từ động hóa trong hệ thống điện dùng nguồn dự phòng

TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TS Vũ Thị Anh Thơ Đại học Điện Lực MỤC ĐÍCH MÔN HỌC  Nhiệm vụ Tự động hóa Điều khiển Hệ thông Điện  Tự động đóng nguồn dự phòng  Tự động đóng trở lại nguồn điện  Tự động hòa đồng  Tự động điều chỉnh điện áp công suất phản kháng  Tự động giảm tải theo tần số  Tự động điều chỉnh tần số công suất tác dụng HTĐ  Tổ chức hệ thống thông tin – Điều độ Hệ thống Điện Chương I Nhiệm vụ Tự động hóa Điều khiển Hệ thống Điện Đặc điểm Điều khiển Hệ thống Điện  Hệ thống Điện: mang đặc điểm đặc thù Hệ thống lớn  Rộng lớn lãnh thổ  Phức tạp câu trúc  Đa mục tiêu  Bất định thông tin: Sản xuất, truyền tải, phân phối sử dụng điện thay đổi theo thời gian thực Sự thay đổi chế độ làm việc phần tử ảnh hưởng đến phần tử khác Hệ thống  Điều khiển Hệ thống Điện  Các phần tử đa dạng có liên hệ chặt chẽ với  Điều khiển cách phân cấp hệ thống thành hệ thống con: theo vùng lãnh thổ, theo cấp điện áp, theo nhiệm vụ điều khiển  Việc điều khiển thực đơn vị Điều độ Hệ thống Điện Nhiệm vụ Điều khiển Hệ thống Điện Bảo vệ thiết bị điện cao áp quan trọng Điều khiển liên động khí cụ Đóng – Cắt Định vị cố - Ghi chép thông số độ Hiển thị thông số, trạng thái vận hành cảnh báo  Thực nhờ hệ thống thiết bị bảo vệ Kiểm tra đồng hòa đồng Tự động đóng lại khôi phục chế độ làm việc bình thường Cắt tải điều khiển phụ tải Tự động điều chỉnh điện áp công suất phản kháng Tự động điều chỉnh tần số công suất tác dụng 10 Thu thập xử lý số liệu – Đưa tác động điều khiển  Thực nhờ tập hợp thiết bị tự động khác Các chức Tự động hóa Hệ thống Điện  Tự động đóng nguồn dự phòng  Tự động đóng trở lại nguồn điện  Tự động hòa đồng  Tự động sa thải phụ tải theo tần sô  Tự động điều chỉnh tần số công suất tác dụng  Tự động điều chỉnh điện áp công suât phản kháng  Tự động chống cố Hệ thống Điện: Tự động chống ổn định Hệ thống, tự động chống dao động điện… Chương II TỰ ĐỘNG ĐÓNG NGUỒN DỰ PHÒNG (TĐD) Tự động đóng nguồn dự phòng – Khái niệm  Đảm bảo cung cấp điện liên tục cách đưa nguồn dự phòng vào làm việc thay nguồn làm việc bị cắt cố - Cấp điện từ nguồn: Chi phi xây lăp nhỏ, phương ~ thức bảo vệ vận hành đơn giản, dòng ngắn mạch nhỏ Độ tin cậy cung cấp điện thấp - Cấp điện từ nhiều nguồn: Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điên ~ A B MC1 MC3 Làm Dự phòng Dòng ngắn mạch lớn Chi phí xây lắp vận hành lớn  Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện thiết bị TĐD Ứng dụng: Điện tự dùng NMĐ, lưới phân phối,… Tỉ lệ thành tác động thành công: >90% việc MC2 C MC4 Tự động đóng nguồn dự phòng – Các yêu cầu TĐD Chỉ đóng máy cắt mạch dự phòng máy cắt mạch làm việc mở ~ Nguyên nhân điện phụ tải : - Mất nguồn cung cấp Sự cố đường dây ~ N A B MC1 MC3 Ngắn mạch TGC N Làm Trường hợp cố đầu nguồn ngắn mạch AC Dự phòng việc Bảo vệ Rơ le cắt MC1 Nếu không cắt MC2 mà đóng MC4  Tăng cường dòng NM nguồn dự phòng cấp tới MC2 N Chỉ đóng MC4 sau mở MC2 C MC4 Tự động đóng nguồn dự phòng – Các yêu cầu TĐD ~ ~ N A TĐD tác động lần B MC1 MC3 Trường hợp TĐD tác động không thành công Sự cố trì TGC N Làm Dự phòng việc Tác động lặp lại TĐ D tác dụng, làm hư hỏng thiết bị MC2 N 10 C MC4 Tự động đóng nguồn dự phòng – Phân loại TĐD  Theo phần tử trang bị TĐD TĐD đường dây, TĐD máy biến áp, TĐD máy cắt phân đoạn, ~ TĐD tự dùng nhà máy điện ~ B A  Theo chiều tác động MC1 MC3 TĐD chiều, TĐD hai chiều TDD chiều Nếu TĐ D hai chiều, nguồn nguồn dự phòng TDD hai chiều  TĐD Theo phương thức dự phòng Dự phòng nguội Dự phòng nóng MC2 MC4 C 11 Tự động đóng nguồn dự phòng – Nguyên tắc thực TĐD  ~ Khởi động TĐD ~ A Khởi động bảo vệ rơ le B MC3 MC1 Sử dụng bảo vệ rơ le MBA để khởi động TĐD Ngắn mạch MBA   BVRL làm việc cắt MC2 - B1 Tiếp điểm phụ MC2 đóng lại khởi động TĐD B2 TĐD  TĐD làm việc đóng MC3 MC4 MC2 BVRL + MC4 C Ưu điểm: Đơn giản, không cần thêm bảo Rơ le Nhược điểm: TĐD không làm việc điện từ đầu nguồn dòng ngắn mạch qua bảo vệ Rơ le MBA 12 Tự động đóng nguồn dự phòng – Nguyên tắc thực TĐD  ~ Khởi động TĐD Khởi động Rơ le áp A Thanh góp C bị điện lý  Rơ le áp RU< tác động cấp nguồn cho RT  Sau thời gian, RT đóng tiếp điểm cho tín hiệu mở MC  Tiếp điểm phụ MC2 đóng  TĐD khởi động, cho tín hiệu đóng MC 3, MC4  MBA B2 cung cấp điện cho TGC ~ B MC1 MC3 - B1 RT RU< BU TĐD MC2 + C Ưu điểm: TĐD tác động TGC điện lý Nhược điểm: BU thường bảo vệ cầu chì TĐD tác động nhầm dây cầu chì đứt 13 B2 MC4 Tự động đóng nguồn dự phòng – Nguyên tắc thực TĐD  Đề phòng TĐD làm việc nhầm đứt mạch cầu chì BU BU thường bảo vệ cầu chì TĐD tác động nhầm dây cầu chì đứt + Tới RT Dùng rơ le áp có tiếp điểm mắc nối tiếp RU< RU< Nếu đường dây tải điện bị cố hai rơ le RU< tác động Khởi động TĐD Nếu đứt hai cầu chì mạch điện áp  Chỉ Rơ le BU RU< tác động TĐ D không làm việc - Trường hợp đứt hai cầu chì xảy 14 CC CC C Tự động đóng nguồn dự phòng – Nguyên tắc thực TĐD Đề phòng TĐD làm việc vô ích nguồn dự phòng điện Nguồn dự phòng điện  Tác động TĐD vô ích  Kiểm tra điện áp nguồn dự phòng Rơ le điện áp RU> Tới MC MC4 MC2 _ + C RU< RT RU> BU BU1 BU1 tới BU2 tới RT Nguồn dự phòng có điện  RU> đóng tiếp điểm cho phép + RU< - RU> TĐD làm việc TGC điện  RU< đóng tiếp điểm  RT tác động cắt MC2  Khởi động TĐD đóng nguồn dự phòng 15 Tự động đóng nguồn dự phòng – Nguyên tắc thực TĐD Đề phòng TĐD tác động nhiều lần Ban đầu, 2MC đóng Tiếp điểm phụ 2MC 1, 2MC2 đóng, 2MC3 mở  Tiếp điểm RGT đóng (do 2MC2 đóng)  Cuộn đóng 4MC điện (2MC3 mở) Sử dụng rơ le trung gian – thời gian RGT có tiếp điểm đóng nhanh – mở chậm để ngăn ngừa TĐD tác động nhiều lần TGC điện  2MC mở  Tiếp điểm phụ 2MC1, 2MC2 mở, 2MC3 đóng Làm  Tiếp điểm RGT mở từ từ Do tiếp điểm mở chậm nên mạch CĐ việc Dự phòng RGT 4MC có điện _ (+)  2MC3 RGT  CĐ  (-)  Mạch dự phòng đưa vào làm việc CĐ 4MC 2MC _ + + Nếu ngắn mạch trì TGC  TĐD không thành công, tiếp điểm RGT mở hoàn toàn  TĐD không tác động lại lần 16 Tự động đóng nguồn dự phòng – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD đường dây ~ - 7MC Bình thường: AC làm việc, BC dự phòng; A 5MC 1MC B ~ 3MC 6MC 1MC, 2MC, 3MC đóng, 4MC mở - TG C điện  Các rơ le áp đóng tiếp điểm - + RG RT LV DP - Nguồn dự phòng có điện  Rơ le áp _ đóng tiếp điểm RU> +  Rơ le thời gian RT có điện, sau thời gian RU< RGT RU< cấp nguồn cho RG RG đóng tiếp điểm cấp CC 2BU - CĐ 4MC nguồn cho cuộn cắt, cắt 2MC 2MC 1BU + + C - Các tiếp điểm phụ 2MC chuyển trạng thái Cuộn đóng 4MC có điện đóng 4MC đưa mạch dự phòng vào làm việc Do tiếp điểm RGT đóng nhanh mở chậm nên TĐ D tác động lần 17 Tự động đóng nguồn dự phòng – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu A ~ Sơ đồ TĐD đường dây Các giá trị đặt 7MC 5MC 1MC Thời gian đóng chậm cho RT B ~ 3MC 6MC N t RT > t BV7 MC + t RT > t BV8MC,9MC RG RT LV DP - _ RU> Thời gian mở chậm RGT tCĐ tRL + tCC tCĐ RU< RGT RU< Máy cắt 4MC CC 2BU - CĐ 4MC t 2MC 1BU tRGT + - + Rơ le RGT t 9MC 8MC C t RGT = t CD4MC + ∆t ∆t = 0.2 ÷ 0.3s 18 N N Tự động đóng nguồn dự phòng – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD đường dây Rơ le áp RU<  A ~ Các giá trị đặt 7MC 5MC 1MC B ~ 3MC 6MC Không đóng tiếp điểm ngắn mạch sau kháng MBA U kdRU < U N ≤ k at n U + RG RT LV DP - _ UNmin:điện áp ngắn mạch nhỏ NM sau RU> kháng MBA  + Không tác động sụt áp động tự khởi RU< RGT RU< động CC 2BU - CĐ 4MC 2MC 1BU + - + C U ≤ k at n U UTKD: Điện áp tự khời động nhỏ động TKD U kdRU < N 19 N Tự động đóng nguồn dự phòng – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD đường dây ~ Các giá trị đặt Rơ le áp RU> 7MC A 5MC 1MC B ~ 3MC 6MC Không mở tiếp điểm đường dây dự phòng có điện U lv k v U kdRU = Ulvmin :Điên áp làm việc nhỏ > k at n U + RG RT LV DP - _ Bảo vệ dòng cho 4MC: Không tác động động RU> TGC tự khởi động sau đóng nguồn dự phòng + RU< RGT RU< CC 2BU - CĐ 4MC 2MC ITKD: dòng tự khởi động động TGC I kdBV4MC = k at ITKD k at = 1.3 ÷ 1.4 20 1BU + + C Tự động đóng nguồn dự phòng – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD máy biến áp 2BU Dự trữ Làm việc CĐ 1MC 3MC + - CC _ + + RU> + 4RG 7RG _ + 1B 3RT 2B _ + 1RU< 2RU< CC 1BU CĐ 4MC 2MC - 21 _ 6RGT Từ bảo vệ 1B + + - C Tự động đóng nguồn dự phòng – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD máy cắt phân đoạn + + 1MC 3MC 1B RGT 2B + CC +2 CC 4MC 2MC PĐI + + - 5MC 22 - PĐII 2BU Dự trữ Làm việc CĐ 1MC 3MC + - CC _ + + RU> + 4RG 7RG _ + 1B 3RT 2B _ + 1RU< 2RU< CC 1BU CĐ 4MC 2MC - 23 _ 6RGT Từ bảo vệ 1B + + - C [...]... không có điện Nguồn dự phòng không có điện  Tác động của TĐD là vô ích  Kiểm tra điện áp nguồn dự phòng bằng Rơ le quá điện áp RU> Tới MC MC4 MC2 _ + C RU< RT RU> BU 2 BU1 BU1 tới BU2 tới RT Nguồn dự phòng có điện  RU> đóng tiếp điểm cho phép + RU< - RU> TĐD làm việc TGC mất điện  RU< đóng tiếp điểm  RT tác động cắt MC2  Khởi động TĐD đóng nguồn dự phòng 15 Tự động đóng nguồn dự phòng 4 – Nguyên...Tự động đóng nguồn dự phòng 3 – Phân loại TĐD  Theo phần tử được trang bị TĐD TĐD đường dây, TĐD máy biến áp, TĐD máy cắt phân đoạn, ~ TĐD tự dùng nhà máy điện ~ B A  Theo chiều tác động MC1 MC3 TĐD một chiều, TĐD hai chiều TDD một chiều Nếu TĐ D là hai chiều, bất cứ nguồn nào cũng là nguồn dự phòng TDD hai chiều  TĐD Theo phương thức dự phòng Dự phòng nguội Dự phòng nóng MC2 MC4 C 11 Tự động. .. Dùng 2 rơ le kém áp có tiếp điểm mắc nối tiếp RU< RU< Nếu đường dây tải điện bị sự cố thì cả hai rơ le RU< đều tác động Khởi động TĐD Nếu đứt một trong hai cầu chì mạch điện áp  Chỉ một Rơ le BU RU< tác động TĐ D không làm việc - Trường hợp đứt cả hai cầu chì ít xảy ra 14 CC CC C Tự động đóng nguồn dự phòng 4 – Nguyên tắc thực hiện TĐD Đề phòng TĐD làm việc vô ích khi nguồn dự phòng không có điện. .. khởi động sau khi đóng nguồn dự phòng + RU< RGT RU< CC 1 2 3 2BU - CĐ 4MC 2MC ITKD: dòng tự khởi động của các động cơ trên TGC I kdBV4MC = k at ITKD k at = 1.3 ÷ 1.4 20 1BU + + C Tự động đóng nguồn dự phòng 5 – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD máy biến áp 2BU Dự trữ Làm việc CĐ 1MC 3MC + - CC _ + + RU> + 4RG 7RG _ + 1B 3RT 2B _ + 1RU< 2RU< CC 1 1BU 2 3 CĐ 4MC 2MC - 21 _ 6RGT Từ bảo vệ 1B + + - C Tự động. .. chậm nên mạch CĐ việc Dự phòng RGT của 4MC có điện _ (+)  2MC3 RGT  CĐ  (-)  Mạch dự phòng được đưa vào làm việc CĐ 4MC 2MC _ 1 + + 2 3 Nếu ngắn mạch duy trì trên TGC  TĐD không thành công, tiếp điểm RGT đã mở hoàn toàn  TĐD không tác động lại lần nữa 16 Tự động đóng nguồn dự phòng 5 – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD đường dây ~ - 7MC Bình thường: AC làm việc, BC dự phòng; A 5MC 1MC B ~ 3MC... U UTKD: Điện áp tự khời động nhỏ nhất của các động TKD cơ U kdRU < N 19 N Tự động đóng nguồn dự phòng 5 – Các sơ đồ TĐD tiêu biểu Sơ đồ TĐD đường dây ~ Các giá trị đặt Rơ le quá áp RU> 7MC A 5MC 1MC B ~ 3MC 6MC Không mở tiếp điểm khi đường dây dự phòng có điện U lv min k v U kdRU = Ulvmin :Điên áp làm việc nhỏ nhất > k at n U + RG RT LV DP - _ Bảo vệ quá dòng cho 4MC: Không tác động khi các động RU>... làm việc khi mất điện từ đầu nguồn do không có dòng ngắn mạch qua bảo vệ Rơ le của MBA 12 Tự động đóng nguồn dự phòng 4 – Nguyên tắc thực hiện TĐD  ~ Khởi động TĐD Khởi động bằng Rơ le kém áp A Thanh góp C bị mất điện vì lý do bất kỳ  Rơ le kém áp RU< tác động cấp nguồn cho RT  Sau một thời gian, RT đóng tiếp điểm cho tín hiệu mở MC 2  Tiếp điểm phụ của MC2 đóng  TĐD được khởi động, cho tín hiệu... mở - TG C mất điện  Các rơ le kém áp đóng tiếp điểm - + RG RT LV DP - Nguồn dự phòng có điện  Rơ le quá áp _ đóng tiếp điểm RU> +  Rơ le thời gian RT có điện, sau một thời gian RU< RGT RU< cấp nguồn cho RG RG đóng tiếp điểm cấp CC 1 2 3 2BU - CĐ 4MC nguồn cho cuộn cắt, cắt 2MC 2MC 1BU + + C - Các tiếp điểm phụ của 2MC chuyển trạng thái Cuộn đóng của 4MC có điện đi đóng 4MC đưa mạch dự phòng vào làm... MBA B2 cung cấp điện cho TGC ~ B MC1 MC3 - B1 RT RU< BU TĐD MC2 + C Ưu điểm: TĐD tác động khi TGC mất điện vì bất kỳ lý do nào Nhược điểm: BU thường được bảo vệ bằng cầu chì TĐD có thể tác động nhầm khi dây cầu chì đứt 13 B2 MC4 Tự động đóng nguồn dự phòng 4 – Nguyên tắc thực hiện TĐD  Đề phòng TĐD làm việc nhầm khi đứt mạch cầu chì BU BU thường được bảo vệ bằng cầu chì TĐD có thể tác động nhầm khi... đóng nguồn dự phòng 4 – Nguyên tắc thực hiện TĐD  ~ Khởi động TĐD ~ A Khởi động bằng bảo vệ rơ le B MC3 MC1 Sử dụng bảo vệ rơ le của MBA để khởi động TĐD Ngắn mạch trong MBA   BVRL làm việc đi cắt MC2 - B1 Tiếp điểm phụ của MC2 được đóng lại đi khởi động TĐD B2 TĐD  TĐD làm việc đi đóng MC3 và MC4 MC2 BVRL + MC4 C Ưu điểm: Đơn giản, không cần thêm bảo Rơ le Nhược điểm: TĐD không làm việc khi mất điện