3
b. Phạm vi nghiên cứu:
Đề tài nghiên cứu ứng dụng tại các trạm biến áp 110kV
thuộc Công ty Lưới điện cao thế miền Trung.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu hệ thống bảo vệ rơle, xây dựng chương trình
quản lý các tệp tin sự cố, thông số chỉnh định, cấu hình các chức
năng, phân loại rơle và đánh giá chất lượng rơle thông qua phương
pháp thử nghiệm. Xây dựng chương trình mô phỏng thử nghiệm một
số chức năng quen thuộc như: bảo vệ so lệch máy biến áp, bảo vệ
chạm đất cuộn trung tính máy biến áp, bảo vệ quá dòngcos đặt tính
độc lập.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng chương trình quản lý hệ thống rơle các
TBA 110kV thuộc công ty lưới điện cao thế miến Trung.
Phân tích, đánh giá hệ thống bảo vệ rơle trên cơ sơ kết quả thử
nghiệm.
5. Ý nghĩa thực tiễn đề tài
Tăng năng suất lao động, nâng cao trình độ chuyên môn, tay
nghề của nhân viên vận hành trạm biến áp 110kV trong Công ty
Lưới điện cao thế miền Trung nhờ ứng dụng chương trình quản lý
hệ thống rơle.
Quản lý vận hành thiết bị TBA 110kV tốt hơn nhờ công tác
giám sát, vận hành hệ thống, thu thập dữ liệu và lưu trử thông tin đầy
đủ chính xác.
4
Nâng cao năng lực cấp điện nhờ giảm thời gian mất điện do
sự cố, nâng cao mức độ vận hành an toàn tin cậy cho thiết bị trạm
biến áp.
6. Tên và bố cục đề tài:
Căn cứ và mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài được đặt
tên như sau:
“
X
X
Â
Â
Y
Y
D
D
Ự
Ự
N
N
G
G
C
C
H
H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G
T
T
R
R
Ì
Ì
N
N
H
H
Q
Q
U
U
Ả
Ả
N
N
L
L
Ý
Ý
V
V
À
À
Đ
Đ
Á
Á
N
N
H
H
G
G
I
I
Á
Á
H
H
Ệ
Ệ
T
T
H
H
Ố
Ố
N
N
G
G
B
B
Ả
Ả
O
O
V
V
Ệ
Ệ
R
R
Ơ
Ơ
L
L
E
E
T
T
Ạ
Ạ
I
I
C
C
Á
Á
C
C
T
T
R
R
Ạ
Ạ
M
M
B
B
I
I
Ế
Ế
N
N
Á
Á
P
P
1
1
1
1
0
0
K
K
V
V
T
T
H
H
U
U
Ộ
Ộ
C
C
C
C
Ô
Ô
N
N
G
G
T
T
Y
Y
L
L
Ư
Ư
Ớ
Ớ
I
I
Đ
Đ
I
I
Ệ
Ệ
N
N
C
C
A
A
O
O
T
T
H
H
Ế
Ế
M
M
I
I
Ề
Ề
N
N
T
T
R
R
U
U
N
N
G
G”
Nội dung luận văn, ngoài phần mở đầu và kết luận bao gồm
các chương sau:
Chương 1: Phương thức bảo vệ rơle thường gặp tại các trạm
biến áp và đường dây.
Chương 2: Tính toán và cài đặt rơle tại trạm biến áp 110kV
thuộc công ty lưới
điện cao thế miền Trung.
Chương 3: Phương pháp thử nghiệm và đánh giá hệ thống
rơle đang vận hành trên lưới điện.
Chương 4: Xây dựng chương trình quản lý và đánh giá hệ
thống bảo vệ rơle tại các trạm biến áp 110kV thuộc công ty lưới điện
cao thế miền Trung.
5
CHƯƠNG 1
CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ RƠLE THƯỜNG GẶP TẠI
CÁC TRẠM BIẾN ÁP VÀ ĐƯỜNG DÂY
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC TRẠM BIẾN ÁP THUỘC CÔNG
TY LƯỚI ĐIỆN CAO THẾ MIỀN TRUNG
Hiện nay có 65 trạm biến áp đang vận hành tại khu vực miền Trung
thuộc Công ty lưới điện cao thế miền Trung vận hành và quản lý.
1.2 NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN VỀ RƠLE BẢO VỆ
Các yêu cầu chính đối với hệ thống bảo vệ rơle là:
Tính chọn lọc
Hệ thống rơle phải tác động nhanh
Độ nhạy của bảo vệ
Độ tin cậy của bảo vệ
1.3 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ RƠLE THƯỜNG GẶP TẠI
CÁC TRẠM BIẾN ÁP VÀ ĐƯỜNG DÂY
1.3.1 Phương thức bảo vệ máy biến áp:
Bảo vệ chính thường sử dụng là rơle SEL-387E được tích hợp
các chức năng bảo vệ: 87/87N, 50REF, 50/51, 50/51N, 49, FR, 86,74 tín
hiệu dòng điện lấy từ CT ngăn máy cắt 131, 431 và CT cuộn trung tính
chân sứ máy biến áp T1. Bảo vệ chính sẽ đi cắt các máy cắt 131 và 431
khi có sự cố nằm trong vùng bảo vệ.
Bảo vệ dự phòng cuộn dây phía 110KV tại các trạm thường là
sử dụng rơle SEL-351 được tích hợp các chức năng 67/67N, 50/51,
50/51N, 50BF, 27/59, 74, 86 tín hiệu mạch dòng lấy từ CT chân sứ phía
110 KV máy biến áp, tín hiệu điện áp lấy từ TU thanh cái C11 bảo vệ dự
6
phòng phía 110KV sẽ đi cắt các máy cắt 131, 431 khi sự cố nằm trong
vùng bảo vệ.
Bảo vệ dự phòng cuộn dây phía 22KV tại các trạm thường là sử
dụng rơle SEL-351 được tích hợp các chức năng 67/67N, 50/51, 50/51N,
50BF, 27/59, 74, 86 tín hiệu mạch dòng lấy từ CT chân sứ phía 22 KV
máy biến áp, tín hiệu điện áp lấy từ TU thanh cái C41 bảo vệ dự phòng
phía 22KV sẽ đi cắt các máy cắt 431 khi sự cố nằm trong vùng bảo vệ.
Chức năng bảo vệ rơle gas cho thùng dầu chính và ngăn điều áp
dưới tải (96), chức năng bảo vệ nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây máy biến
áp (26), rơle áp lực máy biến áp (63), rơle báo mức dầu tăng cao (71)
được trang bị đồng bộ với máy biến áp, gửi đi cắt trực tiếp máy cắt hai
phía thông qua rơle cắt hoặc qua rơle chính, rơle dự phòng máy biến áp.
1.3.2 Phương thức bảo vệ đường dây truyền tải 110KV:
Bảo vệ chính của đường dây thường được sử dụng là rơle bảo vệ
khoảng cách 7SA522 (Siemens) gồm các chức năng 21 (bảo vệ khoảng
cách), 68 (bảo vệ dao động công suất), soft (đóng vào điểm sự cố), 50/51,
67/67N (bảo vệ quá dòng, quá dòng có hướng), 79 (đóng lặp lại), 25 (hòa
đồng bộ), FL,FR (ghi sự cố). Bảo vệ dự phòng của đường dây là rơle bảo
vệ quá dòng có hướng 7SJ62 (Siemens) gồm các chức năng 50/51,
67/67N (bảo vệ quá dòng, quá dòng có hướng), 27/57 (bảo vệ quá kém
áp), 74 (giám sát mạch cắt), FL,FR (ghi sự cố).
1.4. KẾT LUẬN.
Trong chương này đã giới thiệu tổng quan sơ đồ phương
thức bảo vệ rơle thường gặp tại các trạm biến áp và đường dây, phục
vụ cho việc vận hành và tính toán hệ thống bảo vệ để hệ thống lưới
7
điện vận hành an toàn, đảm bảo cắt đúng phần tử bảo vệ khi có sự cố
ngắn mạch. Lựa chọn phương thức bảo vệ của trạm biến áp cần phải
phối hợp giữa các rơle bảo vệ nhằm đáp ứng các nhu cầu về tác động
nhanh, tin cậy của toàn hệ thống bảo vệ.
Khi xây dựng sơ đồ phương thức phải phù hợp tính chất đặc
điểm của từng trạm. Tính toán phối hợp giữa các rơle bảo vệ chính
và bảo vệ dự phòng cần được quan tâm để tránh tác động không
chọn lọc.
8
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN VÀ CÀI ĐẶT RƠLE TẠI TRẠM BIẾN ÁP 110KV
2.1 TÍNH TOÁN BẢO VỆ SO LỆCH MÁY BIẾN ÁP:
Việc tính toán bảo vệ cho máy biến áp cụ thể là cần phải biết
các thông số của phần tử cần bảo vệ ví dụ các thông số như bảng 1.1.
Bảng 1.1 Các số liệu cần thiết phục vụ trong tính toán bảo vệ
Phía
Thông số
115kV 22kV
Công suất danh định (MVA) 30 30
Điện áp danh định (kV) 115 23
Dòng điện danh định (A) 150,61 753,06
Tổ đấu dây Y N Y N
Tỉ số máy biến dòng 300/5 1000/5
Điện áp cực đại U
max
(kV) 121 24,15
Điện áp cực tiểu U
min
(kV) 99 21,85
Điện áp đặt U
d
(kV) 108,9 22,94
2.1.1 Tính toán chức năng bảo vệ so lệch có hãm
Dòng so lệch mức thấp I
DIFF>
là giá trị của dòng so lệch đoạn
a hình 2.1, giá trị này biểu thị độ nhạy của bảo vệ khi xét đến dòng
không cân bằng cố định qua rơle, trong chế độ làm việc bình thường
thì:
I
DIFF>
= K
at
. I
KCB
K
at
: Hệ số an toàn, K
at
= 1,2 + 1,3
I
KCB
là dòng điện không cân bằng, trong trường hợp bình
thường, theo nguyên lí đo lường của rơle thì dòng so lệch bằng
9
không, tuy nhiên trong thực tế nó đo được dòng không cân bằng bao
gồm những thành phần sau:
I
KCB
= (K
dn
.K
KCK
.fi + U). I
ddB
K
dn
: Hệ số đồng nhất máy biến dòng, K
dn
= 1
K
KCK
là hệ số kế đến ảnh hưởng của thành phần không chu
kỳ của dòng ngắn mạch trong quá trình quá độ, K
KCK
= 1
fi: sai số tương đối cho phép của BI, fi = 0,1
U là phạm vi điều chỉnh điện áp của đầu phân áp, với phạm
vi điều chỉnh 8 x 1,25% = 10%, U= 0,1
I
ddB
: dòng điện danh định của máy biến áp (lấy phía 115kV làm phía
cơ bản).
Do đó: I
DIFF
= (1,2 ÷1,3). (1.1.0,1+0,1). I
ddB
I
DIFF
= (0,2 ÷ 0,3). I
ddB
Thường chọn:
DIFF
DIFF
dd
I
I 0,3
I
Độ dốc của đoạn đặc tính b đảm bảo cho rơle làm việc tin
cậy trong trường hợp không cân bằng xảy ra do sai số của BI và sự
thay đổi đầu phân áp của máy biến áp khi dòng ngắn mạch không
lớn. Tùy theo nhà sản xuất hệ số
1
thường cho trước, chọn
1
= 14
c
,
vậy K
Hb
=tg
1
=0,25 (K
Hb
hệ số hãm đoạn b), SLOPEI = 0,25.
Độ dốc của đoạn đặc tính c có mức độ hãm lớn hơn. BI bị
bão hòa khi có ngắn mạch ngoài. Độ dốc này được xác định theo độ
lớn của góc
2
, nhà sản xuất đã đặt sẵn trong rơle cơ sở thường là
2,5 và
2
= 26,56
0
, SLOPE2 = 0,5.
Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ nhất:
10
DIFF
S1
Hb
I
0,3
I 1,2
K 0,25
Dòng lệch mức cao I
DIFF>>
là giới hạn phía trên đường đặc
tính, đoạn đặc tính này phụ thuộc vào giá trị dòng ngắn mạch của
máy biến áp. Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ, dòng so lệch lớn
hơn giá trị I
DIFF>>
thì rơle tác động ngay lập tức không kể mức độ
dòng hãm, ngưỡng này thường được chỉnh định ở mức khi ngắn
mạch ở đầu ra máy biến áp và dòng sự cố xuất hiện lớn hơn
N
1
U%
lần dòng danh định của máy biến áp,
CT
N
N
1
U % 10,5% 9,52
U%
.
Vậy ta chọn giá trị I
DIFF>>
= 9,52.I
ddB
. Ta có ngưỡng thay đổi
hệ số hãm thứ hai:
H
S2
I .SLOPE
2,5.0,5
I5
SLOPE2 - SLOPE1 0,5 0,25
DIFF
S3 H
I
9,52
I I 2,5 21,54
SLOPE2 0,5
I
p2
=I
S2
. SLOPE1 = 5.0,25 = 1,25
* Phạm vi hãm bổ sung nhằm tránh cho rơle tác động nhằm
khi BI bão hòa mạnh khi ngắn mạch ngoài lấy bằng 7.
* Tỷ lệ thành phàn hai bậc hai đến ngưỡng chỉnh định, tín
hiệu cắt sẽ bị khóa, tránh cho rơle khỏi tác động nhầm (15%)
Thời gian trễ của cấp I
DIFF>
là 0s
11
2.1.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF)
I
REF
> = K
at
. fi %. I
ddB
K
at
= 1,2: hệ số an toàn
fi% = 0,1. I
ddB
= 0,12. I
ddB
- Chọn dòng điện khởi động: I
REF
> = 0,3.I
ddB
- Độ dốc của đường đặc tính: SLOPE = 0
- Thời gian trễ tác động: T I-REF > = 0s
2.2 TÍNH TOÁN BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH CỦA ĐƯỜNG
DÂY
2.3 GIAO DIỆN VÀ CÀI ĐẶT THÔNG SỐ BẢO VỆ RƠLE
Rơle Sel chức năng việc cài đặt, tính toán các thông số rất phức tạp
nên trong luận văn này chọn rơle Sel 387 hướng dẫn cụ thể. Còn rơle
của hai hãng Siemens và Micom chỉ hướng dẫn giao diện bằng tay và
kết nối máy tính.
2.3.1 Cài đặt rơle bảo vệ so lệch Sel 387 của hãng SEL:
Rơle so lệch sel387 dùng để bảo vệ cho các máy biến áp lực từ 2
đến 4 cuộn dây, thanh cái, máy phát, động cơ…Có 3 hoặc 4 đầu vào
dòng đấu nối cho nhiều loại sơ đồ phương thức bảo vệ, cài đặt rơle
cho phép sử dụng TI cả 2 kiểu nối Y hoặc Δ.
Mặt trước và mặt sau của rơle Sel 387:
12
Hình 2.3 Mặt trước của rơle Sel 387
Các chức năng chính của rơle:
- Bảo vệ so lệch.
- Bảo vệ chạm đất giới hạn.
- Bảo vệ quá dòng, quá tải
- Chức năng đo lường, chức năng ghi sự cố
Cực tính: Các TI phải được chụm cùng về 1 phía so với máy
biến áp, chụm hướng vào bên trong hay hướng ra ngoài nhưng đảm
bảo các phía phải chụm giống nhau, ví dụ phía 110kV chụm hướng
về phía máy biến áp, thì phía 35kV và phía 22kV phải chụm về phía
máy biến áp.
Nối đất: Các đầu không cực tính của đầu vào dòng nối chung
1 điểm đất.
2.3.2 Cài đặt rơle bảo vệ của hãng Siemens
2.3.2 Cài đặt rơle bảo vệ của hãng Micom
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét