TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIÊN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
| Đề tài:
KHAO SAT HE THONG ROLE BAO VE TRAM BIEN AP 220KV HUNG DONG
TP VINH - NGHỆ AN
Giảng viên hướng dẫn _ : ThS Trần Dình Dũng
Cán bộ phản biện : ThS Pham Hoang Nam
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tuấn Anh
MSSV : 135D5103010040
Lép : 54K2 - CNKT Điện, Điện tử
Trang 3NHAN XET CUA GIAO VIEN PHAN BIEN
Trang 4
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, điện năng là một phần thiết yếu trong sản xuất công nghiệp cũng như trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngảy của con người Để đảm bảo sản lượng vả chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm việc ôn định trong toản hệ thống; cần phải sử dụng một cách
rOng rãi và có hiệu quả những phương tiện bảo vệ, thông tin, đo lường, điểu khiển và điều chỉnh tự động trong hệ thống điện
Trong số các phương tiện này, rơle và thiết bị bảo vệ bằng rơle đóng một vai trỏ hết
c quan trọng Trong quá trình vận hành hệ thống điện, không phải lúc nào hệ thống
cũng hoạt động ôn định, thực tế chúng ta luôn gặp tỉnh trạng làm việc không bình thường hoặc sự cỗ như ngắn mạch, quá tải v.v mà nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan Hệ thống Rơle sẽ phát hiện và tự động bảo vệ các sự cố, tình trạng làm việc bắt
thường của hệ thống, để từ đó con người có biện pháp xử lý kịp th
Hiện nay dưới sự phát triển của khoa học kỹ thuật tảo vệ rơle ngày càng hiện đại, nhiều chức năng và tác động chính xác hơn G nước ta ngày nay, xu hướng sử dụng rơle không tiếp điểm đẻ dần thay thể cho các rơle điện cơ dùng tiếp điểm đã quá cũ
kỷ, hoạt động khơng an tồn và thiểu chính xác
Đề tài “ Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 220kV Hưng Đông - tp Vinh — Nghệ An “ nhằm mục đích tìm hiểu và giới thiệu một số thiết bị về rơle bảo vệ kỹ thuật
mà hiện nay đang sử dụng rộng rãi trong hệ thống cung cắp điện
Dé tài gồm có 5 chương:
~ Chương 1: Giới thiệu về trạm biến áp 220kV Hưng Đông - tp Vinh
~ Chương 2: Tổng quan về rơle bảo vệ
~ Chương 3: Giới thiệu nguyên lí cấu tạo, thông số kĩ thuật của các thiết bị chính ~ Chương 4: Tính toán ngắn mạnh phục vụ bảo vệ rơle
~ Chương 5: Vận hành và an toàn điện
Trong quá trình thực hiện đề tải, tôi đã được sự hướng dẫn tận tỉnh của các cán bộ
trạm, nghiên cứu các tà liệu liên quan cũng như đi tìm hiểu thực tại trạm biến áp, Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đề tài cỏ hạn cũng như kiến thức kinh nghỉ
in chưa nhiều, nên tập đồ án tốt nghiệp này sẽ có những sai sót là điều không thể tránh được Tôi rắt mong được sự nhận xét và đóng góp của quí
Thầy Cô
Trang 5
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian nghiên cứu tài liệu và được sự giúp đỡ, chỉ bảo của thầy Trần Đình Đũng em đã hoàn thiện bản đồ án tốt nghiệp của mình Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đỗ án tốt
nghiệp Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong trường Đại học Vinh nói
chung, cae thay cô trong viện Kỹ thuật và Công nghệ nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến
thức về các môn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý
thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đỗ án tốt nghiệp Mặc dù do thời gian làm đỗ án tốt nghiệp còn ngắn và trình độ kiến thức của bản thân còn
hạn chế nên bản đồ án tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót Kinh mong được sự
đóng góp ý kiến của thây cô cùng các bạn để đồ án tốt nghiệp của em hoản thiện hơn
Em xin chân thành cảm on!
Sinh viên
Trang 6Nguyễn Tuần Anh ố sinh viên : 135D5103010040 - Lớp 34K2 - CNKTĐ, ĐT - Khóa 2013-2018 - Ngành Công nghệ kỹ thuật Điện ~ Điện tử 1, ĐỀ tài: “háo sắt hệ thông rơle bảo vệ trạm biển áp 220v Hưng Đông - TP Vinh” Số liệu thực tế tại trạm Hưng Đông Nội dung phần thuyết minh: + Tổng quan về role
+ Giới thiệu thiết bị nhất thứ của trạm
+ Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm
4 Ngày giao nhiệm vụ: 08/ 01/ 2018
5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/ 04/ 2018
Cán bộ duyệt kí tên “Thông qua bộ môn
Trang 7MỤC LỤC
CHUONG I: GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220V HƯNG ĐÔNG — TP VINH
CHƯƠNG II: TONG QUAN VE RO LE BAO VE
2.1, Khái nigm vé ro-le bao vé
2.2 Các yêu cầu đối
2.3 Các chĩ danh ciia role đang sử dụng trong hệ thống điện 2.4 Nguyên lý hoạt động của các loại rơle bảo vệ trạm
đ rơle bão vệ « cec
2.5 Bảo vệ máy biến áp ba pha ba cuộn dây 35
CHUONG IIL: GI6I THIEU NGUYÊN LÍ CẤU TẠO, THONG SO KI THUAT CUA CÁC
THIẾT BỊ CHÍNH me
3.1 Máy biến áp chính 3.2 Máy cắt điện cao áp 3.8, Dao cách ly cao áp 3.4, Máy biến dòng TH
3.5 Các loại Rơle bão vệ trong trạm biến áp
'CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NGẢN MẠCH PHUC Vy BAO VE ROLE 4.1 Số liệu tính toán
4.2 Tính toán dòng điện ngắn mạch
CHƯƠNG V: VAN HANH VA AN TOÀN ĐIỆN
Trang 8CHUONG I: GIGI THIEU VE TRAM BIEN ÁP 220KV HƯNG ĐÔNG - TP VIN! i é dia lý là một tinh có diện tích thị xã và một thành phố miễn trung,
Nghệ An là một tính nằm ở phí
rộng trên 16.000km° có số dân trên ba triệu người gồm 20 huyệt
về kinh tế là một tỉnh có tốc độ tăng trưởng nhanh Vinh là thành phổ tỉnh ly của Tỉnh Nghệ An nằm ở phía nam của Tỉnh Nghệ An được công nhận là đô thị loại III năm 1960, loại II năm 1998 theo quy hoạch đến năm 2010 dua Vinh lên là đô thị loại I, Tỉnh Nghệ An lưới điện quốc gia đã được phủ hầu hết các huyện, thị về cung cấp điện vùng phía bắc của tình được cấp điện từ Trạm 220kV Nghĩ Sơn (Thanh Hoá) bằng đường dây mạch kép 110kV cấp cho trạm 110kv Xi măng Hoàng Mai, 110kv Quỳnh lưu, 110kV Nghĩa Đân,
110kV Quỳ Hợp vùng phía nam và phía tây của Nghệ An được cung cấp điện từ Trạm
biến áp 220kV Vinh
Sa
Hinh 1.1: Trạm biển áp Hưng Đông
Trạm biến áp 220/110kV Vinh nằm ở phía bắc thành phố Vinh nhiệm vụ cung cấp
điện an toan liên tục, chất lượng cho thành phố Vinh và khu vực, trạm được đưa vào vận
hành năm 1983 với cấp điện áp II0kV năm 1990 trạm được mớ rộng nõng cấp lên 220kV Trạm được cung cấp điện từ các đường dây 220kV Vinh(275) - Hà Tĩnh 1 (a/d 275) và Vinh (274)- Hà Tĩnh 2 (đ/d 276) và đường dây Vinh(271) ~ Nghỉ Sơn 1(đ/d 273),
Trang 9đường đây Vinh(276) - Nghỉ Sơn 2(đ/d 274), Vinh(272) - Đô Lương 2 (đid 271), Vinh(273) - Đô Lương 1 (đd 272) Sơ đồ nổi điện chính phía 220kv
thanh góp và thanh góp vòng, I máy biến áp 220/110/10kV với tổng dung lượng 1x125MVA, 1 máy biển áp 220/110/22kV với tổng dung lượng Ix250MVA và 2 máy biến áp 110/35/22 dung lượng 2x63MVA Hệ thống phân phối phía 110kV dùng hệ thống 2 thanh góp và thanh góp vòng gỗm 11 ngăn lộ máy cắt cung cấp cho lưới điện 110kV khu vực nam Nghệ An và phía bắc Hà Tĩnh, phía 35kV dùng sơ đồ 2 thanh góp gồm 8 ngăn lộ máy cắt cung cấp cho các huyện ven thành phố, phía 22kv dùng sơ đồ 2 thanh sóp có 8 ngăn lộ máy cắt đáp ứng yêu cầu nõng cắp từ lưới 22kV lên 22kVcho thành phố Vinh, phía I0KV dùng sơ đỗ 1 thanh góp có 9 ngăn lộ máy cắt cung cấp điện cho các phường trong thành phố Với sự phát triển của các công trình thuỷ điện Bản Vẽ với công,
suất lắp đặt 320MW với chiều dài gần 200km đường dây được đầu nối vào phía thanh cái 220kV sơ đồ đó nõng cấp từ sơ đồ ngũ giác lên sơ đỏ hai thanh góp và thanh góp vòng lùng hệ thống 2 đảm bảo là điểm điều hồ cơng suất trong khu vực Trạm 220/110kV Vinh với vai trò vị trí quan trong đây là điểm điều hoả công suất cho khu vực bắc Miền trung
Một số hình ảnh về các máy biển áp chính trong trạm:
Trang 11CHƯƠNG II: TÔNG QUAN VẺ RƠ LE BẢO VỆ
¡ng như trong quá trình vận hành hệ thống liện nói chung; có thể xuất hiện tình trạng sự cố thiết bị,đường dây hoặc do chế độ làm việc bất thường của các phần tử trong hệ thống Các sự cố này thường kèm theo hiện tượng dòng điện tăng lên khá cao và điện áp giảm thấp, gây hư hỏng thiết bị và có thể làm định hệ thống Các chế độ làm việc không bình thường làm cho điện áp, dòng điện và tin số lệch khỏi giới hạn cho phép Nếu để tình trạng này kéo dài, thỉ có thể sẽ xuất hiện sự cổ lan rộng
Muến duy trì hoạt động bình thường của hệ thông và các hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự
cố, cẳn phải phát hiện cảng nhanh cảng tốt chỗ sự có và cách ly nó ra khỏi phần tứ bị hư
hỏng Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy tri được hoạt động bình thưởng, đồng thời cũng
giam được mức độ hư hại cúa phần tử bị sự có Làm được điều này chỉ có các thiết bị tự
động mới thực hi
được Các thiết bị này gọi chung là role bao vệ
Trong hệ thống điện rơle bảo vệ sẽ theo đõi một cách liên tục tinh trạng và chế độ
làm việc của cả các phần tử trong hệ thống điện Khi xuất hiện sự có, rơle bảo vệ phát hiện và cô lập phần từ bị sự có nhờ máy cắt điện thông qua mạch điện kiểm soát Khi xuất hiện chế độ làm iệc không bình thường, rơle bảo vệ sẽ phát tin hiệu và tuỳ theo yêu báo động cho cầu cài đặt, có thẻ tác động khôi phục chế độ làm việc bình thường hoặc nhân viên vận hành Tuy theo phòng
+ Bảo vệ chính trang thiết bị là bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi có sự cố xảy ra trong phạm vi giới hạn đối với trang thiết bị được bảo vệ
+_ Bảo vệ dự phòng đối với cùng trang thiết bị này là bảo vệ thay thé cho bảo vệ chính trong trường hợp bảo vệ chính không tác động hoặc trong tình trạng sửa chữa nhỏ Bảo vệ dự phòng cần phải tác động với thời gian lớn hơn thời gian tác động của bảo vệ chính, nhằm đề cho bảo vệ chính loại phần tử bị sự cỗ ra khỏi hệ thống trước tiên (khi bảo vé nay tác động đúng)
3.2 Các yêu cầu đối với role bảo vệ
Rơle bảo vệ phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau đây : ách thiết kế và lắp đặt mà phân biệt rơle bảo vệ chính, rơle bảo vệ dự + Tính chọn lọc: Là khả
Trang 12
“Tỉnh chọn lọc là yêu cầu cơ bản nhất của bảo vệ rơle để đảm bảo cung cắp điện an toàn liên tục Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc, sự cố có thể lan rộng
Cần phân biệt hai khái ni:
+ Chọn lọc tương đổi: Theo nguyên tắc tác động của mình,bảo vệ có thẻ làm việc như là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phân tử lân cận
+ Chọn lọc tuyệt đổi: Bảo vệ chỉ làm việc trong trường hợp ngắn mạch ở chính phần
từ được bảo vệ, *_Tác động nhanh
Yêu cầu nảy chỉ cần đáp ứng đối với sự cô ngắn mạch
Bảo vệ phải tác động nhanh để kịp thời cô lập các phần tử hư hỏng thuộc phạm vi cất chọn lọc : bảo vệ nhằm : ~_ Đảm bảo tính én định của hệ thống
~ _ Giảm tác hại của đồng điện ngắn mạch đối với thiết bị
~_ Giảm ảnh hưởng của điện áp thấp (khi ngắn mạch) lên các phụ tải
Bảo vệ tác động nhanh phải có thời gian tác
* Độ nhị ông nhỏ hơn 0, giây
Bảo vệ cần tác độ Iø không chỉ với các trường hợp ngắn mạch trực tiếp mà cả khi ngăn mạch qua điện trở trung gian Ngoải ra báo vệ phải tác động khi ngắn mạch xảy ra trong lúc hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu, tức là một số nguồn được cắt ra nên dòng ngắn mạch nhỏ Kyoto Tuy Độ nhạy được đánh giá bằng hệ số nhạy : Tu, : dòng điện ngắn mạch nhỗ nhất Iạ„ : giá trị dòng điện nhỏ nhất mà bảo vệ có thể tác động Đối với các bảo vị
tác động theo giá trị cực tiểu (ví dụ như bảo vệ thiếu điện áp), hệ
số nhạy được xác định ngược lại : trị số khởi é * Dé tine: Bảo vệ phải tác động cÍ chắn khi xảy ra sự có trong vùng được giao và không
được tác động sai đối với các trường hợp mà nó không có nhiệm vụ tác động
Một bảo vệ không tác động hoặc tác động sai có thể sẽ dẫn đến hậu quả là một số
lớn phụ tải bị mắt điện hoặc sự cố lan rộng trong hệ thống
Trang 13Ái By 6H lục, MC; — IMC ù Am Hình 2.1: Cắt chọn lọc các phân tử bị hư hỏng trong mạng * Tính kinh tế: Đối với lưới trung, hạ áp, số lượng các phần tử cần được bảo vệ lớn, yêu cầu bảo tính kinh tế sao cho thiết bị vệ không cao bằng lưới truyền tải cao áp nên cần cân nhắc
bảo vệ có thể đảm bảo được các yêu cầu về kĩ thuật với chỉ phí nhỏ nhất
2.3 Các chỉ danh của role dang sữ dụng trong hệ thống, 1: Phần tử chỉ huy khởi động 2: Role trung gian (chỉ huy đóng hoặc khởi động) có trễ thời gian 3: Rơle liên động hoặc kiểm tra 4: Côngtắctơ chính 5: Thiết bị làm ngưng hoạt động 6: Máy cắt khởi động 7: Role tang tỷ lệ 8: Thiết bị cách ly nguồn điều khiển 9; Thiết bị phục hồi 10: Đóng cắt phối hợp thiết bị 11: Thiết bị đa chức năng 12: Thiết bị chống vượt tố: 13: Thiết bị tác động theo tốc 14: Chức năng giảm tốc độ
15: Thiết bị bám tốc độ hoặc tần số phù hợp với thiết bị song hành
16: Dự phòng cho tương lai hiện chưa sử dụng,
17: Khóa đóng cắt mạch shunt hoặc phóng điện
18: Thiết bị gia tốc hoặc giảm tốc độ đóng,
19: Công tắc tơ khởi động thiết bị có quá độ (thiết bị khởi động qua nhiều mức tăng
Trang 1420: Van vận hành bằng điện 21 Rơle khoảng cách 22: Mắy cắt tác động điều khiển cân bằng 23: Thiết bị điều khiển nhiệt độ 24: Rơle tỷ số V/Hz (điện áp/tần số), chức năng quá kích thích 25: Chức năng kiểm tra đồng bộ 26: Chức năng bảo vệ 27: Chức năng bảo vệ kém áp : Bộ giám sát ngọn lửa (với tuabin khí hoặc nỗi hơi) : Côngtắctơ tạo cách ly : Rơle tỉn hiệu (không tự giải trừ được) : Bộ kích mở cách ly (kích mở thyristor) 32: Chức năng định hướng công suất 33: Khoá 34: Thi trí bị đặt lịch trình làm việc 35: Cổ góp chôi than hoặc vành xuyến trượt có chồi than 36: Rơle phân cực
37: Chức năng bảo vệ kém áp hoặc kém công suất
38: Chức năng đo nhiệt độ vòng bỉ hoặc gối trục 39: Chức năng đo độ rung
40: Chức năng bảo vệ chống mắt kích từ
41: Máy cắt đập từ
42: Máy cắt khởi động máy hoặc thiết bị
43: Thiết bị chuyển đổi hoặc chọn mạch điều khiển bằng tay 44: Rơle khởi động khối chức năng kế tiếp vào thay thế
45: Rơle giám sát tình trạng không khí (khói, lửa, chất nỗ v.v.)
46: Rơle đồng điện thứ tự nghịch hoặc bộ lọc dòng điện thứ tự thuận 47: Rơle điện áp thứ tự nghịch hoặc bộ lọc điện áp thứ tự thuận 48: Role bao vệ duy trì trình tự
49: Rơle nhiệt (bảo vệ quá nhiệt)
50: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh
