Điện năng là nguồn năng lượng rất quan trọng đối với cuộc sống con người, được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ...Khi thiết kế và vận hành hệ thống điện bất kỳ cần phải quan tâm đến khả năng phát sinh hư hỏng và tình trạng làm việc bình thường của nó. Để đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn, ổn định thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ và tự động hoá. Hệ thống rơle bảo vệ có nhiệm vụ ngăn ngừa sự cố, phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống, khắc phục chế độ làm việc không bình thường, hạn chế tối đa các thiệt hại do sự cố gây nên và duy trì khả năng làm việc liên tục của hệ thống. Vì vậy đề tài Nghiên cứu, ứng dụng rơ le kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110 kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí mang tính cấp thiết.
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả tính toán trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 08 tháng 04 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Xuân Quang LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tời: PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa người thầy đã chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình làm luận văn. Ban giám hiệu trường Đại học Mỏ Địa Chất và quý thầy cô khoa Cơ điện, bộ môn Điện khí hóa mỏ, phòng đào tạo sau đại học đã truyền dạy những kiến thức quý báu trong chương trình cao học và giúp đỡ kinh nghiệm cho luận văn hoàn thành được thuận lợi. Ban giám đốc, phân xưởng điện và các đồng nghiệp – Công ty TNHH MTV Nhiệt điện Uông Bí đã giúp tôi trong quá tình hoàn thành bản luận văn này. Hà Nội, tháng 04 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Xuân Quang MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục các ký hiệu Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị LỜI CAM ĐOAN 1 LỜI CẢM ƠN 2 MỞ ĐẦU 1 Cầu dao trạm 14 Thông số kỹ thuật Máy cắt 15 SF6 kiểu 3A1FG 15 630 A 16 10 A 16 Dòng đóng ổn định Max 16 Dòng cắt ngắn mạch ổn định max 16 Dòng cắt ổn định nhiệt 16 630 A 16 20 kA 16 Dòng điện ổn định Max 17 Dòng điện cắt ổn định Max 17 Dòng điện ổn định nhiệt 17 CHƯƠNG 2 19 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN RƠLE KỸ THUẬT SỐ TRẠM BIẾN ÁP 110KV CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 19 2.2. Các chức năng bảo vệ hiện đang sử dụng 24 2.2.2. Nhận xét 25 2.3. Giới thiệu một số loại Rơle kỹ thuật số 26 2.3.1. Giới thiệu họ rơle kỹ thuật số MICOM P63X (P631, P632, P633, P634) của hãng ALTOM: 26 2.3.2. Giới thiệu rơle kỹ thuật số MICOMP122 của hãng ALTOM: 49 2.3.3. Giới thiệu rơle kỹ thuật số MICOM-P546 của hãng ALTOM: 57 2.3.4. Giới thiệu rơle kỹ thuật số 7UT613 của hãng SIEMENS: 68 2.3.5. Giới thiệu rơle kỹ thuật số bảo vệ quá dòng SJ64: 84 2.4. So sánh lựa chọn Rơle bảo vệ kỹ thuật số cho trạm biến áp 110Kv công ty nhiệt điện Uông Bí 98 2.4.1. So sánh rơle bảo vệ so lệch MicomP63X và rơle SIEMEN 7UT613 98 2.4.2. So sánh rơle bảo vệ quá dòng MicomP122 và rơle SJ64 100 2.4.3. Sơ đồ nguyên lý rơle bảo vệ trạm biến áp 1T,2T 101 CHƯƠNG 3 102 TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH RƠ LE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ 102 TRẠM BIẾN ÁP 110/35/6KV CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 102 3.2. Tính toán chỉnh định bảo vệ quá tải máy biến áp 106 3.4. Bảo vệ quá dòng máy biến áp 109 3.4.1. Bảo vệ quá dòng ngưỡng thấp (51) I > 109 3.4.2. Bảo vệ quá dòng ngưỡng cao (50) I>> 113 3.5. Bảo vệ chống chạm đất 114 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Điện năng là nguồn năng lượng rất quan trọng đối với cuộc sống con người, được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ Khi thiết kế và vận hành hệ thống điện bất kỳ cần phải quan tâm đến khả năng phát sinh hư hỏng và tình trạng làm việc bình thường của nó. Để đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn, ổn định thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ và tự động hoá. Hệ thống rơle bảo vệ có nhiệm vụ ngăn ngừa sự cố, phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống, khắc phục chế độ làm việc không bình thường, hạn chế tối đa các thiệt hại do sự cố gây nên và duy trì khả năng làm việc liên tục của hệ thống. Vì vậy đề tài "Nghiên cứu, ứng dụng rơ le kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110 kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí " mang tính cấp thiết. 2. Mục đích nghiên cứu. - Nghiên cứu, đánh giá tổng quan về hiện trạng hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 110kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. 2 - Nghiên cứu, đánh giá tổng quan về các loại rơle kỹ thuật số hiện đang sử dụng ở trong nước và ngoài nước, lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp bảo vệ trạm biến áp 110kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. - Tính toán, chỉnh định các hình thức bảo vệ trạm biến áp 110kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí bằng rơle kỹ thuật số. 3. Đối tượng nghiên cứu. - Trạm biến áp 110kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu . - Nghiên cứu tổng quan các chức năng bảo vệ của rơle kỹ thuật số trong các trạm biến áp trung gian. - Tính toán chỉnh định và cài đặt các rơle kỹ thuật số nhằm đảm bảo an toàn khi vận hành các trạm biến áp. 5. Phương pháp nghiên cứu. - Thu thập và thống kê số liệu, nghiên cứu đánh giá tổng quan về hiện trạng hệ thống rơle bảo vệ trong trạm. - Nghiên cứu lý thuyết, kết hợp với phương tiện công cụ hiện đại để tính toán chỉnh định và xây dựng đặc tính bảo vệ. 6. Nội dung nghiên cứu. - Giới thiệu tổng quan về trạm biến áp 110kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. 3 - Nghiên cứu lựa chọn rơle kỹ thuật số trạm biến áp 110kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. - Tính toán chỉnh định rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí . 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Đề tài nghiên cứu, đánh giá tổng quan về các loại rơle kỹ thuật số hiện đang sử dụng ở trong nước và nước ngoài, lựa chọn và tính toán chỉnh định rơle kỹ thuật số phù hợp với điều kiện thực tế, làm tài liệu để tham khảo cho các kỹ thuật viên và sinh viên ngành cơ điện. 8. Cấu trúc của luận văn. Luận văn gồm 3 chương, 37 bảng, 60 hình vẽ và đồ thị được trình bày trong 110 trang. Luận văn được thực hiện tại Bộ môn Điện khí hóa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Trong quá trình thực hiện tác giả nhận được sự tận tình chỉ bảo của PGS.TS. Nguyễn Anh Nghĩa, cũng như các ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học trong lĩnh vực Điện khí hoá, các cán bộ giảng dạy của Bộ môn Điện khí hoá. Tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các quí thầy, cô, các bạn bè, đồng nghiệp. Tác giả xin chân thành cám ơn! 4 Chương 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY TNHH MTV NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 1.1. Qúa trình hình thành và phát triển của công ty TNHH MTV nhiệt điện Uông Bí. 1.1.1. Hình thành và phát triển công ty . Công ty TNHH MTV Nhiệt điện Uông Bí là doanh nghiệp nhà nước, do nhà nước đầu tư vốn. Công ty là đơn vị trực thuộc Tổng công ty Điện Lực Việt Nam, có tư cách pháp nhân trong phạm vi Tổng công ty uỷ quyền . Ngày 19 tháng 5 năm 1961, Thủ tướng Phạm Văn Đồng thay mặt Trung ương Đảng và Chính phủ Việt Nam đã về thăm và bổ nhát cuốc đầu tiên khởi công xây dựng Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí . Đây là đứa con đầu lòng của ngành Điện Việt Nam được đặt trên vùng Đông bắc của Tổ Quốc, vì vậy nguồn điện phát ra có ý nghĩa rất quan trọng cho nền công nghiệp nước ta, phục vụ trực tiếp cho khu mỏ và nền kinh tế quốc dân . Nhà máy nhiệt điện Uông bí (nay là Công ty TNHH MTV Nhiệt điện Uông Bí) là Nhà máy phát điện do Liên xô (trước đây) giúp đỡ xây dựng. Đợt I gồm 4 lò, 4 máy trung áp với công suất tổng cộng 48 MW, đến cuối năm 1963 tổ máy số 1 được đưa vào vận hành. Các tổ máy tiếp theo được lần [...]... với trạm 3 5kV qua máy biến áp 1T, 2T 110/ 35/6, 3kV( thuộc trạm 11 0kV Uông bí) Sơ đồ bố trí thiết bị trạm 11 0kV được thể hiện trên hình 1.2 1.2.2 Máy phát và trạm biến áp 11 0kV của Công ty Nhiệt điện Uông bí 1 Nguồn phát (máy phát số 5, số 6) * Máy phát kiểu TBΦ-60-2T Thông số kỹ thuật: - Công suất hữu công: 55.000 kW - Công suất toàn bộ: 68.750 kVA Khi nhiệt độ khí làm mát - Dòng điện Stator: 6310 A - Điện. .. 35 kV 35/0,1/0,1 kV Y/Y/ ∆ hở HTMU - 6T -Thanh cái 6 kV 6/0,1/0,1/3k các phân đoạn tự V dùng 8 Hệ thống bảo vệ chống sét Bảng 1.11 Vị trí đặt Mã hiệu nhà sản xuất PBC-110T (kiểu chống sét van) Liên Xô sản xuất -Trạm 110 kV PBC- 35 T (kiểu chống sét van) Liên Xô sản - Các máy biến áp xuất 19 Chương 2 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN RƠLE KỸ THUẬT SỐ TRẠM BIẾN ÁP 11 0kV CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN UÔNG BÍ 2.1 Tình hình sử dụng. .. thiết bị công nghệ tiên tiến để quản lý vận hành tốt các TBA và NMĐ 24 2.2 Các chức năng bảo vệ hiện đang sử dụng 2.2.1 Các chức năng bảo vệ được cài đặt trong rơ le: a Bảo vệ máy biến áp5 T,6T và máy phát S5, S6 87B: Bảo vệ so lệch thanh cái 11 0kV 87G1: Bảo vệ so lệch máy phát 87G2: Bảo vệ so lệch ngang máy phát 87R: Bảo vệ so lệch kháng điện 87T: Bảo vệ so lệch máy biến áp F64R: Bảo vệ chống trạm đất... phát điện S5, S6 và trạm biến áp 11 0Kv nhà máy nhiệt điện Uông Bí 1.2.1 Sơ đồ bố trí thiết bị trạm biến áp 11 0kV: Hệ thống 11 0kV thuộc hệ thống phân phối của nhà máy cũ, được cấp bởi 02 tổ máy S5,S6 mỗi máy có công suất 55MW sau đó đưa đến 02 máy biến áp đầu ra máy phát 5T,6T qua dao cách ly đến hai hệ thống thanh cái C11,C12 hệ 9 thống C11,C12 là hệ thống thanh cái vòng (thuộc trạm biến áp 11 0kV Uông. .. định nhiệt Thời gian duy trì dòng ngắn mạch qua máy cắt Công suất cắt Trị số định mức 35 kV 40.5 kV 630 A 10 A 26 kA 26 kA 10 kA 4 s 700 MVA 5 Thông số kỹ thuật máy cắt 6,3 kV Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật Kiểu BMП Điện áp danh định Điện áp làm việc max Dòng điện danh định Dòng điện cắt danh định Trị số định mức 11 kV 12 kV 630 A 20 kA 17 Dòng điện ổn định Max Dòng điện cắt ổn định Max Dòng điện ổn định nhiệt. .. F64: Bảo vệ chống trạm đất bên trong MBA F46: Bảo vệ dòng thứ tự nghịch F32: Bảo vệ chống công suất ngược F50/51: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian F50/51N: Bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh có thời gian 51C: Chức năng khởi động quạt mát MBA F49: Bảo vệ quá tải OT: Bảo vệ nhiệt độ dầu BH: Bảo vệ hơi OL: Bảo vệ mức dầu hạ thấp GV: Thiết bị báo chạm đất theo điện áp 25 (Sơ đồ nguyên lý bảo vệ. .. Rơle giám sát mạch cắt OT: Bảo vệ nhiệt độ dầu BH: Bảo vệ hơi WT: Bảo vệ nhiệt độ cuộn dây OL: Bảo vệ mức dầu hạ thấp Sơ đồ nguyên lý bảo vệ MBA 1T,2T thể hiện trên hình 2.2 2.2.2 Nhận xét Về cơ bản trạm biến áp 110 kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí đã sử dụng các rơle kỹ thuật số hiện đại một phần thay thế cho loại rơle cơ khí của Liên Xô, sơ đồ bảo vệ linh hoạt, có độ dự phòng cao, đây là một yếu tố quan... b Bảo vệ biến áp 3 cuôn dây thuộc trạm 11 0kV 1T, 2T: F 87T: Bảo vệ so lệch MBA F64: Bảo vệ chống chạm đất bên trong MBA F49: Bảo vệ quá tải F50/51: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh và có thời gian F50/51N: Bảo vệ quá dòng chạm đất cắt nhanh có thời gian FR: Thiết bị ghi lỗi sự cố F50BF: Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt F51C: chức năng khởi động quạt mát F74: Rơle giám sát mạch cắt OT: Bảo vệ nhiệt độ dầu BH: Bảo. .. POH-110T/600 U dm, kV 110 35 110 I dm, A 600 600 600 15 3 Thông số kỹ thuật máy cắt 11 0kV Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật Máy cắt Số liệu Đơn vị SF6 kiểu 3A1FG Điện áp định mức Tần số định mức Dòng điện định mức Dòng điện định mức Dòng đóng ngắn mạch định mức Thời gian chịu dòng ngắn mạch Khả năng chịu điện áp tăng cao với tần 145 50 3150 40 100 3 kV Hz A kA kA s số 50Hz / 60s 275 kV -Pha với đất : 275 kV - Giữa... thiệu một số loại Rơle kỹ thuật số 2.3.1 Giới thiệu họ rơle kỹ thuật số MICOM P63X (P631, P632, P633, P634) của hãng ALTOM: 2.3.1.1 Giới thiệu chung về họ Rơle kỹ thuật số P63X: Rơle Micom P63x là thiết bị bảo vệ so lệch tác động nhanh, nhạy và chọn lọc sự cố ngắn mạch của máy biến áp hai, ba hoặc bốn cuộn dây, động cơ hay máy phát Rơle P631 và P632 được thiết kế dùng để bảo vệ so lệch máy biến áp hai . máy nhiệt điện Uông Bí. 3 - Nghiên cứu lựa chọn rơle kỹ thuật số trạm biến áp 11 0kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. - Tính toán chỉnh định rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 11 0kV nhà máy nhiệt điện. kỹ thuật số phù hợp bảo vệ trạm biến áp 11 0kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. - Tính toán, chỉnh định các hình thức bảo vệ trạm biến áp 11 0kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí bằng rơle kỹ thuật số. 3. Đối. Đối tượng nghiên cứu. - Trạm biến áp 11 0kV nhà máy nhiệt điện Uông Bí. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu . - Nghiên cứu tổng quan các chức năng bảo vệ của rơle kỹ thuật số trong các trạm biến áp trung gian. -