/ §¸nh gi¸ c¸c gi¸ trÞ ®o ®−îc.
Sau khi c¸c dßng ®iÖn ®−îc lµm phï hîp cã tÝnh ®Õn tû sè biÐn dßng,
nhãm vÐc t¬ vµ dßng thø tù kh«ng, c¸c ®¹i l−îng cÇn thiÕt cho b¶o vÖ so lÖch
®−îc tÝnh to¸n tõ IA, IB, IC cho tõng cuén d©y.
§Ó ®¬n gi¶n ta dïng c¸c chØ sè ®Ó ph©n biÖt
1: Cho cuén s¬ cÊp (cã ®iÖn ¸p cao) cña m¸y biÕn ¸p.
2: Cho cu«n thø cÊp (cã ®iÖn ¸p thÊp h¬n).
3: Cho cu«n d©y thø ba nÕu lµ m¸y biÕn ¸p ba cuén d©y.
Trong c¸c hÖ thèng b¶o vÖ so lÖch cho ®èi t−îng hai phÝa, mét ®¹i l−îng
h·m th−êng lÊy tõ dßng sai lÖch 21 II − hoÆc tõ tæng sè häc 21 II + . C¶ hai
ph−¬ng ph¸p ®Òu nh− nhau ë mét sè d¶i thÝch hîp cña ®Æc tÝnh h·m.
Trong c¸c hÖ thèng b¶o vÖ so lÖch cho c¸c ®èi t−îng ®−îc b¶o vÖ ba phÝa
nh− m¸y biÕn ¸p ba cuén d©y, viÖc h·m chØ cã thÓ ®−îc thùc hiÖn víi tæng sè
häc 321 III ++ . Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc sö dông trong r¬le 7UT51* cho tÊt c¶ c¸c
®èi t−îng ®−îc b¶o vÖ. Nã ®ßi hái t¹o ra tæng vÐc t¬ vµ tæng sè häc cho c¸c dßng
®iÖn cho tõng cuén d©y.
Ta cã dßng ®iÖn so lÖch:
21Ýl III += cho m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y.
321Ýl IIII ++= cho m¸y biÕn ¸p ba cuén d©y.
Cßn dßng ®iÖn h·m:
21h III += cho m¸y biÕn ¸p hai cuén d©y.
321h IIII ++= cho m¸y biÕn ¸p ba cuén d©y.
VËy t¹i sao ng−êi ta ph¶i sö dông dßng ®iÖn h·m trong b¶o vÖ so lÖch? v×
trªn thùc tÕ, do sai sè cña m¸y biÕn dßng ®Æc biÖt do hiÖn t−îng b·o hßa cña
m¹ch tõ, nªn trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng vµ khi cã ng¾n m¹ch ngoµi, c¸c
dßng ®iÖn phÝa thø cÊp cña hai tæ biÕn dßng CT1 vµ CT2 sÏ kh¸c nhau vµ khi ®ã:
kcb21 iiiΔI =−= (3-5)
Dßng kh«ng c©n b»ng ikcb trong mét sè tr−êng hîp cã thÓ co trÞ sè rÊt lín,
®Æc biÖt khi ng¾n m¹ch ngoµi, dßng sù cè qua c¸c biÕn dßng cã thÓ lµm cho
chóng bÞ b·o hßa. §Ó ng¨n ngõa b¶o vÖ so lÖch cã thÓ lµm viÖc kh«ng chän läc
d−íi ¶nh h−ëng cña dßng ikcb ng−êi ta th−êng sö dông nguyªn lý h·m b¶o vÖ
§å ¸n tèt nghiÖp TrÇn V¨n Quúnh - §iÖn 46
Khoa C¬ §iÖn – Tr−êng §HNNI-Hµ Néi 58
b»ng dßng ®iÖn pha hoÆc sö dông c¸c hµi bËc cao (bËc 2, bËc 5) xuÊt hiÖn trong
qu¸ tr×nh qu¸ ®é vµ khi m¹ch tõ bÞ b·o hßa.
Mét sè tr−êng hîp sù cè cã thÓ x¶y ra:
• Trong vËn hµnh b×nh th−êng hoÆc khi cã ng¾n m¹ch ngoµi:
H×nh 3-6: S¬ ®å b¶o vÖ so lÖch MBA
Dßng I2 ®¶o chiÒu v× vËy nã ®æi dÊu.
I2 = -I1 suy ra 12 II = (3-6)
Do vËy: 0III 21Ýl =+= (3-7)
11h 2II2II =+= (3-8)
B¶o vÖ sÏ t¸c ®éng khi: Isl > Ih cßn dßng ®iÖn h·m Ih tû lÖ víi 2 lÇn dßng
ch¶y qua nã.
• Khi ng¾n m¹ch x¶y ra trong vïng b¶o vÖ, mçi phÝa ®−îc cÊp bëi c¸c
nguån dßng nh− nhau tõ hai phÝa, trong tr−êng hîp nµy:
121Ýl 2IIII =+= (3-9)
11h 2II2II =+= (3-10)
C¸c thµnh phÇn dßng so lÖch vµ dßng h·m b»ng nhau vµ tû lÖ víi hai lÇn
dßng sù cè.
• Khi sù cè bªn trong, chØ cÊp dßng tõ mét phÝa:
Trong tr−êng hîp nµy: I2 = 0 (3-11)
Khi ®ã: 121Ýl IIII =+= (3-12)
121h IIII =+= (3-13)
C¸c thµnh phÇn dßng so lÖch vµ dßng h·m b»ng nhau vµ tû lÖ víi dßng sù
cè.
Tõ c¸c kÕt qu¶ trªn cho thÊy r»ng víi dßng sù cè bªn trong th× dßng ®iÖn
Các file đính kèm theo tài liệu này:
Đồ án tốt nghiệp- Bảo vệ so lệnh máy biến áp sử dụng rơle so lệnh số 7UT51.pdf
