Nghiên cứu ứng dụng bảo vệ so lệch đường dây truyền tải trên lưới điện thành phố Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN VĂN CHUYÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BẢO VỆ SO LỆCH ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI TRÊN LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số : 60520202 LUẬN VĂN THẠC SỸ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Lê Kỷ Cán chấm nhận xét 1: TS Lê Thị Tịnh Minh Cán chấm nhận xét 2: TS Đinh Hoàng Bách Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 31 tháng 08 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TS Trần Hoàng Lĩnh - Chủ tịch Hội đồng PGS.TS Phạm Đình Anh Khơi - Thư ký Hội đồng TS Lê Thị Tịnh Minh TS Đinh Hoàng Bách PGS.TS Huỳnh Châu Duy Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN VĂN CHUYÊN MSHV: 1670795 Ngày, tháng, năm sinh: 20/11/1969 Nơi sinh: Nghệ An Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã số: 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng bảo vệ so lệch đường dây truyền tải lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu bảo vệ so lệch đường dây - Nghiên cứu rơ le SEL-311L - Tính tốn, chỉnh định bảo vệ so lệch, kết hợp với bảo vệ khoảng cách cho đường dây lựa chọn - Mơ đặc tính hoạt động chức 87L role SEL-311L III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 08/4/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 28/7/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÊ KỶ Tp HCM, ngày tháng năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CÁM ƠN Được trí Lãnh đạo Tổng Cơng ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh (EVNHCMC), Lãnh đạo Ban Kỹ thuật - EVNHCMC, khoa Điện, môn Hệ thống Điện Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh tơi nhận đề tài Luận văn thạc sĩ : “Nghiên cứu ứng dụng bảo vệ so lệch đường dây truyền tải lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh” Trong q trình thực đề tài, thân nhận quan tâm, giúp đỡ hướng dẫn tận tình Lãnh đạo EVNHCMC, Ban Kỹ thuật EVNHCMC, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện miền Nam (A2), Thầy, Cô giáo môn Hệ thống Điện - Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh , đặc biệt Thầy giáo - TS Lê Kỷ, người trực tiếp hướng dẫn thực Luận văn Nay Luận văn hồn thành, tơi xin trân trọng cám ơn Lãnh đạo EVNHCMC, Ban Kỹ thuật EVNHCMC, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện miền Nam (A2), Thầy, Cô giáo môn Hệ thống Điện - Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh , trân trọng cám ơn Thầy giáo - TS Lê Kỷ Trân trọng TÁC GIẢ Trần Văn Chuyên TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Bảo vệ so lệch loại bảo vệ đơn giản, đáng tin cậy Bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối, khơng phản ứng theo dao động, tải, ngắn mạch tác động tức thời ngắn mạch xảy điểm vùng bảo vệ Với nội dung „Nghiên cứu ứng dụng bảo vệ so lệch đường dây truyền tải lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh“, Luận văn sâu nghiên cứu lý thuyết bảo vệ so lệch đường dây, nêu lên thực trạng hệ thống bảo vệ rơle, từ đề xuất áp dụng bảo vệ so lệch dùng rơle SEL-311L cho đường dây điển hình Luận văn tính tốn thơng số cài đặt chức 87L chức 21 ( dự phòng ) role SEL-311L đường dây này, đồng thời xây dựng mơ hình mơ để mơ tả trình làm việc chức 87L role SEL-311L Qua luận văn này, tác giả mong muốn ngày có nhiều đường dây truyền tải áp dụng bảo vệ so lệch để góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện truyền tải Thành phố Hồ Chí Minh SUMMARY OF THE MASTER'S DOCUMENT Protection has absolutely selective characteristic, not reacting to oscillations, overloads, short circuit, immediately affecting when short circuits occur at any point in the protected area With the content "Research and application of differential protection for transmission line in Ho Chi Minh City's power grid", theoriotically, the thesis has contributed to the study of the theory of line differential protection, the reality of the relay protection system, thereby proposing the application of differential protection using SEL311L relay for a typical line The thesis has calculated the settings for the 87L function and 21 (standby) function of the SEL-311L relay for this line, and built a simulation model to describe the process of making 87L function in the SEL-311L relay Through this dissertation, the author hopes that more and more transmission lines will be used with differential protection to contribute to improving the reliability of power supply for the Ho Chi Minh City's power grid LỜ1 CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, Luận văn có sử dụng số số liệu lấy từ phần mềm quản lý kỹ thuật PMIS; số số liệu đo thông số kỹ thuật đường dây Trung tâm Thí nghiệm Điện; tham khảo cách tính toán cài đặt rơle từ Trung tâm Điều độ hệ thống điện miền Nam (A2); trích dẫn số viết, tài liệu rơle bảo vệ so lệch đường dây hãng SEL SIEMENS Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TÁC GIẢ Trần Văn Chuyên MỤC LỤC CHƯƠNG I I GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tính cấp thiết đề tài II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II Mục tiêu đề tài II.2 Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG II I THỰC TRẠNG II LựA CHỌN ĐƯỜNG DÂY ĐỂ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BẢO VỆ SO LỆCH 17 CHƯƠNG III I KHÁI NIỆM VỀ BẢO VỆ SO LỆCH ĐƯỜNG DÂY 19 19 1.1 Bảo vệ so lệch dọc cho đuờng dây đơn 23 1.2 Bảo vệ so lệch đuờng dây song song 24 II RƠLE SEL-311L 27 II Tổng quan 27 11.2 Nguyên lý hoạt động 28 11.3 Cài đặt vùng hạn chế giám sát chức so lệch 31 II.4 Cài đặt đảm bảo chọn lọc sụ cố vùng bảo vệ 34 II Những cài đặt liên quan đến 87L 35 II.6 Chỉnh định chức bảo vệ khoảng cách 41 III THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY ĐÔNG THẠNH (171) - TẦN HIỆP (172) 49 III Chiều dài 111.2 Loại dây 111.3 Dòng định mức 49 49 111.4 Tỉ số CT trạm Đông Thạnh Tân Hiệp 49 49 111.5 Tỉ số VT trạm Đông Thạnh Tân Hiệp 49 111.6 Tổng trở thứ tự thuận Z1 50 111.7 Tổng trở thứ tự không zo 50 IV TÍNH TỐN NGẮN MẠCH ĐƯỜNG DÂY ĐƠNG THẠNH (171) - TÂN HIỆP (172) 50 IV Tính tốn ngắn mạch pha 51 IV Tính tốn ngắn mạch pha 52 V TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH CHỨC NÀNG 87/21 CỦA RƠLE SEL-311L BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY ĐÔNG THẠNH (171) - TÂN HIỆP (172) 56 V Tính tốn chỉnh định chức 87L 56 V.2 Tính toán chỉnh định chức 21 58 CHƯƠNG IV 64 I XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 64 II HOẠT ĐỘNG CỦA MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 66 III CHẠY MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 69 III Khi lưới điện làm việc bình thường 69 111.2 Khi cố pha vùng bảo vệ 71 111.3 Khi cố pha trạm Đông Thạnh 74 111.4 Khi cố pha trạm Tân Hiệp 76 III Khi cố pha vùng bảo vệ 79 111.6 Khi cố pha trạm Đông Thạnh 82 111.7 Khi cố pha trạm Tân Hiệp 84 KẾT LUẬN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 92 PHỤ LỤC 113 TỪ VIẾT TẮT EVNHCMC: Tổng Cơng ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh CT: Máy biến dòng điện VT: Máy biến điện áp 87L: Chức bảo vệ so lệch đường dây 21: Chức bảo vệ khoảng cách TTĐĐHTĐMN: Trung tâm Điều độ hệ thống điện miền Nam Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên CHƯƠNG I MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU I GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Bảo vệ so lệch loại bảo vệ đơn giản, đáng tin cậy Bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối, khơng phản ứng theo dao động, tải, ngắn mạch tác động tức thời ngắn mạch xảy điểm vùng bảo vệ Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ loại role kỹ thuật số hệ thống truyền tín hiệu nên bảo vệ so lệch không dùng để bảo vệ máy phát, máy biến áp mà sử dụng để bảo vệ đường dây truyền tải Bảo vệ so lệch không phụ thuộc vào cấu tạo chiều dài đường dây Với lưới điện truyền tải Thành phố Hồ Chí Minh Tổng Công ty Điện lực Thành phố Hồ Chí Minh (EVNHCMC) quản lý đáp ứng tiêu chí N-l, đường dây khơng cịn điểm đấu nối chữ T, đường dây không dài, sở hạ tầng mạng truyền thơng có sẵn, khơng phải đầu thư thêm (mạng cáp quang dùng riêng, phục vụ cho hệ thống SCADA, thiết bị kết nối theo chuẩn IEC61850) việc đưa bảo vệ so lệch đường dây vào sử dụng cách rộng rãi gặp nhiều thuận lợi Với cấu trúc lưới điện truyền tải Thành phố Hồ Chí Minh ưu điểm vượt trội bảo vệ so lệch, việc nghiên cứu ứng dụng bảo vệ so lệch đường dây truyền tải có ý nghĩa quan trọng, góp phần làm tăng độ tin cậy cung cấp điện lưới điện truyền tải Thành phố Hồ Chí Minh 1.2 Tính cấp thiết đề tài - Tại khoản 1, điều Thơng tư số 39/2015/TT-BCT có quy định rõ dòng ngắn mạch lớn cho phép thời gian tối đa loại trừ cố bảo Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên (Hình 20b) Điện áp pha trạm Tân Hiệp (Hĩnh 20c) Dịng điện pha phía trạm Đơng Thạnh đến 81 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên (Hình 20d) Dịng điện pha phía trạm Tân Hiệp đến DAC TINH TAC DONG ALPHA PLANE CUA BAO VE so LECH DOC SEL-311L (Hĩnh 20e) Đặc tỉnh tác động Rơle 82 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên Khi cố pha vùng bảo vệ, ta thấy điện áp pha cố giảm thấp, dòng điện pha cố tăng cao, điểm tác động nằm vùng cắt, trường họp này, role tác động cắt máy cắt III.6 Khỉ cố pha trạm Đông Thạnh Kết chạy mơ hình mơ hình 21 (a, b, c, d) x105 (Hĩnh 21a) Điện áp pha phía đầu trạm Đông Thạnh 83 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chun (Hình 21b) Điện áp pha phía đầu trạm Tân Hiệp 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 (Hĩnh 21 c) Dòng điện pha 84 Luận văn Thạc sĩ NTH: Trần Văn Chuyên DẠC TINH TAG DONG ALPHA PLANE CUA BAO VE so LECH DOC SEL-311L -1 - — — Vung HAM Diem IR7IL Vung CAT _ _ -10 -8 -6 -4 -2 _ _ 10 Re(IR/IL) (Hình 2ỉđ) Đặc tính tác động Rơỉe Khỉ cố pha cáỉ trạm Đông Thạnh, ta thấy điện áp pha bị cố giảm thấp, dòng điện pha cố tăng cao, điểm tác động nằm vùng hãm, trường hợp này, rơle khơng tác động cắt máy cắt in.7 Khi cố pha trạm Tân Hiệp Kết chạy mô hình mơ hình 22 (a, b, c, d) 85 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên (Hĩnh 22b) Điện áp pha phía đầu trạm Tân Hiệp 86 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên (Hình 22c) Dịng điện pha DAC TINH TAC DONG ALPHA PLANE CUA BAO VE so LECH DOC SEL-311L Re(IR/IL) (Hình 22d) Đặc tính tác động Rơle 87 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 88 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 89 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 90 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 91 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 92 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 93 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 94 Luận Thạc sĩ NTH: Trần Vẫn Chuyên 123 95 ... thuật Điện Mã số: 60520202 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng bảo vệ so lệch đường dây truyền tải lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu bảo vệ so lệch đường dây - Nghiên. .. bảo vệ so lệch đường dây vào sử dụng cách rộng rãi gặp nhiều thuận lợi Với cấu trúc lưới điện truyền tải Thành phố Hồ Chí Minh ưu điểm vượt trội bảo vệ so lệch, việc nghiên cứu ứng dụng bảo vệ. .. Nghiên cứu thục trạng đuờng dây truyền tải hệ thống bảo vệ role lưới điện truyền tải Thành phố Hồ Chí Minh EVNHCMC quản lý Trên sở lựa chọn đường dây điển hình để nghiên cứu ứng dụng bảo vệ so