Phối hợp các thiết bị bảo vệ trên lưới điện phân phối thành phố đà nẵng xét tới sự xâm nhập của nguồn năng lượng mặt trời

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG XÉT TỚI SỰ XÂM NHẬP CỦA NGUỒN

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Tài a

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG XÉT TỚI SỰ XÂM NHẬP CỦA NGUỒN NĂNG

LƯỢNG MẶT TRỜI

Người hướng dẫn : TS Trương Thị Hoa

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Tài a

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SINH VIÊN LÀM ĐỒ ÁN

(Dành cho Doanh nghiệp)

Tên đề tài:

PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG XÉT TỚI SỰ XÂM NHẬP CỦA NGUỒN

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Sinh viên thực hiện:

Đồ án này sẽ tìm hiểu về hệ thống bảo vệ trên lưới điện phân phối nói chung và ởđây sẽ tìm hiểu các xuất tuyến 22kV trên lưới điện phân phối Thành Phố Đà Nẵng nóiriêng

Tính toán ngắn mạch, sau đó tính toán chỉnh định và phối hợp các thiết bị bảo vệtrên xuất tuyến 476/LTR

Nghiên cứu đến sự phối hợp tác động giữa các thiết bị bảo vệ, nhằm mục đíchnâng cao độ tin cậy cung cấp điện và giảm đến mức thấp nhất khu vực bị mất điện cholưới điện phân phối Thành Phố Đà Nẵng

Ngày nay sự xâm nhập các nguồn điện phân tán vào mạng điện phân phối ngàycàng nhiều, nhất là các nguồn điện mặt trời vì loại hình này được hưởng chính sách giámua điện ưu đãi Tuy nhiên, khi các nguồn điện phân tán này kết nối vào lưới điệnphân phối, chúng có thể gây mất phối hợp giữa tự đóng lại, cầu chì và các thiết bị bảo

vệ chính của lưới điện phân phối

Từ đó, đề xuất giải pháp để phối hợp tốt các thiết bị bảo vệ trên lưới phân phối.Cùng với đó, sẽ đánh giá tính khả thi mà các giải pháp đề ra sau khi hoàn thành đồ án

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS.Trương Thị Hoa

1 Tên đề tài:

PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG XÉT TỚI SỰ XÂM NHẬP CỦA NGUỒN

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

2 Các số liệu ban đầu:

- Các sơ đồ lưới điện phân phối liên quan (Sơ đồ tổng thể, sơ đồ 1 sợi của 1 đường dây

22 kv, sơ đồ 1 TBA phụ tải liên quan)

- Các số liệu liên quan sơ đồ nghiên cứu tính toán (Loại dây dẫn, loại MBA, thông sốMBA,…)

- Các tài liệu về các Recloser hiện hữu đang sử dụng trên lưới điện nghiên cứu

- Các số liệu liên quan xuất tuyến cần tính toán cụ thể

- Các thông số FCO, APT đang chỉnh định hiện hữu

- Nguồn năng lượng mặt trời

3 Nội dung chính của đề tài:

3.1 Lời mở đầu

3.2 Tổng quan về hệ thống bảo vệ trên lưới điện phân phối

3.3 Các bước tính toán, phối hợp bảo vệ trên lưới điện phân phối

3.4 Giới thiệu xuất tuyến đang nghiên cứu (476/LTR) và các thiết bị bảo vệ

3.5 Tính toán ngắn mạch xuất tuyến đang nghiên cứu

3.6 Tính toán chỉnh định, phối hợp các thiết bị bảo vệ trên một xuất tuyến 22kV

3.7 Sự phối hợp của các thiết bị bảo vệ sau khi xét tới ảnh hưởng của nguồn nănglượng mặt trời

3.8 Đánh giá và kết luận

3.9 Tài liệu tham khảo

năng lượng mặt trời.

Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển rất nhanh chóng, đời sống ngườidân ngày càng nâng cao Nhu cầu điện năng trong tất cả các lĩnh vực kinh tế, xã hộităng trưởng không ngừng Điện lực giữ một vai trò then chốt trong sự nghiệp côngnghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Từ khâu sản xuất, truyền tải, đến phân phối điệnnăng tới các hộ tiêu thụ thực hiện phải đồng bộ, đúng quy hoạch theo chiến luọc pháttriển năng lượng của mỗi quốc gia.

Trong quá trình vận hành hệ thống điện, chúng ta có thể gặp tình trạng hệ thốngđiện làm việc không bình thường, sự cố,… Một yêu cầu thiết yếu nhất đặt ra đó chính

là việc cung cấp điện năng một cách liên tục, hạn chế, sự cố mất điện xảy ra ở nhữngkhu vực không cần thiết

Công ty Điện lực Đà Nẵng đã và đang thực thiện các giải pháp phối hợp các thiết

bị bảo vệ Nhằm nâng cao khả năng cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng chokhách hàng, …

Do nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng cao nên việc xây dựng thêm các nhàmáy điện là rất cần thiết hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Thực

tế cho thấy xây dựng nhà máy điện công suất lớn đòi hỏi chi phí đầu tư lớn, thời giandài, mặt bằng, đất đai Chính vì vậy, việc phát triển các nguồn năng lượng phân tán từnguồn năng lượng tái tạo kết nối vào lưới điện phân phối là thích hợp nhất Đặc biệt làcác nguồn điện mặt trời đã và đang phát triển phổ biến tại Việt Nam vì được hưởngchính sách khuyến khích tốt về giá mua điện cố định trong thời gian dài

Vị trí của các nguồn điện điện mặt trời cũng rất được rất đang được quan tâm vìchúng có tác động lớn đến bảo vệ trên lưới điện phân phối Chọn được vị trí tối ưu củacác nguồn điện mặt trời có thể giúp làm tổn thất, đảm bảo điện áp, cải thiện chất lượngđiện năng và độ tin cậy cung cấp điện Vì vậy, việc xác định vị trí các nguồn điện mặtmặt trời trong lưới điện phân phối là rất quan trọng

Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, việc phối hợp các thiết bị bảo vệ trên lưới điệnphân phối thành phố Đà Nẵng là rất cần thiết để vận hành lưới điện với độ tin cậy cao

Do thời gian làm đồ án có hạn và trình trình độ còn nhiều hạn chế nên khôngtránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các quý thầy

cô và các bạn sinh viên để bài đồ án này hoàn thiện hơn nữa

Qua đồ án này, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô TS Trương ThịHoa, giảng viên bộ môn Hệ thống Điện đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trongsuốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn!

Chúng em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp của chúng em được thực hiệntrong thời gian qua Những phần có sử dụng tài liệu tham khảo có trong đồ án đã đượcliệt kê và nêu rõ ra tại phần tài liệu tham khảo Đồng thời những số liệu hay kết quảtrình bày trong đồ án đều mang tính chất trung thực.

Chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước Người hướng dẫn và Nhàtrường

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quốc Tài – Nguyễn Bá Tân

ii

Để có được thành công của ngày hôm nay, không thể thiếu được sự trải nghiệm,học hỏi, giúp đỡ của những bậc thầy đi trước.

Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy, CôKhoa Điện – điện tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đại học Đà Nẵng đã tạođiều kiện về thời gian để tác giả hoàn thành đồ án này Đặc biệt, tác giả xin chân thànhcảm ơn Cô TS.Trương Thị Hoa, trong suốt thời gian hoàn thành đồ án Cô đã quan tâm,giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành đồ án tốt nghiệp này Cuốicùng, tác giả cảm ơn bố mẹ, bạn bè đã hỗ trợ, khích lệ, chia sẻ, giúp đỡ nhóm trongquá trình học tập và hoàn thành đồ án này

Nhóm xin chúc quý Thầy, Cô, Ban lãnh đạo Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ ThuậtĐại học Đà Nẵng, bố mẹ, bạn bè dồi dào sức khỏe, gặp nhiều may mắn, thành côngtrong công việc cũng như trong cuộc sống Tuy được hướng dẫn tận tình nhưng kiếnthức còn hạn chế, không tránh khỏi những sai sót trong báo cáo đồ án tốt nghiệp.Nhóm xin nhận được sự góp ý từ quý Thầy, Cô trong hội đồng bảo vệ!

Xin chân thành cảm ơn!

Người thực hiện đề tài

Nguyễn Quốc Tài – Nguyễn Bá Tân

iii

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN PHỐI HỢP BẢO VỆ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 3

1.1 Tổng quan về thiết bị điện trong lưới điện phân phối 3

1.1.1 Khái niệm chung về thiết bị điện 3

1.1.2 Phân loại thiết bị điện 3

1.1.3 Các yêu cầu cơ bản của thiết bị điện 4

1.2 Các phần tử chính trong hệ thống bảo vệ các thiết bị 4

1.2.1 Những yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện 4

1.2.2 Bảo vệ các phần tử chính trong hệ thống điện 5

1.3 Các bước tính toán 6

1.3.1 Tính toán ngắn mạch 6

1.3.2 Tính toán chỉnh định rơle bảo vệ cho lưới trung tính cách điện 10

1.3.3 Tính chỉnh định rơle bảo vệ trường đường dây trong lưới trung tính nối đất .17

1.4 Phối hợp các thiết thị bảo vệ trên lưới phân phối 20

1.4.1 Các nguyên tắc phối hợp của các thiết bị bảo vệ 20

1.4.2 Phối hợp Recloser với Recloser 20

1.4.3 Phối hợp Recloser với cầu chì 21

1.4.4 Phối hợp cầu chì với cầu chì 25

1.4.5 Phối hợp giữa Recloser và rơle/máy cắt 26

1.4.6 Phối hợp bảo vệ giữa rơle với rơle 27

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ XUẤT TUYẾN ĐANG NGHIÊN CỨU 476/LTR 30

2.1 Lưới phân phối Đà Nẵng 30

iv

2.3.1 Tổng quan 31

2.3.2 Bảng theo dõi phụ tải 24 giờ 31

2.3.3 Quy mô đường dây 31

2.4 Các thiết bị bảo vệ đang được sử dụng trên xuất tuyến (476/LTR) 31

2.4.1 Rơle SEL 751 31

2.4.2 Cầu chì (FCO) 33

2.4.3 Recloser 34

2.4.4 Relay (Relay bảo vệ quá dòng) 36

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN XUẤT TUYẾN 476/LTR KHI XÉT TỚI SỰ XÂM NHẬP CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 38

3.1 Tính toán các thông số khi vận hành bình thường và ngắn mạch 38

3.2 Tính toán kết quả ngắn mạch 38

3.3 Tính toán chỉnh định, phối hợp các thiết bị bảo vệ 41

3.3.1 Xây dựng sơ đồ 41

3.3.2 Tính toán máy biến dòng 41

3.3.3 Chọn biến dòng cho các rơle quá dòng trên đường dây xuất tuyến 476 Liên Trì 42

3.3.4 Tính chọn các thông số của các thiết bị bảo vệ 43

3.3.5 Mô phỏng phối hợp khi bị sự cố 59

3.4 Phối hợp các thiết bị bảo vệ xét tới sự xâm nhập của năng lượng phân tán 68

3.4.1 Sự xâm nhập của nguồn năng lượng mặt trời (Photovoltaic Array) 68

3.4.2 Sự xâm nhập của nguồn máy phát điện (Generator) 80

ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC I 89

PHỤ LỤC II 94

v

Hình 1.1: Mạch tương đương Thevenin 8

Hình 1.2: Mạng thứ tự đường dây 8

Hình 1.3: Ngắn mạng 1 pha chạm đất 9

Hình 1.4: Ngắn mạch 2 pha chạm nhau 9

Hình 1.5: Trạm phân phối và đường dây hình tia 9

Hình 1.6: Sơ đồ phối hợp Recloser điểu khiển điện tử ở mạng điện hình tia 21

Hình 1.7: Phối hợp đặc tính giữa Recloser và cầu chì 21

Hình 1.8: Phối hợp đặc tính Recloser và cầu chì phía nguồn 22

Hình 1.9: Phối hợp đăch tuyến giữa Recloser và cầu chì phía nguồn 23

Hình 1.10: Phối hợp Recloser với cầu chì phía tải 24

Hình 1.11: Phối hợp đ ặc tuyến giữa Recloser và cầu chì phía tải 24

Hình 1.12: Phối hợp đặc tuyến cầu chì với cầu chì 25

Hình 1.13: Xác định độ phân cấp thời gian 28

Hình 1.14: Nguyên tắc phối hợp các bảo vệ quá dòng liền kề 28

Hình 2.1: Rơle SEL 751 32

Hình 2.2: FCO cầu chì tự rơi 33

Hình 2.3: Recloser NU-LEC N27 35

Hình 2.4: Recloser Nova I27-Cooper 36

Hình 2.5: Relay bảo vệ quá dòng 3P TRM-300 36

Hình 3.1: Sơ đồ rút gọn xuất tuyến 476/LTR 41

Hình 3.2: Lưới điện phân phối thu gọn trên Etap 68

Hình 3.3: Đặc tính thời gian tác đông của recloser 70

Hình 3.4: Phối hợp đặc tuyến giữa recloser và cầu chì phía tải 72

Hình 3.5: Ngắn mạch tại Bus31 – 2 khi chưa có sự xâm nhập PV 73

Hình 3.6: Phối hợp tự đóng lại và cầu khi chưa có nguồn PV 74

Hình 3.7: Ngắn mạch tại Bus31 – 2 khi có sự xâm nhập của PV 75

Hình 3.8: Phối hợp tự đóng lại cầu và chì khi có nguồn PV 76

Hình 3.9: Phối hợp tự đóng lại và cầu chì khi có nguồn PV 78

Hình 3.10: Phối giữa REC với FUSE có dòng định mức 200 A) 80

Hình 3.11: Lưới điện phân phối thu gọn trên Etap 81

Hình 3.12: Ngắn mạch tại Bus 31 – 2 khi có sự xâm nhập của 82

Hình 3.13: Phối hợp tự đóng lại và cầu chì khi có nguồn Generator 83

Hình 3.14: Phối hợp giữa REC và FUSE với dòng định mức 200A 84

vi

Bảng 1.3: Giá trị của hệ số K khí phối hợp Recloser với cầu chì phía nguồn 22

Bảng 1.4: Các hệ số chuyển đường cong cầu chì về thứ cấp máy biến áp 22

Bảng 1.5: Hiệu chỉnh đặc tuyến Recloser khi phối hợp với cầu chì phía tải 24

Bảng 3.1: Bảng thông số máy biến áp 38

Bảng 3.2: Kết quả ngắn mạch 38

Bảng 3.3: Thông số nguồn hệ thống điện 69

Bảng 3.4: Thông số nguồn PV 69

Bảng 3.5: Thông số phụ tải 69

Bảng 3.6: Thông số đường dây 69

Bảng 3.7: Hệ số hiệu chỉnh (Khc) khi phối hợp giữa recloser và cầu chì 69

Bảng 3.8: Thông số cài đặt tự đóng lại tại Bus – 31 71

Bảng 3.9: Thông số máy biến áp nguồn PV 72

Bảng 3.10: Thông số cầu chì 72

Bảng 3.11: Dòng điện sự cố khi không có nguồn PV 77

Bảng 3.12: Dòng điện sự cố khi có nguồn PV 77

Bảng 3.13: Thông số nguồn GENERATOR 81

Bảng 3.14: Dòng ngắn mạch khi chưa có nguồn Generator 84

Bảng 3.15: Dòng ngắn mạch khi có nguồn Generator 84

PHỤ LỤC I Bảng 1.1: Dây chảy loại K EEI-NEMA 93

Bảng 1.2: Dây chảy loại T EEI-NEMA 93

PHỤ LỤC II Hình 2.1: Trang Rating CT 94

Hình 2.2: Trang Rating của Recloser 95

Hình 2.3: Trang Controller của Relcoser 96

Hình 2.4: Trang Rating của FCO 97

Hình 2.5: Trang OCR nhập thông số cài đặt rơle 3 98

Hình 2.6: Trang OCR nhập thông số cài đặt rơle 2 99

Hình 2.7: Trang OCR nhập thông số cài đặt rơle 1 100

vii

STT Kí hiệu chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

8 51N Bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian duy trì

viii

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Điện năng là nhu cầu thiết yếu trong mọi hoạt động sản xuất kinh doanh của toàn

xã hội Sự phát triển công nghiệp, dịch vụ, du lịch… yêu cầu hệ thống điện phải đượcvận hành an toàn, tin cậy và hiệu quả Sự vận hành an toàn của hệ thống điện phụthuộc rất nhiều vào chất lượng vận hành của các phần tử thiết bị trong hệ thống điện.Chất lượng vận hành của thiết bị lại được quyết định bởi chất lượng, các đặc tính cơ,điện, nhiệt, hóa và tuổi thọ của các vật liệu sử dụng làm kết cấu cách điện của thiết bịđiện Đảm bảo cho mục tiêu trên thì các thiết bị bảo vệ và tự động trên đường dây phảitác động được khi có ngắn mạch từ điểm sử dụng đến nguồn điện

Tuy nhiên, các giải pháp trên chưa đủ để đảm bảo an toàn cách điện theo yêucầu Trong quá trình sản xuất và sử dụng hàng loạt, trang thiết bị điện áp cao khótránh khỏi xuất hiện những khuyết tật trong cách điện, với một xác suất nhất định nào

đó, do những sai sót trong chế tạo, vận chuyển, lắp ráp hoặc trong thời gian vậnhành cũng như do những tác nhân bên ngoài chưa lường trước được

Để giải quyết được các vấn đề nêu trên, thì việc nghiên cứu đề tài "Phối hợpcác thiết bị bảo vệ trên lưới điện phân phối thành phố Đà Nẵng xét tới sự xâm nhậpcủa nguồn năng lượng mặt trời" là một việc làm rất cần thiết để lưới điện vận hành ở

độ tin cậy cao

2 Mục tiêu đề tài nghiên cứu

Mục tiêu chính của đề tài là:

- Đánh giá sự ảnh hưởng của nguồn năng lượng mặt trời đến phối hợp bảo vệlưới điện phân phối

- Đề ra các giải pháp phối hợp tốt các thiết bị bảo vệ trên lưới điện đảm bảo cắt

có tính chọn lọc, cô lập nhanh sự cố tránh hư hỏng làm sụp đổ cả hệ thống

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Ứng dụng và phối hợp các thiết bị bảo vệ trên lưới điện phân phối thành phố ĐàNẵng xét tới sự xâm nhập của nguồn năng lượng mặt trời, sử dụng phần mềm phântích và tính toán lưới điện

4 Phương pháp nghiên cứu

Đọc nghiên cứu, phân tích các tài liệu liên quan:

- Sơ đồ tổng thể hệ thống điện thành phố Đà Nẵng, sơ đồ một sợi lưới 22 kV

- Các tài liệu tính toán ngắn mạch, phối hợp các thiết bị bảo vệ, giới thiệu 1 sốrelay, recloser

- Đọc và tìm hiểu xuất tuyến đang nghiên cứu (loại dây dẫn, MBA, thông sốMBA)

- Tính toán ngắn mạch và bảo vệ rơle

- Mô phỏng, đánh giá ảnh hưởng phối hợp của các thiết bị bảo vệ khi xét tới sựxâm nhập của nguồn năng lượng mặt trời trên xuất tuyến nghiên cứu

- So sánh và đưa ra phương pháp phối hợp bảo vệ đảm bảo yêu cầu

- Kết luận và đưa ra các kiến nghị hiệu chỉnh khi có xét tới sự xâm nhập củanguồn năng lượng mặt trời

5 Cấu trúc đồ án tốt nghiệp: gồm 3 chương

Chương 1: Tổng quan về hệ thống điện và các bước tính toán phối hợp bảo vệtrên lưới điện phân phối

Chương 2: Giới thiệu tổng quan về xuất tuyến đang nghiên cứu (476/LTR).Chương 3: Đánh giá ảnh hưởng phối hợp các thiết bị bảo vệ trên xuất tuyến 476/LTR khi xét tới sự xâm nhập của nguồn năng lượng mặt trời

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC BƯỚC TÍNH

TOÁN PHỐI HỢP BẢO VỆ TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

1.1 Tổng quan về thiết bị điện trong lưới điện phân phối

1.1.1 Khái niệm chung về thiết bị điện

Thiết bị điện được đề cập ở đây là các thiết bị làm các nhiệm vụ: đóng cắt, điềukhiển, điều chỉnh, bảo vệ, chuyển đổi, khống chế và kiểm tra mọi sự hoạt động của hệthống lưới điện và các loại máy điện Ngoài ra thiết bị điện còn được sử dụng để kiểmtra, điều chỉnh và biến đổi đo lường nhiều quá trình không điện khác

Thiết bị điện là một loại thiết bị đang được sử dụng rất phổ biến có mặt trong hầuhết các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế, từ các nhà máy điện, trạm biến áp, hệ thốngtruyền tải điện, đến các máy phát và động cơ điện trong các xí nghiệp công nghiệp,nông nghiệp, giao thông ,… và trong các lĩnh vực an ninh quốc phòng

Thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay được nhập từ nhiều nước khác nhau từhãng sản xuất và đủ các thế hệ Hiện tại, trên hệ thống có những thiết bị đã và đang cóthời gian vận hành từ rất lâu (khoảng 40 – 50 năm), lạc hậu và cũng có các thiết bịcông nghiệp tiên tiến, hiện đại mới nhập Chính vậy, các quy cách không thống nhất,gây khó khăn trong vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa Dó đó có quá nhiều chủng loạithiết bị điện với các tiêu chuẩn kỹ thuật khác nhau nên trong thực tế, chúng ta sử dụngkhông hết tính năng và công suất của chúng

1.1.2 Phân loại thiết bị điện

Để thuận lợi cho việc nghiên cứu, vận hành sử dụng và sửa chữa, thiết bị điệnthường được phân loại như sau:

a Phân loại theo công dụng

Thiết bị mạch lực: dùng để sản xuất, tiếp nhận, truyền tải điện năng: máy phátđiện, máy biến áp

Thiết bị khống chế: dùng để đóng cắt, điều chỉnh tốc độ chiều quay của các máyphát điện, động cơ điện (như máy cắt điện, dao cách ly, cầu dao, aptomat, công tắc tơ).Thiết bị điện bảo vệ: làm nhiệm vụ bảo vệ các động cơ, máy phát điện, lưới điệnkhi có quá tải, ngắn mạch, sụt áp,… (như rơle, cầu chì,…)

Thiết bị điện tự động điều khiển từ xa: làm nhiệm vụ thu thập số số liệu, phântích, giám sát và điều khiển hệ thống điện, lưới điện,…

Các thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch: như điện trở, cuộn kháng,…

Thiết bị làm nhiệm vụ duy trì ổn định các tham số điện như: ổn áp, bộ điều chỉnhđiện áp máy phát

Thiết bị điện làm nhiệm vụ đo lường như máy biến dòng điện, biến điện áp, đolường,…

b Phân loại theo tính chất dòng điện

Thiết bị điện dùng trong mạch một chiều

Thiết bị điện dùng trong mạch xoay chiều

c Phân loại theo tính chất dòng điện

Loại làm việc vùng nhiệt đới khí hậu nóng ẩm, loại ở vùng ôn đới, có loại chốngđược khí cháy nổ, loại chịu rung động,…

d Phân loại theo nguyên lý làm việc

Thiết bị điện loại điện tử, điện động, cảm ứng, có tiếp điểm, không tiếp điểm,…

e Phân loại theo cấp điện áp

Cấp điện áp là một trong những giá trị của điện áp danh định được sử dụng trong

1.1.3 Các yêu cầu cơ bản của thiết bị điện

- Phải đảm bảo sử dụng được lâu dài đúng tuổi thọ thiết kế khi làm việc với cácthông số kỹ thuật định mức

- Thiết bị điện phải đảm bảo ổn định lực điện động và ổn định nhiệt độ khi làmviệc bình thường, đặc biệt khi sự cố trong giới hạn cho phép của dòng điện và điện áp

- Vật liệu cách điện chịu được quá áp cho phép

- Thiết bị điện phải đảm bảo làm việc tin cậy, chính xác an toàn, gọn nhẹ, dễ lắpráp, dễ kiểm tra, sửa chữa

Ngoài ra, còn yêu cầu phải làm việc ổn định ở điều kiện khí hậu môi trường thiết

kế đã cho phép

1.2 Các phần tử chính trong hệ thống bảo vệ các thiết bị

1.2.1 Những yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện

a Độ tin cậy

Là tính năng đảm bảo cho thiết bị bảo vệ làm việc đúng, chắc chắn

b Chọn lọc

Là khả năng của bảo vệ có thể phát hiện và cách ly phần tử bị sự cố ra khỏi hệthống Cấu hình của hệ thống điện ngày càng phức tạp việc đảm bảo tính chọn lọc củabảo vệ càng khó khăn.

lý đặt vào rơle và ngưỡng khởi động của nó càng lớn, rơle càng dễ cảm nhận sự xuấthiện của sự cố, hay thường nói rơle tác động càng nhạy

e Tính kinh tế

Các thiết bị bảo vệ được thiết kế và lắp đặt trong hệ thống điện, khác với các máymóc và các thiết bị khác, không phải để làm việc thường xuyên trong chế độ vận hànhbình thường Nhiệm vụ chủ yếu của chúng là phải luôn luôn sẵn sàng chờ đón nhữngbất thường và sự cố có thể xảy ra bất cứ lúc nào và có những tác động chuẩn xác Đốivới các thiết bị điện cao áp và siêu cao áp, chi phí để mua sắm và lắp đặt thiết bị bảo

vệ thường chỉ chiếm một vài phần trăm giá trị của công trình, vì vậy thông thường giácác thiết bị bảo vệ không phải là yếu tố quyết định trong lựa chọn chủng loại hoặc nhàcấp hàng cho thiết bị bảo vệ Ở đây bốn yêu cầu kỹ thuật đã nêu trên đây đóng vai tròquyết định, vì nếu không thỏa mãn được các yêu cầu này sẽ dẫn đến hậu quả rất tai hạicho hệ thống điện

1.2.2 Bảo vệ các phần tử chính trong hệ thống điện

a Bảo vệ các đường dây truyền tải và phân phối điện

Những sự cố thường gặp đối với đường dây tải điện là ngắn mạch (nhiều phahoặc một pha), chạm đất một pha (trong lưới điện có trung điểm cách điện hoặc nốiqua cuộn Petersen), qua điệp áp (khí quyển hoặc thao tác), đứt dây và quá tải

Để chống các dạng ngắn mạch trong lưới hạ áp thường người ta dùng cầu chảyhoặc aptomat Khí cụ tự động cắt mạch điện khi có dòng điện quá tải hoặc ngắn mạchchạy qua, đóng trở lại bằng tay sau khi đã khắc phục sự cố

Để bảo vệ các đường dây trung áp chống ngắn mạch, người ta dùng các loại bảovệ

- Quá dòng điện cắt nhanh hoặc có thời gian (với đặc tính độc lập hoặc phụthuộc)

- Quá dòng điện có hướng

Đối với các đường dây cao áp và siêu cao áp, người ta thường dùng các loại bảovệ:

- So lệch dòng điện

- Khoảng cách

- So sánh tín hiệu (Signal Comparison)

- So sánh pha

- So sánh hướng (công suất hoặc dòng điện)

b Bảo vệ các máy điện và trang bị điện

- Bảo vệ máy phát điện đồng bộ.

- Bảo vệ máy biến áp và máy biến áp tự ngẫu

- Bảo vệ bộ máy phát điện - máy biến áp

- Bảo vệ các hệ thống thanh góp và bảo vệ dự phòng máy cắt hỏng

- Bảo vệ các động cơ điện ba pha điện áp cao

1.3 Các bước tính toán

1.3.1 Tính toán ngắn mạch

a Phương pháp đơn vị tương đối

Xét phương trình đơn giản giữa điện áp, dòng điện và tổng trở:

E=I Z

E, I, Z được tính theo đơn vị Vôn, Ampe và Ohm Chia cả hai vế của phươngtrình trên cho cùng một số do đó sự cân bằng không bị phá vỡ, gọi số này là điện áp cơbản Ecb:

Lấy phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa công suất, điện áp và dòng điện

- Tính toán trong hệ thống thống điện 1 pha:

Đối với hệ thống điện 1 pha hay hệ thống điện 3 pha, điện áp pha và công suấtmỗi pha được tính như sau:

Scb = kVAcb : Công suất cơ bản mỗi pha hoặc công suất cơ bản một pha

Ecb: Điện áp pha cơ bản, điện áp 1 pha, tính bằng kV

I cb=S cb

E cb: Dòng điện dây cơ bản, tính bằng A

Z cb=1000 E cb2

S cb : Tổng trở cơ bản, tính bằng 

- Tính toán trong hệ thống điện 3 pha:

Scb = kVAcb : Công suất cơ bản 3 pha, tính bằng kVA

Ecb: Điện áp pha cơ bản, tính bằng kV

Đối với tổng trở trong đơn vị tương đối theo hệ cơ bản đã cho sang tổng trở trong

hệ đơn vị tương đối theo hệ cơ bản mới:

b Tổng trở tương đương Thevenin

Hình 1.1: Mạch tương đương Thevenin

Xs: Điện kháng thứ tự không của đường dây

Xm: Điện kháng tương hỗ của cặp dây dẫn

- Giả sử đường dây có hoán vị:

+ Kháng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch bằng nhau

+ Kháng trở thứ tự không lớn hơn so với thứ tự thuận và thứ tự nghịch

d Xây dựng mạng thứ tự của hệ thống điện

Người ta sử dụng mạng thứ tự của những phần tử riêng biệt hệ thống điện khácnhau như động cơ đồng bộ, máy biến áp, đường dây, từ đó xây dựng mạng thứ tự của

hệ thống điện một cách dễ dàng Bắt đầu với mạng thứ tự thuận được xây dựng từ sơ

đồ đơn tuyến của hệ thống Từ mạng thứ tự thuận suy ra mạng thứ tự nghịch dễ dàng

Từ mạng thứ tự không của các phần tử trong hệ thống điện có thể dễ dàng kếthợp với nhau để hoàn thành sơ đồ mạng thứ tự của hệ thống Bất kỳ tổng trở nối trungtính nào gồm cả máy phát, máy biến áp có trung tính đều bằng 3 lần giá trị của nó ởmạng thứ tự không Đặc biệt cần chú ý đến tổ đấu nối dây của máy biến áp ở mạng thứ

tự không

Từ những mạng trên của hệ thống điện, chúng ta xây dựng ma trận tổng trở thứ

tự thanh cái của mạng:[Z bus1 ] , [Z bus2 ], [Z bus0 ]

e Sự cố trên đường dây phân phối hình tia

Hình 1.5: Trạm phân phối và đường dây hình tia

Bảng 1.1: Loại sự cố và đường dây

1 pha đất I= 3 V F

2 Z S+3 Z T+(2+k0)Z L+3 ZF

Trong đó:

VF: Điện áp tương đương Thevenin (11,1)

ZS: Kháng điện trở tương đương Thevenin của nguồn

ZT: Kháng trở máy biến áp

ZF: Kháng trở sự cố

ZL: Kháng trở đường dây phân phối

3040 () cho trường hợp sự cố cực tiểu

0 () cho trường hợp sự cố cực đại

1.3.2 Tính toán chỉnh định rơle bảo vệ cho lưới trung tính cách điện

a Trường hợp thiết bị được bảo vệ là máy biến áp trạm trung gian

 Lựa chọn dạng và điểm tính ngắn mạch

- Tính dòng ngắn mạch I(3) max tại thanh cái hạ áp sau đó quy đổi về phía cao củamáy biến áp, trong đó:

+ Giá trị trở kháng của hệ thống: XHTmax

+ Các máy biến áp trong trạm trung gian vận hành độc lập

Mục đích: tính dòng ngắn mạch đi qua từng máy biến áp để chọn dòng khởi độngcủa bảo vệ quá dòng cắt nhanh đặt ở ở phía cao máy biến áp

- Tính dòng ngắn mạch I(2) min tại thanh cái hạ áp sau đó quy đổi về phía cao ápcủa máy biến áp, trong đó:

+ Giá trị trở kháng của hệ thống: XHtmin

+ Trong chế độ bình thường, các máy biến áp vận hành theo phương pháp nào thìtính ngắn mạch ở phương pháp đó

Mục đích: tính dòng ngắn mạch đi qua từng máy biến áp vận hành theo phươngthức nào thì tính ngắn mạch theo phương thức đó

- Tính dòng ngắn mạch I(2) min tại cuối đường dây dài nhất xuất tuyến từ trạm trunggian, trong đó:

+ Giá trị trở kháng của hệ thống: XHtmin

+ Các máy biến áp trong trạm trung gian vận hành độc lập, nếu hai máy biến áp

có tổng trở khác nhau thì tính với phương thức máy biến áp có tổng trở lớn hơn vậnhành

Mục đích: Tính toán dòng ngắn mạch đi qua từng máy biến áp để kiểm tra độnhạy của bảo vệ quá dòng có thời gian đặt ở phía hạ áp máy biến áp

 Tính chỉnh định bảo vệ quá tải

- Bảo vệ quá tải làm nhiệm vụ báo tín hiệu hoặc cắt quá tải MBA Đối với MBAhai cuộn dây bảo vệ quá tải bố trí ở phía sơ cấp Với MBA ba cuộn dây, bảo vệ quá tải

có thể được bố trí ở hai hoặc ba cuộn dây

kat: hệ số an toàn, lấy bằng 1,05÷1,4 (tùy thuộc vào thời gian vận hành)

ktv: hệ số trở về của rơle, phụ thuộc vào loại rơle (lấy bằng 0,85 đối với rơle cơ,bằng 0,95 đối với rơle số)

IđmBA: dòng điện định mức của máy biến áp ở phía đặt bảo vệ (A)

kat: hệ số an toàn, lấy bằng 1,2

Cho phép điều chỉnh hệ số kat trong phạm vi từ 1,1 ÷ 1,3 cho phù hợp với tỷ sốcủa TI, nấc đặt của rơle và yêu cầu về độ nhạy của bảo vệ

kmm: hệ số mở máy khi khởi động cơ, lấy bằng 1 nếu như trên đường dây không

phạm vi từ 1,3 ÷ 1,8 nếu trên đường dây có nhiều động cơ, trong quá trình vận hànhphải thường xuyên theo dõi để hiệu chỉnh hệ số kmm cho phù hợp

IđmBA: dòng điện định mức của máy biến áp ở phía đặt bảo vệ (A).

ktv: hệ số trở về của rơle, phụ thuộc vào loại rơle (lấy bằng 0,85 đối với rơle cơ,bằng 0,98 đối với rơle số)

Ikđ: là dòng chỉnh định phía nhất thứ của bảo vệ

Yêu cầu độ nhạy: knh  1,5

+ Thời gian chỉnh định:

t=t sau+∆ t

Trong đó:

t: thời gian chỉnh định cắt của bảo vệ

tsau: thời gian cắt lớn nhất của bảo vệ quá dòng phía sau liền kề

t: cấp chọn lọc về thời gian, lấy bằng 0,5 đối với rơle cơ, bằng 0,3 giây đối vớirơle số

 Tính chỉnh định bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50)

I(3) max: dòng ngắn mạch ba pha lớn nhất trên thanh cái thứ cấp.

Ikđ: là dòng chỉnh định phía nhất thứ của bảo vệ

Yêu cầu độ nhạy: Knh  1,0

+ Thời gian chỉnh định: t=0

Chú thích: Nếu độ nhạy không đạt thì khóa cấp cắt nhanh hoặc chuyển sang bảo

vệ cấp cắt nhanh có thời gian, phối hợp với bảo vệ cắt nhanh phía sau kề nó, dòng khởiđộng và thời gian được tính như sau:

I kđ=k at∗I kdCNsau∗k fm=t CNsau+∆ t

Trong đó:

IkđCNsau: dòng điện khởi động của bảo vệ cắt nhanh phía sau liền kề

tCNsau: thời gian chỉnh định của bảo vệ cắt nhanh phía sau liền kề

kfm: hệ số phân mạch là tỷ số giữa dòng ngắn mạch đi qua bảo vệ trước với bảo

về phía sau liền kề khi xảy ra ngắn mạch lớn nhất ở cuối vùng bảo vệ của bảo vệ phíasau

- Đối với máy biến áp, bảo vệ cắt nhanh chỉ đặt ở phía cao áp, không đặt ở phía

hạ áp

b Trường hợp thiết bị được bảo vệ là đường dây

 Lựa chọn dạng và điểm ngắn mạch:

- Tính dòng ngắn mạch I(3)ngmax tại cuối vùng bảo vệ, trong đó:

+ Giá trị trở kháng của hệ thống: XHTmax

+ Các máy biến áp đầu nguồn cấp điện cho đường dây bình thường vận hành ởphương thức nào tính ngắn mạch ở phương thức đó

Mục đích: để chọn dòng khởi động bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50) của máy cắtđầu đường dây.

- Tính dòng ngắn mạch I(2) min tại đầu đường dây, trong đó:

+ Giá trị trở kháng của hệ thống: XHTmin

+ Các máy biến áp đầu nguồn cấp điện cho đường dây vận hành độc lập, khi đóchọn máy biến áp có trở kháng lớn nhất là máy biến áp cấp điện cho đường dây

Mục đích: để kiểm tra độ nhạy bảo vệ quá dòng cắt nhanh đặt tại đầu đường dây

- Tính dòng ngắn mạch I(2) min tại đầu đường dây, trong đó:

+ Giá trị trở kháng của hệ thống: XHTmin

+ Các máy biến áp đầu nguồn cấp điện cho đường dây vận hành độc lập, khi đóchọn máy biến áp có trở kháng lớn nhất là máy biến áp cấp điện cho đường dây

Mục đích: để kiểm tra độ nhạy bảo vệ quá dòng có thời gian đặt tại đầu đườngdây

 Tính toán chỉnh định bảo vệ quá dòng có thời gian (51)

ktv: hệ số trở về của rơle, phụ thuộc vào loại rơle (lấy bằng 0,85 đối với rơle cơ;bằng 0,98 đối với rơle số)

Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất của đường dây

+ Độ nhạy của bảo vệ:

k nh=I min

I kđ

+ Yêu cầu độ nhạy: knh  1,5

+ Thời gian chỉnh định: thời gian chỉnh định từng cấp bảo vệ tính theo công thức:

t=t sau+∆ t

 Tính chỉnh định bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50)

- Dòng chỉnh định bảo vệ quá dòng cắt nhanh của đường dây tính theo công thức:

Ukd: điện áp chỉnh định của rơle

Kat: hệ số an toàn, lấy trong khoảng từ 1,251,3

3U0: giá trị điện áp TTK chọn theo điều kiện làm việc bình thường, lấy bằng15V

Ukcb: điện áp không cân bằng của bộ lọc điện áp 3U0, lấy trong khoảng từ 24V.Trong thực tế, trong lưới điện 35kV trung tính cách đất thì chọn Ukđ = 60V

- Thời gian cắt chạm đất:

+ Định ra thời gian cắt chạm đất của các lộ đường dây, đường dây có xác suấtxảy ra nhiều sự cố thì cho cắt trước, đường dây có xác suất xảy ra sự cố ít thì cho cắtsau

+ Thời gian cắt(t) của các đường dây đặt lệch nhau 0,5 giây

- Thời gian TĐL của các đường dây:

+ Gọi n là số lộ đường dây có đặt bảo vệ cắt chạm đất đấu cùng thanh cái

+ Gọi I là số thứ tự của các lộ đường dây (I = 1- n )

+ Thời gian TĐL của đường dây thứ i ( với i < n ) tính như sau:

t TĐL(i)=2∗tcđ(i+1)+t TĐL(i+1)−2∗tcđ(i)+0,5( giây )

 Tính chỉnh định bảo vệ cắt chạm đất theo dòng điện 3I 0

- Tính trị số dòng điện điện dung của một lộ đường dây

+ Đối với đường dây trên không:

3 I 0 L=U n∗L d

350 ( A )

+ Đối với đường dây cáp ngầm

3 I 0 L=U n∗L c

10 ( A)

Trong đó:

Un: điện áp danh định của lưới mà đường dây đang vận hành (kV)

Ld: tổng chiều dài đường dây trên không của cần tính dòng chạm đất (km)

Lc: tổng chiều dài đường cáp của lộ cần tính dòng chạm đất (km)

Nếu lộ cần tính dòng chạm đất có cả đường dây trên không và cáp ngầm thì dòngchạm đất của lộ đường dây này sẽ bằng tổng dòng chạm đất của đường dây trên không

kat: hệ số an toàn lấy bằng 1,2

kxk: hệ số xung kích nạp điện cho các bộ tụ điện trên đường dây, lấy bằng 1 nếunhư trên đường dây không có tụ điện; bằng 2 nếu như trên đường dây có tụ điện

3I0L: dòng điện TTK của đường dây được bảo vệ

- Thời gian chỉnh định:t=t sau+∆ t

Trong đó:

tsau: thời gian cắt chạm đất lớn nhất của bảo vệ phía sau liền kề

- Độ nhạy của bảo vệ:

Ikđ: dòng điện chỉnh định phía nhất thứ của đường dây được bảo vệ

+ Yêu cầu về độ nhạy: tối thiểu bằng 1,25 đối với đường dây cáp; 1,5 đối vớiđường dây trên không

+ Khi độ nhạy không đạt thì cho phép giảm hệ số kat trong công thức:

3I0L: dòng điện TTK do đường dây khác có chiều dài nhỏ nhất đấu cùng thanh cáisinh ra.

+ Thời gian chỉnh định: tính như đối với bảo vệ cắt chạm đất theo dòng 3I0 khônghướng

+ Góc chỉnh định: được chọn cho phù hợp với từng loại rơle (theo hướng dẫnngười chế tạo)

- Độ nhạy của bảo vệ: k nh=3 I 0 L

I kđ

Chú thích: Bảo vệ cắt chạm đất theo dòng 3I0 của đường dây trong lưới trungtính cách điện chỉ được đặt khi trên hệ thống thanh cái có từ hai lộ đường dây trở lên

1.3.3 Tính chỉnh định rơle bảo vệ trường đường dây trong lưới trung tính nối đất

Tính chỉnh định bảo vệ quá dòng pha (50/51): Bảo vệ quá dòng pha của đườngdây trong lưới trung tính nối đất trực tiếp phải thực hiện giống như của đường dây vậnhành trong lưới trung tính cách điện

 Tính chỉnh định bảo vệ quá dòng thứ tự không (50N/51N)

kat: hệ số an toàn lấy trong phạm vi (1,151,2).

3I0maxcuoi: dòng TTK lớn nhất khi ngắn mạch tại cuối đường dây

+ Hệ số độ nhạy của bảo vệ: k nh=3 I 0 mindau

I kđ

Trong đó:

3I0mindau: dòng TTK nhỏ nhất khi ngắn mạch tại đầu đường dây

Yêu cầu về độ nhạy: knh  1,1

Ilvmax: dòng điện làm việc lớn nhất cho phép của đường dây.

Iokcb = kkcb*Ikngmax: dòng không cân bằng lớn nhất lúc đường dây mang tải

Ikngmax: dòng ngắn mạch ba pha lớn nhất tại cuối vùng bảo vệ của đường dây.kkcb: hệ số không cân bằng được chọn như sau:

Độ nhạy của bảo vệ:

-Độ nhạy của bảo vệ phải thoải mãn cả hai điều kiện:

+ Điều kiện dòng ngắn mạch nhất nhất cuối vùng bảo vệ:

kat: hệ số an toàn, chọn trong khoảng (1,21,3)

IđmTu: dòng điện định mức của tụ (bộ tụ) điện (A)

1.4 Phối hợp các thiết thị bảo vệ trên lưới phân phối

1.4.1 Các nguyên tắc phối hợp của các thiết bị bảo vệ

Việc phối hợp bảo vệ phải đảm bảo các thiết bị hoạt động nhịp nhàng và hiệuquả Tất cả các sự cố đa phân là sự cố thoáng qua nên ta thiết lập đóng cắt sao cho sự

cố không vĩnh cửu

Các sự cố vĩnh cửu nên xử lý nhanh kịp thời trong phạm vi nhỏ nhất

Tuy nhiên, tùy theo quan điểm của người thiết kế mà có thể sử dụng các phươngpháp phù hợp với tiêu chuẩn bảo vệ và vận hành riêng

1.4.2 Phối hợp Recloser với Recloser

Phối hợp giữa recloser với recloser thực hiện bằng cách lựa chọn các giá trị dòngcắt nhỏ nhất thích hợp và dựa trên đặc tính TCC

Điều chỉnh thời gian giữa 2 recloser hợp lý sao cho khi có sự cố chúng không tácđộng đồng thời

a Phối hợp giữa các recloser điều khiển điện tử:

Cho phép đáp ứng được hầu hết các yêu cầu bảo vệ hệ thống nhờ sự dễ dàngđiều chỉnh đặc tính TCC

Đối với tất cả Recloser, khi phối hợp với nhau ta phải xem xét đến dòng cắt nhỏnhất

Đối với Recloser điện tử, chọn dòng cắt cực tiểu không liên quan đến dòng duytrì của nó Khi chọn dòng cắt cực tiểu của Recloser điện tử ta chỉ cần lập trình trênmạch điện tử điều khiển

Vì mục đích của Recloser là bảo vệ sự cố thoáng qua cho đường dây từ Reclosertrạm đến Recloser tải Do đó Recloser trạm phải có ít nhất một lần tác động nhanh, khi

đó Recloser phía tải được phối hợp với chế độ cắt nhanh của Recloser phía nguồn

b Thời gian tự đóng lại:

Thời gian giữa thao tác cắt quá dòng của một Recloser và thao tác đóng tiếp theo(không xem xét cắt hẳn) là khoảng thời gian tự đóng lại Các tiếp điểm Recloser mởtrong khoảng thời này từ 0,5s đến 60s

Các khoảng thời gian tự đóng lại lâu hơn (10s, 15s) được dùng khi thiết bị bảo vệ

dự trữ là máy cắt điều khiển bằng rơle

Hình 1.6: Sơ đồ phối hợp Recloser điểu khiển điện tử ở mạng điện hình tia

1.4.3 Phối hợp Recloser với cầu chì

Phối hợp giữa Recloser và cầu chì theo phương pháp dựa trên các đặc tính thờigian dòng điện TCC đã được hiệu chỉnh bằng các hệ số nhân

Cầu chì phía nguồn được chọn để bảo vệ MBA, từ đặc tuyến TCC của cầu chì ta

sẽ xác định Recloser nào và đặc tuyến nào của Recloser được sử dụng để đáp ứng cácyêu cầu bảo vệ hệ thống Khi Recloser đã chọn phối hợp tốt với cầu chì phía nguồn thì

ta mới chọn đến cầu chì phía tải

Hình 1.7: Phối hợp đặc tính giữa Recloser và cầu chì

a Phối hợp Recloser với cầu chì phía nguồn:

Recloser phải được chọn phối hợp với cầu chì phía nguồn sao cho cầu chì sẽkhông tác động với bất kỳ sự cố nào trong vùng bảo vệ của Recloser

Ảnh hưởng nhiệt tích lũy trong quá trình làm việc của Recloser phải nhỏ hơn đặctính chảy của cầu chì

Để thỏa mãn điều kiện này ta dùng hệ số chuyển đổi với đường cong TCC củaRecloser để xác định nguy hiểm của cầu chì và đảm bảo Recloser phải thấp hơn đườngcong thời gian nóng chảy tối thiểu của cầu chì phía nguồn

Đặc tuyến cắt trung bình của Recloser Ctb = K.C

Trong đó:

C là đặc tuyến cho bởi nhà sản xuất

K là hệ số phụ thuộc với chu trình làm việc và thời gian đóng lại của Recloser

Bảng 1.3: Giá trị của hệ số K khí phối hợp Recloser với cầu chì phía nguồn

Hình 1.9: Phối hợp đăch tuyến giữa Recloser và cầu chì phía nguồn

b Phối hợp Recloser với cầu chì phía tải:

Khi phối hợp Recloser với cầu chì phía tải cần cài đặt Recloser làm việc ở hai lầncắt nhanh và hai lần cắt chậm

Theo thống kê, khi có sự cố khoảng 70% sự cố thoáng qua được loại trừ khiRecloser hoạt động lần thứ nhất và lần thứ hai khoảng 10% Còn lại nếu chưa hết thìcầu chì cắt sự cố khi Recloser hoạt động lần 3, lần 4

Hai quy luật ràng buộc sự phối hợp và lựa chọn thứ tự hoạt động của Recloser vàcầu chì:

Với tất cả các giá trị dòng sự cố đạt đến mức làm dây chảy bắt đầu chảy, thờigian dây chảy chảy phải lớn hơn thời gian cắt của Recloser theo đặc tuyến nhanh Quyluật này đáp ứng cho yêu cầu khi có sự cố thoáng qua cầu chì sẽ không bị cắt hay bịđốt nóng

t cmin(chì)>K∗t A(Recloser)

Trong đó:

tcmin(chì): thời gian chảy xác định tương ứng theo đặc tuyến thời gian nóng chảy tốithiểu của cầu chì

tA(Recloser): thời gian cắt tương ứng theo đặc tuyến nhanh A của Recloser

K: là hệ số hiệu chỉnh đặc tuyến Recloser khi phối hợp với cầu chì phía tải phụthuộc vào chu trình làm việc và thời gian đóng lại của Recloser