Tài liệu Quy trình vận hành sửa chữa role sel487e máy biến áp

TỔNG CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN QUỐC GIA CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN I ------------------------------ QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG RƠ LE SEL487E Biên soạn: Trần Huy Hóa-Trần Nhật Phố Phó phòng KT: Phạm Thanh Tùng Phó giám đốc: Nguyễn Hữu Long 1 MỤC LỤC Chương I: NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG Chương II : THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA RƠ LE. Chương III : CÁC CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA RƠ LE. 1. Chức năng so lệch: 2. Chức năng so lệch theo thành phần thứ tự nghịch. 3. Chức năng bảo vệ quá dòng chạm đất hạn chế (REF). 4. Chức năng bảo vệ quá kích từ. 5. Chức năng bảo vệ quá/ kém áp, quá/ kém tần. 6. Chức năng quá dòng cắt nhanh (F50). 7. Bảo vệ quá dòng có thời gian. 8. Chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt. 9. Chức năng bảo vệ quá dòng có hướng. 10. Chức năng bảo vệ dòng không cân bằng. 11. Chức năng đo lường. Chương IV : CẤU TẠO 1. Mặt trước rơ le. 2. Mặt sau rơ le. 3. Board giao tiếp. a. Dãi điện áp đầu vào của main board cũng như bốn interface b. Lựa chọn nguồn nuôi. c. Lựa chọn cạc kết nối. d. Giao thức truyền thông. Chương 5 : KHAI THÁC DỮ LIỆU TRÊN RƠ LE. 1. Khai thác thông tin thông qua PC. a. Cài đặt ACSELERATOR QuickSet® . b. Cài đặt kết nối. 2 c. Khai thác thông tin sự cố trên rơ le tại HMI, ENGINEERING và PC. d. Ý nghĩa của các đèn LED trên rơ le 2. Khai thác thông tin trực tiếp trên rơ le. a. Truy cập vào cửa sổ đo lường METER: b. Truy cập vào EVENT: c. Truy cập vào BREAKER MONITOR: d. Truy cập vào RELAY ELEMENTS (Relay Word Bits). e. Truy cập vào LOCAL CONTROL. f. Truy cập SET/SHOW. g. Truy cập RELAY STATUS : h. Truy cập vào VIEW CONFGURATION i. Truy cập vào DISPLAY TEST 3 CHƯƠNG I: NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG Điều 1: Trưởng, phó trạm, kỹ thuật viên và nhân viên vận hành, sửa chữa phải hiểu rõ và nắm vững quy trình vận hành và bảo dưỡng rơ le SEL-487E. Khi cần lấy thông tin sự cố thì lấy tại máy tính kỹ sư ở phòng điều khiển hoặc lấy bằng tay tại rơ le. Tuyệt đối không làm thay đổi trị số cài đặt của rơ le, chỉ có những người được ủy quyền của cấp trên mới được thay đổi chỉnh định rơ le. Mọi công việc này được ghi chép vào sổ theo dõi vận hành rơ le. Điều 2: Hàng ca nhân viên vận hành phải kiểm tra rơ le thông qua các đèn chỉ thị, cảnh báo và màn hình của rơ le… Kiểm tra sự làm việc các đèn chỉ thị, đèn cảnh báo thông qua nút test. Nếu phát hiện những vấn đề bất bình thường phải báo ngay với người có trách nhiệm để kịp thời có biện pháp khắc phục. Mọi khiếm khuyết phải được cập nhật vào sổ theo dõi rơ le. Điều 3. Hàng ca phải kiểm tra bộ sấy, quạt thông gió, đèn chiếu sáng, hệ thống điều hòa của tủ và nhà lắp đặt rơ le. Vệ sinh bên ngoài rơ le nhưng phải đảm bảo các điều kiện an toàn cho người và thiết bị. Hàng tháng phải kiểm tra thời gian đặt trong rơ le, nếu sai thì đặt lại theo đồng hồ chuẩn của đơn vị vận hành. Điều 4: Rơ le sau khi lắp đặt, đưa vào vận hành phải được kiểm tra, thí nghiệm hiệu chỉnh đúng với phiếu chỉnh định và có đầy đủ các biên bản kèm theo và phải được nghiệm thu với chữ ký đầy đủ của đại diện các đơn vị lắp máy, đơn vị thí nghiệm, quản lý vận hành và nhà cấp h àng. Phải có sổ lưu riêng về phiếu chỉnh định rơ le. Điều 5: Định kỳ hàng năm phải kiểm tra, thí nghiệm rơ le. Các hạng mục thực hiện theo các quy định đã được ban hành. 4 Chương II : THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA RƠ LE. Bảng các thông số chính của rơ le: TT 1 2 3 4 5 6 Đại lượng Chủng loại Hãng sản xuất Nước sản xuất Nguồn cấp Công suất tiêu thụ Nhiệt độ Thông số SEL - 487E SEL Mỹ 220 VDC <35W 0 -40 C đến 850C 5 Ghi chú Chương III : CÁC CHỨC NĂNG CỦA RƠ LE. Dòng rơ le SEL-487E thường được ứng dụng là bảo vệ cho các máy biến áp truyền tải có ba, bốn hoặc năm cuộn dây. Trong tổng số 24 kênh analog của rơ le được chia thành ba nhóm. Nhóm thứ nhất bao gồm 15 kênh đầu vào của dòng điện, nhóm thứ hai gồm 3 kênh đầu vào của dòng trung tính và nhóm thứ ba là 6 kênh đầu vào cho hai mạch áp 3 pha. Ngoài việc sử dụng rơ le làm bảo vệ cho máy biến áp thì rơ le còn có thể sử dụng để làm rơ le bảo vệ so lệch thanh cái cho năm ngăn lộ. Bảo vệ cho máy biến áp có thể sử dụng chức năng bảo vệ so lệch dòng điện có hảm hoặc chức năng so lệch không hảm, bảo vệ so lệch dòng thư tự nghich, bảo vệ quá dòng chạm đất hạn chế, bảo vệ chống hư hỏng máy cắt các phía và bảo vệ quá dòng có thời gian …vv. Loại rơ le SEL 487E được tích năng rất nhiều chức năng và được mô tả như hình 1: Hình 1 : Sơ đồ tổng quát về chức năng của rơ le SEL – 487E. Trong đó : * : Cần có thêm điện áp của phần tử được bảo vệ. 6 ** : Cần có dòng thứ tự không của thiết bị được bảo vệ. Bảng thống kê các chức năng của rơ le : TT 1 2 3 4 Ký Chức năng Tiếng anh hiệu 87U 87R 87Q 50 Tiếng việt Unrestrained Differential Restrained Differential Negative-Sequence So lệch không hãm So lệch có hãm So lệch theo thành Differential Instantaneous Overcurrent (P phần thứ tự nghịch Quá dòng cắt nhanh = Phase, Q = Negative 5 6 7 51S 50BF 46 Sequence, N = Neutral) Adaptive Time-Overcurrent Quá dòng có thời Breaker Failure Current Unbalance gian Hư hỏng MC Dòng không cân bằng Hướng công suất Quá dòng có hướng Quá/ thấp tần số Kém áp Quá áp Quá kích từ Nhiệt độ 8 32 Directional Power 9 67 Directional Overcurrent 10 81 O/U Frequency 11 27 Undervoltage 12 59 Overvoltage 13 24 Volt/Hertz 14 49 Thermal Trong đó : G : Ground (Residual). N : Neutral. P : Phase. Q : Negative Sequence. R : Restrained. S : Adaptive (Selectable). U : Unrestrained. 7 Ghi chú Hình vẽ 2 : Sơ đồ tổng quát về cung cấp mạch dòng, mạch áp cho các chức năng của rơ le SEL – 487E. 1. Chức năng so lệch: Với chức năng so lệch tốc độ cao thì rơ le sẽ tác động gửi lệnh cắt trong khoảng 1,5 chu kỳ của dòng điện. - Lắp đặt tối đa được 15 kênh đầu vào (Input) mạch dòng. - 3 kênh đầu vào mạch dòng cho chức năng REF. - 6 kênh điện áp cho chức năng quá áp, kém áp và bảo vệ tần số. Hình 3 : Áp dụng cho MBA hai cuộn dây 8 2. Chức năng so lệch theo thành phần thứ tự nghịch. Chức năng này được sử dụng để phát hiện các sự cố nội bộ như ngắn mạch một số vòng dây (turn – to – turn) và có thể phát hiện được các sự cố ngắn mạch đến 2% số vòng dây trong tổng số vòng của cuộn dây. Hình vẽ 4: Ngắn mạch một số vòng dây 3. Chức năng bảo vệ quá dòng chạm đất hạn chế (REF). Trong hình vẽ 5 rơ le SEL-487E được sử dụng làm bảo vệ quá dòng chạm đất hạn chế (REF) cho máy biến áp có ba cuộn dây. Chức năng REF dựa trên nguyên tắc đo và so sánh dòng điện 3I0 tại điểm trung tính nối đất của MBA. Hình 5 : Đấu nối bảo vệ REF cho MBA ba pha ba cuộn dây trung tính nối đất. 4. Chức năng bảo vệ quá kích từ. SEL-487E cung cấp chức năng bảo vệ quá kích từ ( Volt/Hz) được ký hiệu là F24. Rơ le SEL-487E được duy trì với dãi tần của điện áp đầu vào rơ le từ 40.1 đến 65.0 Hz. Hai đường cong độc lập V/Hz xác định và lấy 20 điểm tùy ý trên đường cong đặc tuyến có thể chọn và sử dụng xây dựng một lập trình 9 logic Hình vẽ 6. Sử dụng hai đương cong độc lập V/Hz trong trường hợp MBA có tải ngược với trong trường hợp MBA không tải. Hình 5 : Đường cong đặc tuyến độc lập V/Hz. Hiện tượng quá kích thích xuất hiện khi cuộn dây từ hoá của thiết bị lực trở lên bão hoà. Khi hiện tượng này xảy ra, các hài tần số cao nổi lên gây phát nóng và từ đó làm giảm tuổi thọ của thiết bị. Tình trạng quá kích thích được phát hiện bởi phần tử V/Hz trong rơ le SEL-487E. Rơ le cung cấp các phần tử có thời gian độc lập, tức thời, nhạy kèm một phần tử cắt với một đặc tính thời gian độc lập/phụ thuộc. Rơ le tính toán V/Hz hệ thống thời gian thực bằng phần trăm của đại lượng danh định, dựa trên các giá trị đo lường hiện tại, và so sánh với các chỉnh định điện áp và tần số do người dùng định nghĩa sẵn. Phần tử V/Hz khởi động bộ đếm thời gian khi xuất hiện điều kiện quá kích thích. Nếu điều kiện duy trì trong khoảng thời gian chỉnh định, chức năng V/Hz tác động. Sử dụng các đầu ra của rơ le cho các chức năng cảnh báo hoặc đi cắt. Tất cả các chức năng V/Hz có thể được dẫn động bởi các phương trình điều khiển SELogic. Các chức năng ở mức thứ hai bao gồm hỗn hợp các đặc tính thời gian độc lập/phụ thuộc hoặc một đặc tính thời gian phụ thuộc do người dùng định nghĩa. Phần tử thời gian phụ thuộc có một đặc tính tác động phần trăm giống như phần tử quá dòng - thời gian đĩa cảm ứng. Đặc tính này phù hợp 10 với hiệu ứng nhiệt mà hiện tượng quá kích thích gây ra trên các bộ phận của máy biến áp. 5. Chức năng bảo vệ quá/ kém áp, quá/ kém tần. - Chức năng bảo vệ qua/ kém áp cho phần tử có thể đặt ơ hai mức với thời gian trễ xác định. - Chức năng bảo vệ quá/kém tần có 6 mức với thời gian trễ khác nhau được thực hiện dựa trên điện áp đầu vào của rơ le. Mỗi một mức tần số đều được giám sát sự kém áp và cho phép khóa chức năng tần số nếu điện áp đầu vào thấp dưới mức cho phép. Tất cả các mức bảo vệ tần số đều được đặt trong giải từ 40.1 đến 70.0 Hz. 6. Chức năng quá dòng cắt nhanh (F50). Rơ le SEL-487E có thể tính toán bảo vệ quá dòng cắt nhanh cho dòng pha, dòng thứ tự nghịch, dòng thứ tự không. Rơ le đưa ra 3 mức bảo vệ cho quá dòng pha, quá dòng thứ tự nghịch, quá dòng thứ tự không cho mỗi thiết bị đầu cuối (S, T, U, W, X : VD Như các phía của MBA). 7. Bảo vệ quá dòng có thời gian. Rơ le cho phét đặt 10 mức bảo vệ quá dòng có thời gian cho phần tử với mức đặt mức dòng tác động và thời gian trễ khác nhau được thống kê theo bảng sau: Bảng thống kê các mức bảo vệ quá dòng có thời gian. 11 Chức năng bảo vệ quá dòng có thời gian trong rơ le SEL-487E cho phép tác động trong dãi dòng lớn như dòng định mức của phần tử. 8. Chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt. Rơ le SEL-487E cung cấp chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt, bao gồm cả việc ra lệnh cắt lặp lại cho tối đa 5 máy cắt. Để áp dụng chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt cho các máy khác nữa ta có thể đặt chức năng bảo vệ chống hư hỏng máy cắt khác cho rơ le SEL-487E và kết nối đầu vào từ một số rơ le bảo vệ chống hư hỏng máy cắt khác tới rơ le SEL-487E. Cảm biến logic mở pha tốc độ cao được sử dụng để làm thuật toán cảm nhận sự tụp dòng điện trong việc phát hiện mở pha là nhỏ hơn 0.75 chu kỳ dòng điện như Hình 6 Hình 6 : Logic tụt dòng để phát hiện mở pha. 9. Chức năng bảo vệ quá dòng có hướng. 12 Khi điện áp đầu vào cung cấp cho rơ le SEL-487E rơ le có thể xác định được hướng công suất. Có thể sử dụng làm rơ le bảo vệ quá dòng, quá dòng chạm đất có hướng cho máy biến áp hoặc cho ngăn lộ. 10. Chức năng bảo vệ dòng không cân bằng. Logic dòng không cân bằng được sử dụng để tính toán và so sánh độ sai lệch phần trăm giữa các pha riêng rẻ và dòng trung bình cài đặt. 11. Chức năng đo lường. Các đầu vào điện áp kết hợp với các dòng điện đo được tạo lên thông tin đo lường trong rơ le SEL-487E. Các đại lượng đo lường bao gồm:  Dòng điện và điện áp ba pha từ tất cả các đầu vào  MW ba pha và từng pha  MVA ba pha và từng pha  MVAr ba pha và từng pha  Tần số, vôn-trên-hz, các hài  Các dòng điện so lệch 13 Chương IV : CẤU TẠO 1. Mặt trước rơ le. Rơ le được lắp đặt một màn hình LCD với 128 x 128 điểm ảnh phục vụ cho việc khai thác thông tin và cài đặt lại rơ le. Bên cạnh màn hình có 6 phím bấm điều chỉnh hướng cho của sổ LCD và điều khiển manu của rơ le trên màn hình. Màn hình sẽ hiển thị các thông tin một cách liên tục các. Chúng ta có thể thay đổi được cách hiển thị của màn hình thao dạng cuốn riêng biệt khi ta cần. Được sử dụng một manu có cấu trúc đơn gian và hiệu quả giúp cho chúng ta thuận lợi trong việc truy cập thông tin và chỉnh định rơ le. Hình 7 : Mặt trươc rơ le SEL-487E Mặt trước rơ le còn có các LED chỉ thị trạng thái làm việc của nó. Ta có thể khẳng định rơ le đang làm việc khi đèn ENABLE LED sáng. Khi đèn TRIP sáng có nghĩa là rơ le đã tác động gửi tín hiệu đi cắt. Hai tư đèn LED khác được nhà chế tạo lập trình cho các trường hợp khác của rơ le. Chúng ta có thể đặt lại 24 đèn LED để cảnh báo cho các sự kiện cắt gần đây nhất. 14 Mặt trước rơ le SEL-487E còn có các phím ấn như các công tắc với các LED chỉ thị giúp cho việc điều khiển tại chổ dễ dàng hơn. Nhà sản xuất ngầm định gán việc cài đặt các chức năng đặc biệt của rơ le với các phím và các LED xem như các phím tắt để thay đổi các chức năng cho rơ le. Khi cần thiết chúng ta cũng có thể đặt lại các chức năng gán cho các phím. Chúng ta có thể điều khiển được các chức năng đã được gán theo các phím ấn trên thông qua hệ thống máy tính HMI. Ngoài ra còn có thêm một cổng EIA-232 serial (PORT F) để kết nối với thiết bị đầu cuối bằng phần mềm ACSELERATOR QuickSet® SEL5030. Cấu tạo của LCD như sau: - Vùng tít. - Vùng hiển thị chính. - Vùng thông báo. - Các thanh cuốn. - : Nút điều chỉnh hướng lên. - : Nút điều chỉnh hướng xuống. - : Nút điều chỉnh hướng sang trái. - : Nút điều chỉnh hướng sang phải. - Nút điều chỉnh hướng : Nút chấp nhận giá trị đặt và vào manu chính. - : Nút bỏ qua. - : Nút giải trừ rơ le. Vùng tít Vùng hiển thị chính - : Nút gán chức năng có LED đi kèm. Thanh cuốn Vùng thông báo 15 Hình 8 : Màn hình LCD Các LED cảnh báo : Các LED cảnh báo được trang bị cho rơ le để cảnh báo chức năng của rơ le đã tác động trong thời gian gần nhất như trong Hình 9. Khi chức năng nào tác động thì đèn LED được gán tương ứng sẽ sáng lên. Hình 9 : Cac LED cảnh báo  : Cắt phia cao áp.  : Cắt phia trung áp 16  : So lệch pha A tác động  : So lệch pha A tác động  : So lệch pha A tác động  : Chức năng quá dòng chạm đất hạn chế tác động  : Hư hỏng MC phía cao áp.  : Hư hỏng MC phía trung áp.  : Chức năng quá dòng tác động  : Chức năng bảo vệ quá kích từ tác động  : Chức năng quá/kém áp tác động  : Chức năng quá/kém tần tác động  : Chức năng phát hiện dao động công suất.  : Cảnh báo kênh truyền  : Khóa do thành phần hài bậc cao.  : Pha A có điện áp  : Pha B có điện áp  : Pha C có điện áp  : Sự cố vỉnh cửu.  : Mất áp TU  : Cảnh báo cách điện  : Kết nối đồng bộ thời gian hoạt động tốt  : Sự cố nội bộ  : Tần số tốt. 17 2. Mặt sau rơ le. Chọn dòng điện đầu vào nhị thứ là 1A hoặc 5A cho mỗi cuộn dây trong các cuộn dây S, T, U, V, X và 1A hoặc 5A cho mỗi pha trong cuộn dây trung tính Y. Phụ thuộc vào số boards giao tiếp, rơ le SEL-487E có thể là loại 6U (chỉ có một board giao tiếp) hoặc loai 7U( có hai board giao tiếp) ( U là khối có chiều cao là 44,45mm). Chọn board I/O của bốn loại board giao tiếp, mỗi cách lắp đặt ta sẽ có một tổ hợp đầu I/O theo yêu cầu. Nếu yêu cầu cần có nhiều đầu I/O hơn thì dùng board I/O SEL-2505/SEL-2506 Remote I/O Module. Hình 10 : Mặt sau rơ le SEL-487E Chọn CT dòng điện thứ cấp cho mỗi cuộn dây trong 5 cuộn dây (S, T, U, W, X) 1A hoặc 5A( 3 pha đều là 1A hoặc 5A). Đối với cuộn trung tính ( Ba đầu vào của cuộn dây Y) ta có thể chọn 3 đầu vào dòng nhị thứ của mỗi đầu là khác nhau. VD ta chọn dòng nhị thứ 1A cho 3 pha cho của cuộn dây S, 5A cho 3 pha cuộn dây T, 1A cho 3 pha cuộn dây U, 18 1A cho bảo vệ REF1 ( đầu vào trung tính thứ nhất), 5A cho REF2 (đầu vào trung tính thứ 2). Sau đây là bảng tổ hợp chọn dòng đầu vào cho rơ le: 3. Board giao tiếp. Khi lắp đặt rơ le ta có thể chọn 4 board giao tiếp để có một tổ hợp các đầu I/O đáp ứng theo yêu cầu. Chúng ta có thể lắp đặt một tổ hợp board trong rơ le. Các thông tin chính về I/O của board chính và các board giao tiếp sẽ được cung cấp theo bảng sau : 19 Bảng thông tin của board chính và các board giao tiếp : a. Dãi điện áp đầu vào của main board : Cũng như bốn interface board như sau : - 48 VDC. - 110 VDC. - 125 VDC. - 220 VDC. - 250 VDC. 20