Phân tích đánh gia role reg 670 bảo vệ máy phát nhà máy thủy điện đồng nai 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN ANH TUẤN PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số : 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Anh Tuấn TRANG TĨM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI Học viên: Nguyễn Anh Tuấn Chuyên ngành: Kỹ Thuật điện Mã số: 60520202 Khóa: K33 ĐL Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Việc tìm hiểu ứng dụng role REG 670 bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai cần thiết thiết thực việc làm chủ thiết bị kỹ thuật số Luận văn nghiên cứu chi tiết cấu tạo nguyên lý làm việc chung rơle bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai Áp dụng phần mềm PCM 600 hợp thử nghiệm đánh giá kiểm tra thử nghiệm đƣợc giá trị cài đặt locgic làm việc chức bảo vệ máy phát Giúp ngƣời vận hành sửa chữa nắm bắt đƣợc trình thử nghiệm chức tử tiến hành thực nghiệm Kết thử nghiệm cho thấy làm việc tin cậy an toàn chức bảo vệ đảm bảo cho tổ máy an toàn làm việc nối lƣới Đồng thời kiến nghị mở rộng ứng dụng tƣơng lai Từ khóa – Phân Tích Rơle; Ứng dụng phần mềm PCM 600; phân tích đánh giá ; thử nghiệm chức bảo vệ ; mở rộng khả ứng dụng ANALYTICAL ASSESSMENT REG 670 PROTECTION OF THE MACHINE DONG NAI FACTORY Abstract - The application of the REG 670 role in protecting the generator of Dong Nai plant is very necessary and practical in mastering digital devices The study has studied in detail the structure and principle the general work of the relay protection plant of Dong Nai and the application of PCM 600 software and the test suite of test evaluation evaluation are the set values and locgic work of the machine protection functions Help operators and repairers grasp the process of testing basic functions that conduct experiments Test results show that the safe working of the protection functions ensures that the unit is safe when it is working Also, consider extending the application in the future Keywords- Relay Analysis; Application software PCM 600; analysis evaluation; testing the protection function; expand application capabilities MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .1 Bố cục luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ROLE REG 670 1.2 CẤU TẠO RƠLE REG 670 .4 1.3 CÁCH KẾT NỐI MÁY TÍNH VỚI RƠLE REG 670 1.3.1 Kiểm tra địa IP relay 1.3.2 Gắn cáp truyền thông đặt địa IP kết nối PC relay 1.3.3 Chạy phần mềm PCM600 .5 1.4 ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA RƠ LE REG 670 BẢO VỆ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI HIỆN NAY 10 2.1 SƠ ĐỒ BẢO VỆ TỔ MÁY 10 2.2 SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI MẠCH DÒNG ÁP BẢO VỆ 10 2.3 CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG NAI 12 2.3.1 Tủ RJ1A 12 2.3.1.1 Chức 87G (bảo vệ so lệch dọc máy phát) .12 2.3.1.2 Chức 51GN (Bảo vệ so lệch ngang máy phát) 15 2.3.1.3 Chức 24G (Bảo vệ kích từ máy phát) .16 2.3.1.4 Chức 59 (Bảo vệ điện áp) .18 2.3.1.5 Chức 27/50 (Bảo vệ đóng điện nhầm máy ngừng) 18 2.3.1.6 Chức 21 (Bảo vệ trở kháng thấp) 19 2.3.1.7 Chức 40 (Bảo vệ kích từ) 21 2.3.1.8 Chức 32 (Bảo vệ công suất ngƣợc) 23 2.3.1.9 Chức 81 H,L (Bảo vệ tần số, tần số) .24 2.3.1.10 Chức 46 (Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch) 25 2.3.1.11 Chức 49G (Bảo vệ tải máy phát) 26 2.3.1.12 Chức 27 (Bảo vệ áp) 28 2.3.1.13 Chức 50BF (Bảo vệ lỗi máy cắt GCB1) 29 2.3.1.14 chức RELAY SPAJ140C – Bảo vệ dòng rotor 51R 30 2.3.2 Tủ APG2 (RJ1B) 30 2.3.2.1 Chức 51GN (Bảo vệ so lệch ngang máy phát) 30 2.3.2.2 Chức 64R (Bảo vệ chạm đất rotor) 30 2.3.2.3 Chức 24G (Bảo vệ kích từ máy phát) .31 2.3.2.4 Chức 59 (Bảo vệ điện áp máy phát) 32 2.3.2.5 Chức 59N, 64N (Bảo vệ chạm đất stator 0-95%, 95%-100%) 32 2.3.2.6 Chức 38 (Bảo vệ dòng điện trục) 33 2.3.2.7 Chức 27/50 (Bảo vệ máy dừng) .34 2.3.2.8 Chức 21 (Bảo vệ trở kháng thấp) 34 2.3.2.9 Chức 40 (Bảo vệ kích từ) 35 2.3.2.10 Chức 32 (Bảo vệ công suất ngƣợc) 35 2.3.2.11 Chức 81 H,L (Bảo vệ tần số, tần số) .35 2.3.2.12 Chức 78 (Bảo vệ đồng bộ) 35 2.3.2.13 Chức 46 (Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch) 37 2.3.2.14 Chức 49G (Bảo vệ tải máy phát) 37 2.3.2.15 Chức 27 (Bảo vệ áp) 37 2.3.2.16 Chức 50BF (Bảo vệ chống lỗi máy cắt đâu cực) 37 2.4 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ .37 CHƢƠNG THỬ NGHIỆM KIỂM TRA LÀM VIỆC CỦA CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VỚI PHẦN MỀM GIAO TIẾP RƠ LE PCM 600 39 3.1 THỬ NGHIỆM CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ .39 3.2 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VỚI PHẦN MỀM PCM 600 43 3.3 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 66 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VẬN HÀNH MÁY PHÁT KHI SỰ CỐ BÊN TRONG VÀ BÊN NGOÀI 67 4.1 THÔNG SỐ MÁY PHÁT, ĐƢỜNG DÂY 67 4.2 PHÂN TÍCH VẬN HÀNH .68 4.3 ỨNG DỤNG MÁY CHỤP SÓNG 16 KÊNH WR300-UM-153 68 4.4 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CẮT TẢI 01 MÁY PHÁT 69 4.4.1 Trƣờng hợp Sa thải tải MC 902 .70 4.4.2 Sa thải tải MC 271, 273 73 4.4.3 Trƣờng hợp cắt tải đồng thời 02 tổ máy 75 4.5 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC HÌNH Số Tên bảng hiệu Trang 1.1 Sơ đồ khối module phản hồi tổng hợp (UBM) 1.2 Sơ đồ khối module nguồn cấp (PSM) 1.3 Sơ đồ khối module số (NUM) 2.1 Sơ đồ bảo vệ tổ máy 10 2.2 Đấu nối mạch dòng, áp modul TRM1 11 2.3 Đấu nối mạch dòng, áp modul TRM2 11 2.4 Đấu nối mạch dòng, áp modul TRM1 12 2.5 Đấu nối mạch dòng, áp modul TRM2 12 2.6 Sơ đồ bố trí CT dòng trục 34 3.1 Sơ đồ kết nối điển hình mạch đo hợp CMC 256Plus với rơ le q dịng điện (Ví dụ: Model REG670) 39 3.2 Sơ kết nối nguồn điện cung cấp kết nối đất cho hợp thử nghiệm CMC 256plus 40 3.3 3.4 Giao diện phần mềm Quick CMC điều khiển hợp CMC256plus Giao diện phần mềm State sequencer điều khiển hợp CMC256plus 40 41 3.5 Sơ đồ kết nối điển hình mạch đo hợp CMC 256Plus với rơ le dịng điện phụ thuộc điện áp (Ví dụ: Model REG670) 41 4.1 Màn hình hiển thị đo lƣờng dạng sóng 69 4.2 Cắt tải với 25%Pđm 70 4.3 Cắt tải với 50%Pđm 71 4.4 Cắt tải với 75%Pđm 72 4.5 Cắt tải với 100%Pđm 72 4.6 Cắt tải với 50%Pđm MC 271,273 73 4.7 Cắt tải với 75%Pđm MC 271,273 74 4.8 Cắt tải với 100%Pđm MC 271,273 75 4.9 Cắt tải 100%Pđm 02 tổ máy 75 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Nhà máy thủy điện Đồng Nai nối vào lƣới điện quốc gia qua 02 đƣờng dây 220KV truyền tải công suất 180MW từ nhà máy tới trạm 500KV ĐăkNơng Đây nhà máy có vị trí quan trọng việc cung cấp nguồn điện cho lƣới điện khu vực miền nam, đặc biệt giai đoạn nhu cầu phụ tải ngày phát triển Do yêu cầu nhà máy phải vận hành an toàn liên tục tin cậy để đảm bảo cung cấp nguồn cho phụ tải Hiện hệ thống rơle bảo vệ đƣợc trang bị để đảm bảo an toàn trình vận hành tổ máy Vì việc tìm hiểu, nghiên cứu trang bị kiến thức lý thuyết ứng dụng thiết bị rơle số cần thiết mang lại hiệu ứng dụng cao an toàn tin cậy vận hành hệ thống bảo vệ Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu kiểm tra khả đáp ứng chức rơle bảo vệ sử dụng nhà máy Đồng Nai 3; Nghiên cứu kiểm tra giá trị seting đáp ứng yêu cầu bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai Đánh giá mức độ làm việc an toàn, tin cậy hệ thống sử dụng mức độ vận hành máy phát xảy cố bên bên Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu cấu trúc phần cứng phần mềm rơ le kỹ thuật số sử dụng: REG670 hãng ABB Nghiên cứu, kiểm tra giá trị cài đặt hệ thống bảo vệ cài đặt; Khả đáp ứng vận hành máy phát có cố; - Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống rơ le bảo vệ nhà máy Đồng Nai bao gồm rơ le kỹ thuật số: REG670 Tính tốn kiểm tra chức rơle bảo vệ máy phát Sự cố cắt tải đƣờng dây Đồng Nai – Đắk Nông khả vận hành máy phát Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu rơ le REG670, nghiên cứu giá trị setting chức trung tâm điều độ HTĐ A0, A3 cung cấp để cài đặt Kết hợp tính tốn kiểm tra chức Sử dụng số liệu thực tế sửa chữa bảo dƣỡng thiết bị đơn vị thí nghiệm hiệu chỉnh để kiểm tra đánh giá Kiểm tra làm việc chức qua phần mềm giao tiếp rơ le PCM 600 Bố cục luận văn Căn vào mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu luận văn đƣợc đặt tên nhƣ sau: “PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3” Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục luận văn gồm có chƣơng nhƣ sau : Chƣơng 1: Tổng quan rơ le REG bảo vệ máy phát nhà máy Đồng nai Chƣơng 2: Đánh giá khả làm việc rơ le REG bảo vệ Đồng nai Chƣơng 3: Thử nghiệm kiểm tra làm việc chức với phần mềm giao tiếp rơle pcm 600 Chƣơng 4: Đánh giá khả vận hành máy phát có cố bên bên CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ROLE REG 670  REG670 hãng chế tạo ABB sản xuất, đƣợc sử dụng để bảo vệ, giám sát hoạt động máy phát điện Đây thiết bị điện tử thông minh đáp ứng đƣợc địi hỏi cao độ tin cậy Ngồi REG670 cịn có khả phối hợp với trình làm việc để tạo hệ thống bảo vệ dự phịng chắn  REG670 ln tƣơng thính với yêu cầu bảo vệ hầu hết nhà máy, trạm biến áp đƣờng dây truyền tải  REG670 đƣợc giao tiếp với máy tính cài đặt thơng qua phần mềm PCM600 cài đặt chức thông số bảo vệ thơng qua hệ thống bàn phím relay  Một số đặc điểm bật rơle REG670: [4]  Đƣợc cấu tạo với modul phần cứng khe cắm để sẵn thuận lợi cho việc mở rộng tính bảo vệ nhƣ thay modul hỏng  Các chức bảo vệ relay lựa chọn On/Off theo yêu cầu bảo vệ  Có thể cài đặt, kiểm tra thơng qua máy tính Đây tính tiện lợi cho ngƣời sử dụng      Relay làm việc dựa việc xử lý tín hiệu số nên nâng cao tính xác Có khả tự giám sát cách liên tục phần cứng thân relay Các thủ tục kiểm tra định kỳ phần mềm Thiết lập thông số, cài đặt ghi lại máy tính Hiển thị kiện, ghi nhận in kiện  Tính làm việc ổn định lâu dài  Giao tiếp phối hợp với trạm điều khiển  Thông số rơle REG670:  Màn hình LCD: Màn hình có kích thƣớc 32x90 mm, hiển thị đƣợc dòng với dòng khơng q 40 ký tự Dịng hiển thị tên sản phẩm, dòng cuối hiển thị thời gian dịng cịn lại hiển thị tính linh động relay  Cổng truyền thông RJ45: Sử dụng tiêu chuẩn IEC 61850  Tổng trọng lƣợng: 10Kg  Dòng, áp vận hành: 250V AC, 20A  Tần Số làm việc: 50 ± 2,5 Hz 76  Trƣờng hợp cố đƣờng dây hay dao động lƣới lớn ảnh hƣởng đến 02 máy phát thử nghiệm tác động cố cho thấy 02 máy phát phát đầy tải mà cắt tải đột ngột xảy lồng tốc cấp 02 tổ máy Khi bảo vệ làm việc để tách tổ máy khỏi lƣới Theo biểu đồ cánh hƣớng đóng lại nhanh để hạn chế tốc độ tổ máy Các bảo vệ phần điện liên quan máy phát hoạt động đảm bảo tách máy phát khỏi lƣới an toàn 4.5 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ - Kết thử nghiệm cắt tải 01 tổ máy tƣơng ứng với cắt tải đột ngột cố 01 đƣờng dây 220KV đăknông cho thấy thời gian ổn định tần số điện áp nằm giới hạn cho phép Khi cố xảy hệ thống làm việc ổn định Các máy phát trƣờng hợp thử nghiệm đáp ứng tốt Đƣờng dây cịn lại làm việc bình thƣờng - Khi xảy cố dao động lƣới, máy phát đáp ứng tốt, chức bảo vệ tác động cắt máy cắt đƣờng dây Hoặc máy cắt đầu cực để đảm bảo tách tổ máy khỏi cố Phối hợp đƣờng dây truyền tải cố thống qua đóng lập lại hịa lại tổ máy Trƣờng hợp tách hẳn 01 đƣờng dây nhƣng cố chƣa ảnh hƣởng đến máy phát Thì tổ máy vận hành bình thƣờng truyền tải cơng suất xuất tuyến lại , tùy theo khả đáp ứng Mức độ cố phối hợp bảo vệ - Kết thử nghiệm cắt tải cho thấy khả đáp ứng máy phát làm việc nối lƣới đồng thời cho thấy chức bảo vệ Rơle REG 670 làm việc tin cậy ổn định, đảm bảo an toàn cho tổ máy vận hành có cố nội máy phát cố ảnh hƣởng từ bên nhƣ dao động lƣới cố 01 đƣờng dây truyền tải 220KV ĐăkNông - Khi cắt tải MC đầu cực 902 271, 273 thời gian nhƣ thơng số, điện áp, tốc độ tổ máy có lệch nhau; Khi cắt MC 902 tổ máy có điều chỉnh tốc độ tự động, nên xét tải Pmax = 100% tốc độ cắt máy cắt đầu cực bị vọt lố so với cắt máy cắt 271, 273 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - Việc tìm hiểu ứng dụng role REG 670 bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai cần thiết thiết thực việc làm chủ thiết bị kỹ thuật số, đáp ứng đƣợc nhu cầu áp dụng khoa học kỹ thuật công nghệ thời kỳ phát triển công nghiệp - Luận văn nghiên cứu chi tiết cấu tạo nguyên lý làm việc chung rơle bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai - Áp dụng phần mềm PCM 600 hợp thử nghiệm đánh giá kiểm tra thử nghiệm đƣợc giá trị cài đặt locgic làm việc chức bảo vệ máy phát - Giúp ngƣời vận hành sửa chữa nắm bắt đƣợc trình thử nghiêm chức tử tiến hành thực nghiệm Kết thử nghiệm chƣơng cho thấy làm việc tin cậy an toàn chức bảo vệ đảm bảo cho tổ máy an toàn làm việc nối lƣới - Sử dụng phần mềm chụp sóng đánh giá mơ đƣợc làm việc tổ máy có cố bên bên vùng bảo vệ; cụ thể cố cắt tải đột ngột hay tƣơng ứng cố cắt 01 mạch đƣờng dây truyền tải 220KV Kết thử nghiệm cho thấy máy phát nhờ có chức bảo vệ tác động tác Khi cố xảy máy phát có ảnh hƣởng xong kết nằm giới hạn an toàn Các chức hoạt động role REG 670 đáp ứng đầy đủ an toàn đảm bảo cho việc vận hành máy phát chống lại dạng cố nội bên ảnh hƣởng đến máy phát - Kiến nghị : - Hạn chế phần mềm PCM600 Với chức 78 chức bảo vệ tổ máy có dao động lƣới; nhiên phần mềm PCM 600 chƣa thực kiểm tra đƣợc Vì yêu cầu tổ máy phải nối lƣới , đồng thời phải bổ sung thêm thông số hệ thống lƣới mơ thử nghiệm kiểm tra đƣợc - Nghiên cứu sâu role REG 670 đồng thời thiết kế giả lập 01 thông số lƣới để kiểm tra thử nghiệm chức 78, đồng thời mở rộng mô thêm trƣờng hợp cố 01 MBT trạm 500KV Đăk Nơng, sau phân tích đánh giá làm việc ổn định đáp ứng tổ máy nhà máy Đồng Nai hệ thống mạch đƣờng dây truyền tải - Mở rộng nghiên cứu phân tích thêm loại rơle khác làm so sánh với rơle sử dụng REG 670 đánh giá phân tích mở rộng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] Trần Bách, Ổn định hệ thống điện, NXB Giáo Dục Setting calculations DONG NAI hydro power plant off ABB shanghai [3] [4] [5] ABB- installation and commissioning manual REG 670 ABB - Application manual REG 670 ABB- Technical reference manual REG 670 [6] Lê Kim Hùng - Đoàn Ngọc Minh Tú (1998) Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện, NXB GiáoDục [7] Nguyễn Hoàng Việt (2007), Bảo vệ rơle tự động hóa hệ thống điện, NXB Đại Học Quốc Gia, TP.Hồ Chí Minh Nguyễn Hồng Thái - Vũ Văn Tẩm (2003), Rơle số Lý thuyết ứng dụng, NXB Giáo Dục [9] Lã Văn Út, Ngắn mạch hệ thống điện, NXB Giáo Dục [10] Thông tư 28/2014/TT-BCT ngày 15/9/2014 Quy định quy trình xử lý cố hệ thống điện quốc gia [11] Quy chuẩn QCVN/2015/BCT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia kỹ thuật điện [8] Bộ Công Thƣơng ... RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ROLE REG 670 1.2 CẤU TẠO RƠLE REG 670 .4 1 .3 CÁCH KẾT NỐI MÁY TÍNH VỚI RƠLE REG 670. .. 95%-100%) 32 2 .3. 2.6 Chức 38 (Bảo vệ dòng điện trục) 33 2 .3. 2.7 Chức 27/50 (Bảo vệ máy dừng) .34 2 .3. 2.8 Chức 21 (Bảo vệ trở kháng thấp) 34 2 .3. 2.9 Chức 40 (Bảo vệ kích từ) 35 ... trục 34 3. 1 Sơ đồ kết nối điển hình mạch đo hợp CMC 256Plus với rơ le dòng điện (Ví dụ: Model REG6 70) 39 3. 2 Sơ kết nối nguồn điện cung cấp kết nối đất cho hợp thử nghiệm CMC 256plus 40 3. 3 3. 4 Giao