Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Bảo vệ rơle kỹ thuật số cho trạm biến áp 110/22KV Sơn Hải

Tính cấp thiết của Đề tài: — Trạm biến áp là một trong ba thành phần quan trọng không thê thiếu của hệ thống điện; — Trạm biến áp 110/22kV tại thôn Sơn Hải, xã Phước Dinh, huyện Thuận Na

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

HOÀNG VIỆT PHƯƠNG

BẢO VE ROLE KỸ THUAT SO CHO TRAM BIEN ÁP

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và đưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tac giả luận văn

Hoàng Việt Phương

LỜI CÁM ƠN

Tôi xin trân trọng cám ơn PGS.TS Lê Công Thành đã tận tinh chỉ bảo, giúp đỡ và hướng

dẫn cho tôi hoàn thành luận vặn này Ngoài ra tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thé quy thay cô trong bộ môn Kỹ thuật điện, khoa Năng lượng trường Dai hoc Thủy lợi

đã truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điện kiện thuận lợi nhất cho

tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn này.

il

MỤC LỤC

DANH MUC BANG BIEBU cescssessessssssessessssssssessscssssvssssssscsessusssessecsucsussssssessusauesseeseeses vi

MO DAU oaeccecccscssssssessessesssessessessussssssessessussssssessessussssssessessussisssessessusssessessessssseesessesesen vii CHUONG | GIỚI THIEU VE TRAM BIEN AP 110KV SON HẢI 1

CHUONG2 NGHIÊN CỨU TONG QUAN VỀ ROLE KY THUAT SĨ 14

2.1 Cơ sở role kỹ thuật $6 cceeccecsccsscsssesssesssssssessesssessssssesssscssessessseessecsusssesssecssessess 14

PIN" C2020 17 14

2.1.4 Mơi trường làm viéc cla TỌ€ - c2 1913391183911 91118111 811 1 ren 18

2.2.1 Role bảo vệ so lệch 7U T633 - 55 22 1332221112223 1 1282111 sec vee 19

2.3 Role kỹ thuật số của hãng ALSTOM — Role kỹ thuật số họ MICOM P63x 44

2.3.1 G61 thi@u CHUNG 20 an 44

2.3.2 Các thơng số kỹ thuật của ho Micom P63xX ceccesessesssessessesseesessessesseesees 45

2.3.3 Các chức năng chính của ho role Micom P63x - -++s<<<<<s+ 48

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CUU THIET KE HE THONG RO LE KỸ THUAT SO BAO

VE CHO TRAM BIEN ÁP 110kV SƠN HAL 2-©22-©5¿2+222v£E2£xczzxrrxerree 58

3.1 Cơ sở bảo vệ role trạm biến 08800 58

3.1.2 Các yêu cầu với hệ thống bảo V6 ccecceccecsesseessessessessesssessessessessessesseeseesees 58

3.1.3 Nguyên lý hoạt động của các loại bảo VỆ - ccccsscsscsserssrrsres 60

ili

3.2 Lựa chọn phương thức bảo vệ role cho trạm biến áp 110kV Sơn Hải 67

3.3.2 Tính toán ngắn mạch khi TBA nhận điện từ nguồn 110kV Ninh Phước (E1)

¬ 71

3.3.3 Tinh toán ngăn mach khi TBA nhận điện từ nguồn 110kV Tháp Cham (E2)

¬— 72

3.3.4 Tính toán ngăn mạch khi TBA nhận điện từ 2 nguồn do 2 TBA 110kV Ninh

3.4 Tính toán chỉnh đổịnh - <2 + 22 1132231132231 11 2531 1112111 281 vn ng nen 79

3.4.2 Những chức năng bảo vệ dùng role 7SJ621 - -<5+++<<++ss2 86

iV

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hình 2.1 Cấu trúc phan cứng (điển hình) của role kỹ thuật số . - 16 Hình 2.2 Cấu trúc phần cứng của bảo vệ so lệch 7UT633 - 2-5255 25

Hình 2.3 Nguyên lý bảo vệ so lệch MBA role 7U T633 - c5 cscssscxssersses 27

Hình 2.4 Đặc tính tác động của role TUT633 - cty, 28

Hình 2.6 Nguyên lý bảo vệ chống cham đất hạn chế trong 7UT633 - 32 Hình 2.7 Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế - 34

Hình 2.9 Đặc tính dốc bình thường bảo vệ quá dong có thời gian - 39 Hình 2.10 Đặc tính rất dốc thường bảo vệ quá dong có thời gian . 40 Hình 2.11 Đặc tính cực dốc thường bảo vệ quá dòng có thời gian - 40

Hình 2.13 Sơ đồ chức năng của role Mieom P63x -2- 5¿©2++2z++cxzezxeze 48

Hình 2.15 Đặc tính cắt của bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn . :- 53

Hình 3.2 Đồ thị vectơ của dòng điện làm việc và dòng điện hãm khi có ngắn mạch ngoài

và trong vùng bảo VỆ ccQQn SH SH TT TT TH TT ket 60

Hình 3.3 Đặc tính tac động của bảo vệ so lệch có hãm - 61

Hình 3.4 Bảo vệ chống cham đất hạn chế của MBA 3 cuộn đây 62 Hình 3.5 Nơi đặt role khí và cấu tao role khí cccccecccecceecececeeeceeeceeueeeeens 64

Hình 3.10 Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch có hãm - -++<<++<<++ss2 82

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 2.3 Các chức năng bảo vệ của role Micom P63x 45

Bang 3.1 Dòng điện ngắn mạch qua các máy biến dòng ‹ 72

Bảng 3.2 Dòng điện ngắn mach qua các máy biến đòng - - 74

Bang 3.3 Dong điện ngắn mạch qua các máy biến dòng ‹ -: 77 Bang 3.4 Bang kết quả tính toán ngắn MaCh cececessceseeseesessessessessessessessesseseesesseseeeees 78 Bảng 3.5 Bang tính toán ngắn mach sau quy đổi 2- 2©2+2++x+zxczxe+rxerxeres 79

Bảng 3.8 Cài đặt thông số máy biến áp ¿-+¿©5¿+2++22+t2EEtEESEEEExrrErerkrerrrre 88

Bảng 3.10 Cài đặt thông số cho role phía 22KV cccccsscssssssessessesssssessessessssssessesseeseeess 90

VI

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của Đề tài:

— Trạm biến áp là một trong ba thành phần quan trọng không thê thiếu của hệ thống

điện;

— Trạm biến áp 110/22kV tại thôn Sơn Hải, xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận có vai trò cấp điện cho công tác thi công xây dựng nhà máy điện hạt nhân

Ninh Thuận 1 tại thôn Sơn Hải, các công trình xây dựng lân cận va đảm bảo năng lượng

cho sự phát triển kinh tế-xã hội của địa phương;

— Hệ thống bảo vệ rơle quyết định đến sự hoạt động an toàn ồn định của trạm biến áp

và lưới điện khu vực;

— Hiện nay công trình trạm biến áp nói trên đã được đưa vào vận hành từ giữa năm

2017 Chính vì thế đề tài nghiên cứu về hệ thống bảo vệ rơle của trạm là vô cùng cần thiết để làm cơ sở cho sự đánh giá, so sánh với hệ thong bao vệ hiện thời đang sử dung trong trạm và có khả năng ứng dụng vào thực tiễn trong trường hợp cần thay thế hệ thống bảo vệ role mới do hệ thống hiện thời hoạt động không ồn định hoặc không đáp

ứng được các yêu câu vận hành thực tê.

2 Mục đích của Đê tài:

— Nghiên cứu và đánh giá tổng quan về hiện trạng trạm biến áp 110kV nói trên, đặc biệt về hệ thống bảo vệ role;

— Nghiên cứu và đánh giá tổng quan về các loại rơle kỹ thuật số chính đang sử dụng trong các trạm biến áp điện lực;

— Tính toán, lựa chọn, chỉnh định các rơle kỹ thuật số cho trạm biến áp nói trên.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Tram biến áp 110kV tai thôn Sơn Hải, xã Phước

Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận.

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

— Thu thập phân tích số liệu;

Vil

— Nghiên cứu giáo trình, lý thuyết về bảo vệ role trạm biến áp, về role kỹ thuật số

lựa chọn hệ thống role số phù hợp;

h toán và mô phỏng để xác định các thông số chinh định của hệ théng role đã đẻ

5 Cấu trúc của luận văn

“Gồm 03 chương với các nội dung về: Giới thiệu v tram bin dp 110KV Sơn Hải, Nghiêncứu tổng quan về role kỹ thuật số và Nghiên cứu thiết k hệ thống role

ho trạm biển áp 110kV Sơn Hải Ngoài ra sau khi hoàn thành nội dung

Kết luận và kiến nghị cho toàn bộ luận văn sẽ được đưa ra

'CHƯƠNG L GIỚI THIỆU VE TRAM BIEN ÁP 110KV SON HAI

1.1 Vị trí, vai trò, lịch sử phát triển

Tram biến áp 110kV được xây dựng tại thôn Sơn Hải, xã Phước Dinh, huyện Thuận

[Nam, tỉnh Ninh Thuận nằm trong dự án đầu tư xây dụng hệ thống cắp điện phục vụ thi

công nhà máy điện hạt nhân (NMDHN) Ninh Thuận 1 (cing được xây dụng tại thôn

Sơn Hai) do Tập đoàn Diện lực Việt Nam (EVN) làm chủ đầu tư

Hệ thông cắp điện phục vụ thi công NMDHN Ninh Thuận 1 gồm 2 hạng mục: đường

dây 110kV và tram biến áp 11022kV-25MVA Trong tai đoạn này, để đáp ứng công suất iêu thụ yêu cầu, trạm biển p sẽ lắp đặt 01 mây biến áp 110/22kV-25 MVA, Mục

dich của trạm biến dp 1 cung cấp điện phục vụ quá tình thi công xây dựng NMĐHN

và cấp điện cho các phụ tải trong khu vực lân cận Trong giai đoạn sau (sau khi hoàn

thành công tic xây dựng NMBIIN Ninh Thuận 1) sẽ tùy theo yêu cầu thực ế để xem

xét việc lắp đặt thêm 01 máy biến áp

“Công tá thiết kế công trình hệ thống cấp điện phục vụ thi công NMDHN Ninh Thuận

1 được tổ chức thực hiện bất đầu từ năm 2012 và được phê duyệt trong năm 2014 Các

công ác thi công xây dụng công trình (đường đây 110kV và trạm biến áp 25MVA) được tiến hành từ đầu năm 2015 và hoàn thành, bản giao đưa vào sử dụng từ

11022kV-giữa năm 2017,

Viti trạm biến áp: Phía Đông giáp với tuyển đường ven biển (cách tuyển đường 31m)

“Các phía Bắc, phía Nam và phía Tây giáp với khu vực đổi núi trồng cây nem và bụi rậm,

“Cách thành phổ Phan Rang ~ Tháp Chim khoảng 15km về phía Đông-Nam.

Toàn bộ mặt bằng tram với diện tích 4371 m? được chia lim 2 khu vực chính: sân phân

phối LI0kV và khu vực nhà điều khiển - phân phối

Sân phân phối 110kV được thiết ké xây dựng với 03 nhịp 10m để có thé lắp đặt 02 ngăn đường đây HOKV như sau

+ Ngăn B01: Ngăn đường dây 110kV đến TBA 110kV Ninh Phước;

+ ˆ Ngắn E02: Ngĩn đường dây 1I0kV đến TBA 110kV Tháp Chăn:

Nhà điều khiển - phân phối có kích thước 10,4m x 21,6m (điện tích: 224,64mÈ), 1 ng

và được bổ trí các phòng như sau

+ Phong điễu khiển: trong d6 bồ tí các ti bảng điều khiển, bảo vệ, ủ AC, DC và cácthiết bị cho hệ thống viễn thông Phòng này luôn có nhân viên trực vận hành

+ Phong ắc quy: trong đồ bổ tí 01 bộ ắc quy 220VDC-120Ah/Sh

++ Phòng phân phối: trong đó bổ trí các tủ phân phối 22kV cung cắp cho các phụ tải

Khu vực

+ Ngoài ra còn có các phòng như: phỏng trưởng trạm, kho va khu vệ sinh.

Do có chủ trương của Quốc hội về việc dừng đầu tư xây dựng các NMĐHN tại tinh

Ninh Thuận (nghị quyết số 31/2016/QH14 ngày 22/11/2016) nên sau khi hoàn thành xây dựng vào giữa năm 2017, công trình đường dây 110KV và trạm biến áp 110kV đã

cược bản giao ại cho Công ty lưới điện cao thé miền Nam thuộc Tổng công ty Điện lực

miễn Nam vận hành để cung cấp điện cho phụ tải khu vực, phục vụ sự phát triển kinh 18

xã hội của địa phương.

1.2 Nguyên lý làm việc.

‘Tram được cắp điện bởi tuyển đường dây 110kV mạch kép (ACSR-300/39) di 13,6 km

có điểm đầu được đầu nối tại cột xây dựng mới trong khoảng cột 64-65 của đường dây110kV Ninh Phước-Tháp Chàm (hiện có) về đến điểm cuối ti thanh cái HOKV của

TBA 110K.

HTPP 110kV được Š phía Tây của trạm để nhận điện từ các đường đây 110kV

du nội với đường đây 110kV Tháp Chăm ~ Ninh Phước (hiện ó)

Số lộ m ở các cấp điện ám

= Phia 110kV: TBA 110kV được cấp điện từ đường dây mạch kép Dé dim bảo vận

"hành an toàn cho lưới điện hiện có, đường dây mạch kép nảy cắt đôi đường dây 110kV

"Tháp Chàm — Ninh Phước tại điểm đi

“Chăm - Ninh Phước (hi có) Như vậy TBA có 02 lộ đường day 110KV.

im giữa khoảng cột 64-65 đường day Tháp,

= Phía 22kV: TBA có 04 lộ xuất tuyến 22kV để cấp điện cho 04 đường day 22kV và

01 ngăn lộ tổng MBA, 01 ngăn phân đoạn Các đường day 22kV sẽ đảm bio cung cắp điện cho các phụ tải yêu cầu.

Sơ đồ nối điện chính:

Pha 110kV; Trong giai đoạn đầu này sử dụng sơ đồ “Chữ H thiếu” gồm 02 ngăn

đường dây, 01 ngăn lộ tổng MBA được lắp đặt ngoài trời.

—_ Phía 22kV: Sir dụng sơ đồ 01 hệ thống thanh ái Trong giai đoạn đầu này lắp đặt

01 tù lộ tổng MBA, 04 tủ ngăn xuất

áp do lường HTPP 22kV sử dụng các tủ phân phối tron bộ 22kV lắp đặt trong nhà.

ến,01 tủ MBA tự dùng và 01 tủ máy biến điện

Hg thống điều khiển — bảo vệ:

—_ Hệ thống điều khi

được tang bị cho các phn tử sau:

role bio vệ, ty động, đo lưỡng, báo động của TBA 110 kV

+ 01 MBA 110/22 kV- 25 MVA:

+ 03 ngăn đường diy 110kV;

+ O1 thanh cái 22 kV;

+ 0416 xuất tuyển 22 RV,

= Nguồn điện thao tác và các tin hiệu đầu vào phục vụ cho hệ thống điều khiển, re

bao vệ « tự động, đo lường có các đặc tính kỹ thuật sau:

+ Điện thao tác xoay chiều 380/220V;,

+ Điện thao tác một chiều 220V;

+ Dong điện thứ cắp của các biến dòng có giá tri định mire LA;

+ Điện áp thứ cấp của các máy biến điện áp có giá trị định mức 110/V3 V

Hệ thống điện tự dùng

—_ Điện tự ding xoay chiề

22/0,4kV-100kVA nhận

u: Trong giai đoạn đầu này sử dụng 01 MBA tự dùng

gn từ hệ thông phân phối 22kV của trạm;

= Điện tự ding một chiều: Sử dụng 01 bộ ắc quy Niken-Cadmi (NiCd), điện áp

220VDC, dung lượng 120Ah/Sh.

Hệ thống nổi đất, chồng s‹

ống cọc ~ thanh và các giếng tiếp địa Cục tiếp địa

sử đụng cọc thép mạ đồng phi 2, dài Sm; dây tiếp địa sir dụng dây thép mạ đồng phi

= Chống st đánh trực tgp sử dụng các kim thu sé bố tí rên các cột cổng thanh cái

và cột chống sét độc lập;

= Chống sế lan truyễn sử đụng các chống sét van lắp đặt ti các đầu vào và ra của

MBA lực

inh 1.1 Sơ đồ nỗi điện tram biến áp1.3 Thông số va các thiết bị chính

Xã Thông số thế bị phía 110kV của trạm

13.1 Máy Biến áp 110/224-35MVA

- Kiểu 3 pha, 2 cuộn dây có điều chỉnh điện áp

dưới tải, lắp đặt ngoải trời, có bộ điều chính điện áp dưới tải (OLTC) ở phía 110kV.

- Kiểu lam mat ONAN/ONAE.

~ Công suất định mức 25MVA

~ Tỷ số biến đổi

- Tân số

- Tổ đầu dây

- Nhiệt độ giới hạn cuộn dây

- Nhiệt độ giới hạn đầu

ấp ngắn mạch của MBA.

11519x1,785/23 kV 50Hz.

YNyn0

oo'c ss'c

YNyn0

<2kW

ngoài trời, 3 cục, khí SFO

123kV 30Hz.

1250A.

25kA/3s 25kA.

Ls + Cho thao tác dong lặp lai: 0-0,3see-CO

- Chiu đãi dng rò trên cách điện _ :3Imm/KV

1.314, Dao cách ty 110V

- Kiểu "Ngoài trời, 3 cực, cắt giữa tâm, 2 trụ sir

quay với một (hai) lưỡi tiếp đất

1.3.1.5: Máy biển dong 110kV

-Kiểu 01 pha, ngâm trong đầu, kiểu kín, lắp

+ Cuộn I (cho bảo vệ) :5P20

+ Cuộn 2 (cho đo lường) 05

-+ Cuộn 3 (cho do lường) 05

+ Chộn 4 (cho bảo vệ) sP20

+ Chộn 5 (cho bảo vệ) 520

S20 VÀ Đồng qué tài định mức L2x800 A

Đồng ngắn mạch dịnh mức 25 kA/As

- Giới hạn nhiệt độ của cuộn diy: 60C

1.3.1.6 May biến điện áp 110KV

-Kiểu Một pha đặt ngoài ti, kiểu tụ

~ Điện áp định mức 123kV

+ Cuộn 1 (cho đo lường)

+ Cuộn 2 (cho đo lường)

+ Cuộn 3 (cho bảo vệ).

05

05 3P

3x25VA,

Ngoai rời, kiểu ZnO không cổ khe hở,

đầu nối giữa pha và đất

131kV 96kV SoH T6KV mẹ

Ngoài trời, kiểu ZnO không có khe hở, đầu nỗi giữa pha và đất

24kV 2IkV

50 Hz

182.2 Đặc tinh hy đuật của ti phan phi hop bộ 238

a) Tổng quát

áp định mức

‘in số định mức 50Hz

- Dang định mức thanh cải 2.500

- Đồng ngắn mạch dịnh mức 25LA/Is

= Chiều đhi đồng rò 3ImmWkV.

~ Cấp bảo vệ IP 41 (vo ti), IP 2x (giữa các ngăn).

- Khả năng chịu đồng ngắn mach: 25kA/Is

- Dang cit định mức 25kA

= Chu kỷ đồng cắt 0-0,3se¢ - CO - 3min - CO,

- Tổng thời gian cắt < 85s

- Tổng thời gian đông < 100ms

- Tuổi thọ bộ tryỄn động > 10.000 lần

(đi) Biến dong điện

-Kiểu một pha, vỏ nhựa tổng hợp, kiểu kín

~ Điện áp định mức 24kV.

= Số oun day thứ cấp 02

- Tỷ số đồng 1.600-1.800.2.000/1/1A

- Cấp chính xác 0.5/5P20

- Công suit 2x20VA

- Số lượng 03 ú

(đi) Biển điện áp

-Kiếu một pha, vỏ nhựa tổng hợp, kiểu kín

(iv) Dao tiếp địa

-Kiêu 03 pha truyền động bằng ty

~ Khả năng chịu đồng ngắn mach: : 25kA/Is

0) Đo lưỡng

tự hồ số đa chức năng do A, MW, MVAR, MWh, MVARh: lắp

đặt tại tủ điều khiển MBA tương ứng.

(si) Role bảo về

= Rơ le cắt và khôa lắp tại tủ bảo vệ MBA tương ứng

- Ra le giảm sit mạch cắt mấy cit: lip titi bảo vệ MBA tương ứng

- Báo vệ quả đồng lộ tổng lắp titi bảo về MBA tương ứng

(si?) Thiết bị điều khiển

- Hệ thống điều khiển máy cắt lộ tổng 22kV được thực hiện tri bằng diễu khiển

dit tai phòng điều khiển

- Các khóa điều khiến & chỉ thị cho máy cắt & dao tiếp địa tại tủ lộ tổng 22Vđược lắp đặt mặt trước tủ lộ tông theo sơ đồ nổi (sơ dé mimic)

(vii) Ngăn đầu cấp

đã được khoan lỗ và

= Cần thiết phải trang bị ngăn đâu cáp bao gồm tim luỗn cá

lắp các tim đệm đủ ding cho 9 sợi cáp đồng 22k, cách điện XLPE, tết diện

500mm’.

= Trang bị một bộ 03 kẹp cực (mỗi bộ cho 1 pha) dùng đẻ đâu nổi 9 sợi cáp đồng

22kV, cách điện XLPE, tiết điện 500mm”, 3 sợi/pha

22kV

©) Ta may cắt xuấtluy

(i) Máy cắt

10

3 cực, loại khi SF6 hoặc chân không,

(ii) Biến dòng điện

Kiểu một pha, vỏ nhựa tổng hợp, kiểu

(ii) Dao tiếp địa

-Kiêu 03 pha truyền động bằng tay

- Khả năng chịu đồng ngắn mach: 25kA/Is

+ Bio vệ quả ding 3 pha & quá đồng cham dit (FSO/FS1, FSO/FSIN):

+ Bio sa thi phụ ti theo in số (P81;

+ Bảo vệ chống sự từ chối tác động của may cắt (FS0BE)

+ Chức năng đồng lập lại (F79);

+ Chức năng cắt và khoá mạch cắt (F86);

+ Chức năng giám sắt mạch cất mấy cất (F74)

in

+ Chức năng ghi sự cổ (FR).

(vi) Thiết bị điều khiển

- Hệ thống điều khiển mây cắt xu tuyến 22KV được thực hiện tại tử xuất tuyển

= Các khóa điều khiển & chi thị cho may cắt & dao tiếp địa tại tủ xuất tuyển 22kV

được lắp đặt mặt trước theo sơ đồ nỗi (sơ đổ mimic),

(vii) Ngăn đấu nổi cáp,

Clin thiết phải trang bị ngăn đầu cáp bao gồm tắm luồn cáp đã được khoan lỗ vàlip các tắm đệm đủ ding cho 3 sợi cáp đồng 22kV, cách điện XLPE, tiết điện

240mnÈ,

- Trang bị một bộ 03 kẹp cực (mỗi bộ cho I pha) dùng để đâu nỗi 3 sợi cáp đồng

22KV, eich điện XLPE, tt diện 240mm, 1 sgiipha

Dao tdp da thanh cái

- Kiểu 03 pha tru động bằng tay.

~ Khả năng chịu ding ngắn mach: 25kAV/Is

Đo lường

+ Trang bị đồng hồ đo điện áp: V c1 kém khóa lựa chọn

Thiết bị điều khiển

~ Các chỉ thị cho dao tiếp địa tại tủ máy biển điện áp 22kV được lắp đặt mặt trước

tù biển điện áp theo sơ dé nỗi (sơ đỏ mimic)

‘wu và quy mô công suất như trên, trạm biển áp 110kV Son Hải.

sẽ là nguồn cung cấp điện quan trọng cho các phụ tai trong huyện Thuận Nam cũng như.

các khu vực lân cận, góp phần quan trọng vào việc phát triển kinh tổ-xã hội của huyện Thuận Nam nói riêng vả tinh Ninh Thuận nói chung Trang thiết bị của trạm được đầu.

tur mới hoàn toàn và để theo đúng.thững trang thiết bị hiện đại, đã được thứ nghỉ

“quy trình trước khi đưa vào vận hành và đảm bảo đáp ứng tất cả các yêu cầu kỹ thuật

hiện hành Do tinh chất quan trọng của trạm nên cin phải có những yêu edu cao cho hệ:

u ống bio vệ role Vi vậy để duy trì sự vận hành an toàn va én định lâu dài của tram cần

thiết phải có một hệ thông bảo vệ role với các phương thức và role phủ hợp.

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU TONG QUAN VE ROLE KỸ THUẬT SO

2A Cơasởrole kỹ thuật số

21.1 Giới thiệu chung

Role là một trong những thiết bị quan trọng trong số các thiết bj tự động hoá dùng trongngành điện Role cổ nhiệm vụ bảo vệ các phẫ tử của hộ ng điện trong các du kiện

lam việc không bình thường bằng cách cô lập các sự có một cách nhanh chống thông

«qua các thiết bị đóng cất Trước đây các roe bảo vệ trong hệ thống điện chủ yếu sử dụng

sắc role điện cơ Trong quá trình sử dụng các role điện cơ này có một số nhược điểm,

~ Chỉ phí sử đụng cao: bao gbm chỉ phí để duy trì điều kiện làm việc (chiếm diện ích

lớn ), chỉ phí kiểm tra, chỉnh định lại các thông số bảo vệ với tần suất lớn, do đó ảnh.hưởng đến việc cung cấp điện liên tục gây thiệt hạ về kính

~ Độ nhạy và độ chính xác không cao, dễ bị ảnh hưởng của nhiều loạn bên ngoài do

phương thức truyền và xử lý tín hiệu tương tự;

= Các phần từ được bảo vệ được nối cũng nên khả năng thay đỗi ấu hình cũng như các

tham số bảo vệ không lĩnh hoạt

= Khả năng cung cắp thông tin về hệ thống điện trong chế độ làm việc tình thường và khisự cổ không cao (không có bản ghỉ thông tin sự cổ, vit sự ổ nên khó ắc định nguyên nhân và vị tí sự cổ một cách chính xác;

= Tắc độ phat hiện và cách ly sự cố chưa cao làm ảnh hưởng đến sự làm việc bn định

của hệ thông (hệ số trở về thấp, thời gian trễ lớn )

Để khá phục các nhược điểm này, người ta sử đụng ác ole số một cách đồng bộ đượctích hợp nhiễu tinh năng, các role số ngày càng được cải tiễn và khắc phục được hầu hétsắc hạn chế cña roe điện cơ, Những tu điểm lớn ca rote số is

— Tich hợp được nhiễu tính năng vào một bộ bảo vệ như tự động đông lạ, ết hợp vớicác bảo vệ phía sau (như cầu chi, máy cắt, recloser, ) có kích thước nhỏ gọn, giảm diện

ch phòng máy, tết kiệm chỉ phí;

~ Khả ning bảo vệ tinh vi, sát với ngưỡng chịu đụng của đối tượng bảo vệ Ví dụ có

thể chọn các đặc tuyến bảo vệ quá đồng với thời gian phụ thuộc có các độ nghiêng khác nhau sao cho phù hợp với đổi tượng bảo vệ:

~ Độ tin cậy cao, chính xác vã độ sin sing cao, giim được tn suit th nghiệm định kỳ

n thí nghiệm định ky từ 3 đến 6 năm), do vậy cung cấp điện được ổn định và

= Công suất tiêu thụ nhỏ: khoảng 0,2VA (role cơ là 10VA);

= Thực hiện các chức năng đo lường, hiển thị các thông số của hệ thống ở chế độ làmviệc bình thường và lưu giữ các dữ liệu cần thiết khi sto ip cho việc phân tích, tim

nguyên nhân sự cổ được chính xác và thuận tiện hơn;

— Dễ đăng lấy được thông tin của role và cài đặt lại thông qua cổng giao tiếp của role

(được thiết kế theo quy chuẩn quốc tế) với máy tinh, Dễ g liên kết với các thết bị

"bảo vệ khácvà với mạng lưới thông tin đo lường như hệ thống SCADA

“Từ bộ nhớ của roe số có thé nhận được các thông tin sa:

Khoảng cách đến điểm sự cố,

= Dang và ấp của sự cổ:

— Thông số chỉ định, các dại lượng chỉnh định;

= Thông số phụ tai (P,Q, U1.

Bên cạnh những ưu diém trén rote số cũng có một số nhược điểm đỏ li:

~ Giá thành khácao đồi hỏi vốn đầu tr lớn khi nâng cấp đồng loạt ác ral;

— Đôi hỏi người chỉnh định và vận hành có một trình độ cao;

~ Phụ thuộc nhiễu vào bên cung cắp hing trong việc sửa chữa và nâng cấp thit bi

2.12 Cắu trúc phần cứng của rote kỹ thuật số

uol bà THÍ Bến

Tháo Thai Bodin | Bộ

tương | | đâu SH enh ape

ty biển điện áp (TU) từ đối tượng báo vệ Lưu ý tin hiệu tương tự chỉ chuyển

bu số đối với điện áp nên đối với các tín hiệu dng điện thi trước tiên phải biển đổi nó sang điện áp theo nhiễu cách Vi dụ: cho đồng điện chạy qua một điện trở

số giả trị xác định và lấy điện áp trên hai đầu của điện tử đó để biểu diễn ding điện

Sau dé các tín hiệu này được lọc bằng bộ lọc giải mã

Hoạt động của vote kỹ thuật số: Tin hiệu từ TI, TU sau khi được biển đổi thành tin hiệu

phù hợp Các tín hiệu đã được biển đổi này được đưa vào bộ chọn kênh Bộ xử lý trung.

tâm sẽ gửi tin hiệu đi mở kênh mong muỗn Dầu ra của bộ chọn kênh đưa vào bộ biểnđổi tương tự -số (ADC) để biến đôi tin hiệu tương tự thành tín hiệu số và đưa vào bộ vi

xử lý, Nguyên lý biển đối tn hiệu phải thông qua bộ lấy và giữ mẫu (S/H)

Vi các bộ chuyển đôi tương tự - số (ADC) thường rt đất nên khi thết kể người ta cố

gắng tinh giản chỉ sử dụng một bộ ADC trong một role số, chính vi lý do đó ma trong.

bộ vi xửlý có đặt một bộ đồn kênh (multiplexer) đ lựa chọn các tin hiệu cần thiết cungcấp cho đầu vào các bộ ADC Vi ADC có thời gian trễ xác định khoảng 25s nên phải

duy trì tín hiệu tương tự ở đầu vào của ADC tong suốt quả tỉnh chuyển đổi từ tương

tự sang số Điều này được thực hiện bằng bộ khuych đại duy trì và lấy mẫu S/H,

“Tín hiệu đầu ra của bộ ADC biy giờ có thể biến đổi tủy ý bối bộ vi xử lý, Nhin chung

trong một role số người ta sử dụng nhiều bộ vi xử lý để thực hiện các chức năng khác

nhau (vi dụ bộ vi xử lý TMS320 để thực hiện thuật toán của role, bộ vi xử lý 80186 dé

thực hiện các phép toán logic) Bộ vi xử lý được đưa vào chế độ làm việc theo chương

trình được cài đặt sẵn trong bộ nhớ ROM, đây là bộ nhớ không thay đổi được và không

bị mắt đã

trong bộ nhớ EEPROM (bộ nh chỉ đọc, lập tinh điện và xóa được bằng điện) Các

khi bị mắt nguồn Nó so sánh thông tin đầu vào với các giá tị đặt chứa.

phép tính trung gian được lưu giữ tạm thời ở bộ nhớ RAM.

Modul nguồn làm nhiệm vụ biển đổi nguồn một chiều thành nhiều nguồn một chiều cócấp điện áp khác nhau đi ig cấp cho các chức năng khác nhau của role, Đây là bộ.biển đội DC/DC với đầu vào lễ tiracquy, hoặc bộ nguồn chỉnh lưu hy điện từ lưới điện

tự ding của trạm, Vì nguồn cung cấp từ dequy thường không én định trong khi role số

lại rấtnhạy đối với sự thăng giáng của điện ấp nên trong nội bộ role số đã được ích hop

một nguồn DC phụ có giá trị biến đổi với phạm vi 5 V hoặc + 1 V nhằm én định nguồn

‘cung cấp cho role số

2.1.3 Giao diện của rote kỹ thuật số

“Truyền dữ liệu (communication) là diu cin thiết vì ba ý do sau đây

Để dễ dang cho việc cài đặt các chương trình vào bên trong role;

—_Røle phải trao đổi dữ liệu v các bộ phận đo lường ở xa;

— _ Role phải phát ra tín hiệu di cắt (Trip) và tín hiệu bảo động (Alarm) khi có sự cổ,

Không giống các role điện cơ và các loại roe nh khác, role số hẳu như không ein phảihiệu chính Việc cài đặt thường thực hiện bằng các chương tình phần mỀm từ một máy

tính cá nhân hay được tích hợp trong role, Vì lý do đó mà một số loại giao dign đã được

sử dụng để người dùng trao đổi dữ liệu với roe.

— Logi 1: Loại này phố biển đối với cá loại role số hiện đại có màn hình tin thể lòng

(LCD) và bàn phím lip ở mặt trước cia role Để nhập các giá tr cài đặt người sử dụng

phải Ấn các phím để hiễn thi va thay đổi các giá tị số xuất hiện trên màn hình

= Loại 2: Sử dụng màn hình hiển thị thông thường nối én role số thông qua cổng nổi

tiếp, Loại giao diện này thường thấy ở các tram biển áp (để hiễ thị sơ đỗ vận hành)

hoặc được sử dụng trong sơ dé kết nổi với role tại tram qua modem từ trung tâm điều

khiển ở xa để lấy dữ liệu hay cài đặt lại thông số.

ố là phải có phương pháp phát ra tín hiệu đi cắt và tín hiệu báo

tín hiệu Wy có dang mã nhị phân (Binary) cho nên bộ vi xử lý

8 ding giải mã các địa chỉ Diễu này được thực hiện bởi khối tin hiệu đầu ra (Digital

‘output) trong hình 2.1 Mặc dit công nghệ số đã được áp dụng trong bảo vệ ole nhưng

các tin hiệu cất và báo động vẫn phải là các tín hiệu tương tự để đưa đến các role điện

cơ thực hiện mệnh lệnh.

2.1.4 Môi trường làm việc của rote

‘Tram biển áp là môi trường điện từ nguy hiểm đối với rote kỹ thuật số vì nó nằm gncác đường đây cao áp, dao cách ly và máy et, Khi có sự cổ hay đồng cắt xây ra điềusẵn thiết a không cho nhiễu bên ngoài xâm nhập vào role làm ảnh hưởng đến sự làm

việc bình thường của nó Những nhiễu tác động không mong muốn này gọi là tác hại

điện từ EMI (electromagnetic intefrence).

C6 hai nguyên nhân sinh ra EMI trong tram biển áp là:

— Do thao tác đông cắt đường diy hay xung sét truyỄn từ ngoài đường đây làm nh

tín hiệu điện áp đầu vào của role

= Do sét đánh trực tiếp vào thiết bị điện hoặc sóng radio

Vì bộ wi xử lý làm việc với tốc độ cao nên role số đ bị ảnh hưởng của EMI Vì vậy điều

bắt buộc khi chế tạo role số là nó phải có tính tương hợp điện từ EMC (Electromagnetic

compatibility), Để role số đáp ứng được EMC phải ấp dụng các biện pháp thích nghĩ

'Các role điện cơ không chịu ảnh hưởng của EMC, do đó v dùng role số cũng gap

những trở ngại nhất định bên cạnh những wu điểm của nó.

22 Role kỹ thuật số của hãng SIEMENS

2.2.1 Role bảo vệ so lệch 7UT633

2.2.11 Giới thiệu tổng quan về role 7UT633

Roe số TUT633 được sử dụng để bảo vệ chỉnh cho mây biển áp 3 cuộn dãy hoặc máybiển áp tự ngẫu ở ắt cả các cấp điện áp, Role này cũng có thể ding để bảo vé cho cácloại máy điện quay như máy phát điện, động cơ, các đường dây ngắn hoặc các thanh cái

sỡ nhỏ (cổ từ 3-5 lộ ra) Các chức năng khác được tích hợp trong role 7UT633 làm

nhiệm vụ dự phòng như bảo vệ quá ding, quá tải nhiệt, bảo vệ quá kích thích, chống hur

hỏng miy cắt Bing cảch phối hợp các chúc năng tích hợp trong 7UT633 ta có thể đưa

ra phương thức bảo vệ phủ hợp và kinh tế cho đối tượng cin bảo vệ chỉ ein sử dụng một

rae Dây là quan điểm chung để ch to các roe số én đại ngày nay.

3) Giới thiệu các chức năng bảo vệ được tích hợp trong role 7UT633

= Chức năng bảo vệ so lệch máy biển áp: Dây là chức năng bảo vệ chính của role

TUT633

+ Đặc tinh tác động có ham của role:

++ Có khả năng ôn định đối với quá tình quả độ gây ra bởi các hiện tượng quá kíchthích máy biển ấp bằng cách sử dụng các sóng hài bậc cao, chủ yêu a bộc 3 và bậc 5

++ Có khả năng ổn định đối với các đồng xung kích da vào các sóng hài bậc bu:

++ Không phân ứng với thành phần một chiều và bão hoà máy biển ding:

+ Natt với tốc độ cao và tức thời đối với đồng sự cổ lớn

— Bảo vệ so lệch cho may phát điện, động cơ điện, đường đây ngắn hoặc thanh góp cỡ nhỏ.

— Bảo vệ quá dòng pha.

— Bảo vệ quá tai theo nguyên lí hình ảnh nhiệt

= Bảo vệ quá kích thích.

— Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt

(goài ra role 7UT633 còn có các chức năng sau:

+ Đồng cắt trực tiếp từ bên ngoài: Role nhận tín hiệu từ ngoài đưa vào thông qua các

dầu vào nhị phân, Sau khi xử lí thông im, role sẽ có tin hiệu phân hồi dn các đẫu

các đèn LED;

+ Cung cắp các công cụ thuận lợi cho việc kiểm tra, thử nghiệm role

+ Cho phép người dùng xác định các him logie phục vụ cho các phương thức bio

vệ:

+ Chức năng theo dai, giấm sát:

+ Liên tye tự giám sát các mạch đo lường bên trong, nguồn điện của role, các

phần cũng và phần mém tính toán của role vớ độ tin cậy cao;

«Liên tye đo lường, tính toán và hiễn thị các đại lượng vận hành lên man hình

"hiển thị (LCD) mặt trước rote;

« ˆ Ghi lại, lưu giữ các số liệu, các sự cổ và hiễn thị chúng lên man hình hoặc truyền

di liệu đến các trung tâm điều khiển thông qua các cổng giao tiếp:

+ ˆ Giám sắt mạch tác động ngị

b) Khả năng truyền thông, kết nổi của role 7UT683.

'Với nhu cầu ngày cảng cao trong việc lều khiển và tự động hoá hệ thống điện, các role ngày nay phải đấp ứng tuyển thông và đa kết nối Role TUT633 đã thoả

min các yêu cầu t „ nó có các cổng giao tiếp sau

~ Công giao tiếp với máy tín tại trạm (Local PC): Công giao tiếp này được đặt ở mặttrước của roe, hỗ trg chuẳn truyền tin công nghiệp RS232 Kết nỗi qua công giao tiếpnày cho phép ta truy cập nhanh tole thông qua phần mém điễu khiển DIGSI 4 cải đặt

trên mấy tính, do dé ta có thé dB dàng chỉnh định các thông số, chức năng cũng như các

20

ddữ liệu có trong rote Điều này đặc biệt thuận lợi cho việc kiêm tra, thứ nghiệm role

trước khi đưa vào sử dụng:

địch wy: Công k truyền ún công nghiệp RS485, do đồ có thé điều khiển tập rung một số bộ ảo vệ role

bằng phần mềm DIGSI 4 Với chuẳn RS485, việc điều khiển vận hành role từ xa có thể

— Công giao nối này được đặt phía sau của role, sử dụng chuẳn

thực hiện thông qua MODEM cho phép nhanh chóng phát hiện xử lí sự cổ từ xa Với

phương án kết nối bằng cáp quang theo cầu trúc hình sao có thể thực hiện việc thao tác

tập trung, Đôi với mạng kết nỗi quay số, role hoạt động như một Websscrver nhỏ và gửithông tn di dưới dạng các trang iêu iên kết văn bản đến các ình duyệt chuẳn có trên

máy nhị

— Cổng giao tip hệ thống: Cổng này cũng được đặt phía sa của role, hỗ trợ chun giao

tiếp bệ thống của IEC 60870- 103 Đây là chuẩn giao thức truyền tin quốc tế có hiệu.

«qua tốttrone lĩnh vực truyền thông bảo vệ hệ thống điện Giao thức này được hd trợ bởi

nhiều nhà sản xuất và được ứng dụng trên toàn thé giới Thiết bị được nổi qua cáp điện

hoặc cáp quang đến hệ thống bảo vệ và điều khiển trạm như SINAULT LAS hoặc

SICAM qua giao diện này Công kết nổi này cũng hỗ trợ các giao thức khác như

PROFIBUS cho hệ thing SICAM, PROFIBUS-DP, MOSBUS và DNP3.0

2.2.1.2 Một số thông số kỹ thuật của role 7UT633

3) Mạch đầu vào

Déng điện danh định: 1A, 5A hoặc 0,1A (có thé lựa chọn được)

“Tân số danh định: 50 Hz, 60 Hz, 16.7 Hz (có thé lựa chọn được)

'Công suất tiêu thụ đối với các đầu vào:

Vớilu=lA — =03VA:

-Vớilu=5A— =055VA:

- Với ln OIA =ImVA:

~ Đầu vào nhạy =055VA.

Khả năng quá tải về ding:

2I

- Theo nhiệt độ (trị hiệu dụng): Dông lâu dai cho phép: 4.Ias; Dòng trong 10s: 30 lan: Dang tong Is: 100.1e:

~ Theo giá tr đồng xung kích: 250 la, rong 14 chu kì

Khả năng quả tải về đồng diện cho đầu vào chẳng chạm đất có độ nhạy cao

= Theo nhiệt độ (uị hiệu dụng): Dòng lâu dai cho phép: 15A; Dòng trong 10s: 100A;

Dòng trong Is: 300A:

- Theo giá trị dong xung kích: 750A trong 2 chu kì

Điện áp cung cấp định mức:

su: 24 đến 48V; 60 đến 125V; 110 đến 250V

- Điện áp một ch

= Điện áp xoay el 115V (f=50/60Hz); 230V,

Khoảng cho phép: - 20% + +20% (DC); < 15% (AC),

“Công suất tiêu thụ: 5 + 7W:

by Đẫu vào nhị phân

Số lượng: 8 tiếp điểm và | tiếp điểm cảnh bảo

Khả năng dong cất: Đồng: 1000W/VA; Cắt: 30 W/VA; Cắt với tải là điện trở: 40W; Cắt với tai là LR < 50ms; 25W,

Điện áp đồng cắt 250V,

Dang đồng cắt cho phép: 30A cho 0.5s: 5A không hạn chế thời gian

4) Đèn tin hiệu LED

1 đến miu xanh bảo role đã sẵn sing lâm việc

1 đền màu đỏ báo sự cố xảy ra trong role,

14 đền màu đỏ khác phân định tinh trạng làm việc của rote.

2.2.1.3 Nguyên lý hoạt động chung của role 7UT633

Role TUT633 được trang bị hệ thông vixử lý 32 bit

Thực hiện xử lý hoàn toàn tín hiệu số từ đo lường, lầy mẫu và số hoá các đại lượng đầu.

vào tương tự đến việc xử lý tính toán và ạo các lệnh, các tin hiệu đầu rũ

Céch ly hoàn toàn về điện giữa mạch xử lý bên trong của 7UT633 với các mach đo

lường điều khiển và nguồn điện do cách sắp xếp đầu vào tương tự của các bộ chuyển.đổi, các đầu vào, đầu ra nhị phân, các bộ chuyển đổi DC/AC hoặc AC/DC

Hoạt động đơn giản, sử dụng panel điều khiển tích hợp hoặc máy tính cá nhân sử dụng.

phần mềm DIGSI

Đầu vào tương tự AI truyễn tín hiệu ding và áp nhận được từ các thiết bị biển ding,

biển điện áp sau đó lọc, tạo ngưỡng tín hiệu cung cắp cho quá trình xử ý tip theo RoleTUT33 có 12 đầu vào đồng điện va 4 đầu vào điện áp Tín hiệu tương tự sẽ được đưađến khối khuếch đại đầu vào TA Khối IA làm nhiệm vụ khuếch đại, lọc tín hiệu dé phù

hợp với tốc độ và bang thông của khối chuyển đổi số tương tự AD.

Khối AD gồm 1 bộ dồn kênh, 1 bộ chuyển đổi số tương tự và các modul nhớ dùng đểchuyển đổi tin hiệu tương tự sang tin hiệu số sau đỗ truyền tin hiệu sang khối vĩ xử lý(uC)

Khối vi xử lý chính la bộ vi xứ lý 32 bit thực hiện các thao tác sau:

= Lọc và chuẩn hoá các đại lượng đo, Ví dụ: xử lý các đại lượng sao cho phù hợp với

tổ đấ đây cia may biến ấp, pit hợp với tỷ số biếnđỗi của máy biển đồng:

Liên tục giám sát các đại lượng đo, các giá trị đặt cho từng bảo ve:

2B

— Hình thành các đại lượng so lch và hãm:

— Phân tích tin số của các ding điện pha và đồng diện băm:

= Tinh toán các đòng điện hiệu dụng phục vụ cho bảo vệ, quá tải, liên tục theo đối sự.

tăng nhiệt độ của đổi tượng bảo về:

= Kiểm soát các giá tị giới hạn và thứ tự thời gian;

— Xử lý tín hiệu cho các chức năng logic và các chức năng logic do người sử dụng xác.

đình:

= Quyết định và đưa ra lệnh cắt;

— Lưu giữ và đưa ra các hông số sự cỗ phục vụ cho việc tính toán và phân ích sự ốc

— Thực hiện các chức năng quản ý khác như ghỉ dữ liệu, đồng hồ thời gian thực, giaotiếp truyền thông

Tiếp đồ thông tn sẽ được đưa đến khối khuếch đại tin hiệu đầu ra OA vi truyền đến cácthiết bị bên ngoài

24

KT

HH: b h

te TBE a site [Ep re

1 Maco '

yy binary inputs programmable 1

vz - — Time 4 g:adio

U [_Ð Power supply 1

Hình 2.2 Cấu trúc phần cứng của bảo vệ so lệch TUT633

2.2.14 Cách chink định và cài đặt thông số cho role 7UT633

Việc cài đặt và chỉnh định các thông số, các chức năng bảo vệ trong role TUT633 được thực hiện theo hai cách sau:

= Bang bàn phím ở mặt trước của role;

25

= Bằng phần mém điều khiển role DIGSI 4 cải đặt trên máy tính thông qua các công

giao tip.

Role của hãng Siemens thường tổ chức các thông số trạng thái và chức năng bảo vệ theo.sắc dia chỉ, tức là đối với mỗi chức nang, thông số cụ thể sẽ ứng với một dia chỉ nhất

inh, Mỗi địa chỉ lại có những lựa chọn để cải đặt, Ví dụ ở Bảng 2.1

Bang 2.1 Ví dụ minh hoạt cải đặt role 1g Siemens Địa chỉ Các lựa chọn Cải đặt Nội dung

3 phase Transformer

I phase Transformer

Autotransformer “Chọn đổi tượng được

105 3 phase Transformer bao vệ: máy biến áp

Generator/Motor bình

3 phase Busbar

1 phase Busbar

Disable chix năng bảo vệ

Disable Đặt chức năng bảo vệ

113 Enable ching cham đất han Enable one

Disable chix năng bảo vệ

22.1.5 Chức năng bảo vệ so lệch máy biển áp

4) Phối hợp các đại lượng do lường

“Các phia của máy biến áp đều đặt máy biển dong, dòng điện thứ cắp của các máy biếnđông này không hoàn toàn bằng nhau Sự sai khác này phụ thuộc vio nhiễu yếu tổ như

tỉ số biến đồi, ổ nỗi dây, sự điều chỉnh điện áp của mấy biển áp dong điện định mức,sai số, sự bão hoà của máy biến dòng Do vậy để tiện so sánh dng điện thứ cấp máybiển ding ở các phía máy biến áp thi phải bién đồi chúng về cũng một pha, chẳng hạn

phía sơ cấp

6

Hình 2.3 Nguyên lý bảo vệ so lệch MBA role 7UT633

Việc phối hop giữa các đại lượng đo lường ở các phía được thực hiện một cách thuần

th ton học như sau

.]=&[*]I.] ea)

Trong dé: - Ia) la ma trận đồng điện đã được biển đổi (La, la, Le)

sk làh số:

- [K] là ma tram hệ số phụ thuộc vào 6 nồi dây mây biển ấp:

~ [In] là ma trận dong điện pha (lui, lua, la).

b) So sánh các đại lượng đo lường:

Sau khi ding đầu vào đã thích ứng với tử số biến dòng, tổ đầu đây, xử lí dòng thứ tự

không, các đại lượng cin thiết cho bảo vệ so lệch được tính toán từ đồng trong các pha

¿, lạ và Le, bộ vi xử lí sẽ so sánh vé mat trị số:

6 đây l, f, Is là đồng điện cuộn cao áp, trung áp và hạ áp máy biến áp.

'Có hai trường hợp sự cổ xây ra

= Truong hợp sự cổ ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ hoặc ở chế độ lam việc bình

thưởng Khi đồ Ii ngược

~ Trưởng hợp ngắn mạch trong vàng bảo vệ, nguồn cung cấp từ phí cao ấp nen

Hinh 2.4 Đặc tính tác động của role 7UT633 (theo tai liệu SIPROTEC —Differential,

Protection TUT6 (ver 4.0) - Manual)

Theo hình vẽ đường đặc tính tác động gbm các đoạn:

28

— Đoạn a: Biểu thị giá trị đồng điện khỏi động ngưỡng thấp lonr> của bảo vệ (địa chỉ

1221), với mỗi máy biển áp xem như hằng số, Dòng điện này phụ thuộc đông,

hoá máy biến ấp:

— Boan bơ Đoạn đặc tính có kế đến sai số in đổi của máy biển dang và sự thay đổi

đầu phan áp của máy biển áp Đoạn b có độ dốc SLOPE 1 (địa chỉ 1241) v6i điểm bắt

đầu là BASE POINT I (địa chỉ 1242)

= Đoạn c: Boan đặc tính có tính đến chức năng khoá bảo vệ khi xuắt hiện hiện tượng

biển dòng Đoạn e có độ dốc SLOPE 2 (địa chỉ

it đầu BASE POINT 2 (địa chỉ 1244);

"bão hoà không giống nhau ở cá

1243) với điểm

— Đoạn d: Là giá trị ding điện khởi động ngưỡng cao Ioyy>> của bảo vệ (địa chỉ 1231).

bảo Khi dong điện so lệch lạ vượt quá ngưỡng cao nà động không có thời gian mà không quan tâm đến dòng điện hãm lạ và các sóng hai dùng để hãm bảo vệ.

Qua hình vẽ ta thấy đường đặc tính sự cổ luôn nằm trong vùng tác động Cúc dòng điện

Is và ln được biểu diễn trên truc toa độ theo hệ tương đối định mức Nếu tog độ điểm

hoạt động (Ist, Iu) xuất hiện gần đặc tính sự cố sẽ xảy ra tác động.

.đ) Vùng hãm bổ xung:

"Đây là vùng him khi máy biến đồng bảo hoà, Khi xây ra ngắn mạch ngoài vùng bảo về,

.ở thời điểm ban đầu dòng điện ngắn mạch lớn kim cho máy biển dòng bão hoà mạnh.Hằng số thời gian của hệ thống di, hiện tượng nay không xuất hiện khi xây ra sự cổtrong vùng bảo vệ Các giá trị đo được bị biến dạng được nhận ra trong cả thành phần

so lch cũng như thành phin hãm Hiện tượng bão hoà máy biển dòng dẫn đến ding

điện so lệch đạt trị số khá lớn, đặc biệt khi màn hình hién thị thông thường (VDU) mức.

.độ bão hoà của các may biển dòng là khác nhau Trong thời gian đó nếu điểm hoạt động (lu, Is.) rơi vào vũng tác động thì bảo vệ sẽ tác động nhằm Role 7UT633 cung cấp chức.

năng tự động phát hiện hig tượng bao hoà và sẽ tao ra vùng hãm bổ xung Sự bão hoà của máy biển dòng trong suốt thời gian xây ra ngắn mạch ngoài được phát hiện bởi trị

xố đồng ham có giá trị lớn hơn Trị số này sẽ di chuyễn điểm hoạt động đến vùng hãm

"bổ sung giới hạn bởi đoạn đặc tinh b và trực lu

29

‘Add-on stabilization See PSaiwraion inception’

128 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18

"Hình 2.5 Vũng him bổ sung (theo tải liệu SIPROTEC -Diferenial Protection TUT6

(ver 4.0) - Manual)

‘Tit hình về ta thấy:

“Tại điểm bắt đầu xảy ra sự cổ A, đồng sự cổ tăng nhanh tạo nên thành phần hãm lớn

‘TI lập tức bị bão hoà (B) Thành phan so lệch được tạo thành và thành phin hãm giảm

"uống kết quả là điểm hoạt động (lạ i) có thể chuyển địch sang vùng tác động (C)

"Ngược lại, khi sự cổ xây ra trong vũng bảo về, đồng điện so lệch đủ lớn, điểm hoạt động

ngay lập tức dịch chuyển dọc theo đường đặc tinh sự có Hiện tượng bão hoà máy biển

đồng được phát hiện ngay trong % chu kỳ đầu xảy ra sự cổ, khi sự cổ ngoài vũng bio vệ

được xác định Bảo vệ so lệch sẽ bị khoá với lượng thời gian có thé điều chỉnh được

Lệnh khoá được giải trừ ngay khí điểm hoạt động chuyển sang đường đặc tinh sự cổ

"Điều này cho phép phân tích chính xác các sự cố liên quan đến máy biển áp Bảo vệ so

lệch làm việc chính xác và tin cậy ngay cá khi TT bão hoà.

‘Ving ham bổ sung có thể hoạt động độc lập cho mỗi pha được xác định bằng việc chỉnhđịnh các thông sổ, chúng được sử dụng để him pha bị sự cổ hoặc các pha khác hay còngọi là chức năng khoá chéo

“Chức năng hãm theo các sóng hài:

30

— Khi đồng cắt máy bid áp không ti hoặc kháng bù ngang trên thanh cái dang có điện

có thể xuất hiện ding điện từ hoá đột biển Dòng đột biến này có th lớn gdp nhiề lần

Tam và có thể tạo thành dòng điện so lệch Dòng điện này cũng xuất hiện khi đóng máy,

biển áp làm việc song song với may biển áp dang vận hành hoặc quá kích thích máy biển áp

— Phân tích thành phần đột biển này, ta thấy có một thành phần đáng kể sóng hài bậc

bai, thành phần này không xuất hiện trong đồng ngắn mach Do đồ người ta tích thành

phân hài bậc hai ra dé phục vụ cho mục đích hãm bảo vệ so lệch Nếu thành phần hài

"bậc hai vượt quá ngưỡng đã chon, thiết bị bảo vệ sẽ bị khoá lại

Bên cạnh sóng hài bộ hai các thành phần sóng hài khác cũng có thể được lựa chọn

KH hục vụ cho mục him nhự thành phần bài bộc bổn thường được phát hi

só sự cổ không đồng bộ, thành phần hài bậc ba và năm thường xuất hiện khi máy biển

ấp quá kích thích Hài bậc ba thường bị triệt tiêu trong máy biển áp có cuộn tam giácnên hài bậc năm thường được sử dụng hơn Bộ lọ kĩ thuật số phân tích các sóng vàothành chuỗi urier và khi thành phần nào đó vượt quá giá trị cài đặt, bảo vệ sẽ gửi tínhiệu tới các khối chức năng để khoá hay tr

“Tuy nhiên bảo vệ so lệch vẫn làm việc đúng khi máy biến áp đóng vào một pha bi sự

cổ, đồng đột biến có thể xuất hiện trong pha bình thường Đây gọi là chức năng khoá chéo.

2.2.1.6 Chức năng bảo vệ chồng chạm đất hạn chế (REF) của 7UT633

Đây chính là bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không Chức năng REF ding phát hiện sự

cố trong máy biến áp lực có trung điểm nỗi đắt Vùng bảo vệ là vùng giữa máy biến

dong đặt ở day trung tính và tổ máy biến dòng nối theo sơ đồ bộ lọc dòng điện thứ tựkhông đặt ở phía đầu ra của cuộn dây nổi hình sao của máy biến áp

m việc của REF trong role 7UT633 a) Nguyên |

Bio É REF sẽỆ chống cham dat hạn cl 0 sánh dạng sóng cơ bản của dòng điện trong

‘day trung tính (Is) và dạng sóng cơ bản của dòng điện thứ tự không tổng ba pha

31