BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGÔ THỊ KIM HẬU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110KV HUYỆN NINH PHƯỚC, TỈNH NINH THUẬN Chuyên ngành Kỹ t[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGÔ THỊ KIM HẬU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110KV HUYỆN NINH PHƯỚC, TỈNH NINH THUẬN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ CÔNG THÀNH HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tơi Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Ngô Thị Kim Hậu i LỜI CÁM ƠN Để có luận văn em xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường Đại học Thủy Lợi, phòng Đào tạo Đại học sau đại học tạo điều kiện giúp đỡ cho em suốt trình học tập Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô môn kỹ thuật điện khoa lượng trực tiếp gián tiếp giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức khoa học chuyên ngành bổ ích cho thân em năm qua Em xin chân thành cảm ơn công ty điện lực Ninh Phước tạo điều kiện thuận lợi giúp em thu thập số liệu tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu cách dễ dàng thuận lợi Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy PGS.TS Lê Công Thành, Người tận tình hướng dẫn, dìu dắt, giúp đỡ em Nhờ có hướng dẫn, bảo suốt trình mà luận văn em hồn thành cách tốt Cuối cùng, em mong nhận dược đóng góp ý kiến nhận xét quý thầy, cô bạn đọc để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG THUẬN 1.1 GIỚI THIỆU TRẠM BIẾN ÁP 110kV NINH PHƯỚC – NINH Vị trí, vai trị, lịch sử phát triển 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Qui mô trạm: .1 1.1.3 Các thiết bị bảo vệ trạm 1.1.4 Hệ thống điện tự dùng 1.1.5 Cách điện – bảo vệ áp – nối đất 1.2 Nguyên lý hoạt động 1.3 Thơng số thiết bị 1.3.1 Các thông số phía 110kV trạm .7 1.3.2 Các thơng số phía 22kV trạm .9 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ RƠ LE KỸ THUẬT SỐ 11 2.1 Cơ sở rơle kỹ thuật số 11 2.2 Giới thiệu rơle kỹ thuật số hãng Siemens 12 2.2.1 Rơle kỹ thuật số 7UT513 12 2.2.2 Rơle kỹ thuật số 7UT613 26 2.2.3 Rơle kỹ thuật số 7SA522 42 2.3 Giới thiệu rơle kỹ thuật số hãng Alstom - Pháp 52 2.3.1 Rơle kỹ thuật số họ MICOM.744X 52 2.3.2 Rơle kỹ thuật số MICOM P63X .57 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP 110kV NINH PHƯỚC 60 3.1 Cơ sở bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 60 3.1.1 Yêu cầu chung bảo vệ rơle 60 3.1.2 Các loại hư hỏng MBA .60 iii 3.1.3 3.2 Các loại bảo vệ 61 Lựa chọn rơle bảo vệ 65 3.2.1 Bảo vệ máy biến áp T1 65 3.2.2 Bảo vệ phía đường dây 110kV 66 3.2.3 Bảo vệ phía đường dây 22kV 67 3.3 Tính tốn ngắn mạch 68 3.3.1 Sơ đồ điểm ngắn mạch sơ đồ thay 68 3.3.2 Các đại lượng thông số phần tử 68 3.3.3 Tính tốn dịng điện ngắn mạch 71 3.4 Tính tốn chỉnh định 81 3.4.1 Bảo vệ tải máy biến áp .82 3.4.2 Bảo vệ dòng 84 3.4.3 Bảo vệ so lệch dọc .86 3.4.4 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế I /(87 N ) .92 3.4.5 Khóa sóng hài 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .96 TÀI LIỆU THAM KHẢO .97 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ nguồn điện tự dùng AC Hình 1.2 Sơ đồ nguồn điện tự dùng DC Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý trạm 110kV Ninh Phước .6 Hình 2.1 Rơle so lệch 7UT513 12 Hình 2.2 Đặc tính làm việc bảo vệ so lệch có hãm 17 Hình 2.3 Nguyên lý bảo vệ chống chạm đất hạn chế 7UT513 24 Hình 2.4 Cấu trúc phần cứng bảo vệ so lệch 7UT613 30 Hình 2.5 Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện rơle 7UT613 34 Hình 2.6 Đặc tính tác động rơle 7UT613 35 Hình 2.7 Đặc tính hãm rơle 7UT613 36 Hình 2.8 Ngun lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế 7UT613 .38 Hình 2.9 Đặc tính tác động bảo vệ chống chạm đất hạn chế 40 Hình 2.10 Cấu trúc phần cứng rơle số 7SA522 44 Hình 3.1 Vai trò rơle .61 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch .64 Hình 3.3 Phương thức bảo vệ máy biến áp T1 65 Hình 3.4 Phương thức bảo vệ cho đường dây phía 110kV 66 Hình 3.5 Phương thức bảo vệ cho đường dây phía 22kV .67 Hình 3.6 (a) Sơ đồ nguyên lý điểm ngắn mạch (b) Sơ đồ thay 68 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch 71 Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch 72 Hình 3.9 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch 74 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch 74 Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch 77 Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch 77 Hình 3.13 Đường đặc tính làm việc rơle 7UT613 89 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật thiết bị điện phía 110kV Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật máy cắt SF6 - 3AP1FG .7 Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật dao cách ly S&S POWER Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật máy biến áp kiểu tụ (Crompton Greaves) Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật máy biến dòng điện .8 Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật máy cắt chân không (3AH1) Bảng 1.7 Thông số kỹ thuật chống sét van (3E – P4 096 - 2PL3) Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật máy biến áp Bảng 1.9 Thơng số kỹ thuật máy biến dịng điện 10 Bảng 2.1 Thời gian làm việc rơle bảo vệ so lệch máy biến áp .21 Bảng 2.2 Thời gian làm việc rơle bảo vệ chống chạm đất hạn chế 24 Bảng 2.3 Cài đặt thông số vào rơle 7UT613 34 Bảng 3.1 Dòng ngắn mạch qua máy biến dòng BI 73 Bảng 3.2 Dòng ngắn mạch qua máy biến dòng BI 76 Bảng 3.3 Dòng ngắn mạch qua máy biến dòng BI 79 Bảng 3.4 Kết tính tốn ngắn mạch 80 Bảng 3.5 Kết tính toán ngắn mạch sau quy đổi 81 Bảng 3.6 Các thông số kỹ thuật máy biến áp 81 Bảng 3.7 Kết tính ngắn mạch phía 82 Bảng 3.8 Cài đặt nhiệt độ phía .84 Bảng 3.9 Bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía 23kV 85 Bảng 3.10 Bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía 110 kV 86 Bảng 3.11 Các thông số bảo vệ so lệch dọc 86 Bảng 3.12 Cài đặt giá trị vào rơle 7UT613 91 Bảng 3.13 Bảng kết tính tốn bảo vệ chạm đất 92 Bảng 3.14 Cài đặt thông số cho máy biến áp 92 Bảng 3.15 Cài đặt thơng số cho rơle phía 110kV 93 Bảng 3.16 Cài đặt thơng số cho rơle phía 22kV 94 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐHTL Đại học Thủy lợi MBA Máy biến áp MBA T1 Máy biến áp MBA T2 Máy biến áp TD1 Tự dùng TD2 Tự dùng TC Thanh MC Máy cắt vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Đề tài: Trạm biến áp ba thành phần quan trọng thiếu hệ thống điện; Trạm biến áp 110/22kV Ninh Phước cung cấp điện cho huyện Ninh Phước, Thuận Nam phần cho thành phố Phan Rang - Tháp Chàm Hệ thống bảo vệ rơ le định đến hoạt động an toàn ổn định trạm biến áp lưới điện khu vực Hệ thống bảo vệ rơ le trạm vô cần thiết, có nhiệm vụ ngăn ngừa cố, phát nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống, khắc phục chế độ làm việc liên tục hệ thống Vì đề tài “Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận” mang tính thiết có khả ứng dụng vào thực tiễn Mục đích Đề tài: Nghiên cứu, đánh giá tổng quan trạng trạm biến áp 110kV Ninh Phước đặc biệt hệ thống bảo vệ rơ le Nghiên cứu đánh giá tổng quan loại rơ le kỹ thuật số sử dụng trạm biến áp điện lực Tính tốn, lựa chọn, chỉnh định rơ le rơ le kỹ thuật số cho trạm biến áp 110kV Ninh Phước Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Trạm biến áp 110kV Ninh Phước, Ninh Thuận Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu: - Thu thập phân tích số liệu - Nghiên cứu lí thuyết bảo vệ rơle trạm biến áp, rơle kỹ thuật số để lựa chọn hệ thống rơle số phù hợp viii - Tính tốn, mơ để xác định thơng số chỉnh định hệ thống rơle đề xuất Cấu trúc luận văn Luận văn gồm 03 chương, 26 hình vẽ 28 bảng với nội dung về: Giới thiệu trạm biến áp 110kV Ninh Phước, Nghiên cứu tổng quan rơ le kỹ thuật số, nghiên cứu thiết kế hệ thống rơle kỹ thuật số bảo vệ cho trạm biến áp 110kV Ninh Phước phần kết luận, kiến nghị cho toàn luận văn đưa ix