Phân tích đánh giá ứng dụng rơ le G60 trong bảo vệ máy phát nhà máy thủy điện Sông Tranh 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN VĂN ĐƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ỨNG DỤNG RƠ LE G60 TRONG BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 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 Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 03 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm thông tin Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa điện, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nhà máy thủy điện Sơng Tranh gồm tổ máy có cơng suất 190MW phát điện lên Hệ thống điện Quốc gia qua đường dây 220kV đến Trạm 220kV Sông Tranh Trạm 220kV Tam Kỳ Nhà máy ứng dụng rơ le G60, T60, L30, D60, L90, B90, F650 hãng GE Multilin rơ le khác MRR1, HRACIC để bảo vệ thiết bị việc khai thác vận hành, bảo trì chưa hiệu quả, chưa làm chủ thiết bị chưa có tài liệu hướng dẫn cụ thể, bên cạnh cố xảy việc chỉnh định, cài đặt thông số bảo vệ cần phân tích, đánh giá hoạt động rơ le G60 Mặc khác, từ việc phân tích, đánh giá đưa đề xuất xử lý hạn chế có hệ thống rơ le bảo vệ MF Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu, tính tốn giá trị chỉnh định, sơ đồ logic mô đặc tính hoạt động bảo vệ so lệch MF (87G) nhằm nắm rõ chức hoạt động rơ le - Thực tính tốn số trường hợp cố, mô làm việc rơ le bảo vệ so lệch MF đánh giá khả đáp ứng yêu cầu bảo vệ MF nhà máy thủy điện Sông Tranh Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Các vấn đề bảo vệ máy phát điện thủy lực rơ le kỹ thuật số bảo vệ so lệch MF nhà máy thủy điện Sông Tranh 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu việc tính tốn giá trị chỉnh định logic tác động bảo vệ so lệch MF rơ le G60 Nhà máy thủy điện Sông Tranh Thử nghiệm sử dụng Matlab_Simulink mô hoạt động bảo vệ so lệch MF rơ le G60 trường hợp cố vùng bảo vệ để phân tích đánh giá khả đáp ứng yêu cầu bảo vệ cho MF Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định cấu hình chức bảo vệ MF rơ le G60 Phân tích, đánh giá hoạt động khả đáp ứng yêu cầu bảo vệ MF rơ le G60 Nhà máy thủy điện Sơng Tranh Nhiệm vụ chính: - Hệ thống hóa nội dung liên quan máy phát, hệ thống rơ le bảo vệ - Tính tốn trị số cài đặt, chỉnh định chức bảo vệ MF - Nghiên cứu cấu hình, đặc tính logic bảo vệ rơ le G60 - Thử nghiệm chức bảo vệ hợp thử nghiệm CMC256 Plus - Phối hợp kết thử nghiệm sử dụng Matlab_Simulink mô chức bảo vệ so lệch (87G) để phân tích, đánh giá hoạt động rơ le G60 đề xuất giải pháp xử lý hạn chế hệ thống rơ le bảo vệ MF Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn Đây đề tài nghiên cứu ứng dụng, việc nghiên cứu giúp ta nắm bắt sâu lý thuyết thực nghiệm ứng dụng rơ le kỹ thuật số đại GE – Multilin, từ làm chủ thiết bị công nghệ kỹ thuật số Là tài liệu bổ sung phục vụ công tác vận hành, bảo dưỡng xử lý cố hệ thống rơ le bảo vệ máy phát điện thủy lực Đánh giá khả làm việc an toàn, tin cậy hệ thống rơ le bảo vệ máy phát Nhà máy thủy điện Sông Tranh Đặt tên đề tài Xuất phát từ lý trên, đề tài tác giả chọn có tên là: "Phân tích đánh giá ứng dụng rơ le G60 bảo vệ máy phát nhà máy thủy điện Sông Tranh 2" Bố cục luận văn Nội dung luận văn gồm phần chính: MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: Tổng quan máy phát điện thủy lực hệ thống rơ le bảo vệ CHƯƠNG 2: Phân tích, đánh giá hệ thống rơ le bảo vệ tổ máy nhà máy thủy điện Sông Tranh CHƯƠNG 3: Thử nghiệm mô kiểm tra, đánh giá hoạt động chức bảo vệ rơ le G60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN THỦY LỰC VÀ HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ 1.1 Tổng quan máy phát điện thủy lực 1.1.1 Cấu trúc máy phát điện thủy lực Máy phát điện thủy lực thiết bị biến turbine thủy lực thành điện cung cấp cho hệ thống điện Các phận máy phát Hình 1.1 Hình 1.1: Các thành phần máy phát điện thủy lực 1.1.2 Đặt tính cơng suất máy phát 1.1.3 Ảnh hưởng góc tải 1.1.4 Hệ thống kích từ máy phát điện thủy lực 1.1.4.1 Khái quát 1.1.4.2 Nguyên lý hoạt động 1.1.4.3 Nguyên lý kích từ ban đầu 1.1.4.4 Nguyên lý dập từ 1.1.5 Hệ thống điều tốc máy phát điện thủy lực 1.1.5.1 Nguyên lý làm việc 1.1.5.2 Chức hệ thống điều tốc 1.2 Các chế độ làm việc máy phát điện thủy lực 1.2.1 Chế độ làm việc bình thường Là chế độ làm việc ổn định, đáp ứng yêu cầu cơng suất phụ tải, trì thời gian cung cấp điện liên tục với tần số điện áp đầu cực MF đạt trị số định mức cho phép 1.2.2 Chế độ làm việc công suất vượt định mức 1.2.3 Chế độ làm việc điện áp đầu cực tăng giảm so với định mức Sai lệch điện áp cho phép đầu cực MF ∆Ucf = ±5% 1.2.4 Chế độ làm việc tần số bị dao động Trong chế độ làm việc bình thường tần số f = 50Hz dao động phạm vi cho phép: ∆fcf = ±0,2Hz ∆fcf = ± 0,4% fđm 1.2.5 Chế độ làm việc hệ số công suất thay đổi Trong thực tế hệ số cosφ thường hay dao động giới hạn định mức, hệ số cosφ quy định: cosφđm = 0,8 ÷ 0,95 1.2.6 Các chế độ làm việc khơng bình thường 1.2.6.1 Chế độ q tải máy phát 1.2.6.2 Chế độ làm việc không đối xứng 1.2.6.3 Chế độ làm việc không đồng 1.2.6.4 Khi nhiệt độ máy phát tăng trị số cho phép 1.2.6.5 Máy phát nhận công suất tác dụng (MF hoạt động chế độ động cơ) 1.2.7 Các chế độ làm việc có tình trạng hư hỏng xảy 1.2.7.1 Khi có chạm đất pha cuộn dây stator 1.2.7.2 Khi có chạm đất pha cuộn dây rotor 1.2.7.3 Khi có ngắn mạch đầu cực máy phát điện 1.2.7.4 Máy phát điện bị kích thích 1.3 Các chức bảo vệ thường trang bị cho máy phát điện thủy lực Bảo vệ so lệch dọc (87G), bảo vệ so lệch ngang (87GW), bảo vệ chống chạm đất stator (64S), bảo vệ chạm đất mạch kích từ (64R), bảo vệ kích từ (40), bảo vệ đồng (78), bảo vệ q tải, q nhiệt (49) Ngồi ra, có chức bảo vệ dự phòng bảo vệ khoảng cách (21G), bảo vệ tần số (81), bảo vệ điện áp (59), bảo vệ điện áp (27), bảo vệ công suất ngược (32), bảo vệ cân tải (46), bảo vệ kích thích (24) 1.4 Khái quát rơ le kỹ thuật số bảo vệ máy phát điện thủy lực 1.4.1 Các chức rơ le 1.4.2 Cấu trúc nguyên lý hoạt động rơ le 1.4.2.1 Cấu trúc phần cứng Thành phần bao gồm (Hình 1.7) Hình 1.7: Cấu trúc phần cứng rơ le G60 1.4.2.2 Nguyên lý hoạt động rơ le Các phần tử đầu vào tiếp nhận xử lý thông tin đưa vào xử lý trung tâm CPU Module Bộ CPU Module xử lý thông tin qua cổng logic, phần tử bảo vệ đưa tín hiệu đầu tương ứng 1.4.3 Công tác bảo dưỡng thử nghiệm rơ le kỹ thuật số 1.4.3.1 Các thử nghiệm, bảo dưỡng rơ le kỹ thuật số 1.4.3.2 Thử nghiệm định kỳ cho loại rơ le kỹ thuật số 1.4.3.3 Phân tích liệu rơ le kỹ thuật số 1.4.3.4 Lựa chọn chu kỳ thời gian thử nghiệm tối ưu 1.5 Kết luận Sự nắm bắt sâu sắc, đầy đủ chế độ làm bình thường, khơng bình thường chế độ cố xảy MF đưa phương án đầu tư trang bị đầy đủ chức bảo vệ giúp phân tích, đánh giá đầy đủ ứng dụng hiệu rơ le kỹ thuật số cho hệ thống bảo vệ MF Cấu tạo phần cứng loại rơ le GE khác với số loại rơ le kỹ thuật số, chức card module riêng lẻ kết nối theo kiểu giắt cắm nên thuận lợi, kinh tế công tác sửa chữa, bảo dưỡng thay module bị hỏng Công tác bảo dưỡng thử nghiệm rơ le kỹ thuật số đòi hỏi cần nghiên cứu định, đặc biệt phân tích liệu rơ le lựa chọn chu kỳ thời gian thử nghiệm tối ưu cần thiết để thử nghiệm đưa thiết bị vào vận hành CHƯƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ TỔ MÁY NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2.1 Giới thiệu nhà máy thủy điện Sông tranh Nhà máy thuỷ điện Sông Tranh nằm Sông Tranh thuộc bậc thang hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn Quảng Nam Nhà máy dự án đa mục tiêu với nhiệm vụ phát điện cung cấp công suất 190MW cho hệ thống điện Quốc gia nhiệm vụ phát triển kinh tế khu vực, trị khác,… 2.2 Sơ đồ nối điện nhà máy thủy điện Sông Tranh 2.3 Sơ đồ phương thức đo lường bảo vệ khối MF-MBA 2.4 Sơ đồ đấu nối mạch tín hiệu dòng điện, điện áp, mạch tín hiệu bảo vệ 2.5 Sơ đồ logic mạch bảo vệ tổ máy 2.6 Rơ le G60 bảo vệ máy phát điện nhà máy thủy điện Sông Tranh 2.6.1 Giới thiệu rơ le G60 hãng GE-Mutilin 2.6.2 Cài đặt rơ le G60 phần mềm EnerVista UR Setup 2.6.2.1 Giao diện giao tiếp phần mềm kết nối với rơ le 2.6.2.2 Sử dụng file cài đặt 2.6.2.3 Các chế độ cài đặt 2.6.2.4 Cài đặt System Setup 2.6.2.5 Cài đặt Group Elements 2.7 Các chức bảo vệ máy phát điện nhà máy thủy điện Sông Tranh 2.7.1 Thông số kỹ thuật thiết bị đối tượng bảo vệ 2.7.2 Bảo vệ so lệch dọc máy phát điện (87G) 2.7.2.1 Nguyên lý hoạt động 10 Then DIR = abs( ITS - INS) > 900 Else DIR = Với IR: Dòng hãm; DIR: Cờ thị nguyên tắc so sánh pha thỏa mãn; BL: Giá trị cài đặt điểm gãy 1; ITS, INS: Dòng điện đầu CT tương ứng; K: Hệ số điều chỉnh Logic tác động: Như Hình 16 Hình 2.16 : Logic làm việc chức so lệch 2.7.2.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định Dòng điện phía thứ cấp MF tính toán sau: Igs Ig CTratio 4676A 1A 5000 A 0.935 A - STATOR DIFF PICKUP: 0.1pu - STATOR DIFF SLOPE 1: 10% - STATOR DIFF BREAK 1: 1.15pu - STATOR DIFF SLOPE 2: 80% Dòng điện ngắn mạch bên ngồi MF khơng q dòng điện hãm sau: I res.2 5.5I gn CT pri 5.5 4676 5.144A 5000 - STATOR DIFF BREAK 2: 5.00pu 11 Theo giá trị tính tốn cài đặt trên, rơ le tự động xây dựng đặc tuyến hoạt động chức bảo vệ so lệch (Hình 2.17) theo cơng thức (2.3) Hình 2.17 : Đặc tuyến 87G truy xuất từ rơ le G60 Ta có: F(x) = C0 + C1x + C2x2 + C3x3 (2.3) Với: - Độ dốc 1, đường đăc tính: S1 = Slope 1; S2 = Slope - Điểm gãy 1, đường đặc tính: B1 = Breakpoint 1, B2 = Breakpoint - x: Dòng hãm - F(x): Dòng so lệch - - C0 C1 C2 C3 [2.(S1 S 2).B12.B22 ] ( B1 B2)3 [ S 2.B1( B12 [2.(S1 ( S S1) B1.B2 4B2 ) S1.B2(4 B12 ( B1 B2) S 2).(B12 B1.B2 ( B1 B2) B2 )] ( B1 B 2) ( B1 B 2) 2.7.3 Bảo vệ chạm đất stator (95%-59N, 100%-64S) 2.7.3.1 Nguyên lý hoạt động B1.B2 B2 )] 12 a) Bảo vệ chạm đất stator 95% (AUXILIARY OVERVOLTAGE) b) Bảo vệ chạm đất stator 100% (64S 100% STATOR GROUND) 2.7.3.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.4 Bảo vệ điện áp (59) 2.7.4.1 Ngun lý hoạt động 2.7.4.2 Tính tốn cài đặt, chỉnh định 2.7.5 Bảo vệ điện áp (27) 2.7.5.1 Ngun lý hoạt động 2.7.5.2 Tính tốn cài đặt, chỉnh định 2.7.6 Bảo vệ kích từ (24) 2.7.6.1 Ngun lý hoạt động 2.7.6.2 Tính tốn cài đặt, chỉnh định 2.7.7 Bảo vệ khoảng cách (21) 2.7.7.1 Nguyên lý hoạt động 2.5.7.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.8 Bảo vệ q dòng có kiểm tra áp (27/50) 2.7.8.1 Ngun lý hoạt động 2.7.8.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.9 Bảo vệ đồng (78) 2.7.9.1 Ngun lý hoạt động 2.7.9.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.10 Bảo vệ công suất ngược (32) 2.7.10.1 Nguyên lý hoạt động 2.7.10.2 Tính toán giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.11 Bảo vệ kích từ (40) 2.7.11.1 Nguyên lý hoạt động 2.7.11.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.12 Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch (46) 13 2.7.12.1 Nguyên lý hoạt động 2.7.12.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.13 Chức giám điện áp 2.7.14 Bảo vệ tải máy phát (49) 2.7.14.1 Nguyên lý hoạt động 2.7.14.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.15 Bảo vệ tần số (81) 2.7.15.1 Nguyên lý hoạt động 2.7.15.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.16 Bảo vệ so lệch ngang (87GW) 2.7.16.1 Nguyên lý hoạt động 2.7.16.2 Tính tồn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.17 Bảo vệ chạm đất roto (64R) 2.7.17.1 Nguyên lý hoạt động 2.7.17.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.18 Bảo vệ dòng điện trục (38) 2.7.18.1 Ngun lý hoạt động 2.7.18.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.7.19 Bảo vệ q dòng MBA kích từ (50/51ET) 2.7.19.1 Ngun lý hoạt động 2.7.19.2 Tính tốn giá trị cài đặt, chỉnh định 2.8 Cài đặt, cấu hình logic chức bảo vệ 2.8.1 Cài đặt thông số chung 2.8.2 Cài đặt, chỉnh định trị số bảo vệ chức sử dụng 2.8.3 Thiết lập đầu vào (input), rơ le đầu ra(output), đèn Led chức logic làm việc chức bảo vệ 2.9 Tình trạng lỗi, khiếm khuyết hệ thống rơ le nhà máy Với kết thống kê, ta nhận thấy hệ thống rơ le làm việc tin 14 cậy, khơng có trường hợp dẫn đến cố dừng máy 2.10 Kết luận Mỗi MF thiết kế HTRLBV vận hành song song, có đầy đủ chức bảo vệ tính tốn giá trị bảo vệ đảm bảo phối hợp trường hợp cố xảy Vì vậy, MF BV có tính dự phòng gấp lần, độ tin cậy cao Nắm bắt sâu sắc thiết bị hệ thống rơ le bảo vệ giúp ta làm chủ thiết bị công tác sửa chữa, vận hành; Đặc biệt, biết khác biệt công nghệ tự động xử lý điểm gãy đường đặc tuyến nâng cao độ xác vùng bảo vệ Kết thống kê lỗi, khiếm khuyết thời gian vận hành lữ liệu góp phần vào việc phân tích, đánh giá ứng dụng rơ le G60 Một số hạn chế hệ thống rơ le bảo vệ máy phát: - HT mạch tín hiệu đầu vào/đầu sử dụng rơ le trung gian loại điện từ thường gây tác động nhầm; - Giá trị bảo vệ 64R cài đặt theo kinh nghiệm cần kiểm tra, đo lường q trình thực tế vận hành MF, mơ cố HT để lấy giá trị cài đặt lại; - Giá trị bảo vệ 81> rơ le G60 có thời gian cài đặt tối đa 65.535s khơng đáp ứng quy định 180s 15 CHƯƠNG THỬ NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ CỦA RƠ LE G60 3.1 Thử nghiệm, kiểm tra đánh giá hoạt động chức bảo vệ 3.1.1 Nội dung bước thử nghiệm rơ le 3.1.1.1 Kết nối sơ đồ đấu dây: Hình 3.1 Hình 3.1: Sơ đồ kết nối thử nghiệm rơ le bảo vệ 3.1.1.2 Khai báo tham số thử nghiệm phần mềm hợp CMC Latop 3.1.1.3 Cài đặt phần cứng hợp configuring the hardware 3.1.1.4 Nhập giá trị dòng điện, điện áp cần thử nghiệm 3.1.1.5 Tự động Ramping giá trị thử nghiệm 3.1.1.6 Ghi nhận giá trị thử nghiệm 3.1.1.7 Kết thúc thử nghiệm 3.1.2 Kết thử nghiệm chức bảo vệ rơ le G60 3.1.2.1 Chức đo lường 16 * Đo lường dòng điện: Nguồn (Source) Source 1-F1 (H1CT-5) Source 2-F5 (H1CT-12) Source 3-M1 (H1CT-14) Source 3-M1 (H1CT-2) IA IB IC IA IB IC IA IB IC Giá trị thử nghiệm (A) 00 1200 2400 00 1200 2400 00 1200 2400 Giá trị tính tốn (A) 5000 00 5000 1200 5000 2400 5000 00 5000 1200 5000 2400 50 00 50 1200 50 2400 Giá trị hiển thị (A) 4996 00 5001 1200 5003 2400 4995 00 4997 1200 4997 2400 49,9 00 49,8 1200 49,9 2400 Sai số (%) -0,08 0,02 0,06 -0,1 -0,06 -0,06 -0,2 -0,4 -0,2 IN 00 400 00 399,7 00 -0,07 Pha * Đo lường điện áp tần số: Nguồn Pha (Source) Source 1-M5 UA (TUH12) UB UC Source 1-M5 3U0 (TUH10) Tần số f(Hz) Giá trị thử nghiệm (V) 63,5 00 63,5 1200 63,5 2400 Giá trị tính tốn (kV) 7,966 00 7,966 1200 7,966 2400 Giá trị hiển thị (kV) 7,965 00 7,960 1200 7,961 2400 Sai số (%) - 0,01 - 0,07 -0,06 240 13,8 13,8 0,00 50 50 50 0,00 * Kết luận: Chức đo lường đạt yêu cầu kỹ thuật 3.1.2.2 Chức bảo vệ so lệch (87G) - Thử nghiệm giá trị khởi động: Nguồn Giá trị tính Giá trị tác Thời gian Đèn Tiếp điểm Pha thử thử toán (A) động (A) tác động (s) Led (Ω) A 0,098 0,020 x 0,01 B 0,1 0,098 0,020 x 0,01 SCR1 (F1) C 0,098 0,020 x 0,01 pha 0,1 0,099 0,020 x 0,02 A 0,098 0,020 x 0,01 B 0,1 0,098 0,020 x 0,01 SCR2 (F5) C 0,098 0,020 x 0,01 pha 0,1 0,099 0,020 x 0,01 17 - Thử nghiệm đặc tính so lệch có hãm: Độ dốc I1(SCR1) Slope (A) Slope (A) 0,99 3,2 I2(SCR2) Tiếp Thời Đèn điểm gian tác Tính Tác Khơng Led (Ω) động (s) tốn động tác động 1,1 1,25 1,15 x 0,05 0,022 3,72 3,84 3,70 x 0,06 0,023 * Kết luận: Chức bảo vệ 87G hoạt động xác 3.1.2.3 Chức bảo vệ chạm đất stator (59N, 64S) 3.1.2.4 Chức bảo vệ điện áp (27,59) 3.1.2.5 Chức bảo vệ kích thích (24) 3.1.2.6 Chức trở kháng thấp (21G) 3.1.2.7 Chức bảo vệ q dòng có kiểm tra áp (27/50) 3.1.2.8 Chức bảo công suất ngược (32) 3.1.2.9 Chức bảo vệ kích từ (40) 3.1.2.10 Chức bảo vệ dòng thứ tự nghịch (46) 3.1.2.11 Chức bảo vệ tải máy phát (49) 3.1.2.12 Chức bảo vệ tần số (81) 3.1.2.13 Chức bảo vệ q dòng trung tính máy phát (51G/87GW) 3.1.2.14 Chức bảo vệ chạm đất rotor (64R) 3.1.2.15 Chức bảo vệ q dòng MBA kích từ (50/51ET) 3.1.2.16 Chức bảo vệ dòng điện trục (38) 2.7.17 Bảo vệ chạm đất roto (64R) 2.7.18 Bảo vệ dòng điện trục (38) 2.7.19 Bảo vệ q dòng MBA kích từ (50/51ET) 3.2 Ứng dụng phần mềm Matlab_Simulink để mô làm việc chức bảo vệ so lệch máy phát (87G) Rơ le 3.2.1 Giới thiệu Matlab_Simulink 3.2.2 Xây dựng mơ hình bảo vệ so lệch máy phát (87G)  Khối máy phát điện đồng (MF_H1)  Khối máy cắt đầu cực MC_901  Khối đo lường dòng điện, điện áp  Khối tạo cố ngắn mạch  Khối phụ tải 18  Khối máy biến áp T1  Khối Scope  Sơ đồ nguyên lý khối bảo vệ 87G (Hình 3.8)  Khối nguyên lý đo lường Hình 3.8: Sơ đồ khối bảo vệ 87G  Khối ngun lý tính tốn I_diff, I_rest  Khối xử lý Logic  Mơ hình mơ hoạt động bảo vệ so lệch MF (87G) Kết hợp khối RELAY G60, MF (MF_H1), MC (MC_901, máy biến áp, phụ tải, ta xây dựng mơ hình mơ bảo vệ so lệch máy phát Hình 3.14 Hình 3.14: Mơ hình mơ hoạt động chức 87G  Mô dạng cố 3.2.3 Mô hoạt động chức 87G bảo vệ máy phát 3.2.3.1 Trường hợp làm việc bình thường Kết đo lường giá trị độ lớn dòng điện thứ H1CT5 H1CT-12 Hình 3.16 tín hiệu Trip mức cho ta thấy rơ 19 le không tác động, làm việc bình thường Hình 3.16: Dòng điện tín hiệu trip chế độ vận hành bình tường 3.2.3.2 Trường hợp cố vùng bảo vệ  Sự cố pha A, B, C Vùng bảo vệ rơ le so lệch phạm vi ranh giới hai CT H1CT-5 H1CT-12 Ta mô mô hình Hình 3.17 với thời gian 0,25s thời gian tồn cố 0,1÷0.25s Kết rơ le hoạt động xác Hình 3.17: Mơ cố bên Hình 3.18 Hình 3.19 vùng bảo vệ MF  Sự cố pha A, B Hình 3.18: Dòng điện tín hiệu trip chế độ cố pha Hình 3.19: Đặc tính cố pha vùng bảo vệ 20 Mô tương tự cố ba pha, có kết Hình 3.20, Hình 3.21 Hình 3.20: Dòng điện tín hiệu trip chế độ cố pha A, B Hình 3.21: Đặc tính cố pha A, B vùng bảo vệ  Sự cố pha B, C cố pha A, C: Tương tự pha A, B  Sự cố pha A (pha A – Đất): Mô tương tự cố ba pha, có kết Hình 3.26, Hình 3.27 Mơ cố pha – Đất pha B, C tương tự có kết giống cố pha A – Đất Hình 3.26: Dòng điện tín hiệu trip chế độ cố pha AGround cố Hình 3.27: Đặc tính cố pha A vùng bảo vệ 3.2.3.3 Trường hợp cố vùng bảo vệ  Sự cố pha Ngoài vùng bảo vệ rơ le so lệch phạm vi ranh giới 21 hai CT H1CT-5 H1CT-12 Ta mơ mơ hình Hình 3.28 với thời gian 0,25s thời gian tồn cố 0,1÷0.25s Kết dòng cố pha A, B, C tín hiệu tác động (Trip) rơ le thể Hình 3.29 Tương tự mô cho trường hợp cố pha, cố pha ta có kết tương tự cố pha, rơ le thực chức hãm khơng tác động Hình 3.28: Mơ cố ngồi vùng bảo vệ MF Hình 3.29: Dòng điện tín hiệu trip cố pha ngồi vùng bảo vệ Hình 3.30: Đặc tính cố pha vùng bảo vệ 3.3 Kết luận Sử dụng hợp CMC 256 Plus phần mềm EnerVista UR Setup qua máy tính để thử nghiệm chức bảo vệ rơ le nhanh, tiện ích đem lại kết xác Các chức bảo vệ rơ le G60 làm việc xác Mơ hình mơ rơ le trực quan giúp ta mơ phỏng, phân tích, đánh giá khẳng định làm việc đắn chức 87G bảo vệ máy phát 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn sâu tìm hiểu, nghiên cứu thiết bị rơ le, thực thí nghiệm rơ le thực tế xây dựng mơ hình mơ rơ le số Matlab_Simulink nhằm thử nghiệm, phân tích, đánh giá ứng dụng rơ le G60 vệ máy phát Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2, kết cho ta kết luận sau: - Cấu tạo phần cứng loại rơ le GE khác với số loại rơ le kỹ thuật số, chức card module riêng lẻ kết nối theo kiểu giắt cắm nên thuận lợi, kinh tế công tác sửa chữa, bảo dưỡng thay module bị hỏng - Máy phát thiết kế trang bị hệ thống rơ le bảo vệ vận hành song song với đầy đủ chức bảo vệ tích hợp rơ le G60 mạch logic bảo vệ giống Các chức tính tốn giá trị cài đặt cụ thể đảm bảo phối hợp bảo vệ trường hợp cố xảy MF Vì vậy, máy phát bảo vệ có tính dự phòng gấp lần đem lại độ tin cậy cao - Nắm bắt sâu sắc sơ đồ phương thức logic bảo vệ, hệ thống mạch nhị thứ, ngun lý hoạt động tính tốn cài đặt, chỉnh định chức bảo vệ cho MF khối MF-MBA nhà máy giúp ta làm chủ thiết bị công tác quản lý sửa chữa - vận hành, đặc biệt cơng tác phân tích, đánh giá tìm nguyên nhân xử lý cố thử nghiệm, mô đánh giá hoạt động rơ le - Sử dụng phần mềm giao tiếp với Rơ le G60 để cài đặt, cấu hình logic hoạt động chức bảo vệ theo thiết kế khác thuận lợi linh hoạt Kết nối online truy xuất nhanh xác thơng tin phục vụ công tác xử lý cố thay đổi giá trị cài đặt theo yêu cầu mà không cần dừng máy Đây ưu điểm rơ le kỹ thuật số 23 - Biết cách cài đặt, cấu hình logic chức bảo vệ Rơ le G60 theo thiết kế thực tế hệ thống bảo vệ nhằm làm chủ công nghệ để thử nghiệm, đánh giá hoạt động rơ le bảo vệ theo yêu cầu kỹ thuật Đây nội dung chuyên sâu, phức tạp đòi hỏi hiểu biết sâu chuyên môn công nghệ rơ le hệ thống rơ le bảo vệ nhà máy hệ thống điện - Sự khác biệt rơ le G60 loại rơ le kỹ thuật số khác tự động xử lý vùng chuyển tiếp trơn tru độ dốc (SLOP1) độ dốc (SLOP2) đường cong bậc mềm mại mà khơng có gián đoạn, loại rơ le khác vùng đường thẳng có điểm gãy khơng trơn tru ảnh hưởng đến vùng bảo vệ - Phối hợp sử dụng hợp CMC 256 Plus thiết lập mơ hình mơ Matlab_Sumilink trực quan giúp ta thử nghiệm, mô phỏng, kiểm tra phân tích đánh giá tốt làm việc chức 87G bảo vệ máy phát cách nhanh chóng, tiện ích đem lại kết xác - Là tài liệu phục vụ cho công tác sửa chữa vận hành, làm chủ thiết bị đáp ứng tốt công tác sản xuất điện nhà máy Mặc dù luận văn nghiên cứu có kết định trên, nhiên số hạn chế q trình thực cần tiếp tục nghiên cứu thực hiện: - Việc tìm hiểu, nghiên cứu thiết lập mơ hình mơ phân tích ứng dụng tập trung cho chức 87G chưa xét đến yếu tố bão hòa, sai số CT mô 01 chức 87G, chức khác cần thiết phải mô phỏng, phân tích để đánh giá làm việc tin cậy hệ thống bảo vệ máy phát - Một số rơ le trung gian (rơ le điện từ) mạch mạch tín hiệu đầu vào (input), mạch đầu (ouput) rơ le làm việc tin 24 cậy xảy tình trạng tác động, cảnh báo nhầm gây dừng máy, giảm độ tin cậy cung cấp điện ảnh hưởng đến công tác vận hành, giám sát nhà máy - Thực tế giá trị cài đặt chức 64R cài đặt theo kinh nghiệm nhà cung cấp thiết bị MF, theo tài liệu hướng dẫn khuyến cáo cần phải kiểm tra, đo lường q trình thực tế vận hành MF, mơ cố hệ thống để lấy giá trị cài đặt lại cho rơ le - Chức bảo vệ tần số theo yêu cầu quy định thời gian bảo vệ cài đặt 180s phạm vi giới hạn chỉnh định rơ le tối đa 65.535s, nhược điểm hệ loại rơ le ... vận hành CHƯƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG RƠ LE BẢO VỆ TỔ MÁY NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2. 1 Giới thiệu nhà máy thủy điện Sông tranh Nhà máy thuỷ điện Sông Tranh nằm Sông Tranh thuộc bậc... hệ thống rơ le bảo vệ CHƯƠNG 2: Phân tích, đánh giá hệ thống rơ le bảo vệ tổ máy nhà máy thủy điện Sông Tranh CHƯƠNG 3: Thử nghiệm mô kiểm tra, đánh giá hoạt động chức bảo vệ rơ le G60 KẾT LUẬN... với rơ le 2. 6 .2. 2 Sử dụng file cài đặt 2. 6 .2. 3 Các chế độ cài đặt 2. 6 .2. 4 Cài đặt System Setup 2. 6 .2. 5 Cài đặt Group Elements 2. 7 Các chức bảo vệ máy phát điện nhà máy thủy điện Sông Tranh 2. 7.1