Toång quan: Ngaøy nay, caùc nhaø cung caáp ñieän coù xu höôùng duøng caùc thieát bò thoâng minh hôn ñeå quaûn lyù, vaän haønh kinh teá hôn HTÑ. Thuaät ngöõ “Heä thoáng ñieän” theå hieän taäp hôïp caùc thieát bò hình thaønh töø caùc heä thoáng vaät lyù truyeàn taûi vaø phaân phoái coâng suaát. Thuaät ngöõ “Heä thoáng thieát bò ño löôøng vaø ñieàu khieån (IC)” döïa vaøo taäp hôïp caùc thieát bò nhö maøn hình, boä ñieàu khieån vaø baûo veä HTÑ. Töï ñoäng hoùa HTÑ döïa vaøo vieäc söû duïng thieát bò IC ñeå vaän haønh vaø ñieàu khieån HTÑ moät caùch töï ñoäng. Caùc chöùc naêng vaø boä phaän chính thöïc hieän: Thu thaäp döõ lieäu: Döïa vaøo vieäc thu thaäp hay taäp hôïp döõ lieäu. Döõ lieäu naøy ñöôïc thu thaäp töø vieäc ño giaù trò töông töï cuûa doøng vaø aùp hoaëc laø traïng thaùi ñoùng môû ôû caùc ñieåm coù thieát bò ñoùng caét. Caùc döõ lieäu thu thaäp ñöôïc coù theå duøng taïi choã thieát bò hoaëc göûi ñeán thieát bò khaùc trong traïm hoaëc laø töø traïm naøy ñeán traïm khaùc, hoaëc taïo cô sôû döõ lieäu cho ngöôøi vaän haønh, kyõ sö, ngöôøi laäp keá hoaïch, toå coâng taùc vaø nhaø quaûn lyù söû duïng. Giaùm saùt HTÑ: Maùy tính xöû lyù caùc döõ lieäu thu thaäp ñöôïc, giaùm saùt caùc cheá ñoä vaø tình traïng cuûa HTÑ. Ngöôøi vaän haønh, kyõ sö coù theå giaùm saùt thoâng tin töø xa hieån thò treân maùy tính hay taïi caùc maët tröôùc thieát bò baûo veä vaø maùy tính xaùch
326 TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN Tổng quan: Ngày nay, nhà cung cấp điện có xu hướng dùng thiết bò thông minh để quản lý, vận hành kinh tế HTĐ Thuật ngữ “Hệ thống điện” thể tập hợp thiết bò hình thành từ hệ thống vật lý truyền tải phân phối công suất Thuật ngữ “Hệ thống thiết bò đo lường điều khiển (I&C)” dựa vào tập hợp thiết bò hình, điều khiển bảo vệ HTĐ Tự động hóa HTĐ dựa vào việc sử dụng thiết bò I&C để vận hành điều khiển HTĐ cách tự động Các chức phận thực hiện: Thu thập liệu: Dựa vào việc thu thập hay tập hợp liệu Dữ liệu thu thập từ việc đo giá trò tương tự dòng áp trạng thái đóng mở điểm có thiết bò đóng cắt Các liệu thu thập dùng chỗ thiết bò gửi đến thiết bò khác trạm từ trạm đến trạm khác, tạo sở liệu cho người vận hành, kỹ sư, người lập kế hoạch, tổ công tác nhà quản lý sử dụng Giám sát HTĐ: Máy tính xử lý liệu thu thập được, giám sát chế độ tình trạng HTĐ Người vận hành, kỹ sư giám sát thông tin từ xa hiển thò máy tính hay mặt trước thiết bò bảo vệ máy tính xách tay Điều khiển HTĐ: Điều khiển dựa vào việc gửi thông tin đến thiết bò để vận hành I&C thiết bò HTĐ Hệ thống điều khiển có giám sát thu thập liệu truyền thống (SCADA) dựa vào người vận hành để giám sát hệ thống lệnh kích khởi từ người vận hành thao tác máy tính chủ Người vận hành điều khiển chỗ thiết bò cách dùng nút ấn mặt trước thiết bò máy tính xách tay Tự động hóa HTĐ: Là hệ thống hoạt động điều khiển tự động HTĐ qua trình tự động máy tính thiết bò I&C thông minh Quá trình dựa vào việc thu thập liệu, giám sát hệ thống điều khiển HTĐ, tất làm việc với phối hợp tự động Các lệnh điều khiển tạo sau truyền cách người vận hành kích khởi tay Các thiết bò thông minh cho hệ thống I&C: Các thiết bò I&C vi xử lý thiết bò điện tử thông minh (IEDs) Vi xử lý chip máy tính đơn có chức sử dụng liệu, lệnh điều khiển truyền tin máy tính Quá trình tự động vận hành IEDs, truyền tin xử lý thông qua cổng nối tiếp IEDs dùng trạm hay đặt đầu trụ đường dây Các biến đổi đo lường (máy biến điện áp, biến dòng điện): Các biến đổi đo lường dùng để cảm nhận giá trò dòng điện điện áp HTĐ Chúng nối trực tiếp đến thiết bò HTĐ biến đổi tín hiệu tương tự thực HTĐ gồm điện áp cao dòng điện lớn, giảm xuống mức tín hiệu thấp Bộ chuyển đổi: Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự từ đầu biến đổi đo lường từ hệ độ sang hệ độ lớn khác, từ dạng giá trò sang dạng giá trò khác, ví dụ từ dòng điện AC áp DC Thiết bò đầu cuối (RTU): RTU IED lắp đặt vò trí thiết bò làm việc điểm đầu cuối RTU chuyển đổi liệu thu thập đến thiết bò khác, nhận liệu điều khiển từ thiết bò khác qua cổng nối tiếp RTU có chương trình cho người sử dụng, gọi smart RTU 327 Khóa liên kết truyền tin: Khóa truyền thông tin thiết bò đóng cắt số cổng nối tiếp Người sử dụng xa kích khởi truyền tin với khóa cổng thông qua việc kết nối đến trạm, tiêu biểu kết nối điện thoại quay số Một kết nối, người sử dụng gửi thông tin thông qua khóa cổng đến thiết bò IEDs kết nối trạm Khóa cổng đơn cho thông tin thông qua IEDs Đồng hồ đo: Là thiết bò IED dùng đo lường xác giá trò dòng điện, điện áp công suất HTĐ Giá trò đo công suất tiêu thụ giá trò đỉnh, lưu lại máy đo để lập nên dòng thông tin lưu trữ hoạt động HTĐ Bộ ghi cố DFR: DFR thiết bò IED dùng thu thập thông tin nhiễu loạn HTĐ Nó có khả chứa liệu dạng kỹ thuật số kích khởi tình trạng khác HTĐ, dụ họa tần, tần số điện áp Bộ điều chỉnh đầu phân áp tải LTC: LTC thiết bò dùng để thay đổi vò trí nấc đầu phân áp máy biến áp Thiết bò làm việc tự động điều khiển thông qua IED nơi khác vận hành từ xa Bộ điều khiển tự đóng lại: Bộ điều khiển tự đóng lại điều khiển từ xa hoạt động tự đóng lại hay thiết bò đóng cắt Các thiết bò giám sát lưu trữ tình trạng HTĐ xác đònh thao tác điều khiển Nguồn đồng thời gian: Là thiết bò IED dùng tạo giá trò thời gian ngày mà sau loan báo đến thiết bò IEDs để đặt tất đồng hồ lúc Cổng giao thức: Các thiết bò IEDs liên kết nối tiếp với đọc hiểu ngôn ngữ đặc biệt hay giao thức Giao thức cổng vào chuyển đổi việc truyền tin từ giao thức sang giao thức khác Nhiệm vụ thường thực phần mềm máy tính Giao diện người - máy (HMI): Hiển thò trước hình nút ấn hay máy tính cá nhân, hoạt động giao diện đến hệ thống liệu điều khiển cho trạm PLC: Là thiết bò IED lập trình hoạt động điều khiển logic PLC đại lập trình để tạo thông tin từ liệu thực tự động PLC truyền liệu thu thập đến thiết bò khác hay nhận liệu điều khiển lệnh từ thiết bò khác thông qua cổng nối tiếp Rơle bảo vệ: Là thiết bò IED thiết kế để cảm nhận nhiễu loạn HTĐ, thực tác động điều khiển hệ thống I&C HTĐ để bảo vệ người thiết bò Rơle bảo vệ tạo thông tin đo lường, thu thập thông tin trạng thái hệ thống lưu giữ dòng kiện vận hành hệ thống Bộ xử lý truyền thông: Là điều khiển cho trạm, hợp nhiều chức thiết bò I&C khác vào IED Có nhiều cổng truyền tin để hỗ trợ liên kết nhiều thông tin đồng thời Bộ xử lý truyền thông thực thu thập liệu thu điều khiển IED trạm khác tập hợp liệu thu chuyển đến hay nhiều máy chủ bên bên trạm Bộ xử lý truyền thông tập hợp nhiều đặc tính thiết bò IEDs khác nhau, bao gồm RTU, khóa cổng truyền tin, cổng giao thức, nguồn đồng thời gian PLC Bộ xử lý truyền thông có đầu nối I/O chỗ thực gọi để cảnh báo người xử lý thay đổi trạng thái Truyền thông tin HTĐ Giao thức truyền thông tin: IEEE đònh nghóa giao thức truyền tin tập nghi thức thỏa thuận, quy đònh khuôn khổ lập trình thời gian tương đối trao đổi thông tin hai đầu cực truyền tin Một thủ tục chặt chẽ yêu cầu để khởi động trì truyền thông tin Điều điều hòa trật tự xếp thông tin, tốc độ truyền kiểm tra lỗi 328 Tổng quát, mạng truyền tin HTĐ cung cấp bốn hoạt động bản: thiết lập thông tin, hoàn thành truyền tin, viết liệu đọc liệu Chức viết liệu dùng để yêu cầu IED thực tác động điều khiển, thay đổi giá trò đặt gửi liệu đến thiết bò có yêu cầu Kiểm tra lỗi thực thiết bò để xác đònh tin liệu bò sai lạc, gián đoạn trình truyền Lập trình tin tốc độ truyền dẫn thông số đònh hình trình lắp đặt Các giao thức phổ biến: - ASCII biến đổi dễ dàng tới ký tự số mà người đọc Giao thức đơn giản thường chậm chạp - Modbus: giao thức thông dụng công nghiệp trở nên thông dụng trạm điện - ModbusPlus: mở rộng giao thức Modbus, có tốc độ trung bình - DNP 3.0: giao thức thông dụng SCADA Môi trường truyền tin: Có nhiều loại phương tiện truyền thông tin khác nhau, dùng để dẫn liệu thiết bò IEDs HTĐ, gồm có cáp đồng, đường dây tải điện (PLC), đường dây điện thoại, sợi quang vô tuyến Vô tuyến bao gồm FM, vi sóng, mạng điện thoại di động vệ tinh Kết nối truyền tin: Kết nối trực tiếp gián tiếp multidrop hai loại truyền tin dùng mạng Trong kết nối trực tiếp, có hai thiết bò kết nối với Đường dẫn truyền liệu kim loại, vô tuyến sợi quang Mỗi giao diện bao gồm kết nối truyền nhận riêng biệt thiết bò Có số kết nối trực tiếp riêng đến nhiều thiết bò IEDs, cho phép thiết bò truyền tin đồng thời Hệ thống có nhiều kết nối trực tiếp bắt nguồn từ thiết bò gọi cấu trúc mạng tia Hình mô tả cấu trúc hình tia Nhiều mạng hình tia kết nối với Mạng điều khiển Rơle Hình Cấu trúc hình tia Bất giao thức nào, bao gồm thiết kế ứng dụng kết nối gián tiếp multidrop, sử dụng cho kết nối trực tiếp dạng hình tia Hầu hết, hệ thống ethernet ngày phát triển dạng mạng hình tia với trung tâm hình tia khóa đóng cắt, trục hay tuyến Trong cấu trúc mạng gián tiếp multidrop, số thiết bò kết nối thẳng vào góp hặc mạng vòng Hình mô tả kết nối thiết bò dạng mạng góp hình kết nối dạng mạng vòng Kết nối multidrop yêu cầu thời điểm có thiết bò truyền tin Các thiết bò mạng multidrop phải đọc giao thức với tốc độ 329 Mạng điều khiển Rơle Hình Cấu trúc dạng Mạng điều khiển Rơle Hình Cấu trúc mạng vòng Đọc điện kế tự động (AMR): Là dòch vụ truyền dẫn liệu từ điện kế tiêu dùng đến hệ thống thu thập liệu công ty bán điện, cho phép thu thập nhiều loại thông tin khác để tạo thuận lợi cho công ty khách hàng Công nghệ AMR cho phép khách hàng sử dụng điện có hiệu suất cao chương trình ứng dụng Một số hệ thống cho phép khách hàng điều khiển tiêu thụ điện nhà theo ý muốn, với chi phí thấp nhất; giám sát dòng điện; thu nhận thông tin hàng ngày; toán hóa đơn điện; điều khiển ánh sáng hệ thống an toàn nhà Công nghệ AMR đònh cách lựa chọn sơ đồ truyền tin Công nghệ (PLC) sử dụng đường dây tải điện phương tiện truyền thông cho việc gửi nhận giữ liệu dải băng thông hẹp, tốc độ thấp Công nghệ dựa việc dùng đường dây cáp quang, điện thoại (dành riêng chia sẻ với điện thoại) để gửi nhận giữ liệu đo đếm Các hệ thống dựa vào điện thoại có chi phí thấp đối tượng chọn lọc, đặc biệt cho khách hàng công nghiệp thương mại lớn Công nghệ vô tuyến, tần số vô tuyến điện (RF) có hiệu chi phí thấp đo đếm vùng đòa lý hiểm trở Tự động hóa HTĐ: Là hoạt động điều khiển tự động HTĐ thông qua thiết bò I&C Tự động trạm dựa vào việc dùng liệu IED, điều khiển nâng lực tự động trạm lệnh điều khiển từ người sử dụng xa để điều khiển thiết bò HTĐ Tự động HTĐ gồm trình kết hợp phát điện phân phối công suất Một phần trình liên quan đến việc điều khiển phân phối tự động công suất cấp truyền tải phân phối Cùng với việc giám sát điều khiển hệ thống phân phối công suất trạm điện thiết bò gắn trụ đường dây để giảm xảy cắt điện rút ngắn thời gian cắt điện Giao thức truyền thông tin, thiết bò IEDs phương pháp truyền tin làm việc với thống để vận hành tự động HTĐ 330 Phân phối công suất tự động trạm truyền tải, phân phối phát tuyến bao gồm: - Điều khiển có giám sát thu thập liệu (SCADA) - giám sát vận hành điều khiển - Tự động phân phối - vò trí cố, tự động cách ly, phân đoạn tự động, tự động phục hồi nguồn điện - Tự động trạm điện - hỏng hóc máy cắt, tự đóng lại, giám sát ắcquy, chuyển nguồn chuyển tải - Hệ thống quản lý lượng (EMS) - phân bố công suất, giám sát, điều khiển giám sát VAR, điện áp, điều khiển phát điện, điều chỉnh cân pha máy biến áp phát tuyến - Phân tích cố bảo trì thiết bò - Điều khiển giám sát từ xa máy cắt thiết bò đóng cắt - Giám sát từ xa thiết bò đóng cắt không tự động cầu chì - Điều khiển giám sát cụm tụ bù - Điều khiển giám sát điện áp - Điều khiển giám sát chất lượng điện Trong phần sách đề cập đến vài chức tự động hóa cục để phục vụ cho tự động hóa HTĐ 331 Chương 14 TỰ ĐỘNG ĐÓNG LẠI ĐƯỜNG DÂY 14.1 TỔNG QUÁT Các thống kê cố HTĐ cho thấy rằng, đường dây không vận hành với điện áp cao (từ 6kV trở lên) có cố thoáng qua (chiếm tới 80 ÷ 90%), đường dây có điện áp cao phần trăm xảy cố thoáng qua lớn Một cố thoáng qua, chẳng hạn phóng điện xuyên thủng loại cố mà loại trừ tác động cắt tức thời MC để cô lập cố cố không xuất trở lại đường dây đóng trở lại sau Sét nguyên nhân thường gây cố thoáng qua nhất, nguyên nhân khác thường lắc lư dây dẫn gây phóng điện va chạm vật bên đường dây Việt Nam nằm khu vực nhiệt đới; điều kiện khí hậu bão, độ ẩm, sấm sét, cối tạo điều kiện tốt cho cố thoáng qua xảy Do vậy, việc áp dụng thiết bò tự động đóng lại MC (TĐL) HTĐ Việt Nam nên xem xét cẩn thận nhằm áp dụng cách thích hợp hiệu lợi điểm thiết bò này, góp phần cải thiện độ tin cậy cho hệ thống Như đề cập, 10 ÷ 20% cố lại cố kéo dài hay “bán kéo dài” Một cố bán kéo dài xảy nhánh rớt xuống đường dây Ở cố không loại trừ cách cắt điện tức thời mà nhánh bò cháy rụi khoảng thời gian Loại cố thường xảy đường dây trung (6 ÷ 66kV) chạy qua vùng rừng núi Như vậy, phần lớn cố, đường dây cố cắt tức thời thời gian điện đủ lớn để khử ion hồ quang sinh việc đóng lại cho phép phục hồi thành công việc cung cấp điện cho đường dây Các MC có trang bò hệ thống TĐL cho phép thực nhiệm vụ cách tự động và, thực tế, chúng góp phần thiết thực việc cải tạo tính liên tục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ Ngoài TĐL có ưu điểm quan trọng, đặc biệt cho đường dây truyền tải cao áp (trên 66kV) khả giữ ổn đònh đồng cho hệ thống Trên đường dây truyền tải, đặc biệt đường dây nối hai hệ thống lớn với nhau, việc tách rời hai hệ thống gây ổn đònh Trong số trường hợp, việc cắt rời hai hệ thống gây tình trạng: bên thiếu hụt công suất trầm trọng, bên dư thừa công suất, trường hợp việc đóng trở lại kòp thời (trong khoảng thời gian giới hạn đề cập phần tự động đóng lại đường dây truyền tải cao áp) cho phép HTĐ tự động cân trở lại Đây ưu điểm quan trọng việc đóng lại đường dây truyền tải Để thực việc TĐL HTĐ, có hai biện pháp sử dụng: - Tự đóng trở lại cách kết hợp MC với hệ thống tự đóng lại (ARS) - Sử dụng MC TĐL (ACR) Lợi điểm ACR chi phí thấp so với sử dụng hệ thống TĐL thiết kế trọn để kết hợp MC với chức rơle BV rơle TĐL Tuy nhiên, giới hạn khả cắt dòng cố Vì có kết cấu phức tạp, kết hợp nhiều chức nên ACR khó 332 chế tạo với khả cắt dòng lớn Hiện nay, công suất cắt ACR vào khoảng 150MVA điện áp 15kV gần 300MVA điện áp 22kV Đối với đường dây truyền tải cao áp công suất lớn, công suất cắt MC đòi hỏi phải lớn thời gian tác động MC phải nhanh Đây nguyên nhân mà người ta sử dụng MC kết hợp với hệ thống điều khiển TĐL để thực chức TĐL cho HTĐ loại Ngoài ra, việc áp dụng kỹ thuật số vi xử lý vào việc chế tạo rơle BV cho phép rơle nay, chức rơle thông thường, bao gồm chức rơle TĐL với độ tin cậy cao Với lý trên, ngày HTĐ người ta thường sử dụng ACR cho mạng trung khả động (gọn, nhẹ, gắn trực tiếp trụ đỡ đường dây) chi phí thấp Còn hệ thống TĐL sử dụng lưới truyền tải cao áp siêu cao áp Tự đóng lại chế tạo để đóng laiï hay nhiều lần Theo thống kê, hiệu TĐL đường dây không theo số lần TĐL là: - TĐL lần thành công 65 ÷ 90% (hiệu lớn điện áp đường dây cao) - TĐL lần thành công 10 ÷ 15% - TĐL lần thành công ÷ 5% Chu kỳ TĐL lần có NM thoáng qua NM lâu dài vẽ hình 14.1 Chu kỳ TĐL nhiều lần vẽ hình 14.2 Trong chu kỳ đầu tiên, thời gian TĐL thường chọn lớùn thời gian khử ion môi trường; chu kỳ hai, thời gian TĐL thường chọn khoảng 15 ÷ 20s tbv, tcmc, tđ thời gian làm việc BV, thời gian cắt đóng MC phụ thuộc vào thiết bò lắp đặt, thời gian khử ion phụ thuộc vào điện áp đường dây, đòa điểm, trò số thời gian NM, dạng NM chọn theo trường hợp cụ thể (H.14.2) Hồ Hồ đóng Hình 14.1 Hoạt động sơ đồ TĐL lần cho cố thoáng qua cố lâu dài 333 thời gian bảo vệ làm việc kích cuộn cắt thời gian dập hồ quang kích cuộn cắt 10 thời gian đóng hồ quang bò dập tắt 11 thời gian vận hành MC tiếp điểm mở hoàn toàn 12 thời gian gián đoạn mạch đóng kích hoạt 13 tiếp điểm mở hoàn toàn, MC bò khóa tiếp điểm đóng 14 thời gian TĐL tiếp điểm đóng hoàn toàn 15 thời gian xung đóng thời gian mở 16 rơle sẵn sàng cho cố sau (sau TĐL thành công) Hình 14.2 Hoạt động sơ đồ TĐL ba lần cố lâu dài 14.1.1 Những yêu cầu tự đóng lại Khi đặt thiết bò TĐL cần phải ý yêu cầu sau 1- Tác động nhanh Theo quan điểm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải đảm bảo ổn đònh HTĐ đóng lại nguồn điện nhanh tốt Tuy nhiên, tốc độ TĐL bò hạn chế điều kiện khử ion chỗ bò NM để đóng trở lại nguồn điện NM tái phát trở lại Ta biết thời gian đóng MC dầu lớn thời gian cần thiết để khử ion chỗ NM đó, không cần ý đến điều kiện Nhưng máy cắt không khí cần phải ý kỹ thời gian đóng MC nhỏ Bảng 14.1 cho thời gian khử ion chỗ NM theo cấp điện áp khác Thời gian chu kỳ TĐL phụ thuộc vào thời gian đóng MC thời gian khử ion hóa môi trường Bảng 14.1 Thời gian khử ion chỗ NM Điện áp truyền tải kV Thời gian khử ion Chu kỳ Giây < 3,5 0,08 110 7,5 0,15 230 14 0,28 400 25 0,5 2- Thiết bò TĐL phải làm việc với tất dạng hư hỏng dẫn đến cắt MC, ngoại trừ trường hợp 334 đóng MC tay có NM Nếu sau đóng MC điện tay mà rơle BV tác động mở MC lưới điện có chỗ tồn NM (ví dụ quên chưa gỡ phận tiếp đất an toàn dùng sửa chữa lưới điện chưa phát hết hay chưa phát chỗ NM ) Trong trường hợp này, cho thiết bò TĐL làm việc gây hư hỏng nhiều thêm chắn không kết Khởi động TĐL hai phương pháp sau Tiếp điểm phụï MC: khởi động không tương ứng vò trí MC vò trí khóa điều khiển (vò trí khóa điều khiển đóng MC vò trí mở) Tiếp điểm rơle BV: phương thức đầu tiên, tiếp điểm phụ đóng MC mở kích hoạt sơ đồ TĐL thông qua công tắc chọn tự động tay Về mặt kỹ thuật thích hợp, MC ngắt tay công tắc chọn vò trí tự động có đóng lại ý muốn Điều nguy hiểm cho người vận hành MC ngắt cho mục đích bảo trì Đối với phương pháp thứ hai, khởi động tiếp điểm rơle BV sử dụng phổ biến tựï đóng lại đột ngột xảy Nhiều sơ đồ TĐL phối hợp với phần tử rơle khởi động mà kích hoạt tiếp điểm khởi động tự giữ, khóa liên động cần có để ngăn chặn khởi động sai trừ trường hợp thoả mãn điều kiện TĐL tiếp điểm ghép nối tiếp với cuộn kích rơle khởi động 3- Thiết bò TĐL không làm việc điều hành viên mở MC tay điều khiển từ xa Mở MC điện tay điều khiển từ xa không muốn cho đường dây thiết bò điện tiếp tục làm việc khoảng thời gian đó, tương tự trường hợp NM tồn lâu dài Với trường hợp trên, dù thiết bò TĐL có tác động chắn kết quả; không cần cho làm việc tốt khóa TĐL lại 4- Sơ đồ TĐL khóa hay cấm tác động trường hợp đặc biệt Ví dụ, trường hợp BVSL BV MBA làm việc có NM bên MBA 5- TĐL không lặp lặp lại Không nên lẫn lộn vấn đề với vấn đề TĐL lần nhiều lần nêu Đề yêu cầu để tránh tượng MC đóng lặp lặp lại NM tồn lâu dài dẫn đến hậu hỏng MC (NM xuất hiện, phận BV rơ le tác động mở MC, sau nhờ TĐL nên MC đóng trở lại phận BV rơ le lại mở MC lần thứ hai, TĐL lại đóng MC lại trình lặp lặp lại thiết bò hỏng người đến cắt nguồn điện) 6- TĐL phải tự động trở vò trí ban đầu Sau tác động thời gian, thiết bò TĐL phải trở trạng thái ban đầu để chuẩn bò cho lần làm việc sau Thời gian phục hồi ttv thiết bò TĐL khoảng thời gian từ thời điểm khởi động đến trở trạng thái ban đầu 7- Thời gian tối thiểu tín hiệu đóng lại MC đủ để đóng MC chắn Khoảng thời gian xung đóng phải phù hợp với yêu cầu cấu đóng MC, thường thời gian khoảng đến 2s 8- Yêu cầu sơ đồ TĐL pha Khi xuất cố pha chạm đất, sơ đồ TĐL pha đơn ngắt đóng lại pha cố 335 MC, rơle TĐL lắp đặt riêng rẽ cho phần tử khởi động, rơle cho pha Sự đóng lại thành công đưa đến kết rơle trở lại cuối thời điểm thời gian phục hồi, sẵn sàng để đáp ứng lại cố mới, cố cố lâu dài cắt khóa ba pha MC Ngắt khóa ba pha xảy cho cố hai pha NM chạm đất, điểm chạm đất thứ hai xuất thời gian chu kỳ TĐL Phối hợp tự động đóng lại ba pha pha, cố pha đơn chạm đất khởi động ngắt pha đóng lại, cố nhiều pha khởi động ngắt ba pha đóng lại Nếu TĐL không thành công khóa lại ba pha 14.1.2 Phân loại thiết bò tự đóng lại Thiết bò TĐL phân loại theo tiêu chuẩn sau: - Theo số lần tác động: TĐL lần TĐL nhiều lần - Theo số pha tác động tự đóng lại: TĐL ba pha (TĐL3) TĐL pha (TĐL1) - Theo thiết bò điện: TĐL góp, đường dây, máy biến áp - TĐL ba pha đường dây với hai nguồn cung cấp thực có dạng sau: + TĐL không đồng + TĐL tức thời + TĐL chờ đồng + TĐL theo tần số: hệ thống tần số bò giảm số MC phụ tải bò cắt, sau thiết bò TĐL đóng MC tần số khôi phục Thiết bò gọi TĐL theo tần số 14.2 TỰ ĐÓNG LẠI BẰNG CÁCH KẾT HP MÁY CẮT VỚI HỆ THỐNG TỰ ĐÓNG LẠI (ARS) Như nêu phần trước, với đường dây siêu cao áp, cao áp công suất lớn việc TĐL thực cách kết hợp MC với HTBV hệ thống điều khiển TĐL Trên đường dây truyền tải cao áp, điều lưu ý quan trọng áp dụng TĐL việc trì ổn đònh đồng hệ thống Vấn đề liên quan đến đồng hệ thống kết nối lỏng lẻo hay chặt chẽ Để hiểu rõ tính tác động nhanh TĐL, cần biết khái niệm ổn đònh 14.2.1 Khái niệm ổn đònh Một HTĐ làm việc xảy ổn đònh cân công suất phát tiêu thụ Ví dụ, khảo sát hệ thống máy điện đồng trình độ cân công suất, góc rotor máy phát tăng lên, độ lệch góc máy thay đổi không đáng kể, tính ổn đònh HT trì MF làm việc với góc rotor (H.14.3) Nếu góc lệch tiếp tục rời xa, HT ổn đònh (H.14.4) 365 Các phương trình vẽ theo t/τ hình 14.36 đường cong A B tương ứng Đường cong C biểu diễn trình phát nóng trình làm nguội, ghép từ đoạn A B Mỗi khoảng thời gian cầu chì chòu dòng chạm làm gia tăng nhiệt độ bên kim loại chì Khi ACR mở làm hở mạch, dòng cắt CC nguội Cả hai hoạt động phát nóng làm nguội biểu diễn hình 14.36 Nếu nhiệt gia tăng đủ CC chảy Việc đứt dây chì hàm thời gian chảy thiết kế dây chì thời gian phát nhiệt tổng nhỏ thời gian làm nguội Nhiệt độ 1,0 (ñvtñ) 0,9 N M 0,75M 0,7 0,6 -1/ A 0,8 A: θ =(1-e ) -1/ B: θ =e C: nhieät ñoä CC B θN θM 0,5 ΘS 0,4 0,3 C 0,2 0,1 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Thời gian tương đối t/τ 5,0 (radian) Hình 14.36 Chu kỳ nhiệt độ cầu chì trình tự đóng lại Để xác đònh CC có chảy trình đóng mở TĐL, cần phải tìm tổng dòng NM Thời gian chảy nhỏ (M) cầu chì tìm từ đường cong đặc tính TC CC, nhiệt độ chảy tương ứng với thời gian M θm Yêu cầu đường cong C phải nằm θm Để đảm bảo độ dự trữ hợp lý cho phối hợp an toàn phải xác đònh nhiệt độ an toàn θs tương ứng với 0,75M Các chu kỳ phát nóng làm nguội CC vẽ đường cong C (H.14.36) biểu diễn nhiệt độ CC vừa vượt qua mức nhiệt độ an toàn, báo hiệu CC chảy chu kỳ bốn lần tự đóng lại cố t a Đường đứt tổng CC B’ = x A + x B B b Giới hạn A’ = x A A Đường CC chảy 75% đường CC chảy I Hình 14.37 Phối hợp ACR cầu chì thích hợp với trình phát nóng nguội cầu chì Một số phương pháp để kiểm tra phối hợp mà không vẽ đường cong nóng nguội sử dụng đường cong hư hỏng cầu chì mà xác đònh 75% đường cong thời gian nóng chảy 366 Điều minh họa hình 14.46, đường cong 75% so sánh với đường cong A’ = × A (trong thời điểm) Tương tự điểm a’ tìm từ đường cong B’ xác cộng thời gian tác động tự đóng lại 1- Phối hợp ACR cầu chì phía nguồn Hình 14.35 bố trí CC phía nguồn BV MBA phối hợp với ACR ACR phải chọn để phối hợp với CC phía nguồn cho CC không nóng chảy với cố vùng BV ACR Ảnh hưởng nhiệt tích lũy trình làm việc ACR phải nhỏ đường cong đặc tính chảy CC Trong thực tế tính toán phối hợp, để thỏa mãn điều kiện này, người ta dùng hệ số chuyển đường cong T–C ACR để xác đònh điểm nguy hiểm CC đảm bảo đường cong T–C ACR phải nhỏ đường cong nóng chảy nhỏ cầu chì phía nguồn Nguyên tắc phối hợp cầu chì phía nguồn F ACR tóm tắt sau: với dòng cố lớn phía đặt ACR, thời gian chảy nhỏ cầu chì F (H.14.35) phải lớn thời gian cắt trung bình ACR Đặc tuyến cắt trung bình ACR Ctb xác đònh Ctb = k.C đó: C - đặc tuyến cho nhà sản xuất k - hệ số nhân, tùy thuộc vào cách sử dụng chuỗi hoạt động ACR Sau số giá trò tham khảo k Bảng 14.3 Hệ số k phối hợp ACR với cầu chì phía nguồn Hệ số nhân k Hai lần tác động nhanh, hai lần Một lần tác động nhanh, ba lần tác động chậm tác động chậm 0,42 2,7 3,2 3,7 0,5 2,6 3,1 3,5 0,83 2,1 2,5 2,7 1,5 1,85 2,1 2,2 1,7 1,8 1,9 1,4 1,4 1,45 10 1,35 1,35 1,35 Thời gian đóng lại (s) Bốn lần tác động chậm 5 Ngoài ra, ACR cầu chì phía nguồn đặt hai cấp điện áp khác nhau, việc so sánh đặc tuyến T–C CC ACR đòi hỏi rằng: CC ACR phải dòch chuyển đặc tuyến theo phương ngang (trục dòng điện) đoạn tỷ lệ với tỷ số biến áp N Thông thường, kích cỡ CC xác đònh công suất MBA, người ta thường dòch chuyển đặc tuyến T–C CC sau so sánh đặc tuyến dòch chuyển với đặc tuyến ACR, từ chọn ACR thích hợp Đối với MBA ∇/Υ tỷ số dòng NM phía sơ thứ khác phụ thuộc vào dạng NM, hệ số chuyển đường cong CC phía thứ cấp MBA theo dạng NM sau 367 Bảng 14.4 Hệ số chuyển qua MBA ∆/Y Dạng NM N Hệ số chuyển N N2 0,87N N1 1,73N Xét sơ đồ phân phối hình 14.38 Trình tự xây dựng đặc tuyến phối hợp cho hình 14.39 CC ACR Hình 14.38 Phối hợp ACR với cầu chì phía nguồn 60 50 40 CC Đặc tuyến cầu chì 30 20 Đặc tuyến CC x kMBA 10 “C” “C” x 1,7 Thời gian (s) 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 A I 0,2 0,1 0,08 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 I(A) 0,01 Dòng điện NM cực đại Hình 14.39 Minh họa phối hợp đặc tuyến ACR cầu chì phía nguồn 2- Phối hợp ACR với cầu chì phía tải Xét sơ đồ phân phối hình 14.48 Việc đặt cầu chì BV cho hai phân nhánh AB AC phải bảo đảm cho phát huy tác dụng ACR việc liên tục cung cấp điện, nghóa CC không đứt có cố thoáng qua vùng BV nhánh AB, AC ACR phải tác động trước dòng cố vượt giới hạn cho 368 phép chảy kim loại CC Khi có cố kéo dài phía tải, CC phải cắt trước lần cắt cuối ACR; nghóa CC đứt ACR đóng lại lần cuối trước BV mở ACR Để thực điều kiện trên, việc phối hợp ACR CC phải thỏa mãn quy tắc sau: - Với tất giá trò dòng cố có chỗ đặt CC, thời gian chảy nhỏ CC phải lớn thời gian cắt nhanh ACR hệ số nhân tcmin(chì) > k.t1(ACR) Trong đó, hệ số k chọn tùy thuộc vào số lần thời gian đóng lại ACR Ngoài ra, độ lớn k bò giới hạn khả chòu nhiệt CC Một số giá trò tham khảo k tra bảng 14.5 Bảng 14.5 Hệ số k phối hợp ACR với cầu chì phía tải Thời gian đóng lại Hệ số k Mỗi lần tác động nhanh Hai lần tác động nhanh 0,4 – 0,5 1,25 1,8 1,25 1,35 1,5 1,25 1,35 1,25 1,35 - Với tất giá trò dòng cố có vùng BV CC, thời gian cắt lớn CC không lớn thời gian cắt có thời gian ACR (cầu chì phải cắt trước ACR khóa BV) Trong hai quy tắc trên, quy tắc xác đònh giới hạn dòng phối hợp Iphmax, quy tắc giới hạn dòng phối hợp Iphmin Dòng Iphmax giao điểm đường cong T–C nhỏ CC đường cong T–C cắt nhanh ACR sau nhân với hệ số K Dòng Iphmin giao điểm đường cong cắt lớn CC với đường với đường cong cắt trễ ACR Nếu đường cong cắt lớn CC hoàn toàn đường cong ACR Iphmin dòng cắt nhỏ ACR Việc phối hợp rõ ví dụ hình 14.40, chọn cầu chì F1 F2 phối hợp với ACR Chọn phối hợp để có NM nhánh AB hay AC ACR phải cắt nhanh đường cong cắt nhanh sau NM lâu dài cầu chì F2 hay F1 phải chảy MBA O ACR Nmin1 B Nmax1 F1 A F2 C Nmax2 Hình 14.40 Phối hợp ACR với cầu chì phía tải Nmin2 369 Để ACR cắt cố thoáng qua mà không làm CC chảy nhầm, đặc tuyến chảy nhỏ CC so sánh với đường cong tác động nhanh (A) ACR sau hiệu chỉnh số nhân k = 1,35 (ACR hai lần tác động nhanh - hai lần tác động chậm thời gian đóng hai giây) Để kiểm tra phối hợp NM lâu dài cách so sánh đường cong chảy lớn CC với đường cong cắt chậm C ACR 60 50 40 30 Đặc tuyến CCmin Đặc tuyến CCmin 20 10 C Thời gian (s) A x 1,35 0.1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I(A) Iphmin Iphmax Hình 14.41 Minh họa phối hợp đặc tuyến ACR cầu chì phía tải Từ đặc tuyến hình 14.41, nhận thấy hợp F1, F2 ACR thỏa mãn khoảng dòng ngắn mạch Iphmin–Iphmax 14.5.2 Phối hợp ACR với ACR Một lưu ý quan trọng phối hợp ACR–ACR thời gian đặc tuyến hai ACR (∆T) Các loại ACR khác đòi hỏi thời gian tác động bé khác đặc tuyến để ngăn cản tác động đồng thời Đặc điểm ACR điện tử có nhiều đặc tính hoạt động khác đáp ứng yêu cầu hệ thống riêng lẻ Đối với tất ACR cần phối hợp, ta phải xem xét giới hạn cắt nhỏ cố chạm pha chạm đất, lựa chọn đường cong T–C, chuỗi hoạt động, thời gian đóng lại, việc áp dụng đặc điểm phụ trợ Tóm lại, yếu tố việc phối hợp ACR điện tử (sau thỏa mãn điện áp đònh mức, dung lượng cắt, dòng đònh mức (dòng liên tục lớn nhất) giới hạn cắt nhỏ đặc tính T–C 370 Nhiệm vụ ACR BV đường dây khỏi cố thoáng qua từ ACR trạm phân phối tới ACR phụ tải, ACR trạm nên có tối thiểu lần tác động nhanh ACR phụ tải phối hợp với ACR trạm có lớn số lần tác động nhanh ACR trạm Việc tác động đồng thời loại bỏ cách chọn đặc tính thích hợp công dụng đặc điểm phối hợp chuỗi 14.5.3 Phối hợp ACR rơle Cũng tương tự phối hợp với thiết bò BV khác, phối hợp ACR với rơle BV dòng ta phải biết rõ đặc tính rơle BV dòng Đối với rơle tónh có đặc điểm thời gian trở nhanh, thời gian lũy tích rơle ACR đóng lại nhiều lần có giá trò không đáng kể Vì vậy, việc phối hợp ACR với rơle tónh đặt đầu nguồn tương đối đơn giản Chỉ cần đặt chọn đặc tính ACR nằm đặc tính rơle BV bảo đảm khoảng cách an toàn hai đặc tính để bảo đảm trường hợp ACR tác động trước rơle BV Không rơle tónh, rơle điện có nhiều đặc điểm cần xem xét phối hợp với thiết bò phía sau Rơle điện tác động trở có quán tính thời gian, phối hợp ACR với rơle điện ta phải lưu ý cộng tất khoảng thời gian tích luỹ sai số cho rơle ACR tác động nhiều lần 14.5.4 Phối hợp ACR dao cách ly phân đoạn tự động (SEC) Để tiết kiệm MC ACR mà cô lập cố lâu dài mạng điện không bò điện cố thoáng qua, người ta sử dụng phối hợp ACR dao cách ly phân đoạn tự động SEC thiết bò BV tự động cắt phân đoạn đường dây bò cố SEC khả cắt dòng NM nên phải kết hợp làm việc với ACR, lúc ACR mở, SEC mở tiếp điểm để cách ly nhánh cố Để phối hợp làm việc ACR SEC, có nhiều phương pháp khác nhau, sau giới thiệu phương pháp phối hợp cách đếm xung dòng NM phương pháp phối hợp thời gian đóng ngắt ACR SEC 1- Phương pháp đếm xung dòng NM SEC Sơ đồ nguyên lý SEC cho hình 14.42 Nguyên lý hoạt động SEC dựa việc đếm xung (số lần gián đoạn nguồn cung cấp) dòng điện cố, SEC tác động giá trò xung vượt giá trò đặt Ta đặt cho rơle số tác động theo một, hai hay ba lần đếm xung Khi số xung mà rơle đếm với số lần đặt trước rơle tác động điều khiển mở tiếp điểm Cũng lưu ý rằng, tiếp điểm SEC mở thời gian dòng cố, lúc cố cô lập tạm thời ACR hay MC đầu nguồn 371 S I Q P R I - biến dòng điện P - cuộn dây đóng S - tiếp điểm đóng ngắt Q - cuộn dây cắt R - rơle số V - điều khiển từ xa W - hệ thống điều khiển đóng cắt W V Hình 14.42 Sơ đồ khối SEC Hình 14.43 cho ví dụ minh họa Trên hình mô tả phát tuyến cung cấp nguồn trực tiếp cho khu làng 1, khu làng khu công nghiệp Từ phát tuyến có nhánh, nhánh rẽ BV thiết bò cô lập cố lắp đặt phát tuyến cố đâu hệ thống gây cho MC đầu nguồn ACR1 bò ngắt, tất khu làng khu công nghiệp điện Vì thế, cần có BV nhánh rẽ BV cầu chì, ACR, SEC Khu làng Khu công nghiệp Khu làng ACR2 ACR1 S1 “C” S2 “B” S3 “A” Hình 14.43 Sơ đồ mạng điện phối hợp thiết bò tự động Thuận lợi TĐL chúng đóng lại tự động nguồn cung cấp phục hồi thời gian ngắn TĐL lắp đặt phát tuyến cung cấp đến khu công nghiệp nhánh phát tuyến, thông thường cầu chì dùng để lắp đặt cho phát tuyến có phụ tải nhỏ chẳng hạn làng nhỏ nhánh rẽ đường dây Việc lắp đặt thiết bò SEC quan trọng để cố nhánh rẽ không làm nguồn cung cấp cho phát tuyến Dao cách ly phân đoạn lập trình để mở tương ứng với số lần đếm xung Trong cấu trúc dao cách ly phân đoạn S1 cài bốn lần, dao phân đoạn cài ba lần, dao phân đoạn cài hai lần Xét cố điểm “A”: dòng cố chảy qua S1, S2, S3 ACR1 mở ra, lúc ba dao phân đoạn đếm xung Nếu cố thoáng qua, ACR1 cắt đóng lại cung cấp điện bình thường Nếu cố lâu dài lần dòng NM qua S1, S2, S3 đến ACR1 mở lần thứ hai ba SEC đếm hai xung, S3 mở cài trước hai xung, sau ACR1 tự động đóng lại lần thứ hai cung cấp nguồn cố A cô lập S3 Xét cố điểm “B”: dòng cố đổ qua phân đoạn S3 nên không đếm xung cố Dòng cố chạy qua dao phân đoạn S1, S2 sau lần cắt ACR1 đếm xung Tuy nhiên, dao S2 cài ba xung nên không mở ra, ACR1 đóng lại, cố nên lại mở Đến xung thứ dòng điện mà dao phân đoạn S2 cảm nhận được, mở số xung với số cài đặt Ở lần đóng lại thứ ba, S2 mở cố cô lập nguồn cung cấp phục hồi cho làng khu công nghiệp 372 Xét cố điểm “C”: lần dòng cố đổ qua S1 mà không qua S2 S3 Vì lý ACR cắt đóng lại N S1 cảm nhận bốn xung Đến lúc S1 S2 S3 ACR1 S1 mở lần đóng lại thứ tư LT1 LT2 nguồn cung cấp phục hồi cho khu làng cố điểm “C” ACR2 cô lập S1 mở S5 S6 Ở vùng có tải lớn độ tin cậy Hình 14.44 Sơ đồ kiến thiết hai phát tuyến lại quan trọng Việc tăng cường độ tin cậy có cách dùng dao cách ly chuyển tải nối kết hay nhiều phát tuyến lại với Một hệ thống đơn giản biểu diễn hình 14.44 Xét cố điểm “N”: liên kết mạch dao phân đoạn mở sau ba lần đóng lại cố cô lập Tuy nhiên, hộ tiêu thụ phía tải S1 bò điện, dùng dao cách ly chuyển tải LT1, LT2 để khôi phục nguồn điện cho khu vực phía sau S1 Nhận thấy hoạt động phận SEC dựa việc cài đặt dùng xung dòng điện Nếu số xung dòng điện với số xung cài đặt đưa đến tác động Nếu phụ tải (động cơ) khởi động dễ dàng gây tác động nhầm; nhiên, để tránh việc tác động sai, người ta thiết lập phần mềm cài đặt để tránh tác động sai Khi NM gần nguồn hệ thống cắt (S1) phải chờ đến bốn xung tác động gây MC làm việc nặng nề, thời gian cô lập vùng cố lâu, mặt khác giá thành MC phụ thuộc vào số lần NM, giá thành MC cao 2- Phương pháp phối hợp thời gian làm việc ACR SEC ACR S1 S2 R1 R1 ACR X R1 Y S1 X R2 Y S2 R X - thời gian đóng, bắt đầu đếm R phát có điện áp nguồn Y - thời gian mở, bắt đầu đếm R bò khoá suốt trình áp nguồn X > Y > thời gian phát cố MC cắt Hình 14.45 Dao cách ly phân đoạn loại nhận tín hiệu áp Hình 14.46 Ứng dụng cho hệ thống hình tia 373 Điều kiện để rơle Y có điện: - Sau S có điện khoảng thời gian X (thời gian đóng), tiếp điểm a đóng - R vò trí “ON” Tiếp điểm Y mở R vò trí “OFF” cuộn S điện Đặc tuyến phối hợp thời gian ACR với SEC mạng hình tia hình 14.46 Hình 14.47 hình 14.48 cho sơ đồ mạng hình tia giản đồ phối hợp thời gian làm việc minh họa 1- MC A tất dao phân đoạn B, C, D, E đóng suốt thời gian vận hành bình thường (không cố) 2- Khi cố xuất đoạn c, xuất dòng NM mạng làm MC A bò cắt dẫn đến mở tất dao phân đoạn B, C, D, E điện áp phát 3- Công suất cung cấp đến đoạn “a” lần đóng lại MC “A” sau lần đóng lại 15s 4- Công suất cung cấp đến đoạn “b” sau thời gian X = 7s (thời gian đóng) cách đóng tự động S “B” 5- Như thêm 7s công suất cung cấp đến đoạn “d” đóng tự động S “D” 6- Nhöng sau 14s (2X) sau S “B” đóng, C đóng MC “A” bò cắt trở lại cố đoạn “c” Sau S bò khóa trạng thái mở phận R S “C” phát điện áp thời gian Y (5s) (phân đoạn c xác đònh cố lần cắt thứ hai xảy khoảng từ 14 đến 21 giây sau MC “A” đóng lại lần đầu tiên) 7- MC “A” đóng trả lại (đóng lần 2) công suất cung cấpï đến đoạn không cố 374 e E a b D B A C A d c c 14s 7s a 7s d 15s 14s D A 7s d B C D A E 7s B C 14s c C 14s 7s 15s E d 7s A - máy cắt - trạng thái mở B, C, D, E - dao cách ly phân đoạn - trạng thái đóng Hình 14.47 Sơ đồ hoạt động phối hợp ACR SEC mạng hình tia 375 ACR “A” SEC “B” 5s 15s 7s 5s “C” SEC “D” 14s X 7s y 5s 5s 14s X 7s R - bò khóa điện bò khoảng thời gian Y 5s X Y 14s X “E” Y - thời gian phát cố 7s X Y SEC X - thời gian đóng dao phân đoạn, tính từ R có điện (7s) X Y X Y SEC 5s 7s 5s Y X.Y> (thời gian làm việc rơle + thời gian MC) Thời gian đóng lại lần 1: 15s Thời gian đóng lại lần 2: 5s Hình 14.48 Phối hợp thời gian hoạt động mạch hình tia Hình 14.49 hình 14.50 cho sơ đồ mạch giản đồ phối hợp thời gian cho mạng có nguồn hai phía - MC “A” và tất S đóng vận hành bình thường ngoại trừ S “E” (bình thường mở) - Sự cố xuất đoạn “c” MC ngắt S “B; C; D” mở đồng lúc điện áp phát tuyến 3- Công suất cung cấp đến đoạn “a” lần đóng lại MC “A” sau thời gian đóng 15s Khi R B phát áp đoạn “a”, thời gian đóng X khởi động 4- Công suất cung cấp đến đoạn “b” sau thời gian đóng Xl (7s) đóng tự động S “B” phát thời gian cố (5s) khởi động đồng thời 5- Sau thời gian đóng 7s, công suất cung cấp đến đoạn “c” đóng tự động S “C” thời gian khởi động Y 6- MC “A” cắt trở lại cố xuất đoạn “c” Bộ phân U “C” phát điện áp thời gian Y = 5s S “D” bò khóa trạng thái mở R phát cố theo điện áp (305 áp đònh mức > 150ms >>) 7- MC đóng trở lại cung cấp cho đoạn 8- S “E” đoạn đóng sau thời gian XL = 45s tự động cung cấp nguồn từ phát tuyến khác cho đoạn “d” 376 b a A B C A a C D E D E D E F b 15s 7s 7s A B C 15s 7s 7s A B C B E 7s 5s B B E 7s 15s D c d c a b d c D E 45s X - thời gian đóng (7s); Y - thời gian phát cố (5s) XL - thời gian đóng dao cách ly vòng từ nguồn điện khác (45s) Trạng thái mở Trạng thái đóng Hình 14.49 Sơ đồ hoạt động phối hợp ARC SEC mạng có hai nguồn hai phía Nhận thấy việc phối hợp ACR SEC tin cậy, cô lập vùng cố Sự cố gần nguồn cô lập nhanh Hệ thống dao phân đoạn làm việc theo tín hiệu điện áp Cách hoạt động đưa đến cách làm việc MC đầu nguồn nhẹ nhàng hơn, từ dẫn đến chi phí đầu tư MC giảm xuống Tuy nhiên, phận dao cách ly phân đoạn tự động (cách điện chân không) làm việc đóng lại trường hợp có điện áp tới NM nên chòu dòng NM lớn (phải dập hồ quang) dẫn đến chi phí cao cho dao phân đoạn Do cách làm việc theo điện áp, nên tránh tác động sai lầm phụ tải (động cơ) khởi động Hoạt động ACR dao phân đoạn tự động độc lập 377 ACR “A” SEC “B” SEC “C” Điện phân đọan c SEC “D” mở 15s mở 5s 7s 5s X Y mở 7s X 7s 5s X Y 5s Y mở đóng Khóa mở 30% m hay lớn 150ms mở đóng Khóa SEC “E” XL mở đóng 45s Hình 14.50 Giản đồ phối hợp thời gian hoạt động mạng (H.14.49) 14.6 TỰ ĐỘNG VẬN HÀNH MẠNG KÍN (LA) LA sơ đồ tự động phối hợp tác động thiết bò ACR nhằm thay đổi tức thời cấu hình mạng điện phân phối vòng để phục hồi cung cấp điện đến phân đoạn không bò cố, chúng bò điện cố phân đoạn khác LA tái phục hồi cấu hình bình thường mạng điện cách tự động phân đoạn cố sửa chữa Ở vài nhà chế tạo với khả làm việc thông minh cài sẵn ACR, chúng thực trình LA mà không cần vào can thiệp hệ thống thông tin điều hành viên, cách dò tìm điện áp ACR, không đòi hỏi phải phụ trợ thêm thiết bò khác Với tiện ích thế, việc có hay hệ thống thông tin SCADA, dễ dàng ứng dụng LA đến hầu hết mạng điện phân phối Với ACR hệ điều khiển phần mềm phù hợp sử dụng cho LA Đặt tên vò trí ACR: - FR: Các ACR đầu phát tuyến, thông thường trạng thái đóng - TR: Được sử dụng thiết bò phân đoạn tách hai phát tuyến thông thường trạng thái mờ - MiR: Vò trí nằm mạng điện FR TR Nguyên lý hoạt động LA: Thực tự động cô lập phân đoạn cố tái cấu hình mạng điện dựa vào quy luật sau: 378 Quy luật 1: FR cắt bò nguồn Quy luật 2: MiR tự động chuyển đến nhóm bảo vệ chế độ cắt đóng lại lần khoảng thời gian ngắn sau bò nguồn Quy luật 3: TR đóng phía nguồn phía có nguồn Ví dụ minh họa chức LA cho mạng điện vòng, vận hành bình thường hở TR hình 11.51 Giả sử cố xảy phân đoạn B Trình tự làm việc mạng sau: - Bảo vệ dòng cắt FR1 Đây BV thông thường chức LA - FR1 đóng lại vài lần tùy theo trò số cài đặt hết số lần cài đặt mà không thành công bò khóa lúc chức LA khởi động - TR bò nguồn FR1 tự động đóng (quy luật - tác động áp đoạn C) - Ngay lúc MiR cắt cố phân đoạn B khóa tự đóng lại (quy luật - trước áp sau dòng tăng) - Với làm việc phân đoạn B cách ly thay đổi cấu hình mạng điện để cung cấp nguồn cho phân đoạn C A FR1 B MiR E C D Hình 14.51 Ví dụ mạng LA Khi cố phân đoạn A, máy cắt trạm biến áp (nơi cung cấp nguồn) mở nguồn cung cấp tới FR1 không còn, FR cắt (quy luật 1) Tại MiR bò nguồn nên thay đổi nhóm BV đến chế độ đóng cắt lần (quy luật 2) Tương tự, nguồn cung cấp bò phía TR nên theo quy luật 3, đóng lại để cung cấp nguồn cho phân đoạn B C không bò cố Lưu ý trường hợp TR không đóng đến điểm cố Sau thời gian trì hoãn, MiR không chế độ đóng cắt lần sẵn sàng đóng lại có cố phân đoạn B Sau cách ly thay đổi cấu hình mạng điện MiR chuyển đổi nhóm bảo vệ mà cài đặt để phối hợp bảo vệ mạng làm việc cung cấp nguồn từ hướng ngược lại Làm để cài đặt đúng, thông thường phụ thuộc vào phía TR mà dò tìm bò áp Nếu TR phía tải, làm việc với chức bảo vệ “A” TR phía nguồn cung cấp, làm việc với nhóm bảo vệ “B” Khi cố phân đoạn C, MiR cắt TR dò tìm thấy nguồn đóng đến điểm cố (quy luật 3) Thực ra, TR cài đặt chế độ đóng cắt lần trước đóng nên đóng đến điểm cố cắt khóa đóng cắt Vì cố xảy phân đoạn cuối đường dây trước điểm mở nên 379 phân đoạn có nguồn lại Các trường hợp khác tương tự như trường hợp Trường hợp nguồn từ trạm điện, xảy máy biến áp trạm điện đường dây chuyền tải bò cố Trong trường hợp này, FR hai phía mở theo quy luật Tuy nhiên, TR không đóng lại áp hai phía Đây vấn đề nguồn cung cấp tái lập mà FR không đóng lại để tái lập mạng điện Và khả đóng lại có thêm nguyên tắc tự động tái lập LA khởi động nguồn cung cấp bò tái lập lại nguồn điện Đồng thời thời điểm nguồn xảy suốt số lần tự đóng lại Vì để ngăn ngừa LA làm việc suốt thời gian tự đóng lại, cần phải có thời gian trì hoãn thích hợp trước LA khởi động Thời gian trì hoãn cài đặt người sử dụng, phải dài so với thời gian chu kỳ tự đóng lại gọi thời gian hiệu lực LA Sau bò nguồn cung cấp FR MiR làm việc theo quy luật trước TR đóng theo quy luật Thời gian cài đặt LA cho TR dài so với ACR khác để thực phối hợp Thông thường thời gian cài đặt khoảng 30s cho FR MiR 40s cho TR Tự động tái lập lưới khả đóng lại FR MiR mở lại TR để tái lập lại mạng điện tình trạng làm việc ban đầu sau cố khắc phục Hoạt động tái lập trở lại trạng thái ban đầu theo quy luật sau: Quy luật 4: FR đóng lại nhận thấy nguồn cung cấp trở lại sau cắt LA, nhận thấy có nguồn từ hai phía Quy luật 5: MiR đóng nhận thấy có nguồn cung cấp từ hai phía Quy luật 6: TR cắt dò nhận thấy công suất giảm khoảng 50% hướng công suất qua đổi chiều Ví dụ tự động tái lập cố phân đoạn B, trường hợp LA hoạt động MiR mở nguồn cung cấp thông qua TR đóng đến phân đoạn C Lúc FR tình trạng mở (H.14.52) Khi điều kiện cố khắc phục, việc đóng tay thực để đóng lại FR, MiR cảm nhận có nguồn cung cấp từ hai phía theo quy luật đóng lại Hoặc điều hành viên đóng tay MiR trước tương tự FR đóng lại theo quy luật TR nhận thấy công suất giảm khoảng 50% hướng công suất đổ ngược qua cắt để tái lập lại mạng điện làm việc thông thường A FR B MiR C TR FR E D Hình 14.52 Tự động tái lập cấu hình cố phân đoạn B ... động phân phối - vò trí cố, tự động cách ly, phân đoạn tự động, tự động phục hồi nguồn điện - Tự động trạm điện - hỏng hóc máy cắt, tự đóng lại, giám sát ắcquy, chuyển nguồn chuyển tải - Hệ thống. .. mại lớn Công nghệ vô tuyến, tần số vô tuyến điện (RF) có hiệu chi phí thấp đo đếm vùng đòa lý hiểm trở Tự động hóa HTĐ: Là hoạt động điều khiển tự động HTĐ thông qua thiết bò I&C Tự động trạm dựa... không tự động cầu chì - Điều khiển giám sát cụm tụ bù - Điều khiển giám sát điện áp - Điều khiển giám sát chất lượng điện Trong phần sách đề cập đến vài chức tự động hóa cục để phục vụ cho tự động