Tkc q4 chuong 08 he thong ro le bao ve (rev3)

Chương H TH NG R LE B O V 10/2017 T n: m tr : Lê Thanh H i Ngơ Ng c Bình N MӨC LӨC 2.1 2.2 3.1 3.2 T NG QUAN V H TH NG TIÊU CHÍ THI T K Nguyên tắc thi t k Tiêu chuẩn áp dụng PHÂN TÍCH L A CH N GI I PHÁP K THU T Tín ng dụng c a lo rơ le H th ng rơ le b o v nhà máy n n hình 26 TÀI LI U THAM KH O 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n T NG QUAN V H TH NG H th ng rơ le b o v thi t k với yêu cầu b o v an toàn n cho nhà máy Trong trường hợp s c hoặ đ u ki n v n hành bất t ường, h th ng rơ le b o v ph i nhanh chóng l p tất c s c mà có th nguyên nhân phá h ng thi t b H th ng ũng b o g m ch ỉ th c n báo o đ u ki n v n hành bất t ường (vượt đ nh m n ưng nằm giới h n cho phép) H th ng rơ le b o v ph thi t k đ m b o t eo t máy đ n v n hành an toàn, tin c y hi u qu :  Đ mb on n óng p át  Đ m b o tá động ó tín  Đ m b o tá động ó độ n y ần t  Đ m b o v n àn  Đ m b o k ông tá động n ầm  Đ mb ot ó độ t n n g trừ s í s u đ trì nhà nl y t o ưu k n t TIÊU CHÍ THI T K 2.1 Nguyên tắc thi t k Thi t k h th ng rơ le b o v cho nhà máy nhi t đ n cần đ m b o y u t sau:        Tính kh thi: có th ch n thi t b rơ le b o v phù hợp vớ sơ đ n đ n c a nhà máy, ũng n ó k d dàng cho lắp đặt, thử nghi m, v n hành b o trì Tính an tồn: an tồn q trình thi công v n hành, sửa ch a nhà máy, thi t b cần đ m b o tiêu chuẩn an toàn v đ n, n đất, thi t b b o v ,… Tác động nhanh: Rơ le b o v ph i đ m b o cắt ngắn m ch với thời gian ngắn có th nhằm đ m b o cho phần không b hư h ng, ti p tục làm vi c bình thường (đ m b o kh khơi phục s làm vi c bình thường, t khởi động c a động n, t kéo vào đ ng v.v.), h n ch ph m vi m c độ hư h ng c a phần tử b s c Tính ch n l c: Rơ le b o v đ m b o lo i b phần tử b s c kh i h th ng Độ tin c y: Rơ le b o v đ m b o chắn s tác động có s c vùng b o v k ông tá động s c nằm ngồi vùng b o v Tính b o đ m: rơ le tác động vi c thi t k ph i đ m b o máy cắt liên quan s cắt Đ đáp ng yêu cầu máy cắt nên thi t k có cuộn cắt có m ch ngắt riêng cho cuộn cắt Các thi t b h th ng quan tr ng nên có t i thi u h th ng rơ le b o v riêng n i riêng đ n m ch ngắt Tất c đấu n i cho h th ng rơ le b o v cần ph i th c hi n theo bi n pháp n i dây tr c ti p (hardwire) Độ nh y: Rơ le b o v thi t k với độ nh y cần thi t nhằm đ m b o chắn cho vi c lo i b s c kh i h th ng B o v d phòng s tác động Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n trường hợp b o v không tác động Vi c l a ch n độ nh y cần ph i th c hi n th n tr ng n u khơng s có th gây tác động nhầm ch n độ nh y cao Tính kinh t : h th ng rơ le b o v c a nhà máy nhi t đ n có giá tr lớn, thời gian sử dụng lâu dà , k t t k cần tín tốn đ n y u t kinh t , v n đầu tư b n đầu p í àng năm Sử dụng thi t b đ n hi n đ đ đ m b o v n hành hi u qu , gi m t n thất, tăng thời gian v n hành hàng năm  2.2 Tiêu chuẩn áp d ng Thi t k h th ng rơ le b o v cho nhà máy nhi t đ n phần quan tr ng trình thi t k n máy Do đ đ m b o tính hi n đ i, xác, hi u qu , kh sử dụng lâu dài, x y s c , thi t k ph i tuân theo nh ng tiêu chuẩn, quy đ nh, quy ph m ban hành c a Vi t Nam Qu c T , đ ng thời ph i th c hi n theo th c ti n k thu t t t ch ng minh 2.2.1 Quy định quy phạm  Quy ph m trang b đ n 11 TCN–2006 Bộ Công Nghi p (nay Bộ Công T ương) ban hành năm 2006 kèm theo Quy t đ nh s 19/2006/QĐ-BCN;  Quy chuẩn k thu t qu c gia v k thu t đ n, T p Ki m đ nh trang thi t b h th ng đ n – QCVN QTĐ-5:2009/BCT Bộ Công T ương b n àn năm 2009 kèm t eo T ông tư s 40/2009/TT-BCT;  Quy chuẩn k thu t qu c gia v k thu t đ n, T p V n hành, sửa ch a trang thi t b h th ng đ n – QCVN QTĐ-6:2009/BCT Bộ Công T ương b n àn năm 2009 kèm t eo T ông tư s 40/2009/TT-BCT;  Quy chuẩn k thu t qu c gia v k thu t đ n, T p Thi cơng cơng trình n – QCVN QTĐ-7:2009/BCT Bộ Công T ương b n àn năm 2009 kèm t eo T ông tư s 40/2009/TT-BCT;  Quy chuẩn k thu t qu c gia v k thu t đ n, T p Quy chuẩn k thu t đ n h áp – QCVN QTĐ-8:2010/BCT Bộ Công T ương b n àn năm 2010 kèm theo T ông tư s 04/2011/TT-BCT;  Quy chuẩn k thu t qu c gia v n toàn đ n QCVN 01:2008/BCT Bộ Công T ương b n àn năm 2008 kèm theo Quy t đ nh s 12/2008/QĐ-BCT  Ngh đ nh ph v n toàn đ n 169/2003/NĐ-CP 2.2.2 Tiêu chuẩn nước Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn TCVN - 7883-8 Rơ le đ n Phần 8: Rơ le đ n nhi t TCVN - 3674 Tr m p át đ n ó động đ t TCVN - 8096 T đ n đóng đ u n cao áp TCVN - 7994 T đ n đóng đ u n h áp TCVN - 5173 Máy cắt đ n t động dòng đ n đ n 6300 A, đ n áp đ n 1000 Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn V Yêu cầu k thu t chung TCVN - 6592-1 Thi t b đóng đ u n h áp Phần 1: Qui tắc chung TCVN - 6592-4-1 Thi t b đóng đ u n h áp Phần 4: Công tắ tơ khở động động – mục 1: Công tắ tơ khở động ki u đ n – TCVN - 6615-1 Thi t b đóng dùng cho thi t b Phần 1: Yêu cầu chung TCVN - 6306-1 Máy bi n áp đ n l c Phần 1: Quy đ nh chung TCVN 6306-2:2006 Máy bi n áp đ n l c - Phần 2: Độ tăng n t TCVN 5926-1:2007 Cầu ch y h áp - Phần 1: Yêu cầu chung TCVN - 6306-5 Máy bi n áp đ n l c - Phần 5: Kh TCVN 6627-11 Máy đ n quay - Phần 11: B o v nhi t TCVN - 5427 Máy bi n áp đ n l c Thi t b chuy n đ dây t i Yêu cầu k thu t TCVN - 7697-1 Máy bi n đ i đo lường Phần 1: Máy bi n dòng TCVN - 7697-2 Máy bi n đ TCXDVN – 394 Thi t k lắp đặt trang thi t b đ n cơng trình xây d ng - Phần n toàn đ n TCVN 6627-11 Máy đ n quay - Phần 11: B o v nhi t TCVN 4115:1985 Thi t b ngắt đ n b o v người dùng máy dụng cụ đ n d động ó đ n áp đ n 1000 V TCVN 7447-443:2010 H th ng lắp đặt đ n h áp - Phần 4-43: B o v an tồn - b o v ch ng q dịng TCVN 7447-441:2010 H th ng lắp đặt đ n h áp - Phần 4-41: B o v an toàn - B o v ch ng đ n gi t u ngắn m ch đầu phân nhánh cuộn đo lường Phần 2: Máy bi n đ n áp ki u c m ng 2.2.3 Tiêu chuẩn quốc tế Tiêu chuẩn IEC Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn IEC 60255 Rơ le đ n Electrical Relays IEC 60068 Ki m nghi m mô trường Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn Environmental Testing IEC 60282 Phần Cầu chì cao áp - Cầu chì h n dịng High Voltage Fuses - Current Limiting Fuses IEC 60282 Phần Cầu chì cao áp - Cầu chì d ng tương t High Voltage Fuses - Expulsion and Similar Fuses IEC 60282 Phần Cầu chì cao áp - L a ch n h s công suất ngắn m đ thử nghi m cầu chì h n dịng lo i cầu chì y tương t High Voltage Fuses - Determination of Short Circuit Power Factor for Testing Current Limiting Fuses and Expulsion and Similar Fuses IEC 60269 Phần Cầu chì h áp - Yêu cầu chung Low Voltage Fuses - General Requirements IEC 60787 Hướng thi t k l a ch n cầu chì d ng cao áp cho ng dụng m ch máy bi n áp Application Guide for the Selection of Fuse Links of High Voltage Fuses for Transformer Circuit Applications IEC 60291 Các đ n ng ĩ v cầu chì Fuse Definitions IEC 60044 Bi n đ n áp Voltage Transformers IEC 60044 Bi n dòng đ n Current Transformers IEC 60044-6 Bi n đ n áp - Các yêu cầu k thu t c a bi n dòng b o v cho ch độ v n hành thời Instrument Transformers - Requirements for Protective Current Transformers for Transient Performance IEC 60947 Các chuy n m đ u n h áp Low Voltage Switchgear and Control Gear IEC 60898 Các khí cụ đ n - Máy cắt b o v dòng dân dụng lắp đặt tương t Electrical Accessories - Circuit Breakers for Over-current Protection for Household and Similar Installations IEC 60687 Công tơ đ n cho cơng suất th c dịng xoay chi u (cấp 0.2s 0.5s) Alternating Current Static Watt-hour Meters for Active Energy Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn (Classes 0.2S and 0.5S) Tiêu chuẩn IEEE Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn IEEE C37.010 ng dụng máy cắt cao áp xoay chi u h dòng đ i x ng Application Guide for AC High-Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis IEEE C37.13 Tiêu chuẩn máy cắt h áp dùng t đ n Standard for Low-Voltage AC Power Circuit Breakers Used in Enclosures IEEE C37.90 Tiêu chuẩn cho h th ng rơ le tương tá với khí cụ đ n khác Standard for Relays and Relay Systems Associated with Electric Power Apparatus IEEE C37.91 Hướng d n thi t k b o v máy bi n áp l c Guide for Protecting Power Transformers IEEE C37.95 Hướng d n b o v rơ le o đầu phụ t i tiêu thụ Guide for Protective Relaying of Utility-Consumer Interconnections IEEE C37.96 Hướng d n b o v động đ n xoay chi u Guide for AC Motor Protection IEEE C37.97 Hướng d n thi t k b o v rơ le o Guide for Protective Relay Applications to Power System Buses IEEE C37.99 Hướng d n b o v t tụ bù song song Guide for the Protection of Shunt Capacitor Banks IEEE C37.100 Cá đ n ng ĩ uẩn cho t đóng Standard Definitions for Power Switchgear IEEE C37.101 Hướng d n b o v n đất máy phát Guide for Generator Ground Protection IEEE C37.102 Hướng d n b o v máy phát xoay chi u Guide for AC Generator Protection IEEE C37.103 Hướng d n thí nghi m m rơ le so l ch ki m tra c c tính Guide for Differential and Polarizing Relay Circuit Testing IEEE C37.106 Hướng d n b o v chênh l ch tần s nhà máy đ n công nghi p Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn Guide for Abnormal Frequency Protection for Power Generating Plants IEEE C37.108 Hướng d n b o v máy bi n áp tr m Guide for the Protection of Network Transformers IEEE C37.109 Hướng d n b o v cuộn c m mắc song song Guide for the Protection of Shunt Reactors IEEE C37.110 Hướng d n áp dụng bi n dòng b o v rơ le Guide for the Application of Current transformer Used for Protective Relaying Purposes IEEE C37.112 P ương trìn đặc tính thờ g n o rơ le dòng Standard Inverse-Time Characteristic Equations for Overcurrent Relays IEEE C37.113 Hướng d n thi t k b o v rơ le o đường dây truy n t i Guide for Protective Relay Applications to Transmission Lines IEEE C37.116 Hướng d n thi t k b o v rơ le cho tụ bù mắc n i ti p đường dây truy n t i Guide for Protective Relay Application to Transmission-Line Series Capacitor Banks IEEE C37.119 Hướng d n b o v i máy cắt cho máy cắt l c Guide for Breaker Failure Protection of Power Circuit Breakers IEEE C50.12 Tiêu chuẩn cho Máy phát c c l i tần s 50 60Hz máy p át/động o tu b n t y l c công suất đ nh m c từ 5MVA trở lên Standard for Sallient-Pole 50 and 60HZ Synchronous Generator and Generator/Motor for Hydraulic Turbine Apllication Rated 5MVA and Above IEEE C50.13 Tiêu chuẩn ro to trụ tần s 50 60Hz, máy p át đ ng công suất từ 10MVA trờ lên Standard for Cylindrical-Rotor 50 and 60Hz, Synchronous Generator Rated 10MVA and Above IEEE C57.13 Tiêu chuẩn k thu t cho khí cụ đo lường máy bi n áp Standard Requirements for Instrument and Transformers IEEE Std 67 Hướng d n v n hành b o trì tu b n p át đ n Guide for Operation and Maintenance of Turbine Gennerator IEEE Std 80 Hướng d n an toàn n Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 đất tr m đ n xoay chi u Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn Guide for Safety in AC Substation Grounding IEEE Std 81 Hướng d n đo lường đ n trở, đ n kháng kh m ng đ n áp c lưới n đất Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Grounding System IEEE Std 141 Cá p ương p áp t c dụng phân ph đ n công nghi p Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants IEEE Std 142 Cá p ương p áp t c dụng cho h n đất công nghi p t ương m i c a h th ng đ n Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems IEEE Std 665 Hướng d n n đất tr m p át đ n Guide for Generating Station Grounding IEEE Std 1100 Cá p ương p áp t c nghi m cấp đ n n đất thi t b đ n tử Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment Tiêu chuẩn ANSI Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn ANSI C37.32 Tiêu chuẩn qu c gia M cho công tắc chuy n m ch cao áp, phụ ki n c đ nh x p thi t b vớ đặc tính đ nh m , p ương p áp t ông, yêu ầu k thu t t ưu American National Standard for High Voltage Switches, Bus Supports, and Accessories Schedules of Preferred Ratings, Construction Guidelines, and Specifications ANSI C37.06 Tiêu chuẩn qu c gia M cho chuy n m ch - Máy cắt cao áp xoay chi u đ nh m c d a h dịng đ n đ i x ng - Các ơng t ưu ông suất tương qu n American National Standard for Switchgear –AC High Voltage Circuit Breakers Rated on a Symmetrical Current Basis – Preferred Ratings and Related Capacibility ANSI C37.16 Tiêu chuẩn qu c gia M cho chuy n m ch - Máy cắt h áp xoay chi u - Cá ông t ưu ông suất tương qu n Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Mã tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn American National Standard for Switchgear –AC Low Voltage Circuit Breakers Rated and AC Power Circuit ProtectorsPreferred ratings, Related Requirements and Application Recommendations ANSI C50.10 Các yêu cầu k thu t o máy đ n đ ng General requirement for Sychronous Machines PHÂN TÍCH L A CHỌN GI I PHÁP KỸ THUẬT 3.1 Tính ứng d ng lo i r le Các phần tử đ n n máy p át, máy b n áp, h th ng đ n t dùng, động ơ… xem thành phần quan tr ng mỗ n máy đ n Vì v y đ u ki n, tình tr ng v n hành an toàn c a phần tử giám sát đ u n chặt ch Một thành phần c a h th ng đ u n, g ám sát th ng rơ le b o v Được thi t k d đặc tính v n àn , đặc tính s c c a phần tử b o v (Máy phát, máy bi n áp, h th ng đ n t dùng, động ơ…) k t hợp với ch a thi t b b o v , h th ng rơ le b o v s đ m b o theo dõi tình tr ng v n hành, k p thời phát hi n nhanh chóng gi i trừ s c , h n ch thi t h đ n m c thấp H th ng rơ le b o v ín n máy đ n bao g m:  H th ng rơ le b o v máy phát  H th ng rơ le b o v máy bi n áp  H th ng rơ le b o v h th ng đ n t dùng  H th ng rơ le b o v động 3.1.1 Bảo vệ máy phát Máy p át đ n phần tử quan tr ng đ i vớ n máy ũng n th ng đ n, độ làm vi c tin c y c a máy phát n ưởng tr c ti p đ n độ tin c y c a nhà máy h th ng đ n Máy p át đ n trang b nhi u lo i b o v k n u đ ch ng l i tất c lo i s c ch độ làm vi k ơng bìn t ường có th x y bên cuộn dây ũng n bên máy phát  Các d ng s c : + Ngắn m ch pha nhi u pha cuộn stator + Ch m ch p gi a vòng dây pha + Ch m đất pha cuộn stator + Rotor ch m đất Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Sự cố máy biến áp S c máy bi n áp có th phân lo n s u:  S c ngắn m ch cuộn dây  S c lõi máy bi n áp  S c đầu c c máy bi n áp  S c nấ đ u đ n áp có t i  Đ u ki n v n hành bất t ường (quá từ thông, t , đ n áp…)  S c bên Tr ng thái s c P ương t cb ov Bên S c cuộn dây: pha-pha, pha-đất 87T, 51, 51N, 87RGF (b o v ch ng dòng ch m đất) S c ngắn m ch gi a vòng cuộn 87T, rơ le (rơ le buchholz) dây cuộn dây riêng lẻ (winding inter-turn faults) S c đ n cuộn dây, shorted 87T, rơ le (rơ le buchholz), rơ le lamination áp suất đột ngột S c b ch a máy bi n áp 87T, rơ le (rơ le buchholz) b o v n đất b ch a máy bi n áp S c q từ thơng Volts/Hz (24) Bên ngồi Q t i Quá nhi t (49) Quá đ n áp Quá áp (59) Quá từ thông Volts/Hz (24) Ngắn m ch bên 50/51 ; 50G/51G Một số phương thức b o vệ máy biến áp điển hình Cá sơ đ đ n ìn s u ỉ th hi n h th ng rơ le b o v Tuy n ên đ i với n máy đ n thí máy bi n áp máy bi n áp t dùng s áp dụng h th ng rơ le b o v cho máy bi n áp (n th hi n hình v phần phụ lụ đín kèm) Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 18 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n a) Máy bi n áp từ 750kVA trở lên, cuộn dây trung th Hình 5.16A B o v máy bi n áp cơng suất 750kVA trở lên b) Máy bi n áp l c, hai cuộn dây th cấp trung th Hình 5.16B B o v máy bi n áp l c hai cuộn th cấp Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 19 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n c) Máy bi n áp l c, cuộn dây cao th Hình 5.17 B o v cuộn cao th máy bi n áp l c d) Máy bi n áp l c, cuộn dây cao th , vớ đ m phía ngu n 02 máy cắt Hình 5.18 B o v cuộn cao th máy bi n áp vớ đ m ngu n máy cắt Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 20 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n e) Máy bi n áp t ng u Hình 5.19 B o v máy bi n áp t ng u f) Máy bi n áp t ng u với đ m phía ngu n 02 máy cắt Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 21 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Hình 5.20 B o v máy bi n áp t ng u với ngu n máy cắt g) Máy bi n áp t ng u với 02 máy cắt c hai phía ngu n t i Hình 5.21 B o v máy bi n áp t ng u với ngu n t i máy cắt h) Máy bi n áp nâng áp máy phát Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 22 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Hình 5.22 B o v máy bi n áp nâng áp máy phát i) B o v t i nhi t Hình 5.23 B o v t i nhi t j) Máy bi n áp phân ph i với máy cắt khơng t i Hình 5.24 B o v máy bi n áp phân ph i với máy cắt không t i 3.1.3 Bảo vệ hệ thống điện tự dùng Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 23 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n B o vệ cho tủ đóng cắt trung hạ Tất c m ch cấp ngu n đ n t đóng đ u trang b b o v dòng (đặc tính IDMT) b o v s c ch m đất B o v dòng s ph i hợp thời g n tá động với b o v q dịng phí cao áp c a máy bi n áp đ đ m b o tính xác kh d phòng B o v ch m ch m đất s ph i hợp tá động với b o v phía h áp c a máy bi n áp tương ng Đ ng thời hai lo i b o v s ph i hợp với b o v c a xuất n đầu M ch k t n i gi a trung áp (h áp) ũng trang b thi t b b o v dòng (đặc tính IDMT) b o v ch m đất Hai b o v s ph i hợp đ đ m b o cắt m ưu t ên n ằm cắt m ch cấp ngu n cho t đóng ắt, đ ng thời chúng ũng ph i hợp với b o v xuất n ngõ c a t đóng cắt Các m ch cấp đ n cho trung tâm phụ t i, m đầu vào máy bi n áp l ên đới với m ch lái t độ s trang b b o v dòng (tá động t c thờ ó đặc tính IDMT) b o v q dịng ch m đất (tá động t c thờ ó đặ tín IDMT) Cà đặt cho b o v ph đ m b o ph i hợp với b o v c a trung tâm phụ t i, đ ng thờ đ m b o phù hợp với kh u nhi t c a máy bi n áp b o v Cầu chì với kh nhanh (HRC) có th sử dụng đ thay th b o v dòng b o v ch m đất Thông s đ nh m c c a cầu ì đ m b o phù hợp ph i hợp xác với b o v cấp dướ ũng n đ m b o phù hợp với kh u nhi t c a máy bi n áp b o v Các t đóng h th s trang b b o v với vùng b o v riêng bao ph mỗ p ân đo n B o v s cấp tín hi u tr p đ liên k t với máy bi n áp l c cấp ngu n cho cái, m ch nội, tất c m đầu c a phân đo n Bất kì p ân đo n c a t đóng (trung th h th ) cấp ngu n o động đ n t ì p ân đo n than s trang b thi t b b o v thấp áp đ tránh tình tr ng khở động đ ng thời tất c động Bất kỳ p ân đo n c a t đóng trung th cấp ngu n cho m ch lái t độ s trang b b o v đ ngăn s xuất hi n c a thành phần sóng hài Vi c xem xét l c sóng hài trung th n ưởng c úng đ n hi u suất c a máy bi n áp l c s đượ đán g tr ng b n u cần thi t B o vệ cho trung tâm điều khiển động hạ áp (LV MCC) Các m ch lộ t ng (incoming) s trang b b o v dòng b o v ch m đất (t c thờ ó đặc tính IDMT) cầu chì HRC Các m ch cấp ngu n công suất nh phụ trợ s trang b b o v nhi t n ư:  CFS (compact fusible switches)  Cầu chì  M ch khở động k t hợp bao g m thi t b nhi t máy cắt từ Cầu chì kh i, contactor thi t b t i s ph i hợp tá động 3.1.4 Bảo vệ động điện Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 24 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Động n máy đ n s trang b b o v đ ch ng l i s c ngắn m ch, t , dòng xung… Khi th c hi n b o v o động ơ, vấn đ s u s xem xét:  Đặc tính c động n ư: Lo động ơ; t độ quay; cấp đ n áp; cấp công suất; h s công xuất; kh u nhi t; đ u ki n khở động  Thời gian khở động ường độ dòng đ n khở động c động  V.v… Các giá tr đặt o rơ le s d a k t qu tính tốn phù hợp với u cầu tương ng c a nhà s n xuất, dòng ngắn m ch c đ i, dòng t i nguyên tắc ph i hợp b ov Các chức b o vệ cho động Yêu cầu b o v c o động n máy đ n t i thi u ph n s u: a) Cá động trung t đáp ng ch (11kV 6,6kV) công suất lớn ơn MW:  B o v so l ch ba pha (87);  B o v nhi t (49);  B o v ch ng kẹt trục (51LR);  B o v q dịng cắt nhanh có đ nh tr (50/51);  B o v dòng ch m đất cắt n n ó đ nh tr (50N/51N);  B o v đ ng (áp dụng o động đ ng bộ);  V.v… b) Cá động trung t (11kV 6,6kV) công suất nh ơn MW  B o v nhi t (49);  ch ng kẹt trục (51LR);  B o v q dịng cắt n n ó đ nh tr (50/51);  B o v dòng ch m đất cắt n n ó đ nh tr (50N/51N);  B o v đ ng (áp dụng o động đ ng bộ);  V.v… c) Cá động th (400V) công suất từ 110 kW trở lên  B o v nhi t (49);  B o v dòng cắt n n ó đ nh tr (50/51);  B o v dòng ch m đất cắt n n ó đ nh tr (50N/51N);  B o v đ ng (áp dụng o động đ ng bộ);  V.v… Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 25 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n d) Cá động th (400V) công suất 110 kW Đ i vớ động t ì ầu ì trang b cho pha cấp ngu n c a động ơ, ùng với cuộn cân s c ch m đất thi t b ch ng nhi t s tích hợp h th ng khở động c động 3.2 H th ng r le b o v nhà máy n điển hình 3.2.1 Tổng quan Sơ đ b o v thi t k o n máy đ n ph i đ m b o lo i b s c nhanh chóng, xác tin c y Đ m b o l p phần t b s c có kh gây n ưởng đ n trình làm vi c c n máy, đ ng thời trì ho t động cho phần tử cịn l i H th ng b o v thi t k với thời gian tác động phù hợp đ có th trán vi tá động nhầm đ i vớ trường hợp n xuất hi n dòng xung kích máy bi n áp, dịng khở động c động ơ… H th ng b o v ph tích hợp h th ng b o v d phòng cho tất c xuất n đ n t dùng cao áp nhà máy (6,6kV 11kV) B o v dòng thi t k ph i hợp thờ g n tá động vớ n u đ đ m b o tính hi u qu , xác B o v áp trang b đ ch ng l i s c nhi t, đặc bi t cho máy bi n áp động n máy H th ng b o v so l trang b cho t đóng ắt, h th ng động t ơng t ường s lo i t ng trở o Trong k sơ đ b o v so l ch có hãm s t ường sử dụng cho b o v máy bi n áp H th ng b o v cho nhà máy s sử dụng lo i rơ le k thu t s n n t ng vi xử lý với kh g ám sát, đo lường thông tin liên l c Có tín hi u th hi n tr ng thái v n hành (có th đèn led oặc cờ báo hi u) Dòng đ n đ nh m c c rơ le l a ch n ph i phù hợp vớ dòng đ n th cấp c a bi n dịng đ n T ơng t ường giá tr đ nh m l a ch n s 1A 5A H th ng rơ le b o v ph i có ch n th giá tr dòng đ n đ ng v n hành, giá tr dịng cắt, có kh lưu tr d li u s c … Vi đặt o rơ le b o v th c hi n t ông qu máy tín đượ m m tương t í o p ép t c hi n: đặt phần  Cà đặt thông s ;  Hi n th giá tr đo;  Hi n th s ki n, in xác nh n;  Lưu tr đặt;  Ki m tra h th ng 3.2.2 Yêu cầu chung cho rơ le H th ng rơ le b o v ph i tho mãn đặc tính b n tin c y, ch n l , tá động n n độ nh y Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 26 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n H th ng rơ le b o v thi t k với yêu cầu b o v n toàn đ n cho nhà máy Trong trường hợp s c hoặ đ u ki n v n hành bất t ường, h th ng ph i nhanh chóng l p tất c s c mà có th nguyên nhân phá h ng thi t b H th ng ũng bao g m ch ỉ th c n báo o đ u ki n v n hành bất t ường (vượt đ nh m n ưng nằm giới h n cho phép) H th ng v n àn dướ đ u ki n sau:  Tất c s c ngắn m ch ph l p nhanh chóng;  H th ng rơ le b o v bao g m c n báo tá động vớ độ tr thời gian xác đ nh cho s c t i nhi t, dòng, áp, áp, Các ch phụ thuộc vào thi t b b o v Rơ le c a h th ng b o v ph ó đầy đ yêu cầu n s u:  Rơ le lo i k thu t s ;  Có th đ t: + X n : đ ng v n hành + Đ : ngắt + Vàng: đ u ki n khác  Chỉn đ nh: Chỉn đ nh t i chỗ thông qua c ng n i ti p mặt trước c a rơ le với máy tính thích hợp sử dụng h đ u hành Windows phiên b n Phần m m rơ le có th l p trình từ xa qua moderm Đặ tín kĩ t u t b n c rơ le b o v :  Lo i : Rơ le b o v đ s với vi xử lý năng, lo i k thu t  Tần s đ nh m c : 50Hz  Dòng đ n đầu vào đ nh m c : 1A  Đ n áp đầu vào đ nh m c : 110 VAC  Đ n áp t dùng đ nh m c : 220 VDC  B trí lắp đặt : t đ u n b o v  Cấp b o v v t : IP41 cho t nhà ó đ u hịa IP55W cho t ngồi trời  Nhi t độ mô trường : +5°C đ n +45°C  Độ ẩm tương đ i : 95% 3.2.3 Nhà máy điện đốt than H th ng rơ le b o v o n máy đ n than bao g m: Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 27 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n  H th ng b o v t máy p át thi t l p cho t máy n (Các b o v s lắp đặt n đ u n trung tâm): + B o v máy phát + B o v máy bi n áp nâng áp + B o v máy bi n áp kích từ + B o v máy bi n áp t dùng t máy + B o v máy bi n áp t dùng d phòng/khở động  Thi t b b o v cho h th ng đ n t dùng s nằm ph m vi cung cấp c a thi t b ín tương ng B o vệ tổ máy phát B o v t máy phát ph ó tín độc l p ch n l , úng chia thành h th ng b o v riêng bi t với cấp ngu n t dùng riêng (220 VDC) H th ng I II thi t k tương đương vớ n u, đ m b o an toàn v n àn đ i với t máy với h th ng đưa vào sử dụng Mỗi h th ng ph i có cuộn tác động riêng bi t cho máy cắt H th ng b o v máy phát d a nhi u đ u ki n n n đất, tá động c người sử dụng, H th ng s dò cách ly m th ng cấp ngu n, h th ng máy p át trường hợp:  Ngắn m ch bên s c ch m đất;  Các s c bên ngoài;  Cá đ u ki n v n hành bất t ường mà có th nguyên nhân s c H th ng b o v cho máy phát có yêu cầu cao phụ thuộc vào tính an tồn kh a h th ng Cá đ u ki n bất t ường ph tất c s c ph i cách ly h th ng b o v máy phát Các thành phần l ên qu n n CT, VT, cấp ngu n DC m tá động ũng p đượ đư r xem xét B ng dướ đư r b o v cho Máy phát, Máy bi n áp kích từ, Máy bi n áp nâng áp, Máy bi n áp t dùng t máy, Máy bi n áp t dùng d phòng/ khở động, bao g m n ưng k ông g ới h n gi a hai h th ng: Lo i Ký hi u ANSI H th ng H th ng 21 x x B o v kích từ máy phát 24G x x B o v dịng cơng suất ngược 32 x x B o v kích từ 40 x x B o v dòng th t ngh ch 46 x x Máy phát B o v t ng trở thấp cấp Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 28 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Lo i Ký hi u ANSI H th ng H th ng B o v t i máy phát 49G x x B o v ch ng 50BF x x B o v dòng máy phát 51G x x B o v dòng k t hợp áp 51V x x 59 x x 59GN x x 60 x x 64N x x 78 x x 81H,L x x 87G x x x x ng máy cắt B o v áp B o v s c ch m đất stator 95% B o v cân áp B o v s c ch m đất stator 100% B o v đ ng B o v tần s cao/thấp B o v so l ch máy phát B o v khác Máy bi n áp kích từ B o v so l ch máy bi n áp 87E x B o v nhi t 49E x B o v dòng 50/51E x B o v t i rotor 51R x B o v s c ch m đất rotor 64R x 87GSU x 64 x 50/51 x x 50/51N x x B o v ch m đất trung tính phía cao áp 51N x x Giám sát cách ly phía h áp 59N x x 24GSU x x 87UAT x x B o v q dịng phía 50/51 x x B o v dòng ch m đất 50/51N x x 51N x x Máy bi n áp nâng áp B o v so l ch máy bi n áp B o v s c ch m đất phía cao áp B o v dòng B o v dòng ch m đất B o v kích từ máy bi n áp x Các máy bi n áp t dùng t máy (UAT) B o v so l ch máy bi n áp B o v ch m đất trung tính phía h áp Máy bi n áp khởi động/d phòng (SST) Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 29 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n Lo i Ký hi u ANSI H th ng H th ng 87SST x x 64 x B o v dòng phía 50/51 x x B o v q dịng ch m đất 50/51N x x B o v ch m đất trung tính phía cao áp 51N x x B o v ch m đất trung tính phía h áp 51N x x 24SST x x B o v so l ch máy bi n áp B o v s c ch m đất phía cao áp B o v kích từ máy bi n áp B o vệ xu t tuyến lộ từ máy biến áp đến SPP cao áp Xuất n lộ từ máy bi n áp nâng áp s trang b hai h th ng rơ le b o v với ngu n cấp t dùng riêng bi t (220 VDC) H th ng I II thi t k tương đương n u s có cuộn tá động riêng bi t cho máy cắt Các ch b o v cho xuất n lộ ra: Ký hi u ANSI H th ng H th ng 50BF x x 87L x x 21L - - 67/67N x x 50/51 x x 50/51N x x Rơ le giám sát m ch cắt 74 x x Rơ le tân s cao (cho b o v từ xa) 85 x x Bộ th s c FL x x Bộ ghi nh n s c FR x x Lo i B o v ch ng B o v so l ng máy cắt đường dây B o v kho ng cách B o v s c ch m đất ó ướng B o v dòng B o v dòng ch m đất B o vệ hệ thống điện tự dùng H th ng đ n t dùng trung th h th thi t sử dụng thi t b b o v lo i vi xử lý tích b o v nhi t, b o v động ơ, t c hi n b o v ch ng ch m đất pha b o v ngắn m ch gi a pha Các m ch lộ vào/ra c a t phân ph đ n trung th h th cung cấp với b o v s c ch m đất b o v dòng pha Vi c đ nh rơ le b o v ph ph i hợp với b o v p í t ượng ngu n đ đ m b o vi c b o v d p òng tá động ch n l c Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 30 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n a) H th ng t dùng trung áp Rơ le đ b o v o đường dây với ch ngăn a ngắt m tương ng: s u s đượ đặt  B o v so l ch (87B): Có th xem xét khơng áp dụng rơ le t phân ph i c a h th ng t dùng n máy đ n đ t than có nhi u xuất n mà t y vào ó t thay th rơ le ng phát sinh h qu ng đ n  B o v áp áp (27/59)  B o v dòng s c (50)  B o v dòng c đ i (51)  B o v ch ng ch m đất (50/51N) Ngoài trung áp b o v thi t b đóng t độ cao t động chuy n m đ có s c hay th c hi n b o trì k ơng làm g án đo n cung cấp đ n cho phụ t i Đ i vớ n án k ơng ó động ơ: b o v rơ le đ n với n án ó động b) H th ng t dùng h áp Tất c h áp, đường dây hợp m ch nhánh s b o v với rơ le dòng b o v ch ng ch m đất Yêu cầu b o v cho m ch với cầu chì máy cắt, cầu chì máy cắt b o v q dịng ũng ó t sử dụng cho b o v ch ng ch m đất Các m ch s có b o v ch m đất riêng với độ nh y đặc tính ph i hợp hồn tồn với b o v liên quan Sử dụng rơ le độc l p, khơng cần ngu n bên ngồ đ ngắt máy cắt ngắn m ũng n t Đ i vớ n án ó động ơ, b o v dòng đượ đ u chỉnh theo ch độ dài h n ch độ khở động Vớ n án k ơng ó động b o g m máy cắt nhánh liên l đượ đ u chỉnh theo ch độ dài h n ngắn h n Rơ le đ m b o độ nh y ó tá động ch n l c gi a máy cắt máy cắt nhánh Trip Units thuộc lo đ n tử tĩn Đ đ m b o ho t động xác c a b o v ch m đất máy bi n áp t dùng, tất c m ch có phụ t i pha ph trang b thi t b đóng c c chỗ n i nhánh Các liên k t mà công suất truy n theo ướng s b o v dòng b o v ch m đất t đ m cu i c a phía phát cơng suất Các liên k t mà cơng suất có th truy n đ t eo ướng ph i có b o v dòng ch m đất c đầu Các máy bi n áp t dùng khác (unit substation/PCC)  B o v dòng cắt nhanh ó đ nh tr (50/51)  B o v dòng ch m đất cắt n n ó đ nh tr (50G/51G)  B o v ch ng ch m đất đ n (64REF)  B o v ngắt c nh báo nhi t độ cuộn dây (49T1& 49T2) Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 31 / 32 T ng Công Ty P át Đ n Công Ty C Phần Tư Vấn Xây D ng Đ n TÀI LI U THAM KH O [1] Nguy n Hoàng Vi t, Rơ le b o vệ tự động hóa hệ thống điện, NXB ĐHQG T àn p H Chí Minh, 2011 [2] Trần Đìn Long - B o vệ hệ thống điện, NXB Khoa h c k thu t, 2008 [3] Christophe Preve, Protection of Electrical Networks, ISTE Ltd, 2006 [4] Headquarters - Department of the Army, Technical Manual – Electric Power Plant Design, Government Printing Ofiice, 1984 [5] Huỳn N ơn, Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp – phần điện, NXB ĐHQG Thành ph H Chí Minh, 2011 Quyển 4, Chương – Hệ thống rơ le b o vệ n b n 3, tháng 10/2017 Trang 32 / 32