Phối hợp á thiết bị bảo vệ và tự động hoá trong lưới điện trung áp

Phơng pháp và chủng loại thiết bị bảo vệ các lộ đờng dây tải điện phụ thuộc rất nhiều yếu tố nh: đờng dây trên không hay dây cáp, chiều dài đờng dây, phơng thức nối đất của hệ thốn

Lê xuân sanh Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội - Mạng hệ thống đIện luận văn thạc sĩ khoa học ngành: mạng hệ thống điện phối hợp thiết bị bảo vệ tự động hoá lới điện trung áp Lê xuân sanh 2004 - 2006 Hµ néi 2006 Hµ néi 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131625211000000 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực Tác giả Mục Lục Lời nói đầu Danh mục thuật ngữ Danh mục bảng biểu ix ix ix Danh mục hình vẽ ix Mở đầu ix Chơng Các yếu tố liên quan đến việc lựa chọn phơng thức bảo vệ lới điện trung áp 1.1 Các cấu trúc thờng gặp lới trung áp 1.1.1 Lới phân phối hình tia 1.1.2 Lới phân phối kín vận hành hở 1.2 Các yếu tố ảnh hởng đến phơng thức bảo vệ lới điện trung áp 1.2.1 Tổng quan vấn đề nối đất trung tính lới trung áp 1.2.2 Hệ thống có trung tính cách điện 1.2.3 Hệ thống cã trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp 1.2.4 HƯ thèng nèi ®Êt qua ®iƯn trë 1.2.5 HƯ thèng nèi ®Êt qua điện kháng 1.2.6 Hệ thống có trung tính nối ®Êt céng hëng 1.3 ¶nh hëng cđa chÕ ®é nèi đất trung tính đến bảo vệ rơ - le 1.3.1 11 13 14 15 16 Bảo vệ chạm đất cho thiết bị lới có trung tính cách ly 1.3.1.1 Bảo vệ dòng chạm đất 1.3.1.2 Bảo vệ dòng chạm đất có hớng 1.3.2 Bảo vệ chống chạm đất lới cã trung tÝnh nèi ®Êt qua cuén dËp hå quang 16 1.3.2.1 1.3.2.2 1.3.2.3 1.3.3 21 23 24 24 B¶o vệ dòng chạm đất có hớng Bảo vệ chống chạm đất chập chờn Bảo vệ chạm đất có hớng sóng hài Bảo vệ chống cố chạm đát líi cã trung tÝnh nèi ®Êt qua tỉng trë nhá 16 19 21 1.3.4 Bảo vệ chống chạm đất cho lới có trung tính nối đất trực tiếp Chơng Các thiết bị đóng cắt bảo vệ cho lới trung áp 27 30 2.1 Máy cắt 2.1.1 Máy cắt dầu 2.1.2 Máy cắt không khí nén 2.1.3 Máy cắt từ không khí 2.1.4 Máy cắt SF 2.1.5 Máy cắt chân không 2.1.6 Máy cắt tự đóng lại 2.2 Cầu dao dao cách ly 2.2.1 Cầu dao khí trơ 2.2.2 Cầu dao cắt không khí 2.2.3 Cầu dao SF 2.2.4 Cầu dao chân không 2.2.5 Dao cách ly 2.3 Công tắc tơ 2.4 Cầu chì 2.4.1 Cầu chì tự rơi 2.4.2 Cầu chì chứa khí 2.4.3 Cầu chì hạn chế dòng điện 2.4.4 Cầu chì dự phòng 2.5 Hợp cầu dao cầu chì 2.6 Phối hợp máy cắt tự đóng lại với thiết bị bảo vệ khác 2.6.1 Phối hợp ACR cầu chì 2.6.2 Phối hợp ACR với ACR 2.6.3 Phối hợp ACR với rơ le 30 30 31 33 33 35 38 40 41 41 41 42 42 43 43 44 44 45 46 46 49 49 52 52 2.7 Chèng sÐt van 2.7.1 Chèng sÐt van cã khe hë phóng điện 2.7.2 Chống sét van khe hở phóng điện 53 53 54 Chơng Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện phơng pháp phân đoạn lới điện trung áp 55 3.1 Phân đoạn lới trung áp thiết bị đóng cắt tay tự 55 động không điều khiển từ xa 3.1.1 Lới nguồn phân đoạn dao cách ly, phân 55 đoạn thiết bị tự đóng lại (recloer) 3.1.2 Lới trung ¸p c¸p ngÇm víi hai ngn cÊp, sư dơng 56 thiết bị đóng cắt RMU 3.2 Thiết bị tự động dïng cho líi ph©n phèi 57 3.2.1 HƯ thèng tù động phân phối cho đờng dây 60 không 3.2.2 Hệ thống tự động phân phối cho lới cáp ngầm 71 3.2.3 Các giải pháp thông tin để kết nối TCR 73 RTU 3.2.4 Cấc hệ thống thông tin kết nối TCM TCR 76 3.2.5 Hệ thèng m¸y tÝnh 76 3.3 Giíi thiƯu chi tiÕt c¸c thiết bị giai đoạn 79 3.3.1 Hệ thống phân phối tự động cho đờng dây 79 không, giai đoạn 3.3.2 Hệ thống phân phối tự động cho đờng dây 87 không, giai đoạn 2,3 Hệ thống tự động phân phối áp dụng với lới điện ngầm 91 3.3.3 3.4 Hiệu việc xây dựng hệ thống tự động phân phối điện 93 3.5 Những ứng dụng tiên tiến khác DAS 99 3.5.1 Các mức mang tải khác đờng dây 99 3.5.2 DAS cho phép cắt tải không u tiên 100 3.5.3 Tính toán trao đổi công suất tới phận điện 100 101 Chơng áp dụng DAS vào lới trung áp quận Cầu Giấy 4.1 Giới thiệu lới trung ấp quận Cầu Giấy 101 4.2 Các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tình hình cố lới điện 102 trung áp quận 4.3 Đề xuất phơng án khu vực áp dụng DAS lới điện trung áp quận Cầu Giấy 4.3.1 Hệ thống tự động phân phối cho ĐDK 4.3.2 Hệ thống tự động phân phối cho cáp ngầm 4.4 Tính toán cụ thể để lắp đặt thử nghiệm DAS cho lộ 476E9 4.4.1 Mô tả hệ thống 4.4.2 Phơng án lắp đặt thí điểm Khối điều khiển trạm biến áp phân phối 4.4.3 Phơng án cụ thể 4.4.4 4.5 Đánh giá thử nghiệm hệ thống tự động phân phối cho lộ 476E9 4.5.1 Giảm thời gian ngừng cung cấp điện cố 4.5.2 Tính toán lợng giảm thiếu hụt điện lắp đặt DAS 4.5.3 Tăng đợc khả tải điều khiển tối u việc phân bố công suất lới 4.5.4 Giảm tổn thất điện Giảm thời gian chi phí quản lý vận hành bảo dỡng 4.5.5 4.5.6 Thu hồi đợc tủ RMU chuyển sang dự án khác 4.6 Phân tích kinh tế tài 4.6.1 Mục đích phân tích kinh tế tài 4.6.2 Phơng pháp phân tích 4.6.3 Tính hiệu kinh tế tài dự án đầu t lắp đặt DAS cho lộ 476E9 Kết luận chung Tài liệu tham khảo Phụ lục 102 102 103 103 103 104 108 111 112 112 113 114 116 116 116 117 117 117 118 ix ix ix Danh môc thuật ngữ, từ viết tắt ACR ADC ARR ATM BI BI0 CB CD CDL CDS CPU CRT DAS DGR FCB FCO FDR FSI G-CRT HC HT§ IRR LAN LBS LP LPP MBA MC NPV PRN PVS Automatic circuit recloser Area Dispatch Center auto reclosing relay Asynchronous Transmission Mode Device Máy cắt tự đóng lại Trung tâm điều độ khu vực Thiết bị tự động đóng lại Phơng thức truyền phi đồng Máy biến dòng điện Máy biến dòng điện pha không Circuit breaker Máy cắt Bàn điều khiển Console desk Computer data linker unit Khèi kÕt nèi d÷ liệu máy tính Central distribution subtation Trạm phân phối trung t©m Bé xư lý trung t©m Central processing unit Cathode Ray Tube Màn hình điện tử Distribution automation system Hệ thống tự động phân phối Directional Grounding Relay Rơ le phát chạm đất trực tiếp Feeder Circuit Breaker Máy cắt đờng dây Fuse cut out Cầu chì tự rơi Fault detecting relay Rơ le phát cố Fault section indicator ThiÕt bÞ chØ thÞ vïng bÞ sù cè Graphic CRT Màn hình đồ hoạ Hard Copier Sao lu ỉ cøng HƯ thèng ®iƯn Internal rate of return Tû suất hoàn vốn nội Local Area Network Mạng nội Load break switch Cầu dao cắt tải Máy in kÕt d©y Line Printer Net present value Printer Pole-mounted vacuum switch Lới phân phối Máy biến áp Máy cắt Giá trị lợi nhuần ròng Máy in Cầu dao phụ tải tự động REC RMS RMU RTU Ry SAS Reclosing relay Rơ le tự động đóng lại Ring main switchgear Tủ cầu dao phụ tải Ring main unit Thiết bị mở vòng Remote Terminal Units Thiết bị đầu cuối Rơ le bảo vệ Protection relay Substation Automation System Hệ thống tự động hoá TBA SCADA Supervisory control and data acquisition Máy biến điện áp cấp nguồn cho SPS Switch power supply cầu dao cắt tải tự động automatic load break switch Cầu dao phụ tải tự động SW TBA Trạm biến áp TCM Tele control master unit Máy chđ ®iỊu khiĨn tõ xa TCR Telecontrol receiver unit Bé tiÕp nhËn ®iỊu khiĨn tõ xa TRD Transducer Bé biÕn đổi VCB Vacuum circuit breaker Máy cắt khí Vacuum switch Dao cắt chân không VS Danh mục bảng biểu Ký hiệu Tên bảng Trang Bảng 2.1 Hệ số chuyển máy biến áp /Y 50 Bảng 2.2 Hệ số K phối hợp ACR với cầu chì phía tải 51 Bảng 3.1 So sánh cách khác cách truyền thông tin hữu tuyến 74 Bảng 3.2 So sánh phơng pháp thông tin 76 Bảng 3.3 Hệ thống máy tính DAS giai đoạn giai đoạn 78 Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật PVS 81 Bảng 3.5 Thông số FDR 82 Bảng 3.6 Đặc tính kỹ thuật SPS 83 Bảng 3.7 Các đặc tính FSI 84 Bảng 3.8 Các đặc tính rơ le tự đóng lại 84 Bảng 3.9 Các thông số kỹ thuật tủ đóng cắt đầu nguồn 86 Bảng 3.10 Giao thức TCR RTU 87 Bảng 3.11 Thông số kỹ thuật ATM 89 Bảng 3.12 Đặc tính kỹ thuật Auto-RMS 24kV 92 Bảng 3.13 Các đặc điểm chức TOSDAG G303 93 Bảng 4.1 Chi tiÕt kü thuËt chÝnh cña Auto - RMS 109 Bảng 4.2 Khả bảo vệ TOSDAG G303 110 Bảng 4.3 Tính thời gian tiết kiệm đợc ứng dụng DAS 113 Bảng 4.4 Công suất tải phân vùng lộ 476E9 113 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Sản lợng điện tiết kiệm lần cố Tính NPV cho dự án lắp đặt DAS 114 119 Danh mục hình vẽ Ký hiệu Hình 1.1 H×nh 1.2 H×nh 1.3 H×nh 1.4 HÝnh 1.5 H×nh 1.6 H×nh 1.7 H×nh 1.8 H×nh 1.9 H×nh 1.10 H×nh 1.11 H×nh 1.12 H×nh 1.13 H×nh 1.14 H×nh 1.15 H×nh 1.16 H×nh 1.17 H×nh 2.1 H×nh 2.2 H×nh 2.3 H×nh 2.4 H×nh 2.5 H×nh 2.6 H×nh 2.7 H×nh 2.8 H×nh 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Tên hình vẽ Lới phân phối hình tia không phân đoạn Lới phân phối hình tia có phân đoạn Lới phân phối kín vận hành hở Véc tơ dòng áp lúc bình thờng Véc tơ dòng áp lúc pha chạm đất Dòng áp lúc pha chạm đất Hệ thống có trung tính nối đất lặp lại Dòng áp lúc pha chạm đất Dòng áp lúc pha chạm đất Dòng áp lúc pha chạm đất Sơ đồ nguyên lý đo dòng điện cho bảo vệ dòng chạm đất Phân bố trị số hớng dòng cố đờng dây khác lới điện hình tia có trung tính cách ly Bảo vệ dòng chạm đất có hớng Mạch bảo vệ chạm đất có hớng lới có trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống chạm đất chập chờn Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ dòng chạm đất Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ dòng chạm đất Trang 3 10 10 11 13 14 15 15 17 19 20 22 Mô tả phối hợp hoạt động ACR Hoạt động cắt cầu chì HRC Sơ đồ điển hình phối hợp ACR với cầu chì Phối hợp ACR với cầu chì phía tải 23 25 27 31 36 39 45 49 51 Sơ đồ phối hợp ACR Cấu tạo kiểu vận hành cđa chèng sÐt van CÊu h×nh cđa hƯ thèng DAS Sơ đồ phát triển DAS qua giai đoạn DAS cho đờng dây không 52 53 58 59 61 Dập hồ quang máy cắt dầu Điện áp phóng điện hàm số khoảng di chuyển