Bài báo tập trung vào trình bày phương pháp thí nghiệm rơle khoảng cách kỹ thuật số, công việc thí nghiệm được tiến hành trên rơle REL 670, bắt đầu bằng việc kiểm tra đấu nối nhị thứ, cài đặt thông số chỉnh định, cấu hình rơle trên phần mềm chuyên dụng giao tiếp rơle ABB PCM600 và sử dụng hợp bộ thí nghiệm nhi thứ CMC 256-6 để kiểm tra các sự cố tại vùng 1, vùng 2, vùng 3 và vùng 4 của bảo vệ khoảng cách. Cuối cùng là kiểm tra giá trị tác động trên rơle từ bản ghi sự cố.
Lê Kim Hùng cs Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 59(11): 95 - 99 THÍ NGHIỆM RƠLE REL670 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH KỸ THUẬT SỐ CHO ĐƢỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN Lê Kim Hùng1, Vũ Phan Huấn2 Đại học Đà Nẵng, 2Trung tâm thí nghiệm điện TÓM TẮT Rơle bảo vệ khoảng cách loại bảo vệ hoàn hảo để bảo vệ đường dây tải điện Một rơle khoảng cách tích hợp nhiều chức bảo vệ khoảng cách, bảo vệ dòng, bảo vệ áp ghi cố…Rơle có khả cài đặt cấu hình phù hợp với nhiều dạng đường dây truyền tải Bài báo tập trung vào trình bày phương pháp thí nghiệm rơle khoảng cách kỹ thuật số, cơng việc thí nghiệm tiến hành rơle REL 670, bắt đầu việc kiểm tra đấu nối nhị thứ, cài đặt thông số chỉnh định, cấu hình rơle phần mềm chuyên dụng giao tiếp rơle ABB PCM600 sử dụng hợp thí nghiệm nhi thứ CMC 256-6 để kiểm tra cố vùng 1, vùng 2, vùng vùng bảo vệ khoảng cách Cuối kiểm tra giá trị tác động rơle từ ghi cố Từ khóa: Rơle 670, bảo vệ khoảng cách, truyền tải điện ĐẶT VẤN ĐỀ Rơle khoảng cách kỹ thuật số thiết kế đáp ứng yêu cầu bảo vệ, giám sát điều khiển đường dây truyền tải phân phối hệ thống điện.Với đầy đủ tính bảo vệ khoảng cách, ngồi vùng bảo vệ chính, rơle tích hợp chức khác dao động công suất, chức yếu nguồn, sơ đồ bảo vệ liên động…nhằm đem lại hiệu kinh tế đảm bảo độ tin cậy hệ thống điện Vì vậy, việc tìm hiểu rơle q trình thí nghiệm vận hành cần thiết.[5] Thiết bị thí nghiệm Hiện Trung tâm thí nghiệm điện dùng phổ biến hợp thí nghiệm nhị thứ Omicron CMC 256-6 điều khiển máy tính (hình 1), lúc bơm dòng (6×12,5A) áp (4×300V) vào rơle Hợp có khả thử nghiệm chức như: hòa đồng bộ, hãm sóng hài, bảo vệ q dòng, bảo vệ so lệch bảo vệ khoảng cách… rơle Tuy nhiên, giới hạn báo, tác giả đề cập đến tính thử nghiệm rơle khoảng cách kỹ thuật số Với phần mềm điều khiển Test universe 2.11 hợp thí nghiệm nhị thứ CMC 256-6, cho phép hãng sản xuất rơle Areva, Lê Kim Hùng, Đại học Đà Nẵng Abb, Siemen, Sel người thí nghiệm dễ dàng chuyển đổi thông số chỉnh định vùng bảo vệ khoảng cách rơle sang định dạng File *.RIO *.XRIO mà khơng cần phải tính tốn thủ cơng (xem hình 2) [2] Khi thí nghiệm cho rơle số đa chức cần ý: Hình Hợp thí nghiệm CMC256-6 Hình Mơ hình làm việc XRIO Nhiều loại rơle đa chức có nhiều giá trị đặt thời gian trễ chức logic Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn Lê Kim Hùng cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ khác thử chức cần OFF chức khác để tránh trường hợp rơle tác động xếp chồng - Có thể q trình thử, chức lơgic hỏng máy cắt, chức đóng lặp lại máy cắt mà khơng có MC thật ta sử dụng hợp thí nghiệm để mơ - Trị số thời gian tác động rơle đo từ thời điểm Input đầu vào hợp CMC256; nghĩa đồng hồ đếm giây khởi động vào lúc đưa dòng điện điện áp vào rơle dừng thời điểm rơle đưa xung cắt MC Phần mềm chuyên dụng giao tiếp rơle Với chủ trương phát triển hệ thống điều khiển tích hợp sử dụng chuẩn IEC61850 (Communication Networks and Systems In Substations) NMĐ, TBA có, nhằm mục đích nâng cao chất lượng cơng tác vận hành, giảm thiểu thời gian gián đọan cung cấp điện EVN tiến hành bước trang bị rơle RED670, REL670, REC670… Nhà máy thủy điện Sông Ba Hạ, Pleikrơng, TBA 220kV Tuy Hòa.…Các rơle sử dụng phần mềm giao tiếp ABB PCM600 (xem hình 3) thơng qua cổng truyền thơng TCP/IP 100 Mbit/s đặt phía mặt trước rơle cho phép người dùng sử dụng chức [6]: - Parameter Setting: cho phép đọc viết thông số chỉnh định chức rơle - Application Configuration: Phần mềm chạy ứng dụng CAP531 Tại đây, người dùng cấu hình sửa đổi chức rơle cho phù hợp với yêu cầu đưa vận hành, đồng thời CAP 531 cho phép giám sát trạng thái tín hiệu đầu vào đầu - Signal Matrix: cho phép người dùng cấu hình chức cho đầu vào tương tự, đầu vào số, đầu số đèn Led rơle theo vẽ nhị thứ - Disturbance Handing: Xem phân tích ghi cố 59(11): 95 - 99 vệ khoảng cách kỹ thuật số, người thí nghiệm ngồi việc kiểm tra tín hiệu bảo vệ, điều khiển máy tính Server phải tn thủ theo bước theo sơ đồ thuật tốn hình Bƣớc 1: Kiểm tra đấu nối mạch nhị thứ [1]: Sau phân tích thiết kế sửa đổi thiếu sót mắc phải hệ thống mạch nhị thứ (bao gồm mạch tín hiệu cảnh báo; mạch điều khiển, liên động mạch bảo vệ), ta tiến hành kiểm tra việc đấu nối sơ đồ tổng hợp sơ đồ lắp ráp theo sơ đồ nguyên lý bảo vệ thay đổi thêm cho thích hợp Sau đó, tiến hành kiểm tra cách điện hệ thống mạch thiết bị bảo vệ Thơng thường, người thí nghiệm thường dùng Megơm mét, vạn kim thiết bị đo Fluke87 thực bước sau: - Kiểm tra áp tô mát (MCB) cấp nguồn, đảm bảo mạch điều khiển, bảo vệ, tín hiệu khơng bị chạm đất - Dùng mêga ôm kiểm tra cách điện ruột cáp sử dụng Bắt đầu Nhập thơng số chỉnh định Tính tốn giá trị tác động Kiểm tra vùng cố sai sai Zkhởi tạo = Zđặt ± 2% n >3 Kiểm tra ngưỡng thời gian đúng sai Tcắt = Tđặt ± 2% i >3 sai Thí nghiệm rơle bảo vệ khoảng cách Tại Trạm tự động hóa, ví dụ Nhà máy thủy điện Sơng Ba Hạ, để thí nghiệm rơle bảo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Kết thúc http://www.Lrc-tnu.edu.vn Lê Kim Hùng cs Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ 59(11): 95 - 99 Hình Sơ đồ thuật toán kiểm định bảo vệ khoảng cách - Tách cáp khỏi hàng kẹp, dùng vạn đèn dò kiểm tra thơng mạch cáp theo địa đấu nối đến tất thiết bị Bƣớc 2: Tính tốn giá trị tác động [3]: Theo phiếu chỉnh định rơle ngày 17 tháng 03 năm 2009 tài liệu [4] nhà máy thủy điện Sông Ba Hạ, rơle khoảng cách kỹ thuật số REL 670 sử dụng đặc tính tổng trở tứ giác (Quadramho) với vùng bảo vệ Trong đó, 03 vùng sử dụng hướng bảo vệ từ đường dây có tổng trở cố Z1 < Z2 < Z3; thời gian tác động có cố vùng bảo vệ tZ1 < tZ2 < tZ3 01 vùng Z4 sử dụng hướng từ đường dây vào Để tính tốn xậy dựng đặc tính tổng trở bảo vệ rơle REL670, nhân viên thí nghiệm cần phải chạy ứng dụng “Distance” phần mềm Test Universe 2.11 dùng cho hợp thí nghiệm nhị thứ CMC 256-6 Tại mục “Test Object”, kích chuột chọn menu File/Import Rel670.xrio (xem hình 5) Sau tiến hành nhập thơng số chỉnh định tổng trở khởi động vùng bảo vệ khoảng cách cách chọn mục ZM01, ZM02, ZM03 ZM04 Các thơng số chỉnh định gồm có: hướng tác động vùng bảo vệ, điện kháng thứ tự thuận X1, điện trở thứ tự thuận R1, điện kháng thứ tự không X0, điện trở thứ tự không R0, điện trở cố phapha RFPP, điện trở cố pha-đất RFPE, thời gian trì cố pha-pha tPP thời gian trì cố pha-đất tPE Kết tính tốn sau nhập thể hình Hình Nhập giá trị chỉnh định rơle file REL670.xrio Bƣớc 3: Kiểm tra chức rơle [1],[3]: Sau cài đặt thông số chỉnh định rơle theo phiếu đặt điều độ cấu hình đầu vào, đèn LED phần mềm ABB PCM600, nhân viên thí nghiệm kiểm tra chức bảo vệ khoảng cách sau: Mô đầu vào số: Để rơle REL670 khơng bị khóa chức bảo vệ khoảng cách, ta cần hiệu lực tín hiệu từ tiếp điểm phụ Áp to mát biến điện áp đường dây (MCB VT), tiếp điểm phụ MC đưa vào đầu vào số rơle Sử dụng hợp thí nghiệm mơ tổng trở cố: Sử dụng hợp thí nghiệm nhị thứ CMC256-6 tiến hành kiểm tra ngưỡng tổng trở, thời gian góc tác động vùng bảo vệ Z1, Z2, Z3 Z4 chức khoảng cách cách mô dạng cố pha – đất, pha – pha ba pha theo bước sau đây: - Kiểm tra giá trị tổng trở thời gian tác động: Bơm dòng điện cố =1A áp cố vào rơle cách kích chuột vào đặc tính tổng trở bảo vệ hình cho Zbơm < Zđặt tbơm > tZđặt, rơle tác động (đèn LED sáng rơle đầu khép) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn Lê Kim Hùng cs Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ - Kiểm tra giá trị tổng trở không tác động lớn nhất: tăng từ từ điện áp cố vào rơle cách kích chuột vào đặc tính tổng trở bảo vệ đến Zbơm > Zđặt tbơm > tZđặt, rơle không tác động - Kiểm tra ngưỡng thời gian không tác động: Bơm tổng trở cố vào rơle cách kích chuột vào đặc tính tổng trở bảo vệ cho Zbơm < Zđặt tbơm < tZđặt, rơle không tác động 59(11): 95 - 99 Kết thử nghiệm: Kiểm tra tín hiệu cảnh báo bảo vệ cắt MC rơle, phân tích giá trị tác động cách chọn chức Disturbance recorder, phần mềm PCM600 chạy ứng dụng WINEVE cho phép đọc ghi cố máy tính cá nhân máy tính Server Trên hình kết ghi cố vùng rơle REL670 ngăn lộ Tuy Hòa Nhà máy thủy điện Sơng Ba Hạ [5] Hình Giao diện phần mềm giao diện PCM600 CAP531 Hình Đặc tính tổng trở thí nghiệm CMC 256-6 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn Lê Kim Hùng cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ Với ghi cố trên, phân tích thơng tin cố rơle gồm: pha cố, thời gian tác động, giá trị điện áp, giá trị dòng điện thời điểm cố vùng bảo vệ tác động cắt MC…Ghi lại giá trị tổng trở tác động, thời gian cắt đối chiếu giá trị với sai số cho phép rơle Nếu rơle có sai số tổng trở < 2% sai số thời gian