Phân tích sự cố máy phát điện dựa trên bản ghi sự cố áp dụng tại nhà máy nhiệt điện nghi sơn

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ Phân tích cố máy phát điện dựa ghi cố Áp dụng nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn NGUYỄN QUỐC HOÀNG Hoang.NQ211127M@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điện Chuyên ngành Hệ thống điện Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Xuân Tùng Bộ môn: Khoa: Hệ thống điện Điện HÀ NỘI, 5/2023 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lâp – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Quốc Hồng Đề tài luận văn: Phân tích cố máy phát điện dựa ghi cố Áp dụng nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn Ngành: Kỹ thuật điện Mã số SV: 20211127M Tác giả, người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 28 tháng 04 năm 2023 với nội dung sau: Đã nêu rõ đóng góp học viên luận văn Đã sửa từ 200kV thành 220kV trang Chương mục 1.1.3 chương ghi rõ phân tích cố máy phát Đã phân tích tổng quan kỹ lưỡng Đã đánh số cơng thức, phân tích bảng biểu, số liệu Đã bổ sung bảng chữ viết tắt Ngày 22 tháng 05 năm 2023 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Nguyễn Xuân Tùng Nguyễn Quốc Hoàng CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Lã Minh Khánh Lời cảm ơn Sau thời gian học tập thực đề tài luận văn tốt nghiệp, đến Em hoàn thành luận văn thạc sĩ khoa học kĩ thuật điện thuộc chuyên ngành hệ thống điện với đề tài “Phân tích cố máy phát điện dựa ghi cố Áp dụng nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn” Em xin chân thành cảm ơn ân cần, giúp đỡ tận tình tạo điều kiện hết mức đến từ thầy cô Bộ môn Hệ thống điện Khoa Điện, đặc biệt thầy hướng dẫn khoa học em TS Nguyễn Xuân Tùng Xin kính chúc thầy cô luôn mạnh khỏe, nhiệt huyết với nghề giảng viên cao quý để đào tạo, dạy bảo hệ sinh viên, học viên thành tài Tóm tắt nội dung luận văn Để xác định nguyên nhân cố hệ thống điện, tìm cách khắc phục, ngăn ngừa cố tương tự xảy tương lai có thể, việc phân tích cố cần thiết dựa ghi cố rơle bảo vệ, báo cáo thông tin liên quan khác liên quan đến vận hành hệ thống Với việc rơle số ngày có chức ghi lại thông tin liên quan đến cố xảy hệ thống giám sát vận hành đại hệ thống điện, q trình phân tích cố thuận lợi nhiều mà thông tin thu thập nhiều đầy đủ Tuy nhiên, việc đọc, phân tích hiểu rõ tồn thơng tin để phân tích cố địi hỏi hiểu biết đầy đủ hệ thống điện, phần tử liên quan thông tin chỉnh định, cấu hình hệ thống rơle bảo vệ, tức đỏi hỏi trình độ cao người giao nhiệm vụ phân tích cố, kinh nghiệm lẫn kiến thức chun mơn Trong đó, quy trình đầy đủ bước tiếp cận, tiến hành phân tích cố lại chưa xây dựng, hầu hết dựa vào kinh nghiệm vài kỹ sư chuyên trách Luận văn thạc sĩ thực với mục đích đưa bước việc tiếp cận thông tin, đặc biệt đọc hiểu rõ ghi cố rơle bảo vệ để phân tích tình xảy liên quan đến phần tử nhà máy điện Sử dụng phần mềm Wavewin, Sigra phân tích ghi cố dạng sóng thực tế xảy nhà máy Nhiệt điện Nghi Sơn để đưa định hướng, kĩ kinh nghiệm thực tiễn góp phần đánh giá tính khoa học đề tài Các cố liên quan đến thiết bị thuộc máy phát điện xảy với ngun nhân vơ đa dạng, việc phân tích cố phụ thuộc lớn vào lượng thông tin ghi nhận lại Chính luận văn có thiếu sót khơng tránh khỏi q trình thực hiện, mong nhận cảm thông ý kiến góp ý quý báu quý thầy, q trình đọc phản biện luận văn Học viên Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ PHÂN TÍCH SỰ CỐ 1.1 Ý nghĩa việc phân tích cố Sự cần thiết việc phân tích cố Mục đích việc phân tích cố Ý nghĩa việc phân tích cố máy phát điện 1.2 Các bước thực phân tích cố Thu thập thông tin cố Tổng hợp lại diễn biến cố Đọc phân tích ghi cố Nhận định vấn đề bất thường, nguyên nhân giải pháp CHƯƠNG CÁC YẾU TỐ CẦN QUAN TÂM KHI PHÂN TÍCH BẢN GHI SỰ CỐ 2.1 Tổng hợp chung máy biến dòng điện máy biến điện áp Đặc tính biến dòng điện Đặc tính biến điện áp 2.2 Hiện tượng bão hòa máy biến dòng điện phương pháp phát bão hòa…………… 10 Hiện tượng bão hòa máy biến dòng điện 10 Một số phương pháp để phát hiện tượng bão hòa máy biến dòng điện……………… 13 2.3 Hiện tượng xung kích đồng điệu phương pháp nhận biết 16 Các vấn đề tượng xung kích đồng điệu 16 Phương pháp nhận biết xảy tượng xung kích đồng điệu………………… 19 2.4 Các thành phần tín hiệu cần thiết ghi cố 20 Giới thiệu chung 20 Thành phần analog sử dụng phân tích cố 21 Thành phần digital input relay output sử dụng phân tích cố…………… 23 CHƯƠNG CÁC BẢO VỆ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN 25 3.1 Các bảo vệ chung máy điện 25 Bảo vệ chống chạm đất 90% cuộn dây stato (59N, 64G, 67G) 27 Bảo vệ chống chạm đất 100% cuộn dây stato 30 Bảo vệ so lệch cho máy phát điện (87) 34 Bảo vệ q dịng có hãm/khóa điện áp thấp 36 Bảo vệ tổng trở 37 Bảo vệ chống chạm chập vòng dây stato 39 Bảo vệ xảy tượng thấp kích từ - kích từ (40) 41 Bảo vệ xảy tượng đồng 44 Bảo vệ chống luồng công suất ngược (32R) 47 Bảo vệ dòng thứ tự nghịch (I2> 46) - Tải không cân bằng……………… 48 Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây roto (64R) 49 3.2 Các chức bảo vệ cài đặt hệ thống rơle bảo vệ nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn 50 Tổng quan cấu hình hệ thống 50 Thông số cài đặt chức bảo vệ 53 CHƯƠNG PHÂN TÍCH SỰ CỐ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN DỰA TRÊN BẢN GHI SỰ CỐ THỰC TẾ 66 4.1 Đề xuất qui trình phân tích cố cho nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn 66 Yêu cầu chung cán kỹ thuật tham gia phân tích cố máy phát điện 66 Các bước phân tích thực tế 68 4.2 Phân tích trường hợp bão hịa CT đóng xung kích máy biến áp gây tác động F87 máy phát điện 70 Thông tin ban đầu 70 Triển khai thu thập liệu ban đầu 71 Phân tích cố 72 Kết luận trình cố phương hướng giải 78 4.3 Phân tích trường hợp tác động chức 59N dẫn tới cắt máy phát lỗi biến điện áp 79 Thông tin ban đầu 79 Triển khai thu thập liệu ban đầu 81 Phân tích cố 81 Kết luận trình cố phương hướng giải 85 CHƯƠNG TỔNG KẾT VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG LAI 88 5.1 Kết luận chung 88 5.2 Các hướng nghiên cứu tương lai 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Quy trình chung phân tích cố Hình 1.2 Giao diện phần mềm Wavewin hãng ABB Hình 1.3 Giao diện phần mềm IPSplot hãng Beckwith Hình 2.1 Máy biến dịng điện Hình 2.2 Đặc tính từ hóa máy biến dịng Hình 2.3 Máy biến điện áp kiểu tụ phân áp Hình 2.4 Các phần tử lưỡng cực từ lõi từ 10 Hình 2.5 Dịng sơ cấp, thứ cấp phân tử nam châm lõi từ bão hòa đối xứng 11 Hình 2.6 Dịng sơ cấp, thứ cấp phân tử nam châm lõi từ bão hịa khơng đối xứng 12 Hình 2.7 Dạng sóng dịng điện CT bị bão hịa với mức độ khác 13 Hình 2.8 Dạng sóng bão hịa với loại tải trở (a) kháng (b) 13 Hình 2.9 Cấu trúc xử lý tín hiệu dòng điện rơle số 14 Hình 2.10 Dạng sóng phân biệt dịng điện bão hịa khơng bão hịa 14 Hình 2.11 Tín hiệu ghi nhận dịng điện dạng thơ sau lọc 14 Hình 2.12 Dạng sóng thể mức độ bão hòa 15 Hình 2.13 Phân tích thành phần sóng hài phần mềm chuyên dụng 16 Hình 2.14 Q trình cấu hình gây tượng xung kích đồng điệu 16 Hình 2.15 Dạng sóng điện xung kích (xanh) dịng xung kích đồng điệu (đỏ) 17 Hình 2.16 Ảnh hưởng góc đóng dạng sóng điện áp đến độ lớn dịng xung kích đồng điệu 17 Hình 2.17 Ảnh hưởng điện trở hệ thống đến dòng xung kích đồng điệu 18 Hình 2.18 Ảnh hưởng từ dư máy biến áp đến dịng xung kích đồng điệu 18 Hình 2.19 Thành phần DC xuất xung kích đồng điệu 20 Hình 2.20 Bão hịa CT tượng xung kích đồng điệu 20 Hình 2.21 Các dạng cố ngắn mạch hệ thống điện 21 Hình 2.22 Sơ đồ đấu nối tín hiệu rơle Beckwith M3425A 21 Hình 2.23 Biểu diễn thành phần TTT, TTN, TTK 23 Hình 2.24 Ví dụ cài đặt chức đầu vào digital 23 Hình 2.25 Ví dụ cài đặt chức đầu rơle 24 Hình 3.1 Sơ đồ phương thức bảo vệ khuyến cáo máy phát điện 26 Hình 3.2 Dự phịng phần 27 Hình 3.3 Phương thức dự phòng đầy đủ 27 Hình 3.4 Biện pháp đo điện áp điểm trung tính 28 Hình 3.5 Điện áp trung tính theo vị trí điểm chạm đất cuộn dây stato 29 Hình 3.6 Sử dụng kết hợp rơle phát chạm đất cuộn dây stato 29 Hình 3.7 Phương thức đo dòng điện chạm đất 30 Hình 3.8 Phân bố điện áp hài bậc chế độ bình thường theo mức tải 31 Hình 3.9 Phân bố điện áp hài bậc chạm đất trung tính (a) đầu cực (b) 31 Hình 3.10 Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất cuộn dây stato theo hài điện áp thấp 32 Hình 3.11 Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất cuộn dây stato theo hài điện áp cao 32 Hình 3.12 Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất cuộn dây stato theo tỷ số hài điện áp 33 Hình 3.13 Cách đấu nối nguồn phụ bảo vệ 100% cuộn dây stato (rơle Siemen) 34 Hình 3.14 Sơ đồ thay tương đương tính tốn điện trở chạm đất 34 Hình 3.15 Đặc tính làm việc chức bảo vệ so lệch rơle M3425A 35 Hình 3.16 Sơ đồ khởi động tổ máy tua bin khí biến tần 36 Hình 3.17 Diễn biến dòng ngắn mạch cố gần đầu cực máy phát 36 Hình 3.18 Giá trị khởi động thay đổi theo điện áp đầu cực (bảo vệ 51V rơle M3425A) 37 Hình 3.19 Vị trí CT bảo vệ khoảng cách 38 Hình 3.20 Chỉnh định đặc tính làm việc 38 Hình 3.21 Bảo vệ so lệch ngang với máy phát có cuộn dây phân chia 39 Hình 3.22 Bảo vệ chống chạm chập vịng dây pha 39 Hình 3.23 Bảo vệ chống chạm chập vòng dây pha rơle M3425A 40 Hình 3.24 So sánh bảo vệ chống chạm đất bảo vệ chống chạm chập vòng dây 40 Hình 3.25 Đặc tính bảo vệ thấp kích từ 41 Hình 3.26 Sử dụng rơle tổng trở bảo vệ kích từ 41 Hình 3.27 Quĩ đạo điểm làm việc rơle tổng trở máy phát kích từ 42 Hình 3.28 Đặc tính rơle tổng trở hai miền âm bảo vệ kích từ 42 Hình 3.29 Đặc tính rơle tổng trở kết hợp phần tử định hướng công suất 43 Hình 3.30 Cài đặt giá trị cho phần tử định hướng cơng suất 44 Hình 3.31 Biểu diễn giá trị tổng trở dao động điện 45 Hình 3.32 Dạng sóng dòng điện điện áp xảy dao động điện 46 Hình 3.33 Mơ hình bảo vệ dao động công suất 46 Hình 3.34 Mơ hình bảo vệ trượt cực từ 46 Hình 3.35 Đặc tính thời gian tác động bảo vệ I2> thơng thường 48 Hình 3.36 Phương thức đơn giản bảo vệ chạm đất cuộn dây roto 49 Hình 3.37 Phương pháp bơm nguồn phụ xoay chiều 50 Hình 3.38 Sơ đồ bảo vệ máy phát điện nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn 51 Hình 3.39 Đặc tính cơng suất phát máy phát nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn 53 Hình 3.40 Đường cong đặc tính q dịng máy phát 57 Hình 3.41 Đặc tính bảo vệ chống kích từ 58 Hình 3.42 Đặc tính bảo vệ chức F46 61 Hình 3.43 Đặc tính bảo vệ Volts/Hz 62 Hình 3.44 Đường cong đặc tính q dòng máy phát (49G) 65 Hình 3.45 Mạch bảo vệ chạm đất roto 65 Hình 4.1 Máy biến áp nối đất trung tính máy phát 66 Hình 4.2 Hệ thống bảo vệ độ rung phóng điện cục PD 67 Hình 4.3 Kết nối phần mềm lấy thông số cài đặt rơle Beckwith 67 Hình 4.4 Giao diện phần mềm Schneider Electric Easergy 69 Hình 4.5 Giao diện cài đặt tín hiệu đưa vào ghi cố 69 Hình 4.6 Sơ đồ sợi thiết bị cố bão hòa CT 71 Hình 4.7 Trend history hình DCS 72 Hình 4.8 Bản ghi kiện F87 72 Hình 4.9 Giá trị cài đặt F87 relay bảo vệ máy phát 73 Hình 4.10 Dòng điện tồn tượng từ dư lõi từ Stato 73 Hình 4.11 Đặc tính cài đặt F87 relay beckwith M3425A 74 Hình 4.12 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía line 75 Hình 4.13 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía trung tính 75 Hình 4.14 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía line trung tính 75 Hình 4.15 Phân tích thành phần sóng hài dịng điện 76 Hình 4.16 Vector dịng điện thời điểm tác động F87 77 Hình 4.17 Bản ghi dạng sóng từ DCS 78 Hình 4.18 Sơ đồ sợi phía GSUT vị trí máy biến điện áp 80 Hình 4.19 Sơ đồ sợi hệ thống bảo vệ phía máy phát 80 Hình 4.20 Trend tần số máy phát lưới 81 Hình 4.21 Bản ghi kiện tín hiệu Trip F59N 81 Hình 4.22 Bản ghi điện áp rơle M3425A 82 Hình 4.23 Bản ghi dòng điện rơle M3425A 82 Hình 4.24 Dạng sóng điện áp cắt GCB 83 Hình 4.25 Khu vực xảy cố 84 Hình 4.26 Mạch bảo vệ cuộn dây sơ cấp 86 Hình 4.27 Thơng số cầu chì bảo vệ cuộn dây sơ cấp VT3 86 Hình 4.28 Mạch cải tạo giám sát hư hỏng cuộn sơ cấp máy biến điện áp 87 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Phương thức bảo vệ máy phát điện theo tiêu chuẩn ANSI/IEEE 25 Bảng 3.2 Giá trị cài đặt chức 87G 54 Bảng 3.3 Giá trị cài đặt chức 59N 55 Bảng 3.4 Giá trị cài đặt chức 27TN 55 Bảng 3.5 Giá trị cài đặt chức 51V 56 Bảng 3.6 Giá trị cài đặt chức 50/51 56 Bảng 3.7 Giá trị cài đặt chức 32 58 Bảng 3.8 Giá trị cài đặt chức 40G 59 Bảng 3.9 Giá trị cài đặt chức 59 59 Bảng 3.10 Giá trị cài đặt chức 27G 60 Bảng 3.11 Giá trị cài đặt chức 81G 60 Bảng 3.12 Giá trị cài đặt chức 46G 61 Bảng 3.13 Giá trị cài đặt chức 24G 62 Bảng 3.14 Giá trị cài đặt chức 21G 63 Bảng 3.15 Giá trị cài đặt chức 78G 64 Bảng 3.16 Giá trị cài đặt chức 49G 64 Bảng 3.17 Giá trị cài đặt chức 64R 65 CHƯƠNG PHÂN TÍCH SỰ CỐ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN DỰA TRÊN BẢN GHI SỰ CỐ THỰC TẾ Như nêu chương bước thực phân tích cố Ở chương đề xuất quy trình phân tích cố cho nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn áp dụng kiến thức từ chương trước để phân tích cố thực tế 4.1 Đề xuất qui trình phân tích cố cho nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn Yêu cầu chung cán kỹ thuật tham gia phân tích cố máy phát điện Cán kỹ thuật tham gia phân tích cố phải người có chun mơn nghiệp vụ rơ le bảo vệ điều khiển, đào tạo chuyên sâu Khi xảy cố hoàn toàn chủ động kiến thức tài liệu để sẵn sàng đưa định hướng cho việc phân tích cố - Cần hiểu biết đặc điểm kĩ thuật máy phát điện hệ thống làm mát hydro, chổi diệt điện áp trục, hệ thống cổ góp… Ngồi cịn có cấu tạo CT trung tính line, VT đặt vị trí đầu cực, hay máy biến áp trung tính nối đất 21/0,4kV Hình 4.1 Máy biến áp nối đất trung tính máy phát - Hiểu rõ bảo vệ công nghệ máy phát điện bảo vệ độ rung, bảo vệ nhiệt độ, chống phóng điện cục bộ… 66 Hình 4.2 Hệ thống bảo vệ độ rung phóng điện cục PD - Nắm rõ mạch điều khiển bảo vệ nhị thứ, cố xảy ra, hiểu tín hiệu từ đâu gửi cắt máy cắt, CT, VT đưa vào rơle để phân loại khu vực xảy cố phương thức vận hành nào, thiết bị nhị thứ làm việc có với thực tế khơng, hay lỗi tín hiệu điều khiển dẫn đến cắt máy cắt mà từ cố thực tế đưa vào rơle - Nắm rõ nguyên lý chức bảo vệ chức cài đặt rơle, thiết bị bảo vệ rơle Đầu tiên nắm sơ đồ sợ nhị thứ xác định thiết bị bảo vệ rơle Ví dụ máy phát lắp đặt rơle bảo vệ Beckwith 3425A với chức năng, Các thông số cài đặt bảo vệ rơle download trực tiếp từ rơle với phần mềm kèm Hình 4.3 Kết nối phần mềm lấy thông số cài đặt rơle Beckwith Các file in dạng PDF để tiện theo dõi cần thiết 67 - Ngoài với người phân tích xử lý cố thời điểm tài liệu hướng dẫn kèm với rơle bảo vệ phải phải sử dụng Các rơle thường xuyên thay version cao hơn, nhiều tính hơn, cố diễn khơng giống nhau, tài liệu hướng dẫn công cụ quan trọng khâu giải cố Các tài liệu viết ngơn ngữ tiếng Anh người phân tích cố cần sử dụng tiếng Anh, đặc biệt tiếng Anh chuyên ngành cách thành thạo Các bước phân tích thực tế Trong chế độ vận hành nhà máy bình thường, lực lượng vận hành thành phần theo dõi thông số, trạng thái hoạt động thiết bị Khi bị cố bất thường nhảy máy cắt, đơn vị vận hành tiến hành thông báo cho đơn vị sữa chữa, thí nghiệm vào kiểm tra Khi tiếp nhận thơng tin cố phải có mặt trường để triển khai bước thu thập liệu Các bước mô tả cụ thể cố sau: a) Tiếp nhận thơng tin ban đầu Bình thường có cố xảy ra, đơn vị vận hành (đại diện trưởng ca) báo cáo lên trang thông tin nội Nghi Sơn, bên cạnh liên lạc trực tiếp với tổ nhị thứ phụ trách mảng rơle nhà máy để phối hợp tìm kiếm nguyên nhân cách xử lý b) Triển khai công tác thu thập liệu ban đầu - Bước đầu tiếp cận đơn vị vận hành nắm bắt sơ trình thao tác, quy trình vận hành: tập hợp lại tồn phiếu thao tác, thơng tin từ đàm Các thao tác vận hành thực theo phiếu thao tác có đồng ý đơn vị liên quan cố chủ quan người thao tác có động tác thay đổi hay sửa phiếu để đánh lạc hướng người điều tra cố - Thực kiểm tra hình DCS thơng tin cố Lọc thông tin không liên quan để tránh nhầm lẫn phân tích, xuất file giấy để thuận lợi đối chiếu với nguồn thông tin khác - Tiến hành kết nối rơle bảo vệ Khi cố máy phát ngồi rơle Beckwith M3425A bảo vệ máy phát cần kiểm tra thêm rơle bảo vệ máy biến áp chính, máy biến áp tự dùng, máy biến áp kích từ hệ thống rơle bảo vệ trạm 220kV Đối với rơle M3425A sử dụng phần mềm IPScom relay Micom schneider bảo vệ máy biến áp sử dụng phần mềm Schneider Electric Easergy để lấy liệu 68 Hình 4.4 Giao diện phần mềm Schneider Electric Easergy Để đáp ứng cơng tác điều tra cố ta tiến hành download liệu cài đặt setting chứa thơng tin chức cấu hình rơle Thư mục event ghi lại tín hiệu ghi nhận rơle thời điểm trước sau cố, thơng tin thích rõ ràng có đính kèm với thời gian xảy kiện Ngồi thư mục quan trọng disturbance record chứa dạng sóng, tín hiệu dịng điện, điện áp, digital ghi nhận cần phải cài đặt để phù hợp với mục đích sử dụng Hình 4.5 Giao diện cài đặt tín hiệu đưa vào ghi cố c) Phân tích cố - Sau tiến hành download liệu thư mục event dịng điện, điện áp lúc thời gian xảy cố ghi nhận lại, đối chiếu với giá trị cài đặt thư mục setting để đưa đánh giá việc tác động rơle xác chưa hay rơle bị lỗi bên Mỗi chức có đường đặc tính làm việc khác nhau, thông số thư mục setting cần phải nắm rõ Do phân tích giá trị tác động rơle, cần sử dụng tài liệu hướng dẫn sử dụng loại rơle để tính tốn thời gian dịng điện, điện áp Hầu hết tài liệu viết tiếng Anh nên yêu cầu cần thiết người sử dụng phải đọc để tránh thao tác sai Khi xác nhận rơle làm việc với giá trị đầu vào so với 69 cài đặt tiếp tục tiến hành phân tích đến lỗi xuất thực tế từ thiết bị bảo vệ hay tín hiệu đấu nối đầu vào CT hay VT… - Rà sốt cố trước để nhanh chóng rút ngắn, phối hợp Phiếu lệnh thao tác, đồng thời gian Tại nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn sử dụng chủng loại rơle khác nhiều hãng, lại nhiều khu vực mà chưa có thiết bị đồng nên phân tích có khó khăn Vì thu thập nguồn liệu cần đưa mốc thời gian tham chiếu - Bước quan trọng phân tích dạng sóng sau ta download thư mực disturbance record Tại cần sử dụng phần mềm thành thạo để khai thác tối đa thông tin Các phần mềm Wavewin hay Sigra hồn tồn đáp ứng nhu cầu Ví dụ bật chế độ hiển thị thành phần sóng hài dòng điện hay điện áp, đưa đồ dạng trịn kết hợp với thẳng để dễ phân tích….Kiến nghị đọc tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm kĩ lưỡng để tận dụng hết tính d) Kết luận trình cố phương hướng giải Sau tổng hợp thơng tin, phân tích định hướng rõ ràng nguyên nhân đâu, chủ quan người vận hành hay thiết bị Chúng ta phải có trao đổi thỏa đáng với đơn vị thực công việc Do công suất nhà máy tương đối lớn, sai lầm phải trả giá ngồi người cịn kinh tế, lần dừng khối cần đốt dầu HFO để khởi động lị tốn thời gian khơng vận hành khơng có sản lượng Nghi Sơn nằm khối nhiệt điện Tổng Công ty phát điện nên phải thực báo cáo cố nhanh xác để gửi lên tổng cơng ty Bên cạnh việc trao đổi thơng tin đơn vị có cố để rút kinh nghiệm cơng tác bảo trì, bảo dưỡng quan trọng 4.2 Phân tích trường hợp bão hịa CT đóng xung kích máy biến áp gây tác động F87 máy phát điện Thông tin ban đầu Sơ đồ sợi cố xảy ra: 70 Hình 4.6 Sơ đồ sợi thiết bị cố bão hịa CT Thơng tin sơ q trình thao tác, vận hành sau: - 17:45: Thực Phiếu thao tác 03/07/2017 đưa MBA nối tiếp máy phát GSUT2, tự dùng khối UT92 từ sửa chữa vào vận hành sau khắc phục tạm thời lỗi rò dầu dàn cánh tản nhiệt - 17:59:27: Thực lệnh đóng máy cắt 232 trạm 220kV nhà máy nối tổ vào lưới – Đóng xung MBA T2 (thực theo PTT03/07/2017) - 17:59:30: Trip Turbine – Máy phát Unit chức 87GB tác động - Triển khai thu thập liệu ban đầu Thực kiểm tra hình DCS 71 Hình 4.7 Trend history hình DCS - Tiến hành kết nối rơle bảo vệ máy phát truy cập vào event rơle thu thập thông tin sau: Hình 4.8 Bản ghi kiện F87 Như nhận định ban đầu rơle trip bảo vệ F87 Đối với thiết bị bảo vệ F87 hoạt động báo cố trầm trọng cần thực nhiều thủ tục kiểm tra, xác nhận trước đóng điện trở lại Phân tích cố Tiến hành dowload giá trị setting rơle để kiểm tra xem rơle làm việc với đường đặc tính chưa? 72 Hình 4.9 Giá trị cài đặt F87 relay bảo vệ máy phát Như với giá trị cài đặt Idiff=0.1A theo ghi nhận từ Event dòng so lệch tác động Idiff=0.15A> 0.1A (giá trị cài đặt) rơle tác động hoàn toàn Chức F87 sử dụng làm bảo vệ cho máy phát điện, bảo vệ tác động đưa tín hiệu cắt máy cắt đầu cực máy phát, máy cắt kích từ kích hoạt quy trình dừng tua bin, nhiên từ dư lõi từ nên máy phát tiếp tục cung cấp dòng cố nhiều chu kỳ Hình 4.10 Dịng điện tồn tượng từ dư lõi từ Stato Tín hiệu In1(52b) rơle ghi nhân máy cắt đầu cực cắt Dòng điện pha A: 2.8913kA giảm dần sau 3s tồn 0.1089kA Thơng thường CT đầu cực CT phía trung tính cuộn dây stato chọn giống nhau, có tỷ số biến, chọn hãng sản xuất để giảm dịng so lệch chế độ bình thường cố ngồi Thường khơng nối thêm tải mạch dòng bảo vệ so lệch để đảm bảo tải BI thấp Dịng xung kích máy phát thường không gây vấn đề với bảo vệ so lệch điện áp nâng lên từ từ máy phát thường hịa xác vào hệ thống Chức bảo vệ so lệch không phát có cố vịng dây dòng điện 73 đầu vào/ra cuộn dây khơng đổi Đặc tính làm việc chức bảo vệ rơle M3425A sau: Hình 4.11 Đặc tính cài đặt F87 relay beckwith M3425A Về nguyên tắc đặc tính làm việc hồn tồn giống với hãng rơle khác, độ dốc đặc tính tự động tăng lên lần dòng hãm lần dòng định mức máy phát để tránh tác động nhầm CT bị bão hòa thành phần dc hay ac lớn Như nghi ngờ máy phát bị vấn đề từ bên - Rà sốt cố trước ta thấy: Những cố tương tự xảy Máy phát Bơm cấp STT Ngày xảy cố Phần tử bị cố Nguyên nhân cố 02 – 02 – 2016 Máy phát S1, F87#1 GB Xung sét 18 – 04 – 2016 Máy phát S1, F87#1 GB Lỗi CT2 (phía trung tính) 19 – 07 – 2017 Máy phát S1, F87#1 GB Đóng máy biến áp T2 30 – 09 – 2014 Động bơm cấp BFP2A Đóng máy biến áp T1 04 – 02 – 2015 Động bơm cấp BFP2A Đóng máy biến áp T1 12 – 04 – 2017 Động bơm cấp BFP2A Khởi động bơm cấp BFP2C Tất cố nêu ngun nhân tác động từ bên ngồi (khơng phải cố nội bên thiết bị), thực tế thiết bị làm việc bình thường sau cố qua - Tiến hành phân tích dạng sóng: 74 Hình 4.12 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía line Hình 4.13 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía trung tính Khi ghép hai dịng điện phía đầu cực phía trung tính cuộn dây (của pha) vào chung đồ thị cho thấy xuất dòng điện DC lớn tắt chậm (thể bao vẽ thêm vào để minh họa), thành phần DC xuất chủ yếu pha A pha B: Hình 4.14 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía line trung tính 75 Xét mặt biên độ dịng điện: độ lớn dịng điện khơng lớn, loại trừ nguyên nhân dòng điện lớn làm CT bị bão hòa Xét chiều dòng điện: dòng điện đo hai phía trùng pha nhau, kết luận khơng phải cố vùng mà cố ngồi với dịng điện vào khỏi đối tượng Phân tích thêm thành phần DC sử dụng chức phân tích sóng hài phần mềm SIGRA: Hình 4.15 Phân tích thành phần sóng hài dịng điện Biểu đồ cho thấy thành phần DC chiếm tỷ lệ lớn dòng điện đo được; phân tích mục 2.2.1 thành phần sơ cấp DC chiếm tỷ lệ cao dễ dẫn đến biến dòng điện bão hòa, gây sai số lớn làm tăng dịng điện so lệch, làm tác động chức F87 Xem xét dạng sóng dịng điện: Dạng sóng dịng điện hình sin, khơng thể mức độ méo sóng nào, nhìn vào dạng sóng khó kết luận CT bị bão hịa Xem xét tồn tiến trình diễn biến dịng điện (ví dụ với pha A): 76 - - Có thể thấy giai đoạn đầu dịng điện hai phía trùng pha (nếu có sai khác sai số CT), biên độ nhau: thể điểm 1, 2, 3, Sau dịng điện bắt đầu bị lệch pha dần dần, biên độ thể khác nhau: thể điểm từ 5-8 Do hai dịng điện khác góc pha độ lớn nên dòng so lệch tăng dần, vượt qua ngưỡng dịng khởi động ngưỡng thấp bảo vệ 87G khởi động tác động Quan sát đồ thị véc tơ thời điểm trước rơle tác động: đồ thị cho thấy xuất dòng so lệch đủ lớn làm rơle tác động Hình 4.16 Vector dòng điện thời điểm tác động F87 Căn theo phân tích mục 2.2.2: - Hiện tượng ứng với trường hợp CT bị bão hòa thành phần DC (với đặc trưng tượng bão hòa diễn chậm sau vài chu kỳ, dòng điện cố khơng cần lớn lắm) - Dạng sóng dịng điện trì hình sin, nhiên việc bão hịa phát có tượng dịch pha dòng điện Như ghi thu từ rơle loại ghi lọc, ghi thô (raw event) Về chế xuất thành phần dòng DC: tượng xung kích đồng điệu phân tích cụ thể mục 2.3 Ngoài theo “ Section 4.10.5 - Electric power distribution equipment and systems, Author: T.A Short” đóng xung kích MBA vào hệ thống lưới điện ảnh hưởng đến điện áp khu cực lân cận, thành phần DC tồn chiếm tỷ lệ cao gây giảm chất lượng nguồn điện khu vực Khi thực đóng điện cho MBA GSUT (T1, T2), thực tế thực đóng điện cho GSUT + UT, dịng xung kích lớn 77 Lúc đóng điện áp trạm 220kV bị dao động có độ sụt áp 10kV, chứng tỏ dịng xung kích MBA có tác động lớn đến lưới điện phạm vị tương đối lớn Trạm trung gian 220kV Nghi Sơn ghi nhận tượng bị dao động đóng điện MBA Hình 4.17 Bản ghi dạng sóng từ DCS Kết luận trình cố phương hướng giải Dựa phân tích cố ngày 19 – 07 – 2017, với so sánh tác nhân cố suốt từ năm 2014 đến thời điểm tại, kết luận rằng: CT Máy phát S1 bị bão hòa xuất dòng xung kích thực đóng MBA lớn (T1, T2) - Các phương pháp tham khảo đưa ra: x Đối với số đơn vị ngành điện (các Trạm truyền tải, Nhà máy…) thực đưa MBA lớn vào làm việc, chủ động disable chức 87 cho thiết bị x Đối với số hãng chế tạo Mỹ GE, Siemens,… trang bị bảo vệ so lệch với tính hãm có dịng xung kích x Nhà máy điện Hải Phòng thực thiết kế lại mạch hãm CT (bằng cách bù tải cho CT line để cân với CT trung tính bơm tuần hồn) Mặc dù phương án cần giúp đỡ tính tốn chun gia Đối với hãng Beckwith sản xuất rơle M3425A bảo vệ máy phát, tra cứu tài liệu hướng dẫn hãng có khuyến cáo thay đổi setting bảo vệ có tượng bão hịa CT đóng điện cho MBA GSUT 78 Như giải pháp điều chỉnh giá trị cài đặt chức F87 với thông số sau (theo khuyến cáo): Item Old Value New Value Minimun pickup: (A) 0.1 0.3 Time delay D (cycle) 15 Thực tế cho thấy từ thay đổi giá trị cài đặt không phát trường hợp cố tương tự 4.3 Phân tích trường hợp tác động chức 59N dẫn tới cắt máy phát lỗi biến điện áp Thông tin ban đầu Sơ đồ sợi máy biến áp nối tiếp máy phát GSUT (nối bộ) 79 Hình 4.18 Sơ đồ sợi phía GSUT vị trí máy biến điện áp Sơ đồ sợi hệ thống bảo vệ máy phát điện Hình 4.19 Sơ đồ sợi hệ thống bảo vệ phía máy phát Nắm bắt sơ q trình thao tác, quy trình vận hành sau: - Tổ máy S1 vận hành chế độ Local Coordinated trì tải 300 MW Lị vận hành với máy nghiền 1A/B/C/D (đang chế độ CAS) không đốt kèm dầu, hệ thống dầu đốt lò, hệ thống khói gió, hệ thống nước ngưng, nước cấp, quạt gió cấp 1, …làm việc bình thường chế độ Auto Áp suất chính/nhiệt độ 16,67MPa/544˚C, áp suất/nhiệt độ tái nóng 3,99 Mpa/543 ˚C, áp suất bình ngưng 7,1 kpa - 07h53ph30 ngày 5/12/2018: Trip đồng thời máy biến áp GSUT1 máy phát S1 bảo vệ 59N rơle P921-1, P921-2 (là bảo vệ MBA 80