TÓM tắt LUẬN văn phân tích và mô phỏng thử nghiệm rơ le số DRS compact 2a bảo vệ máy phát nhà máy thủy điện xekaman 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN QUANG BẢO PHÂN TÍCH VÀ MƠ PHỎNG THỬ NGHIỆM RƠ LE SỐ DRS COMPACT 2A BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN XEKAMAN Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2016 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG Phản biện 1: PGS TS Đinh Thành Việt Phản biện 2: TS Thạch Lễ Khiêm Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 11 tháng năm 2016 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong Hệ thống điện, thiết bị Hệ thống bảo vệ đóng vai trị quan trọng, đóng góp phần lớn việc đảm bảo an toàn cung cấp điện Sự làm việc tin cậy hệ thống bảo vệ tiêu đánh giá khả cung cấp điện Máy phát điện đồng phần tử quan trọng HTĐ, làm việc tin cậy máy phát điện có ảnh hưởng định đến độ tin cậy hệ thống điện Vì yêu cầu việc phát loại trừ cố máy phát cao, để đảm bảo điều hệ thống bảo vệ rơ le máy phát phải làm việc cách chắn, nhanh chóng, tin cậy Nhà máy thủy điện Xekaman xây dựng sông Xekaman Tỉnh Attapưe, CHDCND Lào có cơng suất thiết kế 290 MW, nằm quy hoạch phát triển điện Chính Phủ Với vị trí quan trọng để đảm bảo an toàn cung cấp điện, Nhà máy ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến việc xây dựng vận hành Đặc biệt hệ thống bảo vệ máy phát, việc sử dụng Rơle kỹ thuật số DRS Compact 2A hãng Andrid Ấn Độ, với phức tạp phối hợp làm việc vận hành địi hỏi cần có nghiên cứu thật kỹ lưỡng Với yêu cầu đặt nên cần có nghiên cứu cách sâu sắc rơ le số bảo vệ máy phát nhà máy thủy điện Xekaman Đây lý em chọn đề tài N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Rơ le kỹ thuật số DRS Compact 2A dùng làm bảo vệ máy phát Nhà máy thủy điện Xekaman Phạm vi nghiên cứu Phân tích chức làm việc rơ le số bảo vệ máy phát - Tính tốn thơng số chỉnh định rơ le - Nghiên cứu, thử nghiệm chức rơ le bảo vệ Nhà máy; - Mơ thành phần Nhà máy thủy điện, loại cố Nhà máy mơ phân tích làm việc rơ le PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu luận văn nghiên cứu lý thuyết Hệ thống rơ le bảo vệ máy phát Nhà máy thủy điện Xekaman 1, nghiên cứu cách tính tốn, thử nghiệm chức bảo vệ hệ thống bảo vệ máy phát Nhà máy kết hợp thực mô phần mềm để thể rõ đặc tính làm việc chức bảo vệ rơ le máy phát KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Tìm hiểu khái quát Hệ thống rơ le bảo vệ máy phát Nhà máy thủy điện Xekaman Thực tính tốn cài đặt cấu hình thử nghiệm thực tế chức bảo vệ rơ le số bảo vệ máy phát nhà máy thủy điện Xekaman N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a Mô thành phần chức rơ le số Drs Compact 2A bảo vệ máy phát Nhà máy thủy điện Xekaman đánh giá phương thức tác động bảo vệ có cố KẾT CẤU LUẬN VĂN Mở đầu Chương Tổng quan Hệ thống rơ le số bảo vệ máy phát NMTĐ Xekaman Chương Tính tốn thơng số cài đặt thử nghiệm rơ le kỹ thuật số Drs Compact 2A Chương Mô thể đặc tính làm việc rơ le kỹ thuật số Drs Compact 2A Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RƠ LE SỐ BẢO VỆ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN XEKAMAN Trong chương trình bày tổng quan nhà máy thủy điện Xekaman 1, hệ thống bảo vệ rơ le nhà máy cách thức truy cập sử dụng tay rơ le Drs Compact 2A Đó sở để giúp ta hình dung rơ le ứng dụng để sử dụng phân tích kỹ sâu rơ le số cho chương sau 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN XEKAMAN 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1.3 Tầm quan trọng Nhà máy 1.1.4 Các thơng số Nhà máy N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 1.1.5 Đấu nối nhà máy Xekaman vào HTĐ Quốc gia 1.2 HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ NHÀ MÁY XEKAMAN 1.2.1 Tổng quan hệ thống rơ le bảo vệ Nhà máy Xekaman Hệ thống rơ le bảo vệ nhà máy thủy điện Xekaman gồm có tủ bảo vệ với chức riêng biệt dùng để bảo vệ cho toàn nhà máy Mỗi hệ thống bảo vệ cho máy phát, máy biến áp chính, máy biến áp tự đùng, kích từ có hai hệ thống hoạt động song song đảm bảo cho an toàn thiết bị bảo vệ vận hành an toàn nhà máy 1.2.2 Hướng dẫn truy cập sử dụng rơ le Drs Compact 2A Phần tác giả hướng dẫn truy cập sử dụng rơ le tay nhằm giúp người dùng hiểu rõ cấu tạo hoạt động chúng a Mô tả mặt trước rơ le Drs Compact 2A b Thao tác phím truy cập rơ le tay c Các khối chức rơ le Drs Compact 2A 1.3 KẾT LUẬN Chương giới thiệu tổng quan vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên dự án thủy điện Xekaman 1, đồng thời trình bày phương thức bảo vệ rơ le giới thiệu thông số, sơ đồ đấu nối, giúp ta hình dung cách tổng quan hệ thống rơ le bảo vệ Nhà máy thủy điện Xekaman Giới thiệu cách thức giao tiếp sử dụng rơle Drs Compact 2A, cách thức truy cập menu chính, giới thiệu phím bấm, cài đặt thay đổi giá trị tay, truy cập kiện; giúp cho việc can thiệp thao tác vận hành rơ le cách dễ dàng cho người cần sử dụng N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a CHƯƠNG TÍNH TỐN THƠNG SỐ CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM RƠ LE KỸ THUẬT SỐ DRS COMPACT 2A Trong chương tập trung nghiên cứu tính tốn cài đặt thử nghiệm chức rơ le bảo vệ máy phát Drs Compact 2A Vì rơ le kỹ thuật số Drs Compact 2A hỗ trợ nhiều chức bảo vệ nên tác giả tập trung nghiên cứu chức bảo vệ máy phát bản, phổ biến giúp người dùng hình dung nắm bắt sau: Bảo vệ so lệch (87G), bảo vệ điện áp (59G), bảo vệ áp (27G), bảo vệ tải (49G) bảo vệ trở kháng thấp (21G) Nguyên lý hoạt động, đặc tính bảo vệ, logic làm việc, chức đề cập Đồng thời, việc tính tốn cài đặt thơng số làm việc cho chức xem xét kỹ, ta sử dụng hợp CMC chuyên dụng để thực công tác thí nghiệm rơ le thực tế 2.1 TÍNH TỐN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT RƠ LE DRS COMPACT 2A 2.1.1 Chức bảo vệ so lệch máy phát 87G Kết tính tốn dịng so lệch dịng hãm sau: Idiff = 0,25 A, Ibias = 40% 2.1.2 Chức bảo vệ điện áp máy phát 59G Kết tính tốn bảo vệ q áp sau: Bảo vệ áp cấp 1: - Điện áp: 121V, Thời gian trễ: 3s Bảo vệ áp cấp 2: N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a - Điện áp: 132V, Thời gian trễ: 0s 2.1.3 Chức bảo vệ điện áp máy phát 27G Ta có giá trị cài đặt sau tính tốn sau: - Điện áp: 77V - Thời gian: 3s 2.1.4 Chức bảo vệ trở kháng thấp máy phát 21G Ta có giá trị cài đặt sau tính tốn sau: - Giá trị hoạt động: 7.98 Ω - Dòng giới hạn: 1.15 A - Thời gian trễ trở kháng: 2s 2.1.5 Chức bảo vệ tải máy phát 49G Ta có giá trị cài đặt sau tính tốn sau: - Load setting: 1,15 A - Preloading: 100% 2.2 THIẾT LẬP CẤU HÌNH CHO CÁC CHỨC NĂNG RƠ LE DRS COMPACT 2A Cấu hình chức rơ le Drs Compact 2A có cách: Cấu hình trực tiếp tay giao diện rơ le cấu hình máy tính kết nối với rơle Ở ta hướng dẫn cấu hình máy tính để đảm bảo nhanh chóng, tiện lợi xác 2.2.1 Phần mềm DRS WIN Để kết nối, xem thơng số thiết lập cấu hình rơ le Drs Compact 2A ta sử dụng phần mềm chuyên dụng DRS WIN Hãng Andrid xây dựng dành riêng cho dịng rơ le Giao diện phần mềm: N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a Hình 2.1 Trình giao tiếp với rơ le Drs Compact 2A 2.2.2 Cấu hình chức bảo vệ so lệch 87G Với giá trị tính mục 2.2 ta tiến hành cài đặt - Vào open DRS file, chọn DRS XG11.ve -> Open - Giao diện chức ra, ta chọn chức 87G giao diện - Ta thiết lập giá trị đặt cho dòng tác động: Click vào Operate Value, giao diện cài đặt yêu cầu nhập pass, ta nhập “A” nhấn OK (giao diện yêu cầu nhập pass xuất lần suốt trình tiến hành cài đặt cho chức lại) - Sau nhập pass xuất giao diện tiến hành cài đặt giá trị tính tốn: Cài đặt giá trị dòng khởi động, cài đặt giá trị độ dốc cho bảo vệ so lệch Kết hiển thị (Hình 2.12) - Sau cài đặt thông số ta vào configue input để thiết lập cấu hình đầu cho chức bảo vệ so lệch (Hình 2.13), đồng thời thiết lập giá trị ma trận cắt, ma trận đèn led thông báo N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a Hình 2.22 Giao diện nhập dòng tác động, độ dốc bảo vệ so lệch 2.2.3 Cấu hình chức bảo vệ điện áp 59G 2.2.4 Cấu hình chức bảo vệ điện áp 27G 2.2.5 Cấu hình chức bảo vệ trở kháng thấp 21G 2.2.6 Cấu hình chức bảo vệ tải 49G 2.3 THÍ NGHIỆM CÁC CHỨC NĂNG RƠLE DRS COMPACT 2A 2.3.1 Giới thiệu hợp CMC 256 plus 2.3.2 Chuẩn bị để tiến hành thí nghiệm + Số liệu kỹ thuật rơ le + Thiết bị phục vụ thí nghiệm + Tiến hành ban đầu - Cấp nguồn cho rơ le 220 VDC : X2: 1(+), 2(-), 3(GND) hình 1.8 - Chuẩn bị đầy đủ tài liệu liên quan, đọc nắm vững kiến thức N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 10 Đánh giá kết quả: Ta thấy sau thí nghiệm với bảng kết đạt bảng 2.8, giá trị tác động dòng điện bơm vào rơ le lớn giá trị cấu hình cài đặt trước (mục 2.2) rơ le đưa tín hiệu cảnh báo trip, đồng thời giá trị thời gian tác động nhanh gần không Vậy chức bảo vệ so lệch rơ le: Đạt 2.3.4 Thí nghiệm chức bảo vệ áp 59G 2.3.5 Thí nghiệm chức bảo vệ áp 27G 2.4 KẾT LUẬN Trong chương ta thực tính tốn, cài đặt thơng số hướng dẫn thí nghiệm chức rơ le kỹ thuật số Drs Compact 2A giúp người dùng làm quen hiểu làm việc trực tiếp thiết bị cần Đồng thời giúp cho công nhân thực sữa chữa Nhà máy có cố đảm bảo vận hành liên tục an toàn cho Nhà máy Hệ thống điện Ta thấy giao diện để thực cấu hình thí nghiệm rơ le thể trực quan dễ sử dụng CHƯƠNG MÔ PHỎNG THỂ HIỆN ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA RƠ LE Trong q trình thí nghiệm thực tế ta khơng thể thử hết tất trường hợp xảy Vì vậy, ta cần tìm cách kiểm tra khác để kiểm nghiệm trường hợp xảy trình hoạt động rơ le Xuất phát từ lý mà tác giả đề xuất hướng giải mô N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 11 làm việc rơ le, với công cụ mô Matlab/Simulink, đối tượng bảo vệ máy phát, nhằm góp phần đưa đánh giá tốt làm việc rơ le, trọng tâm chương 3.1 TỔNG QUAN VỀ MATLAB_SIMULINK 3.1.1 Matlab 3.1.2 Simulink 3.2 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG RƠ LE SỐ 3.2.1 Xây dựng khối bảo vệ máy phát Từ sơ đồ nguyên lý thông số nhà máy Xekaman ta sử dụng phần tử thư viện Simpowersystem thư viện Simulink để xây dựng mơ hình mơ rơ le số bảo vệ máy phát Trong phần tử sử dụng để thay mơ hình mơ gồm có: máy phát điện đồng bộ, máy cắt ba pha, máy biến áp hai cuộn dây, CT, VT, tải ba pha số thiết bị phụ khác 3.2.2 Xây dựng khối nguyên lý làm việc rơ le so lệch máy phát Khối nguyên lý làm việc rơ le so lệch máy phát xây dựng sở kết hợp ba khối chính: khối đo lường dịng điện, khối tính tốn dịng so lệch dịng hãm, khối xử lý logic Khối đo lường dòng điện cho rơ le (Mea.1 relay): xây dựng dựa theo phân tích Fourier để tính độ lớn góc pha dịng điện N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 12 Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý khối đo lường dòng điện rơ le Khối tính tốn dịng so lệch dịng hãm (Calculation Idiff&Ibias): Rơ le sau đo lường giá trị dịng điện hai phía tự động tính tốn dòng so lệch dòng hãm Khối “Calculation Idiff&Ibias” làm nhiệm vụ này, với tín hiệu dòng hãm (Ibiasa, Ibiasb, Ibisac), dòng so lệch (Idiffa, Idiffb, Idiffc) ba pha Cơng thức 3.1 tính tốn Idiff, Ibias sau: (3.1) Trên sở ta xây dựng khối “ Calculation Idiff&Ibias” hình 3.5 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 13 Hình 3.5 Khối tính tốn dịng so lệch dịng hãm Khối ngun lý tính đặc tính so lệch hãm (Relay_Decision_F87) Đây khối quan trọng nhất, định làm việc đắn rơ le Khối so sánh dòng hãm dòng so lệch đo lường với đặc tính làm việc rơ le (tính tốn từ thơng số đầu vào dạng đặc tính nó) để đưa lệnh cắt (trip signal) cho phù hợp Nguyên lý làm việc theo đặc tính hãm rơ le công thức (3.2) (3.3) IDIFF > K2 * IBIAS – (K2 – K1)IS2 + IS1 với IBIAS > IS2 (3.2) IDIFF > K1 * IBIAS + IS1 với IBIAS ... Xekaman vào HTĐ Quốc gia 1. 2 HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ NHÀ MÁY XEKAMAN 1. 2 .1 Tổng quan hệ thống rơ le bảo vệ Nhà máy Xekaman Hệ thống rơ le bảo vệ nhà máy thủy điện Xekaman gồm có tủ bảo vệ với chức... rơ le máy phát KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Tìm hiểu khái quát Hệ thống rơ le bảo vệ máy phát Nhà máy thủy điện Xekaman Thực tính tốn cài đặt cấu hình thử nghiệm thực tế chức bảo vệ rơ le số bảo vệ máy phát. .. Compact 2A dùng làm bảo vệ máy phát Nhà máy thủy điện Xekaman Phạm vi nghiên cứu Phân tích chức làm việc rơ le số bảo vệ máy phát - Tính tốn thông số chỉnh định rơ le - Nghiên cứu, thử nghiệm chức rơ