Phân tích cấu hình, thí nghiệm rơle bảo vệ so lệch thanh cái p746 sử dụng giao thức IEC 61850 tại trạm biến áp 220kv ngũ hành sơn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN XN ĐẠT PHÂN TÍCH CẤU HÌNH, THÍ NGHIỆM RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI P746 SỬ DỤNG GIAO THỨC IEC 61850 TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220KV NGŨ HÀNH SƠN Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 60520202 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2017 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG Phản biện 1: PGS.TS Đinh Thành Việt Phản biện 2: TS Vũ Phan Huấn Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 13 tháng năm 2017 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa  Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Hệ thống điện mạng lưới phức tạp gồm nhiều phần tử vận hành Vì để đảm bảo cho lưới điện vận hành an tồn, ổn định khơng thể thiếu thiết bị bảo vệ Hệ thống bảo vệ rơle có nhiệm vụ ngăn ngừa cố, hạn chế tối đa thiệt hại cố gây nên trì khả làm việc liên tục hệ thống Trong trạm biến áp, hệ thống phần tử quan trọng, nơi nhận phân phối điện từ nguồn cung cấp đến hộ tiêu thụ Sự cố xảy đầu mối liên hệ nhiều phần tử hệ thống nên xảy ngắn mạch không loại trừ cách nhanh chóng tin cậy gây hậu nghiêm trọng làm tan rã hệ thống Hệ thống bảo vệ so lệch nhằm loại trừ cố xảy đòi hỏi cao tính chọn lọc, khả tác động nhanh, độ nhạy độ tin cậy Hiện nay, giới có nhiều hãng sản xuất rơle hàng đầu Sel, Siemen, ABB, Schneider (trước Areva), Toshiba … Tại trạm biến áp thuộc khu vực miền Trung-Tây Nguyên, rơle bảo vệ so lệch Schneider chủ yếu dùng rơle P740 gồm khối trung tâm P741 khối mức ngăn P742 (P743), hệ thống bảo vệ đòi hỏi phải có nhiều rơle tương ứng cho ngăn lộ làm cho việc thiết kế, thi cơng, cấu hình trở nên phức tạp Hiện hãng Schneider đưa vào sử dụng rơle bảo vệ so lệch P746 kết hợp mở rộng input, output dùng rơle P849 theo giao thức truyền thông IEC 61850 Điều làm thay đổi thiết kế hệ thống bảo vệ từ cáp nhị thứ tin nhắn truyền thơng tín hiệu nhị phân thiết bị bảo vệ Với việc cải tiến rơle bảo vệ so lệch giao thức truyền thơng IEC 61850 đòi hỏi nhân viên thí nghiệm cần có nghiên cứu cài đặt, cấu hình phương pháp thí nghiệm rơle đồng thời nhân viên vận hành cần hiểu biết thông số cài đặt, thông tin ghi cố để vận hành tin cậy, an toàn ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Rơle bảo vệ so lệch Schneider P746 kết hợp mở rộng input, output dùng rơle P849 sử dụng giao thức truyền thông IEC 61850 Áp dụng cho hệ thống bảo vệ so lệch 110kV trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn 2.2 Phạm vi nghiên cứu - Hệ thống bảo vệ so lệch trạm biến áp - Nghiên cứu cài đặt, cấu hình rơle Schneider P746, P849 kết nối theo giao thức truyền thông IEC 61850 - Xây dựng phương pháp thí nghiệm rơle bảo vệ Schneider P746, P849 Lập file excel tính tốn vùng tác động phục vụ cơng tác thí nghiệm - Phần mềm mơ chế độ vận hành cố hệ thống bảo vệ so lệch MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI - Mục tiêu: Nghiên cứu cài đặt, cấu hình thí nghiệm rơle bảo vệ so lệch Schneider P746, P849 dùng giao thức IEC 61850, ứng dụng đưa vào vận hành trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn, giúp kiểm định chất lượng hệ thống bảo vệ nhanh chóng, xác, an tồn - Nhiệm vụ chính: + Phân tích hệ thống bảo vệ so lệch trạm biến áp + Phân tích cài đặt, cấu hình rơle Schneider P746, P849 Kết nối theo giao thức truyền thông IEC 61850 + Xây dựng phương pháp thí nghiệm hệ thống bảo vệ so lệch dùng rơle Schneider P746 Lập file excel tính tốn vùng tác động bảo vệ + Nghiên cứu mô chế độ vận hành cố hệ thống bảo vệ so lệch phần mềm Matlab Simulink + Cài đặt, cấu hình, thí nghiệm áp dụng cho trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn đưa ý kiến áp dụng cho trạm khác Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng, trạm biến áp với hệ thống bảo so lệch đưa vào vận hành hệ thống điện từ nhiều năm qua khu vực miền Trung-Tây Nguyên rơle Schneider P746, P849 kết nối theo giao thức truyền thông IEC 61850 chưa sử dụng Với ý nghĩa thực tiễn, đề tài giúp nhân viên thí nghiệm nắm rõ rơle bảo vệ P746, P849 qua thuận lợi kiểm định chất lượng hệ thống bảo vệ môi trường công tác nghiêm ngặt thời gian tiến độ theo yêu cầu cung cấp điện liên tục, đồng thời giúp người vận hành hệ thống vận hành cách an toàn, tin cậy ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI “Phân tích cấu hình, thí nghiệm rơle bảo vệ so lệch P746 sử dụng giao thức IEC 61850 trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn ” BỐ CỤC LUẬN VĂN Mở đầu Chương 1: Bảo vệ so lệch trạm biến áp Chương 2: Rơle Schneider P746, P849 bảo vệ Chương 3: Cấu hình thí nghiệm hệ thống bảo vệ so lệch TBA 220kV Ngũ Hành Sơn Chương 4: Mô bảo vệ so lệch Kết luận kiến nghị CHƢƠNG BẢO VỆ SO LỆCH TRONG TRẠM BIẾN ÁP 1.1 CHỨC NĂNG BẢO VỆ SO LỆCH DỌC ĐƢỜNG DÂY Bảo vệ so lệch dọc đường dây dựa nguyên tắc so sánh dòng Với bảo vệ so lệch dọc đường dây, để thay việc đấu nối mạch dòng điện nhị thứ dây dẫn phụ người ta sử dụng đường truyền thông tin cáp quang giao diện Tín hiệu dòng điện đầu rơle thu nhận xử lý số hóa Mỗi rơle đầu đo lường dòng điện chỗ gởi thơng tin độ lớn góc pha dòng điện đến rơle phía đối diện qua giao diện liệu bảo vệ đường thông tin Để bảo vệ so lệch làm việc đúng, điều kiện tổng dòng điện vào thiết bị bảo vệ khơng điều kiện vận hành bình thường Tuy nhiên thực tế ln có xuất dòng khơng cân dòng dung đường dây, lỗi biến dòng điện, sai số dòng điện Để tránh ảnh hưởng gây tác động nhầm cho rơle so lệch, rơle sử dụng đặc tính phân cực 1.2 CHỨC NĂNG BẢO VỆ SO LỆCH MÁY BIẾN ÁP Bảo vệ so lệch máy biến áp dựa nguyên tắc so sánh dòng Các ngun nhân sinh dòng khơng cân trình vận hành bình thường tổ đấu dây MBA, tỷ số biến dòng điện khác … xử lý giá trị cài đặt phù hợp rơle kỹ thuật số Ngồi ra, rơle kỹ thuật số có chức hãm sóng hài để ngăn ngừa cân dòng điện gây tác động nhầm đóng xung kích MBA (thành phần sóng hài bậc 2) hòa song song hai MBA, q kích thích MBA (thành phần sóng hài bậc lẻ) Để tránh tình trạng dòng so lệch tăng cao gây sai số biến dòng điện dòng thứ lớn, đặc biệt ngắn mạch vùng bảo vệ, rơle bảo vệ so lệch máy biến áp sử dụng đặc tính phân cực 1.3 CHỨC NĂNG BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI 1.3.1 Bảo vệ so lệch dùng rơle tổng trở thấp Hệ thống bảo vệ dựa nguyên lý tập trung tổng dòng điện đưa vào rơle so lệch Dòng điện so lệch xác định sau: Idiff(t) = i1 + i2 + … + in Nguyên lý đơn giản đòi hỏi tất biến dòng phải đồng dễ bị ảnh hưởng bão hòa biến dòng dòng cố lớn Các rơle bảo vệ tổng trở thấp với đầu vào hãm giảm đáng kể tác động bão hòa biến dòng cho phép sử dụng biến dòng có tỉ số khác Các rơle hoạt động đặc tính hay nhiều độ dốc với dòng so lệch dòng phân cực xác định sau: Idiff(t) = | i1+ i2…+ in | Ibias(t) = |i1| + |i2| +…+ |in| 1.3.2 Bảo vệ so lệch dùng rơle tổng trở cao 1.4 KẾT LUẬN Chương trình bày nguyên lý làm việc số chức so lệch rơle kỹ thuật số, qua cho ta thấy rơle kỹ thuật số ngày tích hợp nhiều chức bảo vệ với khả chỉnh định thông số cài đặt lập trình nên có độ linh hoạt cao, dễ dàng sử dụng cho đối tượng bảo vệ khác Trên sở sâu vào phân tích chức rơle P746 chương CHƢƠNG RƠLE SCHNEIDER P746, P849 BẢO VỆ THANH CÁI 2.1 CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH TRONG RƠLE P746 Rơle bảo vệ so lệch P746 thiết kế cho bảo vệ cấp điện áp từ phân phối đến truyền tải Rơle bao gồm nhiều tính khơng bảo vệ để hỗ trợ chẩn đốn phân tích cố hệ thống P746 tích hợp so lệch cái, lỗi máy cắt, vùng chết, bảo vệ q dòng thích hợp ứng dụng cho hệ thống nối đất trực tiếp 2.1.1 Bảo vệ so lệch Thành phần bảo vệ bảo vệ so lệch dòng phân cực riêng pha Phương pháp dùng túy số phân tích điểm nút toàn sơ đồ, vùng sơ đồ sở a Nguyên lý làm việc Ứng dụng theo định luật Kirchhoff So sánh tổng dòng vào vùng bảo vệ vùng kiểm tra Khi vận hành bình thường, dòng so lệch khơng Khi xảy cố dòng so lệch tăng dòng nhánh cố Một vài cơng thức tổng dùng cho sơ đồ bảo vệ so lệch: tổng vector, tổng tức thời b Đặc tính phân cực dòng so lệch Bảo vệ so lệch làm việc dựa ứng dụng thuật tốn có đặc tính phân cực, so sánh dòng so lệch phân cực dòng hãm Đặc tính nhằm đảm bảo độ ổn định bảo vệ ngắn mạch sơ đồ có máy biến dòng với đặc tính khác Thuật tốn làm việc theo:  Dòng so lệch: Idiff(t) = | ∑ i |  Dòng hãm phân cực: Ibias(t) = ∑ i  Độ dốc đặc tính phân cực: kx Hình 2.3 thể đặc tính thành phần dòng so lệch pha Đặc tính pha xác định theo cài đặt bảo Hình 2.3 : Đặc tính phân cực bảo vệ so lệch vệ: vùng ngưỡng cài đặt dòng so lệch ID>2 độ dốc đặc tính phân cực (k2 x Ibias) (k2 giá trị phần trăm độ dốc phân cực) c Giám sát thành phần kiểm tra vùng Dòng so lệch đo lường vùng cố dòng đo lường tồn hệ thống Một lí thường xuyên gây tác động nhầm bảo vệ so lệch lỗi vị trí thực tế dao cách ly máy cắt trạm phản hồi (tiếp điểm phụ không đúng) Điều làm xuất dòng so lệch nhiều nhánh Để an toàn, bảo vệ tác động vùng cụ thể thành phần vùng so lệch vùng kiểm tra đồng thời tác động Ưu điểm phần không nhạy sơ đồ thực tế không phù hợp Đặc tính kiểm tra vùng xác định dựa cài đặt bảo vệ: Vùng ngưỡng cài đặt dòng so lệch IDCZ>2 độ dốc đặc tính phân cực (kCZ x Ibias) (kCZ giá trị phần trăm độ dốc phân cực cho vùng kiểm tra) Vùng kiểm tra giới hạn dòng tất nhánh vào toàn cái: Idiff(t)CZ = |∑ idiff | d Sự giám sát thành phần so sánh pha Khi cố bên gây bão hòa máy biến dòng, dòng so lệch xuất Dòng so lệch đo lường phát cố bên khởi tạo tác động không mong muốn Để tránh rủi ro tác động trường hợp này, hầu hết bảo vệ dùng thuật toán so sánh pha để nhận biết cố bên ngồi hay bên Đặc tính thuật tốn là: - Làm việc khơng dựa vào điện áp - Góc pha lưu chu kỳ - Chỉ dòng điện có độ lớn chắn đưa vào tính tốn (đặt theo phần trăm dòng định mức biến dòng) - Khi tất góc dòng điện nằm vùng ±90o khơng khóa bảo vệ so lệch - Nếu có dòng đưa vào tính tốn xem cố bên Do đó, thành phần so sánh pha tính tốn có dòng điện có độ lớn lớn ngưỡng đặt (đặt theo phần trăm dòng định mức biến dòng) tất góc dòng điện khơng nằm vùng ±90o khóa bảo vệ so lệch e Tiêu chuẩn tác động Tín hiệu tác động cho vùng là: cố phát vùng chắn vùng kiểm tra đồng thời thành phần so sánh pha khơng khóa bảo vệ so lệch f Mạch giám sát dòng điện Trong vận hành bình thường, dòng so lệch khơng 10 P746 cài đặt hiển thị trạng thái tiếp điểm phụ thường hở (52a) thường kín (52b) máy cắt Ở điều kiện bình thường tiếp điểm trạng thái ngược 2.1.4 Các ghi nhiễu loạn Rơle tích hợp đo lường, phương tiện ghi kiện, cố, tin thích hợp cho việc phân tích cố phức tạp hệ thống Rơle linh hoạt việc cho phép lập trình phương tiện cho phù hợp với nhu cầu sử dụng a Bản ghi cố Mỗi ghi cố thiết lập, ghi kiện tạo Sự kiện cho biết ghi cố ghi gắn thẻ thời gian tương ứng Bản ghi cố bao gồm thời gian xảy ra, vị trí cố, giá trị đo lường cố… b Bộ ghi nhiễu loạn Bộ ghi nhiễu loạn tích hợp có nhớ lưu trữ riêng Số lượng ghi rơle phụ thuộc vào việc chọn lựa thời gian ghi Cấu hình ghi nhiễu loạn bao gồm thời gian ghi vị trí kích hoạt, việc lựa chọn tín hiệu số analog ghi, nguồn tín hiệu kích hoạt ghi 2.1.5 Minh họa số ứng dụng bảo vệ so lệch rơle P746 Hệ thống nối với dao cách ly máy cắt dao cách ly máy cắt với hai CT kèm Ứng dụng với trường hợp cụ thể vùng bảo vệ vùng kiểm tra rơle khác Dưới tác giả trình bày số trường hợp tính tốn vùng bảo vệ rơle với sơ đồ vận hành khác a Thanh đơn đôi với phân đoạn b Thanh đôi với CT nối 11 c Thanh đôi với hai CT nối 2.1.6 Ƣu nhƣợc điểm rơle P746 a Ƣu điểm Rơle bảo vệ P746 thiết kế chứng tỏ khả tác động nhanh chóng xác tất trường hợp cố nội xảy P746 bảo vệ cho tối đa vùng, 21 xuất tuyến, với hầu hết dạng sơ đồ khác nhau: đơn, kép, dự phòng, sơ đồ rưỡi… Ưu điểm bảo vệ phân đoạn riêng : - Tăng độ nhạy cho vùng kiểm tra - Khi rơle/CT hư hỏng: Khi sử dụng hệ thống phân đoạn với hai nhiều khác biệt rơle/CT hư hỏng phía khơng ảnh hưởng đến phía lại Đây yêu cầu lớn việc bảo vệ toàn bị loại bỏ không chấp nhận - Đơn giản hóa thuật tốn: Trong thuật tốn P746, dễ dàng đưa việc bố trí thuật tốn cho phía độc lập với phía lại b Nhƣợc điểm sơ đồ nhiều xuất tuyến có kiểm tra vùng - Ảnh hưởng độ nhạy vùng kiểm tra - Ảnh hưởng dòng khơng cân vùng kiểm tra - Khi rơle/CT hư hỏng: Khi mạch giám sát CT hoạt động hay trường hợp rơle hư hỏng sơ đồ không tách riêng ảnh hưởng tới vùng kiểm tra khóa hồn tồn bảo vệ 2.2 CHỨC NĂNG RƠLE P849 Rơle P849 thiết bị mở rộng input output thiết kế để 12 tăng ứng dụng Thiết bị bao gồm đầy đủ tính để hổ trợ phân tích cố 2.2.1 Ứng dụng bảo vệ Được đặc trưng khả giao tiếp IEC 61850-8.1 mạng ethenet đơn đơi P849 mở rộng số lượng đầu vào đầu cho thiết bị tất cấp điện áp ( từ trung áp đến cao áp ), nhà sản xuất ( truyền thông IEC 61850 thông qua GOOSE Reports) 2.2.2 Ứng dụng điều khiển P849 giao tiếp với giao thức thơng thường kết nối với hệ thống điều khiển từ xa 2.3 GIAO THỨC TRUYỀN THƠNG IEC 61850 VÀ MƠ HÌNH GOOSE 2.3.1 Giới thiệu giao thức truyền thông IEC 61850 2.3.2 Mơ hình GOOSE Truyền thơng ngang hàng tốc độ cao hệ thống bảo vệ điều khiển sở IEC 61850 sử dụng phương pháp riêng biệt thiết kế để đáp ứng loạt u cầu Với quan điểm mơ hình kiện trạm chung (Generic Substation Event - GSE) dựa việc truyền thị tạo có kiện cụ thể TBA xuất hiện, mơ hình GOOSE quan trọng Khi có thay đổi trạng thái tin nhắn GOOSE, chế lặp lại đảm bảo chắn tin nhắn gửi với khoảng thời gian thay đổi lần lặp tin nhắn từ thời gian cực tiểu mili giây tăng dần lên đến thời gian lặp cực đại khoảng giây Khi đến thời gian lặp cực đại tin nhắn tiếp tục truyền theo thời gian đến tin nhắn thay đổi trạng thái 13 2.4 KẾT LUẬN Chương phân tích rõ nguyên lý hoạt động, thông số chức rơle P746, P849, mơ hình kết nối P746 P849 theo giao thức truyền thông IEC 61850 Các thông số định làm việc xác rơle, đảm bảo cho lưới điện vận hành an tồn, tin cậy Vì u cầu nhân viên thí nghiệm, người vận hành phải nắm vững để cài đặt thơng số, cấu hình PSL, MCL, kết nối theo giao thức IEC 61850 truyền tin nhắn Goose sử dụng TBA 220kV Ngũ Hành Sơn phân tích chương 14 CHƢƠNG CẤU HÌNH VÀ THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI TBA 220KV NGŨ HÀNH SƠN TBA 220kV Ngũ Hành Sơn mở rộng từ TBA 110kV Quận vào năm 2016 Hệ thống 110kV trạm gồm hai với lộ tổng, xuất tuyến ngăn phân đoạn 112 Hệ thống thiết kế bảo vệ rơle so lệch P746 Trong chương tác giả trình bày cài đặt thơng số, cấu hình thí nghiệm hệ thống bảo vệ trạm Hệ thống bảo vệ gồm rơle P746 bảo vệ cho pha A, B, C rơle P849 truyền tín hiệu trạng thái máy cắt, dao cách ly đến P746 theo tin nhắn GOOSE 3.1 CẤU HÌNH RƠLE P746 Dựa vào sở lý thuyết P746 trình bày chương ta tiến hành cấu hình, bước quan trọng giúp cho rơle vận hành theo yêu cầu hệ thống Ta tiến hành bước sau thông qua phần mềm Schneider Electric Easergy Studio: - Cài đặt thông số chỉnh định mục Settings - Cấu hình Programmable Scheme Logic (PSL) - Cấu hình MCL để truyền tin nhắn GOOSE từ P849 đến P746 3.1.1 Cài đặt thông số mục Settings Thực cài đặt theo phiếu chỉnh định Trung tâm điều độ hệ thống điện miền Trung ban hành Các bước cài đặt thông số quan trọng rơle P746: - Cài đặt mục CONFIGURATION: để đơn giản hóa thiết lập IED, cột cài đặt cấu hình dùng phép vơ hiệu hóa chức - Cài đặt CT and VT RATIOS: cài đặt tỉ số TI tất nhánh nối vào hệ thống theo giá trị thứ nhị thứ 15 - Kích hoạt khối điều khiển GOOSE nằm mục IED Configurator, khối xác định thơng số để truyền liệu qua Ethernet Lan Ít khối điều khiển Goose IED phải kích hoạt tin nhắn Goose để làm việc - Cài đặt mục Disturb Recorder: cài đặt quan trọng rơle, phục vụ cho mục đích tìm hiểu ngun nhân làm bảo vệ tác động - Cài đặt mục Group 1: bao gồm tất thông số liên quan đến chức bảo vệ rơle ( bao gồm chức Enable mục Configuration) 3.1.2 Cấu hình Programmable Scheme Logic (PSL) a Tổng quan PSL Mục đích PSL cho phép người dùng cấu hình sơ đồ logic hợp lí phù hợp với ứng dụng cụ thể Điều thực thơng qua cổng logic lập trình thời gian trễ Chương trình cung cấp linh hoạt cho người dùng để thiết kế sơ đồ logic riêng họ Tuy nhiên, có nghĩa PSL cấu hình thành hệ thống phức tạp, thiết lập PSL thực thông qua phần mềm hỗ trợ máy tính Easergy Studio b Cấu hình PSL TBA 220kV Ngũ Hành Sơn Cấu hình trạng thái máy cắt, dao cách ly sơ đồ vận hành, tín hiệu nhận từ đầu vào ảo Cấu hình giúp rơle biết trạng thái vận hành thiết bị thứ từ làm việc xác có cố xảy Sau cấu hình đầu vào ảo, ta cấu hình cho đầu vào cách ly quang Khi nhận tín hiệu, rơle khởi tạo chức lỗi hư hỏng máy cắt từ bên ngồi, kiểm tra dòng vượt ngưỡng thông số chỉnh định tác động cắt ngăn có liên quan sau thời gian chỉnh định 16 Cấu hình đầu tác động ngăn máy cắt 176, có tín hiệu tác động bảo vệ rơle xuất đầu tác động cắt máy cắt ngăn 176 Cấu hình đầu vào ảo dùng để khóa bảo vệ so lệch số trường hợp đặc biệt Cấu hình cho tín hiệu bảo vệ khởi động tác động kích hoạt ghi cố 3.1.3 Cấu hình Micom Configuration Language (MCL) MCL dùng để truyền tin nhắn GOOSE từ rơle P849 đến rơle P746 theo giao thức IEC 61850 Để cấu hình MCL ta thực cấu hình lần lượt: tạo tập tin MCL, cấu hình truyền thơng, tạo dataset, cấu hình Goose publishing, Goose subscribing - Tạo chỉnh sửa file MCL - Cấu hình truyền thông: Mở thư mục vào mục Communication, mục Address configuration gõ địa IP cho rơle, mục General configuration lựa chọn Fiber Copper tùy thuộc vào cáp kết nối rơle với - Tạo dataset: dataset tập hợp liệu lấy từ mơ hình liệu IED - Cấu hình Goose Publishing: kết nối biến dataset chọn đến khối điều khiển Goose để truyền tín hiệu đến rơle khác - Cấu hình Goose Subscribing: cấu hình P746 để nhận tín hiệu truyền từ P849 3.2 THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI Hệ thống bảo vệ so lệch hệ thống bảo vệ phức tạp u cầu nhân viên thí nghiệm phải nắm vững nguyên lí hoạt động, chức làm việc quy trình thí nghiệm 17 3.2.1 Thí nghiệm ban đầu Mục đích kiểm tra ban đầu đánh giá làm việc chức bảo vệ có rơle theo thiết kế ban đầu phù hợp với nguyên lý làm việc mạch điện, kiểm tra khả sẵn sàng rơle trước cấp nguồn ni … 3.2.2 Thí nghiệm chức bảo vệ Thí nghiệm chức bảo vệ rơle trường theo thiết kế phiếu chỉnh định yêu cầu Trung tâm Điều độ hệ thống điện Nó nhằm đánh giá chất lượng thiết bị từ nhà cung cấp, đặc tính hoạt động rơle, phù hợp giá trị cài đặt phối hợp bảo vệ hệ thống; phù hợp thiết kế… Thí nghiệm hệ thống bảo vệ so lệch trạm bao gồm kiểm tra đo lường, chức bảo vệ so lệch bảo vệ lỗi hư hỏng máy cắt sở sử dụng hợp thí nghiệm Omicron Kiểm tra tin cố ghi nhiễu loạn từ rơle có với thực tế thí nghiệm a Kiểm tra đo lƣờng: Tiến hành đấu nối sơ đồ mạch nhị thứ từ hợp thí nghiệm vào chân rơle hình 3.29 Bơm dòng vào pha, kiểm tra giá trị hiển thị độ lớn, góc pha dòng điện ngăn, dòng so lệch, dòng phân cực rơle Hình 3.29: Sơ đồ đấu nối mạch nhị thứ đo lường 18 b Thí nghiệm chức bảo vệ so lệch: - Kiểm tra ngưỡng so lệch - Kiểm tra thời gian tác động bảo vệ - Kiểm tra ngưỡng cảnh báo ID>1 - Kiểm tra thời gian cảnh báo - Kiểm tra đặc tính phân cực - Kiểm tra đường cảnh báo alarm k1 ta thực tương tự hai điểm, 95% 105% k1 - Kiểm tra riêng thành phần so sánh pha: Ta kiểm tra hai điểm 99% 101% giá trị Phcomp pu ratio Tiến hành kiểm tra tất đầu rơle, cố đầu tác động cắt tất máy cắt 1, tương tự với Rút tin cố rơle, kiểm tra giá trị dòng điện, biến tác động Để thuận tiện cho việc thí nghiệm bảo vệ so lệch cái, nhằm mục đích rút ngắn thời gian thí nghiệm, đảm bảo độ xác thí nghiệm rơle P746 tác giả lập bảng tính tốn giá trị thí nghiệm chức so lệch file excel c Thí nghiệm bảo vệ lỗi hƣ hỏng máy cắt : Bảo vệ khởi tạo từ hai thành phần bảo vệ bên bảo vệ bên Ta tiến hành thí nghiệm thành phần riêng - Khởi tạo 50BF từ bên ngoài: Kiểm tra giá trị ngưỡng dòng trở về, thời gian tác động retrip, thời gian tác động backup trip - Khởi tạo 50BF từ bảo vệ so lệch cái: Kiểm tra thời gian tác động retrip, thời gian tác động backup trip Tiến hành kiểm tra tất đầu rơle, lỗi hư hỏng máy cắt cắt tất máy cắt lân cận máy cắt 19 Tiến hành rút tin cố rơle, kiểm tra giá trị dòng điện, biến tác động Kiểm tra tương tự cho tất ngăn lại 3.2.3 Kiểm tra mang tải Mục đích việc kiểm tra thiết bị bảo vệ mang tải lần đầu nhằm đánh giá tính đắn hệ thống mạch dòng điện, mạch điện áp đưa vào rơle phù hợp với chức bảo vệ giá trị chỉnh định cài đặt rơle, nhằm đảm bảo hệ thống bảo vệ rơle hoạt động an toàn tin cậy 3.3 KẾT LUẬN Rơle bảo vệ phải giám sát liên tục hệ thống điện phải sẵn sàng để phát cố ngẫu nhiên, cơng tác thí nghiệm rơle bảo vệ trước đưa vào vận hành thí nghiệm định kỳ quan trọng, đảm bảo hoạt động tin cậy chúng TBA 220kV Ngũ Hành Sơn trạm sử dụng P746, P849 dùng giao thức IEC 61850 truyền tin nhắn Goose khu vực miền Trung Do việc cài đặt thơng số, cấu hình chi tiết trình tự thí nghiệm trình bày chi tiết chương giúp nhân viên thí nghiệm hiểu rõ thơng số vận hành, cấu hình trạm, phương pháp thí nghiệm từ rút ngắn thời gian thí nghiệm TBA khác dùng rơle P746 P849 20 CHƢƠNG MÔ PHỎNG BẢO VỆ SO LỆCH THANH CÁI Để đánh giá đầy đủ làm việc đắn hệ thống bảo vệ so lệch trạm biến áp dạng cố khác tác giả tiến hành mô làm việc bảo vệ trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn 4.1 XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG RƠLE SỐ VỚI SIMULINK/ SIMPOWERSYSTEM 4.1.1 Xây dựng sơ đồ bảo vệ so lệch Từ sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn, tác giả sử dụng phần tử thư viện Simpowersystem thư viện Simulink để xây dựng mô rơle số bảo vệ so lệch Trong phần tử sử dụng để thay mơ gồm có: máy phát điện đồng bộ, máy cắt ba pha, biến dòng điện, biến điện áp, tải ba pha số thiết bị phụ khác 4.1.2 Mô rơle bảo vệ so lệch a Xây dựng khối nguyên lý làm việc Từ sơ đồ phương thức bảo vệ so lệch ngun tắc tính tốn rơle Schneider P746, sử dụng khối tính tốn thư viện Simulink để thiết kế mạch tính tốn khối bảo vệ so lệch Mô rơle bảo vệ so lệch với hai khối bảo vệ so lệch ứng với hai hệ thống Trong sơ đồ ta mô nguồn gồm MBA T1, T2, AT3, đường dây 172 Tải gồm đường dây 171, 174, 176 Các điểm cố lựa chọn nằm C11, C12 sau TI ngăn 176 Sơ đồ mơ gồm có nguồn, máy biến dòng, cái, máy cắt, tải, khối tính tốn so lệch Ngăn 112 mơ có máy biến dòng dùng để đưa vào tính tốn cho khối so lệch 21 b Phân tích làm việc rơle chế độ - Chế độ làm việc bình thường: Thiết lập sơ đồ vận hành với tất máy cắt đóng (hình 4.7) Kết chương trình xác định điểm làm việc rơle đặc tính với Idiff = 0; Ibias = 2,19 Idiff = 0; Ibias = 3,28 Như điều kiện vận hành bình thường khơng có dòng so lệch vùng bảo vệ hai rơle không tác động Hình 4.7 : Sơ đồ truyền tải cơng suất vận hành bình thường - Sự cố vùng bảo vệ: Sơ đồ vận hành chế độ bình thường, chọn điểm ngắn mạch C11 Kết chương trình xác định điểm làm việc rơle đặc tính với Idiff = 10,5; Ibias = 12,75, điểm ngắn mạch vùng bảo vệ 1, rơle xuất lệnh TRIP máy cắt 131, 133, 171 112 Điểm làm việc với Idiff= 0; Ibias = 17; bảo vệ khơng tác động (hình 4.11) - Sự cố ngồi vùng bảo vệ: Sơ đồ vận hành chế độ bình thường, chọn điểm ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ 1, Kết chương trình xác định điểm làm việc rơle đặc tính với Idiff = 0; Ibias = 8,5; điểm làm việc rơle đặc 22 tính với Idiff = 0; Ibias = 23,3 Đây điểm ngắn mạch vùng bảo vệ hai cái, rơle khơng tác động Hình 4.11: Sự cố vùng bảo vệ c Nhận xét: Kết chương trình mơ bảo vệ so lệch Schneider P746 chế độ phù hợp với thực tế vận hành rơle trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn 4.2 KẾT LUẬN Trong chương này, tác giả mô nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch sở sơ đồ phương thức rơle bảo vệ trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn Mơ rơle có cấu tạo đầu vào, đầu ra, đặc tính bảo vệ logic làm việc giống với rơle thực tế, thông số cài đặt bám sát chức rơle thật tạo tiện lợi sử dụng Với việc mô rơle, mô sơ đồ bảo vệ trạm biến áp, ta kiểm tra thơng số cài đặt, phân tích nghiên cứu làm việc rơle trạng thái vận hành bình thường dạng cố hệ thống điện 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sự phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ với đời ngày nhiều chủng loại rơle bảo vệ so lệch đòi hỏi chun mơn người thí nghiệm vận hành phải theo kịp Bảo vệ so lệch bảo vệ phức tạp hệ thống bảo vệ, đòi hỏi người thí nghiệm phải có hiểu biết chun sâu phương thức bảo vệ, vận hành trạm biến áp để tránh cấu hình nhầm gây tác động khơng mong muốn thao tác sơ đồ chuyển đổi sơ đồ vận hành Tác giả thực hiên đề tài với mục đích: - Giúp cho người sử dụng thí nghiệm hiểu rõ hệ thống bảo vệ so lệch trạm biến áp bảo vệ so lệch - Nắm bắt thông số cài đặt, cấu hình thí nghiệm rơle P746, rơle sử dụng trạm biến áp thuộc khu vực miền Trung, qua giúp người vận hành dễ dàng trình sử dụng, cài đặt thơng số, kiểm tra cấu hình, đọc tin cố, đồng thời giúp nhân viên thí nghiệm rút ngắn thời gian thí nghiệm điều kiện yêu cầu nghiêm ngặt thời gian cắt điện - Trao đổi tin nhắn Goose theo giao thức truyền thông IEC 61850 ngày sử dụng phổ biến thay cho việc dùng cáp nhị thứ truyền thống đòi hỏi nhân viên thí nghiệm phải trau dồi thêm kiến thức cấu hình Goose Với cấu hình Goose trình bày đề tài giúp cho nhân viên thí nghiệm cấu hình Goose cho tất rơle hãng Schneider đồng thời giúp cho việc cấu hình Goose hãng rơle khác trở nên dễ dàng Với cách thức xây dựng mô logic làm việc rơle Matlab/Simulink để xem xét làm việc dạng cố giải pháp tốt để nghiên cứu, phân tích đánh giá làm việc 24 rơle hệ thống bảo vệ Luận văn mô rơle có cấu tạo đầu vào, đầu ra, đặc tính bảo vệ logic làm việc giống với rơle thật, thông số cài đặt bám sát chức rơle tạo tiện lợi sử dụng Với phương pháp mơ rơle số ta dễ dàng mở rộng cho nhiều chủng loại rơle khác với đối tượng bảo vệ khác Hƣớng phát triển đề tài: Ngồi mục đích tác giả trình bày trên, luận văn giúp người đọc cấu hình, thí nghiệm tất hệ thống bảo vệ so lệch hãng rơle khác sử dụng tin nhắn Goose theo giao thức truyền thông IEC 61850 Giúp cho việc cấu hình, thí nghiệm hệ thống bảo vệ so lệch dễ dàng ... người vận hành hệ thống vận hành cách an tồn, tin cậy ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI Phân tích cấu hình, thí nghiệm rơle bảo vệ so lệch P746 sử dụng giao thức IEC 61850 trạm biến áp 220kV Ngũ Hành Sơn ” BỐ CỤC... Chương 1: Bảo vệ so lệch trạm biến áp Chương 2: Rơle Schneider P746, P849 bảo vệ Chương 3: Cấu hình thí nghiệm hệ thống bảo vệ so lệch TBA 220kV Ngũ Hành Sơn Chương 4: Mô bảo vệ so lệch Kết luận... cứu Rơle bảo vệ so lệch Schneider P746 kết hợp mở rộng input, output dùng rơle P849 sử dụng giao thức truyền thông IEC 61850 Áp dụng cho hệ thống bảo vệ so lệch 110kV trạm biến áp 220kV Ngũ Hành