Đánh giá chức năng làm việc của rơle GRT 200 bảo vệ so lệch trạm biến áp 110kv tam kỳ (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỮU THỌ ĐÁNH GIÁ CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA RƠLE GRT 200 BẢO VỆ SO LỆCH TRẠM BIẾN ÁP 110KV TAM KỲ Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật điện : 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng – Năm 2022 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: GS TS LÊ KIM HÙNG Phản biện 1: TS Phạm Văn Kiên Phản biện 2: TS Thạch Lễ Khiêm Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành Kỹ thuật Điện họp Trường Đại học bách khoa vào ngày 19 tháng 02 năm 2022 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong hệ thống điện, yêu cầu đặt tất thiết bị điện đấu nối lưới phải làm việc an toàn hiệu để đảm bảo ổn định hệ thống điện, hệ thống rơle bảo vệ thiết bị bảo vệ rơle đóng vai trị quan trọng việc trì làm việc ổn định hệ thống điện Với vai trò quan trọng máy biến áp việc truyền tải công suất nguồn và phụ tải, hư hỏng máy biến áp làm ảnh hưởng đến việc cung cấp điện đến hộ tiêu thụ Vì việc nghiên cứu tình trạng làm việc khơng bình thường, cố xảy máy biến áp cần thiết, với lý việc nghiên cứu chức bảo vệ cho máy biến áp nói chung, bảo vệ so lệch máy biến áp nói riêng cơng việc quan trọng Để bảo vệ cho máy biến áp làm việc an tồn, cần phải tính tốn đầy đủ yếu tố gây hư hỏng bên yếu tố bên ngồi gây ảnh hưởng đến đặc tính làm việc bình thường bảo vệ so lệch máy biến áp Từ đề phương án bảo vệ, loại trừ hư hỏng cố không mong muốn Hiện nay, phát triển lĩnh vực công nghệ số cho phép chế tạo loại rơle bảo vệ so lệch máy biến áp kỹ thuật số với nhiều tính vượt trội so với loại rơle trước Các nhà sản xuất tích hợp nhiều chức bảo vệ nhiều giải pháp nhằm giảm tác động nhầm không mong muốn Tuy nhiên thực tế có nhiều cố tác động không bảo vệ so lệch máy biến áp bảo vệ so lệch hạn chế REF cố ngắn mạch ngồi, đóng điện xung kích máy biến áp, lỗi cài đặt cấu hình, lỗi TU, TI gây nên điện hệ thống, ảnh hưởng đến công tác vận hành thời gian khôi phục cố Với lý nêu định nghiên cứu đề tài “Đánh giá chức làm việc THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội rơle GRT 200 bảo vệ so lệch trạm biến áp 110kV Tam Kỳ" MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục đích luận văn phân tích, đánh giá chức làm việc rơle GRT 200 bảo vệ so lệch TBA 110kV Tam Kỳ nhằm phục vụ cho công tác quản lý vận hành hệ thống ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài: Rơle bảo vệ so lệch máy biến áp GRT 200 tai trạm biến áp 110kV Tam Kỳ 3.2 Phạm vi nghiên cứu đề tài: - Trong phạm vi thực luận văn, tác giả phân tích bảo vệ so lệch yếu tố ảnh hưởng Tìm hiểu loại rơle số lưới điện 110kV Quảng Nam, tìm hiểu rơle GRT 200 bảo vệ so lệch trạm biến áp 110kV Tam Kỳ Tính tốn mơ bảo vệ so lệch cho MBA T1 tram biến áp 110kV Tam Kỳ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Sử dụng lý thuyết bảo vệ so lệch MBA để làm sở nghiên cứu đề tài - Tiếp cận tìm hiểu rơle số lưới điện 110kV Quảng Nam, tiếp cận thu thập số liệu TBA 110kV Tam Kỳ, tài liệu rơle bảo vệ so lệch GRT 200 từ đưa tính tốn thơng số cho bảo vệ so lệch TBA 110kV Tam Kỳ - Dùngng phần mềm Matlap Simulink để mô làm việc rơle bảo vệ so lệch cho máy biến áp T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng, trạm biến áp với hệ thống bảo vệ rơle đưa vào vận hành hệ thống điện từ nhiều năm qua với việc phân tích đánh giá THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội cách cụ thể, có hệ thống chức làm việc yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ so lệch máy biến áp nhằm mục đích giúp cho cho người vận hành đánh giá, phân tích cố hư hỏng máy biến áp cách nhanh chóng, xác Về ý nghĩa thực tiễn, đề tài phân tích đánh giá sâu bảo vệ so lệch máy biến áp, giải khối lượng lớn công việc cho nhân viên vận hành, thí nghiệm, kiểm định, phân tích cố rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp giúp rút ngắn thời gian tiến độ theo yêu cầu cung cấp điện liên tục Đồng thời cung cấp kiến thức công tác vận hành, xử lý cố, nâng cao hiệu sử dụng rơle ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI: Từ lý nêu trên, đề tài chọn tên " Đánh giá chức làm việc rơle GRT 200 bảo vệ so lệch trạm biến áp 110kV Tam Kỳ " BỐ CỤC LUẬN VĂN Nội dung luận văn biên chế thành: Ngoài phần mở đầu kết luận có chương phụ lục Bố cục nội dung luận văn gồm phần sau: Chương Bảo vệ so lệch MBA yếu tố ảnh hưởng Chương Tìm hiểu rơle so lệch trạm biến áp 110kV Quảng Nam rơle GRT 200 bảo vệ so lệch TBA 110kV Tam Kỳ Chương Tính tốn mơ rơle bảo vệ so lệch cho MBA T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ Kết luận chung kiến nghị THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội CHƯƠNG BẢO VỆ SO LỆCH MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 1.1 Các hư hỏng, dạng cố xảy máy biến áp Trạm biến áp phận quan trọng hệ thống điện, mắt xích liên kết hệ thống với nhau, kết nối nguồn với đường dây truyền tải, đường dây phân phối điện đến phụ tải Sự cố trạm biến áp thấp đường dây, nhiên cố trạm gây nên hậu vô nghiêm trọng khơng loại trừ cách nhanh chóng xác Ngoại trừ cố thường xảy hệ thống điện: Ngắn mạch , tải, trạm biến áp cịn có dạng cố khác xảy máy biến áp như: Rỉ dầu, bảo hịa mạch từ, việc bảo dưỡng khơng thích hợp vận hành, áp dụng thiếu tiêu chuẩn kỹ thuật chế tạo, thử nghiệm nghiệm thu, vật tư đầu vào không đạt tiêu chuẩn, môi trường làm việc không phù hợp, điều kiện vận hành khơng bình thường, v.v Ngun nhân gây hư hỏng, cố máy biến áp hệ thống điện đa dạng Việc phân tích tốt hư hỏng máy biến áp nhằm giúp người vận hành kịp thời phát ngăn chặn sớm cố xảy máy biến áp để đảm bảo vận hành hệ thống điện an toàn liên tục 1.2 Các loại bảo vệ cho máy biến áp 1.2.1 Nhiệm vụ bảo vệ rơle [2][5] Để đảm bảo làm việc liên tục phần không hư hỏng hệ thống điện cần có thiết bị bảo vệ rơle ghi nhận phát sinh hư hỏng với thời gian bé nhất, phát phần tử bị hư hỏng cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện Ngồi thiết bị bảo vệ rơle cịn ghi nhận phát THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội tình trạng làm việc khơng bình thường phần tử hệ thống điện, tùy mức độ mà bảo vệ rơle tác động báo tín hiệu cắt máy cắt Những thiết bị bảo vệ rơle phản ứng với tình trạng làm việc khơng bình thường thường báo tín hiệu khơng có giải pháp khắc phục kịp thời rơ le bảo vệ thực tác động sau thời gian trì định 1.2.2 Các loại rơle bảo vệ cho máy biến áp 1.2.2.1 Các rơle tác động theo dòng điện 1.2.2.2 Các rơle bảo vệ khơng theo dịng điện 1.2.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp [6] 1.3 Bảo vệ so lệch máy biến áp 1.3.1 Nguyên tắc chung Bảo vệ so lệch máy biến áp (87T) dựa nguyên tắc so sánh giá trị dòng điện vào đối tượng bảo vệ, dùng làm bảo vệ cho bảo vệ MBA, có tính chọn lọc tuyệt đối, không cần phối hợp với loại bảo vệ khác, có thời gian tác động bảo vệ gần không giây Vùng tác động 87T vùng giới hạn BI mắc vào mạch so lệch cuộn dây đầu máy biến áp, dây dẫn nối máy biến áp với góp) Bảo vệ so lệch có độ nhạy cao cố vùng bảo vệ, làm việc tin cậy không tác động nhầm cố vùng bảo vệ có chế hãm Trong chế độ vận hành bình thường có cố ngồi, dịng điện chạy vào đối tượng bảo vệ gần nên bảo vệ không tác động Khi xảy cố vùng bảo vệ xảy cân dòng vào dòng điện ra khỏi đối tượng nên bảo vệ tác động 1.3.2 Nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch máy biến áp THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội Để bảo vệ so lệch cho máy biến áp người ta thường dùng bảo vệ so lệch có hãm Giả sử 87T Hình dùng loại bảo vệ so lệch có hãm thơng thường [1]: Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc máy biến áp Dòng so lệch xác định: İdiff = | İ1 + İ2 + İ3| Dòng hãm xác định: İBias = | İ1| + | İ2| + | İ3 | Để tăng khả làm việc ổn định tin cậy bảo vệ, thường người ta sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ Rơ le so lệch có hãm so sánh hai dịng điện, dịng làm việc ILV dòng hãm IH Rơ le tác động ILV>IH Hình 1.9 Đường đặc tính làm việc bảo vệ so lệch đặc tính cố 1.3.3 Dòng điện khởi động bảo vệ so lệch máy biến áp Dòng khởi động bảo vệ phải chọn theo điều kiện cho bảo vệ không tác động ngắn mạch ngoài, nghĩa cho lớn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội dịng khơng cân cực đại ngắn mạch ngoài: İ kđ ≥ İ kcbttmax 1.4 Các yếu tổ ảnh hưởng đến chức bảo vệ so lệch máy biến áp [1] 1.4.1 Sai số tỷ số máy biến dòng 1.4.2 Các máy biến dòng bão hòa sai khác 1.4.3 Tổ đấu dây máy biến dịng khơng phù hợp với tổ đấu dây máy biến áp 1.4.4 Tỉ số biến máy biến áp 1.4.5 Sai sót việc đấu nối máy biến dịng 1.4.6 Ảnh hưởng sóng hài 1.4.6.1 Sóng hài q trình đóng điện máy biến áp 1.4.6.2 Sóng hài q trình đóng điện xung kích máy biến áp 1.4.6.3 Sóng hài cố ngồi vùng bảo vệ 1.4.6.4 Sóng hài q kích thích máy biến áp 1.5 Các giải pháp khắc phục 1.5.1 Khắc phục sai số sai số máy biến dòng 1.5.2 Khắc phục máy biến dòng bão hòa không giống 1.5.3 Khắc phục sai số nấc phân áp máy biến áp [1] 1.5.4 Khắc phục sai số tổ đấu dây máy biến áp [1] 1.5.5 Khắc phục sóng hài [1] 1.6 Kết luận chương Trong chương này, học viên tìm hiểu dạng hư hỏng dạng cố xảy máy biến áp Nghiên cứu loại rơle bảo vệ cho MBA, nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch MBA, yếu tố ảnh hưởng đến chức bảo vệ so lệch máy biến áp ảnh hưởng sóng hài, ngắn mạch ngồi gần vùng bảo vệ, ảnh hưởng sai số máy biến dòng, ảnh hưởng bảo hòa máy THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội biến dòng khác nhau, ảnh hưởng điều áp tải, ảnh hưởng tổ đấu dây máy biến áp, ảnh hưởng dịng thứ tự khơng Từ có sở cho đánh giá giải pháp khắc phục yếu tổ ảnh hưởng đến bảo vệ so lệch máy biến áp CHƯƠNG TÌM HIỂU RƠLE SO LỆCH CÁC TRẠM 110KV QUẢNG NAM VÀ RƠLE GRT 200 BẢO VỆ SO LỆCH TRẠM BIẾN ÁP 110KV TAM KỲ 2.1 Các trạm 110kV Quảng Nam [6] Qui mô lưới điện 110 kV tỉnh Quang Nam gồm 393,49 km đường dây 110kV có 80,018 km đường dây mạch kép,166,89 km đường dây mạch đơn 107,1 km đường dây mạch kép nhà máy thủy điện Có 13 trạm biến áp 110kV với 21 máy biến áp có tổng dung lượng 781 MVA gồm trạm: Tam Kỳ, Tam Thăng, Tam Anh, Kỳ Hà, Thăng Bình, Thăng Bình 2, Duy Xuyên, Điện Bàn, Điện Nam- Điện Ngọc, Hội An, Đại Lộc, Đại Đồng, Phước Sơn, tất trạm vận hành chế độ không người trưc, điều khiển xa từ trung tâm điều khiển công ty Điện lực Quảng Nam 2.2 Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp 110kV 2.1.1 Các rơle tác động theo dịng điện 2.1.2 Các rơle khơng tác động theo dòng điện 2.1.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp [6] 2.3 Tìm hiểu rơle bảo vệ so lệch máy biến áp trạm 110kV Quảng Nam 2.3.1 Tìm hiểu cấu trúc đặc tính làm việc rơle Micom P632 [1] Rơle kỹ thuật số MiCom P632 loại rơle tác động nhanh chọn lọc dùng để bảo vệ bảo vệ máy biến áp, động cơ, máy phát THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 10 2.4 Tìm hiểu rơle bảo vệ so lệch máy biến áp T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ [6] Bảo vệ so lệch cho máy biện áp trạm biến áp 110kV Tam Kỳ dùng loại rơle GRT 200 - Các chức tích hợp có rơle: Bảo vệ so lệch dịng điện (chức chính); bảo vệ chống chạm đất hạn chế (chức chính); bảo vệ chống hư hỏng máy cắt; bảo vệ dòng điện; bảo vệ dịng cơng suất ngược; bảo vệ đứt dây; bảo vệ kích thích; bảo vệ tải nhiệt; bảo vệ áp; bảo vệ tần số; rơle cịn tính hợp chức điều khiển, chức đo lường, chức giám sát trạng thái thiết bị thứ, chức thu thập liệu theo thời gian thực 2.4.1 Tìm hiểu cấu trúc phần cứng rơle Toshiba GRT200 [2] Hình 2.7 Hình ảnh rơle TOSHIBA GRT200 Hình 2.12 Đặc tính bảo vệ so lệch dịng điện 2.4.2 Tìm hiểu phần mềm rơle 2.4.2.1 Cấu hình phần mềm cài đặt rơle Có thư mục rơle Từ thư mục nhân viên vận hành đọc đặt tham số bảo vệ: - Khi hình rơ le OFF, ấn phím, hình THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 11 Menu xuất Menu có trình đơn phụ là: Record, Monitoring, Setting, IOSetting, Control, Time, TestvàInformation 2.4.2.2 Giới thiệu phần mềm GR-TIEMS Phần mềm GR-TIEMS phần mềm cho phép truy cập phân tích thơng số đo lường hệ thống, lấy thông tin cố kiện rơle a Các công cụ phần mềm GR-TIEMS Công cụ giám sát (Monitoring tools): Công cụ lưu trữ (Record tools): Cơng cụ cấu hình (Configuration tools): b Kết nối rơle với máy tính phần mềm GR-TIEMS Hình 2.10 Hình ảnh giao diện kết nối phần mềm GR-TIEMS 2.4.3 Đặt tính làm việc chức bảo vệ so lệch rơle Toshiba GRT 200 2.4.3.1 Bảo vệ so lệch dòng điện (DIF) Chức so lệch tất chức bảo vệ cho MBA cung cấp tín hiệu dịng pha từ cuộn dây MBA tính dịng so lệch pha, phát cố pha-pha pha-đất Trên thực tế, sai số máy biến dòng, đặc biệt tượng bão hòa mạch từ, nên chế độ làm việc bình thường có ngắn mạch ngồi, dịng điện phía thứ cấp hai tổ máy THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 12 biến dòng BI1 BI2 khác và: ΔI = IT1 – IT2 = Ikcb Dịng điện khơng cân Ikcb số trường hợp có trị số lớn, đặc biệt có ngắn mạch ngồi, dịng cố qua BI làm cho chúng bị bão hịa Trong trường hợp đóng khơng tải MBA, phân tích sóng hài dịng từ hóa ta thấy dịng từ hóa xung kích có lượng lớn hài bậc (khoảng 70%) đạt đến trị số cực đại đến khoảng 30% trị số dòng điện cố Nếu thành phần hài bậc hai dịng điện từ hóa tách đưa vào cho dòng dòng hãm bảo vệ so lệch tránh tác động nhầm MBA đóng khơng tải Khi MBA bị q kích thích có nhiễu động lớn lưới, rơle tự động hãm sóng hài bậc 2.4.3.2 Bảo vệ so lệch thứ tự không(REF) Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) bảo vệ so lệch thứ tự không Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống chạm đất hạn chế Khi ngắn mạch chạm đất vùng phía nối sao, thành phần I1, I2, I0 dịng cố vào đất Bên phía sơ cấp dòng I1, I2 tồn từ nguồn đến qua biến dịng Vì khơng có dịng điện qua biến dịng phía thứ cấp MBA, nên rơ le tác động cắt Bằng việc tính tốn dịng điện thứ tự không cuộn dây đầu vào pha cuộn trung tính nối đất trực tiếp qua điện trở, rơle so sánh giá trị Iod Ires Nếu điểm so sánh nằm vùng tác động, rơle tác động cắt máy cắt để bảo vệ MBA khỏi cố chạm đất nội vùng bảo vệ THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 13 2.5 Kết luận chương Trong chương này, thực việc tìm hiểu sơ đồ lưới điện 110kV trạm biến áp 110kV tỉnh Quảng Nam Tìm hiểu bảo vệ so lệch máy biến áp trạm biện áp 110kV Quảng Nam Tìm hiểu cấu tạo, đặc tính làm việc rơle bảo vệ so lệch có trạm 110kV Quảng Nam cụ thể Toshiba GRT 200, Micom P632, SEL 787, nhằm giúp cho ta có nhìn tổng quan loại rơle bảo vệ so lệch vận hành lưới 110kV Quảng Nam Trong chương ta nghiên cứu sâu rơle Toshiba GRT 200 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ, cấu trúc, tính làm việc loại rơle, phần mềm giao diện GR_TIEMS với rơle, nhằm phục vụ cho việc tính tốn thơng số chỉnh định mơ cho bảo vệ so lệch MBA T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ cho phần sau CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG BẢO VỆ SO LỆCH CHO MBAT1 TRẠM TAM KỲ SỬ DỤNG RƠLE GRT 200 3.1 Thông số đầu vào trạm 110kV Tam Kỳ Trạm biến áp 110kV Tam Kỳ gồm máy biến áp, máy biến áp T1 áy biến áp cuộn dây 115/24kV-63MVA, máy biến áp T2 máy biến áp cuộn dây 115/38,5/24kV-25MVA, hai máy biến áp vận hành chế độ độc lập Đối tượng tính tốn máy biến áp T1 có cuộn cao 115kV, cuộn hạ 24kV Hai cuộn cao hạ đấu trung tính nối đất trực tiếp, có cuộn cân 11kV đấu tam giác Các thơng số máy biến áp bảo vệ sau: - Công suất máy biến áp: 63 MVA - Điện áp cuộn cao cao/ cuộn hạ: 115kV/24kV - Điện áp cuộn cân bằng: 11kV THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 14 - Điện áp ngắn mạch % cuộn cao-trung: 11,7±5% - Tổn thất ngắn mạch: 190kW - Dịng điện khơng tải: 0,17±30% - Tổn thất khơng tải: 28 kW - Dòng điện định mức: Cao áp/ Hạ áp (CA/ HA): 316,3A/1515,5A - Tổ đấu dây: Yo/Yo/Δ 3.2 Tính tốn ngắn mạch BI1 110kV N4 N2 BI2 MC MC 22kV N1 N3 HTÐ BI3 BI4 Hình 3.2 Sơ đồ tính tốn ngắn mạch ngắn máy biến áp T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ 3.2.1 Kết tính dòng điện ngắn mạch chế độ cực đại 3.2.2 Kết tính dịng điện ngắn mạch chế độ cực tiểu 3.3 Tính tốn thơng số chỉnh định cho rơle bảo vệ so lệch MBA T1 trạm biến áp 110KV Tam Kỳ 3.3.1 Chọn máy biến dòng điện Điều kiện chọn lựa máy biến dòng Idđ BI  Ilvmax = 1,4 Iđm BA Ilvmax = 1,4 S i dmB 3U i dmB Trong đó: S i dmB công suất định mức cuộn dây i (cao, trung) THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 15 máy biến áp U i dmB : điện áp định mức cuộn dây i - Chọn biến dịng phía 115 kV (BI1) Ilvmax = 1,4 = 442,8026 A Do ta chọn BI có thơng số sau I SC dd ( BI ) = 500A I TC dd ( BI ) = 1A Cấp xác: 5P20 - Chọn biến dịng phía 24 kV (BI1) Ilvmax = 1,4 = 2121,762A Do ta chọn BI có thơng số sau I SC dd ( BI ) = 2000A I TC dd ( BI ) = 1A Cấp xác: 5P20 3.3.2 Tính thơng số cài đặt cho chức bảo vệ so lệch cho rơle bảo vệ so lệch GRT 200 Dựa vào đặc tính vùng tác động bảo vệ so lệch, ta xác định thông số cài đặt cho rơle sau: 3.3.2.1 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp (87T) - Dòng so lệch khởi động cấp 1: Idiff ≥ Kat Ikcbttmax Ikcbttmax dịng khơng cân tính tốn cực đại Ikcbttmax = (fi max kđn kkck + ΔUđc) I Nngồi max đó: fi max sai số cực đại cho phép BI tình THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 16 trạng ổn định fi max = 10% = 0,1 kđn hệ số đồng máy biến dòng; kđn = đến kđn = máy biến dịng hồn toàn giống nhau; kđn = máy biến dòng khác kkck hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần khơng chu kỳ dịng ngắn mạch ngoài; kkck = kat: hệ số an tồn tính tốn; kat = 1,5 IN ngồi max thành phần chu kỳ dịng ngắn mạch ngồi lớn Sau tính tốn chọn dịng khởi động bảo vệ so lệch Dòng so lệch cấp 1: Idiff> = 0,3 IN ngồi max Dịng so lệch cấp 2: Idiff>> = 3,5 Idiff1 = 10,5 IN max * Ngưỡng tác động cấp (Idiff>) - Đoạn đặc trưng Idiff> giá trị khởi động ngưỡng thấp bảo vệ so lệch, bảo vệ so lệch máy biến áp phải có độ nhạy cao Ta đặt Idiff>= 0,3 IN max - Đoạn dải 0,5 Idiff>< IR < IR,m2 Với: IR,m2 = Hệ số góc: m1= 0,4 cho phép thay đổi đầu phân áp máy biến áp tới 20% - Đoạn Dải IR > IR,m2 = Hệ số góc: m2= 0,8 * Ngưỡng tác động cấp (Idiff>>) Đặc trưng ngưỡng tác động Idiff>> Ta đặt Idiff>> = 10,5 IN max 3.3.2.2 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) Ta đặt thông số đặc tính tác động sau: THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 17 Dòng so lệch ngưỡng thấp: Id,N> = 0,3 IN ngồi max Hệ số góc đặc tính: m = 1,005 Thời gian trễ: tref =0,00s 3.3.3 Kiểm tra làm việc chức bảo vệ so lệch (87T) Để kiểm tra làm việc bảo vệ so lệch ta quy ước sau: Dòng điện vào máy biến áp mang dấu dương (+) Dòng điện khỏi máy biến áp mang dấu âm (-) 3.3.3.1 Kiểm tra độ an toàn bảo vệ so lệch (87T) Bảng 3.3 Kết kiểm tra hệ số an toàn bảo vệ so lệch máy biến áp (87T) Max N3 N(3) N(1) N(1,1) Id (A) 2,0076 1,7276 1,3427 IR (A) 6,9252 5,7588 4,4757 IR, kd (A) 4,3095 3,9595 3,4784 Kat 1,6907 1,4544 1,2867 Từ hệ số Kat theo số liệu ta tính hệ số hệ số an tồn thoả điều kiện, Kat nằm khoảng từ 1,5 đến 3.3.3.2 Kiểm tra độ nhạy bảo vệ so lệch(87T) Để kiểm tra độ nhạy bảo vệ so lệch máy biến áp ta tính tốn hệ số Knh điểm ngắn mạch nằm vùng bảo vệ, chế độ máy biến áp làm việc THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 18 Điểm ngắn mạch N4 N(2) N2 N(1) N(1,1) N(2) N(1) N(1,1) Id (A) 23,3428 19,4742 24,0081 5,6199 5,4540 5,9148 IR (A) 11,6714 9,7371 12,0040 2,8100 2,7270 2,9574 Ikd (A) 7,8971 6,3497 8,1632 1,2480 1,0690 1,3430 Knh 2,9559 3,0670 2,9410 4,5310 5,1020 4,4042 Qua kết tính tốn độ nhạy ta thấy Knh lớn nên kết thoả điều kiện 3.3.3.3 Kiểm tra độ nhạy bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) Để kiểm tra độ nhạy 87N ta xét điểm ngắn mạch vùng tác động hệ thống chế độ Bảng 3.5 Kết kiểm tra độ nhạy bảo vệ so lệch máy biến áp (87N) Điểm ngắn mạch N(1) N(1,1) N(1) N(1,1) Id,N (A) 28,5441 31,8798 8,1810 11,0061 IR,N (A) 13,5804 15,3308 0 Id,kđN (A) 13,8483 15,6125 0,2 0,2 Knh 2,0612 2,0419 42,1090 56,6070 N4 N2 Qua kết tính toán độ nhạy ta thấy Knh lớn nên kết thoả điều kiện 3.4 Mô tính tốn bảo vệ so lệch máy biến áp T1 trạm biến áp 110KV Tam Kỳ sử dụng phần mềm Matlab Simulink 3.4.1 Mơ hình mơ THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 19 Hình 3.3 Sơ đồ mơ Matlab Simulink 3.4.2 Các khối cấu trúc rơle Cấu trúc rơ le Toshiba bảo vệ so lệch MBA bao gồm khối hàm RelayDecisionBlock, VectorGrpBlock, ZeroBlock hình sau: Hình 3.4 Sơ đồ khối cấu trúc rơle bảo vệ so lệch 3.4.3 Kết mô 3.4.3.1 Kết mô chế độ làm việc bình thường Theo kết mơ trạng thái làm việc bình thường dịng điện điện áp với giá trị vận hành bình thường Giá trị dịng điện giá trị phụ tải THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 20 3.4.3.2 Các kết mô ngắn mạch pha N1(Ngắn mạch vùng bảo về) Theo kết mô trạng thái ngắn mạch pha điểm N1 phía 110kV, giá trị dịng điện điện áp phía 110kV 22kV giảm khơng, khơng có giá trị dòng điện vào rơle so lệch nên bảo vệ so lệch không tác động Qua kết mô trường hợp cố trên, ta thấy bảo vệ đáp ứng làm việc tốt với giá trị chỉnh định mà ta cài đặt cho rơ le bảo vệ bù hiệu yếu tố ảnh hưởng dịng thứ tự khơng, tổ đấu dây MBA, ảnh hưởng nấc phân áp MBA 3.4.3.3 Các kết mô ngắn mạch pha N2 kích hoạt chức bảo vệ sơ lệch 87T (ngắn mạch vùng bảo về) Từ dạng sóng thu đươc sau mơ minh họa dạng sóng dịng điện pha phía máy biến áp có cố pha vùng bảo vệ, ta thấy xảy cố ngắn mạch pha phía 22kV vùng bảo vệ dịng điện pha phía 110kV tăng mạnh, cịn dịng điện 22kV giảm mạnh Điều giải thích ngắn mạch pha phía 22kV vùng bảo vệ cơng suất từ nguồn chảy hết vào điểm ngắn mạch Rơle bảo vệ so lệch đưa tín hiệu cắt máy cắt Hình 3.21 Đặc tính làm việc bảo vệ 87T Hình 3.22 Đặc tính làm việc bảo vệ 87N THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 21 Trong trường hợp ta thấy dòng điện so lệch pha lớn Đặc tính so lệch vào vùng làm việc Đối với bảo vệ so lệch có giới hạn với trường hợp khơng có dịng qua cuộn trung tính máy biến áp nên bảo vệ 87N không làm việc 3.4.3.5 Các kết mô ngắn mạch pha N2 Từ dạng sóng thu đươc sau mơ minh họa dạng sóng dịng điện pha (A-B) phía máy biến áp có cố pha vùng bảo vệ, ta thấy xảy cố ngắn mạch pha phía 22kV vùng bảo vệ dịng điện pha A B phía 110kV tăng mạnh, cịn dịng điện pha A-B phía 22kV giảm mạnh Điều giải thích ngắn mạch pha phía 22kV vùng bảo vệ cơng suất từ nguồn chảy hết vào điểm ngắn mạch Rơle bảo vệ so lệch đưa tín hiệu cắt máy cắt 3.4.3.6 Các kết mô ngắn mạch pha - đất N2 Từ dạng sóng thu đươc sau mơ minh họa dạng sóng dịng điện pha chạm đất (A-B-N) phía máy biến áp có cố pha chạm đất vùng bảo vệ, ta thấy xảy cố ngắn mạch pha chạm đất phía 22kV vùng bảo vệ dịng điện pha A B phía 110kV tăng mạnh, cịn dịng điện pha A-B phía 22kV giảm mạnh Điều giải thích ngắn mạch pha chạm đất phía 22kV vùng bảo vệ công suất từ nguồn chảy hết vào điểm ngắn mạch Rơle bảo vệ so lệch đưa tín hiệu cắt máy cắt 3.4.3.7 Các kết mô ngắn mạch pha N2 Từ dạng sóng thu đươc sau mơ minh họa dạng sóng dịng điện pha chạm đất (A-N) phía máy biến áp THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 22 có cố pha chạm đất vùng bảo vệ ta thấy xảy cố ngắn mạch pha chạm đất phía 22kV vùng bảo vệ dịng điện pha A phía 110kV tăng mạnh, cịn dịng điện pha A phía 22kV giảm mạnh Điều giải thích ngắn mạch pha chạm đất phía 22kV vùng bảo vệ cơng suất từ nguồn chảy hết vào điểm ngắn mạch, dòng so lệch pha tăng lên gần với dịng hãm, vị trí điểm cố rơi vào vùng trip đặc tính bảo vệ so lệch Rơle bảo vệ so lệch đưa tín hiệu cắt máy cắt 3.4.3.8 Các kết mô ngắn mạch pha N3 (ngồi vùng bảo vệ) Theo kết mơ trạng thái ngắn mạch pha điểm N3 phía 22kV, ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ, giá trị dịng điện phía 110kV 22kV tăng lớn, khơng có giá trị dịng điện vào rơle so lệch nên bảo vệ so lệch không tác động Hình 3.38 Đặt tính làm việc Hình 3.37 Đặt tính làm việc bảo vệ so lệch 87N bảo vệ so lệch 87T Từ kết mô thấy cố ngồi vùng bảo vệ đặc tính làm việc rơ le so lệch nằm vùng tác động Kết mô phù hợp với kết rơ le làm việc thực tế 3.5 Kết luận chương Trong chương này, thực việc tính tốn giá trị ngắn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 23 mạch cho máy biến áp T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ, tính tốn thơng số cài đặt cho bảo vệ so lệch Từ điểm ngắn mạch giả định vùng bảo vệ so lệch máy biến áp ta tính giá trị ngắn mạch chế độ cực đại cực tiểu Tính tốn thông số cài đặt cho rơle bảo vệ so lệch Từ giá trị tính tốn thơng số cài đặt có ta kiểm tra độ an tồn bảo vệ so lệch xảy ngắn mạch vùng bảo vệ, kiểm tra độ nhạy bảo vệ xảy ngăn mạch vùng bảo vệ so lệch Qua kết tính tốn giá trị ngắn mạch, thông số cài đặt, kết kiểm tra độ an toàn độ nhạy bảo vệ so lệch, ta thực mô bảo vệ so lệch phần mềm Matlab simulink từ cho kết thực để ta đánh giá xác bảo vệ so lệch máy biến áp T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ KẾT LUẬN Luận văn nghiên cứu đánh giá chức làm việc rơle GRT200 bảo vệ so lệch trạm biến áp 110kV Tam Kỳ Qua kết tính tốn giá trị ngắn mạch, thơng số cài đặt cho bảo vệ so lệch ta mô rơ le kỹ thuật số bảo vệ so lệch máy biến áp Mơ hình mơ xây dựng cơng cụ Matlab/ Simulink Trong luận văn có xét đến số yếu tố thực tế làm ảnh hưởng đến sai số bảo vệ so lệch máy biến áp sai số máy biến dòng, bão hòa máy biến dịng, từ hóa máy biến áp, thay đổi nấc phân áp máy biến áp, tổ đấu dây máy biến áp, ảnh hưởng sóng hài Các cố đưa luận văn bao gồm cố ngắn mạch vùng bảo vệ, vùng bảo vệ Trong tất mô xét đến, mơ hình rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp xây dựng luận văn làm việc tin cậy: Đối với trường hợp ngắn mạch ngồi vùng, mơ THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 24 cho thấy điểm làm việc rơ le nằm vùng hãm Do rơ le làm việc tin cậy Đối với trường hợp ngắn mạch vùng, thời gian điểm làm việc vào vùng tác động ngắn Như thấy mơ hình tính tốn rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp hoạt động đúng, hoàn toàn tin cậy, phù hợp với lý thuyết bảo vệ so lệch máy biến áp Từ mơ hình này, ta hồn tồn sử dụng để kiểm nghiệm làm việc thực tế rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp thực tế dựa vào việc sử dụng ghi cố để đưa dịng điện pha phía máy biến áp vào khối tính tốn, từ đưa đánh giá cố làm việc rơ le bảo vệ thực tế Qua chương trình tính tốn mơ hệ thống bảo vệ rơle giúp cho người quản lý, phận kỹ thuật nhân viên vận hành nắm bắt tốt hệ thống lưới điện quản lý Tổng hợp cố lưới điện, chuẩn đoán cố xác, khắc phục cố nhanh, đảm bảo cho hệ thống điện vận hành chắn, tin cậy liên tục Hướng mở rộng đề tài: Do điều kiện dịch Covid - 19 kéo dài lâu phức tạp nên ảnh hưởng nhiều đến việc nghiên cứu học tập, điều kiện khả thời gian có hạn, tài liệu tham khảo cịn hạn chế nên chương trình mơ rơle chưa mô đầy đủ chức nhiều loại rơle Trong thời gian tới, để hoàn chỉnh, cần xem xét mô cho nhiều loại rơle số có lưới, mơ đầy đủ chức bảo vệ khác rơle bảo vệ dòng, bảo vệ khoảng cách, bảo vệ tần số, bảo vệ áp trạm 110kV THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ... Chương Bảo vệ so lệch MBA yếu tố ảnh hưởng Chương Tìm hiểu rơle so lệch trạm biến áp 110kV Quảng Nam rơle GRT 200 bảo vệ so lệch TBA 110kV Tam Kỳ Chương Tính tốn mô rơle bảo vệ so lệch cho MBA T1 trạm. .. cho đánh giá giải pháp khắc phục yếu tổ ảnh hưởng đến bảo vệ so lệch máy biến áp CHƯƠNG TÌM HIỂU RƠLE SO LỆCH CÁC TRẠM 110KV QUẢNG NAM VÀ RƠLE GRT 200 BẢO VỆ SO LỆCH TRẠM BIẾN ÁP 110KV TAM KỲ... vệ so lệch máy biến áp T1 trạm biến áp 110kV Tam Kỳ KẾT LUẬN Luận văn nghiên cứu đánh giá chức làm việc rơle GRT2 00 bảo vệ so lệch trạm biến áp 110kV Tam Kỳ Qua kết tính tốn giá trị ngắn mạch,