TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ X(YY).2008 14 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH KIỂM ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG RƠLE SO LỆCH KỸ THUẬT SỐ A BUILDING PROGRAM FOR ASSESSING AND EVALUATING THE QUALITY OF DIFFERENT NUMERICAL RELAYS LÊ KIM HÙNG Đại học Đà Nẵng VŨ PHAN HUẤN Trung tâm Thí nghiệm Điện 3 TÓM TẮT Đối với rơle so lệch máy biến áp kỹ thuật số, các sự cố từng phía máy biến áp hoặc trên độ dốc 1, độ dốc 2 được thử nghiệm bằng tay thông qua hợp bộ thí nghiệm nhị thứ Omicron CMC 256, kết hợp với công cụ phân tích sự cố của nhà chế tạo. Bài báo tập trung vào trình bày cách xây dựng chương trinh kiểm định chất lượng rơle so lệch kỹ thuật số có chức năng hướng dẫn thử nghiệm, tính giá trị tác động của rơle bảo vệ so lệch máy biến áp, kiểm ra sai số rơle và in biên bản thí nghiệm cấp cho khách hàng. Từ đó, người thí nghiệm đưa ra kết luận về chất lượng rơle kỹ thuật số là đạt hoặc không đạt trước khi đưa vào vận hành. ABSTRACT The test faults performed in different functions by the secondary test set Omicron CMC 256 combined with the recording analysis tool made by manufacture is on one side, slope 1, and slope 2. The article focuses the method to build a program to assess and evaluating the quality of different numerical relays like commissioning and testing guide, calculating affective values for the protection relays of the transformer, checking relay’s errors and printing a record to the customer. Based on the results, the commisioner make a conclusion about the quality of the digital relays before putting them into operation. 1. Đặt vấn đề Máy biến áp lực (MBA) là thiết bị nhất thứ chiếm vị trí khá quan trọng tại các trạm biến áp và nhà máy điện. Các sự cố bất thường bên trong MBA được hệ thống rơle bảo vệ so lệch kỹ thuật số giám sát, phát hiện và loại trừ nhanh chóng. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành rơle kỹ thuật số có thể bị hỏng hóc hoặc tác động sai do nhiều nguyên nhân khác nhau. Vì thế, ta cần phải thường xuyên kiểm định và đánh giá chất lượng làm việc tin cậy của rơle kỹ thuật số nhằm sửa chữa, bảo dưỡng kịp thời. Công việc này sẽ có nhiều thuận lợi khi nghiên cứu xây dựng được chương trình ứng dụng hỗ trợ. 2. Nội dung công tác kiểm định Nội dung công tác kiểm định được thể hiện tóm tắt qua sơ đồ hình 1 gồm các bước cơ bản sau [1], [2], [3]: 1. Kiểm tra trước khi cấp nguồn: Trước khi tiến hành thử nghiệm rơle ta cần kiểm tra bằng mắt thường để xem xét khẳng định rơle không có hư hỏng vật lý như trầy, xước, nhãn dán đúng chủng loại rơle… 2. Kiểm tra sau khi cấp nguồn: Sau khi cấp nguồn cho rơle, ta tiến hành giao tiếp bằng phần mềm giao diện chuyên dụng của từng hãng sản xuất rơle để cài đặt thông số chỉnh định theo yêu cầu của trung tâm điều độ hệ thống điện và kiểm tra cấu hình các đầu ra, đầu vào, đèn led, màn hình hiển thị và bàn phím rơle làm việc đúng chức năng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ X(YY).2008 15 Ki ểm tra trước khi cấp nguồn Kiểm tra sau khi cấp nguồn Kiểm tra chức năng bảo vệ Cấp biên bản thí nghiệm Hình 1: Sơ đồ khối kiểm định rơle bảo vệ so lệch Hình 2: Mô hình thử nghiệm rơle kỹ thuật số 3. Kiểm tra chức năng bảo vệ: Người thí nghiệm sử dụng hợp bộ thí nghiệm CMC256 bơm dòng vào cổng dòng của rơle để mô phỏng các dạng sự cố cần thiết cho từng chức năng bảo vệ theo tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất, làm rơle tác động và báo tín hiệu như mô hình trình bày ở hình 2. Sau đó ta ghi lại kết quả và đem so sánh giá trị tính toán với giá trị tác động của dòng so lệch và thời gian cắt trên rơle xem sai số có nằm trong sai số cho phép của nhà chế tạo không. Các bước thực hiện theo sơ đồ thuật toán ở hình 3. 4. Cấp biên bản thử nghiệm : Người thí nghiệm cần phải lưu trữ những thao tác, số liệu hiệu chỉnh, giá trị tác độn g và giá trị không tác động của rơle vào sổ nhật ký thử nghiệm trong suất quá trình thử nghiệm. Đây chính là cơ sở kỹ thuật cho phép tiến hành cấp biên bản thí nghiệm sau này. 3. Xây dựng chương trình ứng dụng 3.1. Kiểm tra chức năng bảo vệ so lệch đúng đúng sai đúng sai sai sai đúng Bắt đầu Nhập thông số chỉnh định Kiểm tra ngưỡng dòng so lệch Kiểm tra ngưỡng thời gian T cắt = T đặt ± 2% I SL khởi tạo = I SLđặt ± 2% m >3 Kết thúc Tính toán giá trị tác động n >3 Hình 3: Sơ đồ thuật toán kiểm định chức năng bảo vệ so lệch Chương trình kiểm định chức năng bảo vệ quá dòng so lệch máy biến áp được tiến hành theo các bước sau: 1. Kiểm tra chức năng bù tổ đấu dây của MBA: Hạng mục thí nghiệm này được tiến hành nhằm kiểm tra làm việc đúng đắn của rơle bảo vệ đối với góc lệch pha do tổ đấu dây MBA gây nên, đảm bảo rơle không tác động sai trong tình trạng vận hành bình thường của MBA. Ví dụ trên hình 4 sử dụng rơle KBCH120 bảo vệ cho MBA có tổ đấu dây Y/Δ 1. Muốn kiểm tra chức năng bù tổ đấu dây của MBA, ta tiến hành bơm dòng định mức vào hai cổng dòng của rơle tương ứng với hai phía cao áp (HV) và hạ áp (LV) của MBA, chúng lệch pha nhau một góc là 150 0 . Lúc này vào thư mục đo lường, ta có trị số dòng so lệch (dòng không TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ X(YY).2008 16 cân bằng) xấp xỉ bằng 0 A. 2. Kiểm tra giá trị tác động từng phía MBA: Tiến hành bơm dòng vào từng cổng dòng HV, MV hay LV của rơle nhằm: - Ki ểm tra ngưỡng dòng so lệch cấp 1 (I d> ): Bơm dòng tăng chậm từ 0A đến khi rơle tác động, sau đó giảm dòng từ từ đến khi rơle trở về. - Kiểm tra thời gian tác động ngưỡng dòng so lệch cấp 1: Bơm dòng có trị số gấp 5 lần giá trị dòng so lệch cấp 1 và đo lường giá trị thời gian tác động của rơle. Hình 4: Sơ đồ đấu dây rơle KBCH 120 - Kiểm tra ngưỡng dòng so lệch cấp 2 (I d>> ): phép thử này được thực hiện tương tự như phép thử kiểm tra ngưỡng dòng cấp 1. Tuy nhiên, nếu giá trị chỉnh định dòng so lệch cấp 2 là lớn thì ta phải bơm theo kiểu xung dòng có thời gian giữ không quá 1 giây và tăng thời gian nghỉ giữa 2 lần đưa dòng điện vào rơle. - Kiểm tra thời gian tác động của ngưỡng dòng so lệch cấp 2: Bơm dòng có trị số khoảng 3 lần giá trị dòng so lệch cấp 2 và đo lường giá trị thời gian tác động của rơle. 3. Kiểm tra đặc tính phân cực: Bơm vào hai cổng dòng (HV-MV hoặc HV-LV hoặc MV-LV) của rơle nhằm kiểm tra khả năng khắc phục độ lệch tỷ số máy biến dòng (CT), sai số tỷ số biến CT và sự bão hòa các CT…trên độ dốc 1, độ dốc 2 theo công thức tính toán của từng hãng chế tạo. Chú ý khi bơm dòng không được để lâu hơn 1 giây nhằm tránh trường hợp làm hỏng cổng dòng rơle. 4.Kết quả thử nghiệm: Xem giá trị tác động rơle bằng phần mềm SIGAR 4 (của hãng Siemens) hoặc SELPLOT (của hãng Sel) từ bản ghi sự cố. Hình 5 thể hiện kết quả bản ghi sự cố dòng so lệch và thời gian cắt phía cao trên rơle so lệch 7UT5 12 theo phiếu chỉnh định số 564188 ĐHT-ĐMT-2 tại TBA 110 kV Tuy Hoà. Hình 5a: Sự cố 1 pha A phía cao Hình 5b: Sự cố 2 pha A-B phía cao TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ X(YY).2008 17 Hình 5c: Sự cố 3 pha trên Slope 1 có m = 4 Hình 5d: Sự cố 3 pha trên Slope 2 có m = 6 5. Kiểm tra sai số rơle: Ghi lại giá trị dòng tác động, trở về và thời gian cắt, đối chiếu giá trị sai số thí nghiệm với sai số cho phép của rơle (bảng 1). N ếu sai số của rơle vượt ra khỏi giá trị cho phép thì ta có thể khẳng định rằng rơle kỹ thuật số làm việc không tin cậy. Bảng 1: Sai số cho phép của rơle Rơle Sai số dòng so lệch Sai số thời gian Sai số góc AREVA ± 2 % ± 2 % ± 2° SEL ± 5 % ± 0,1% ±1.5° SIEMENS ± 5 % ± 1 % ± 1° 3.2 Phần mềm kiểm định rơle so lệch kỹ thuật số: Dựa trên sơ đồ khối ở hình 1 và thuật toán ở hình 3, chương trình kiểm định rơle so lệch kỹ thuật số 7UT512 viết bằng ngôn ngữ C# có giao diện như hình 6. Hình 6: Giao diện phần mềm kiểm định chức năng bảo vệ so lệch 7UT512 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ X(YY).2008 18 Sau khi sử dụng phần mềm để kiểm định, ta có thể xuất ra biên bản cho khách hàng. Sau đây là biên bản kiểm định rơle bảo vệ so lệch tại trạm biến áp 110kV Tuy Hòa. Với biên bản kiểm định được thực hiện bởi Trung tâm thí nghiệm điện là cơ sở pháp lý về mặt kỹ thuật để khách hàng và điều độ các cấp quyết định đưa Rơle kỹ thuật số vào vận hành. 4. Kết luận Công tác kiểm định thiết bị điện là công việc bắt buộc nhằm đảm bảo độ tin cậy vận hành hệ thống điện. Đối với thiết bị bảo vệ rơ le, cần phải áp dụng hệ thống kiểm định chất lượng cho rơle kỹ thuật số, đặc biệt là rơle bảo vệ so lệch được sử dụng làm bảo vệ chính cho các máy biến áp, nhằm kiểm tra chức năng làm việc chính xác của rơle dưới điều kiện sự cố. Điều này càng thuận lợi hơn khi các giá trị ngưỡng dòng so lệch, độ dốc 1, độ dốc 2 giúp cho rơle có khả năng khắc phục độ lệch tỷ số CT, sai số tỷ số biến CT, sự bão hòa các CT… được chương trình hóa. Chương trình kiểm định rơle kỹ thuật số đã xây dựng cho phép tính toán chính xác và nhanh chóng cấp biên bản thí nghiệm cho khách hàng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ALSTOM, KBCH Different Protection Relays. [2] SEL, SEL387 Different Protection Relays. [3] SIEMENS, 7UT613 Different Protection Relays. . tạo. Bài báo tập trung vào trình bày cách xây dựng chương trinh kiểm định chất lượng rơle so lệch kỹ thuật số có chức năng hướng dẫn thử nghiệm, tính giá trị tác động của rơle bảo vệ so lệch máy. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ X(YY).2008 14 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH KIỂM ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG RƠLE SO LỆCH KỸ THUẬT SỐ A BUILDING PROGRAM. ± 1° 3.2 Phần mềm kiểm định rơle so lệch kỹ thuật số: Dựa trên sơ đồ khối ở hình 1 và thuật toán ở hình 3, chương trình kiểm định rơle so lệch kỹ thuật số 7UT512 viết bằng ngôn