Chuyên đề bảo vệ rơ le đường dây huế đi phong điền

CÔNG TY CP TĐ MIỀN TRUNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN A LƯỚI o0o CHUYÊN ĐỀ BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY A LƯỚI- HUẾ, A LƯỚI –PHONG ĐIỀN Hướng dẫn : HÀ VĂN QUÝ Thực : HÀ VĂN QUÝ Hồng Hạ, tháng 12/2018 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây LỜI NÓI ĐẦU Tên Hà Văn Qúy, làm việc Công ty Cổ Phần Thủy Điện Miền Trung với cương vị Trưởng ca bậc công trường nhà máy Thủy điện A Lưới (thuộc địa phận xã Hồng Hạ, Huyện A Lưới, Tỉnh Thừa Thiên Huế) Đây chuyên đề thực Rơ le bảo vệ ĐZ nhà máy thủy điện A Lưới mà thời gian qua tơi tìm hiểu, nghiên cứu thực tế Nhà máy Do kiến thức kỹ thuật nhiều hạn chế, thay đổi thiết bị đường dây nên đòi hỏi cần nhiều thời gian để nghiên cứu, nên nội dung chuyên đề tránh sai sót Rất mong góp ý bảo anh lãnh đạo nhà máy công ty Cuối xin gửi lời cám ơn chúc sức khỏe đến anh Ban lãnh đạo, Cán kỹ thuật giúp học hỏi, nghiên cứu thiết bị thời gian qua Tôi hi vọng ln nhận hướng dẫn tận tình anh vấn đề liên quan đến công tác quản lý vận hành nhà máy thủy điện sau Người thực Hà Văn Quý 14 TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây LỜI NHẬN XÉT 14 TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây Mục lục Giới thiệu đường dây truyền tải điện nối với nhà máy TĐ A Lưới 1.3 Nguyên lý làm việc số chức bảo vệ phát tuyến - I BẢO VỆ TRẠM VÀ PHÁT TUYẾN Tuy đường dây có cấu tạo đơn giản so với phần tử khác hệ thống (máy phát điện, máy biến áp…), đường dây thường đặt trời, trải dài khoảng không gian địa lý tương đối lớn qua nhiều vùng miền khác nhau, nên xác suất xảy cố lớn Nên đồi hỏi cần có thiết bị bảo vệ rơ le có đủ độ nhạy để cần thiết cắt đường dây khỏi hệ thống bị cố Cũng cấu trúc đường dây vậy, nên 75% cố đường dây thường cố thoáng qua, đường dây thường trang bị thiết bị tự động đóng lặp lại (reclose) nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đường dây Giới thiệu đường dây truyền tải điện nối với nhà máy TĐ A Lưới Nhà máy Thủy điện A Lưới có cơng suất 170MW, nối với trạm biến áp 220KV A Lưới thông qua hai đường dây chung cột Đoạn đường dây có chiều dài 0,37 km, dây dẫn dùng loại dây ACSR240 Trạm biến áp 220kV A Lưới trạm kiểu hở, đặt trời, sơ đồ dùng loại sơ đồ tứ giác Một đường dây nối từ trạm biến áp 220kV A Lưới đến trạm 220kV Phong Điền Một đường dây nối từ trạm biến áp 220kV A Lưới đến trạm 220kV Huế Do đặc điểm sơ đồ tứ giác mạch bảo vệ hai máy cắt nên việc phối hợp bảo vệ rơ le tương đối phức tạp Thiết bị bảo vệ rơ le phải lấy dòng tổng qua hay máy cắt để bảo vệ cho phát tuyến Nhà thầu COMIN ASIA thiết kế hai tủ bảo vệ rơ le để bảo vệ cho toàn trạm phát tuyến 220kV A Lưới sau: 1.1 Bảo vệ đường dây Phong Điền (RP1): 57,65km  Bảo vệ so lệch ĐZ Hợp Rơ le PCS-931 (chính 1) nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng: 21/21G, 67/67N, 87L, 85, 27/59, FR/FL - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây  Rơ le PCS-902 (chính 2) nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng: 67/67N, 21/21N, 85, 27/59, FR/FL - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le  Rơ le PCS-921 nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng: 79, 25, FR, 50BF cho MC271 - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le  Rơ le PCS-921 nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng: 79, 25, FR, 50BF cho MC 272 - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le 14 1.2 Bảo vệ đường dây Huế (RP2): 39,6kM  Rơ le PCS-931 (chính 1) nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng: 21/21N, 67/67N, 87L, 85, 27/59, FR/FL TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le:  Rơ le PCS-902 (chính 2) nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng:67/67N, 21/21N, 85, 27/59, FR/FL - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le  Rơ le RCS-921 nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng: 79, 25, FR, 50BF cho máy cắt 273 - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le 14  Rơ le RCS-921 nhà sản xuất NARI (Trung Quốc): Sử dụng chức năng: 79, 25, FR, 50BF cho máy cắt 274 - Nguyên lý hoạt động chức bảo vệ rơ le 1.3 Nguyên lý làm việc số chức bảo vệ phát tuyến 1.3.1 Bảo vệ so lệch dọc đường dây (87L) TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới  Chuyên đề bảo vệ Đường dây Nguyên lý làm việc: Bảo vệ so lệch lệch dọc (so sánh dòng điện hai đầu đường dây), bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối Sau trình bày bảo vệ so lệch dọc đường dây Dùng rơ le so lệch có hảm để hạn chế dịng khơng cân Sơ đồ cách nối rơ le so lệch có hảm - Đại lượng vào rơ le: Đại lượng làm việc tỷ lệ với dòng điện so lêch - Đại lượng hảm tỷ lệ với hiệu hai vector dòng điện: Đồ thị vector dòng điện mạch rơ le: 14 Hình a: Ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ Hình b: Ngắn mạch vùng bảo vệ - Để bảo vệ làm việc phải chỉnh định dòng khởi động phải lớn dòng không cân bằng: TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây  Đặc tính vận hành phần tử so lệch dòng điện DPFC: 14 TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây - Đặc điểm: Bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối (khơng làm bảo vệ dự trữ cho phần tử khác) Vùng tác động bảo vệ hai CT đặt hai đầu phần tử bảo vệ Bảo vệ tác động cắt MC hai đầu đường dây bảo vệ  Sơ đồ Logic bảo vệ so lệch: 14 TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây 1.3.2 Bảo vệ khoảng cách (21/21N):  Nguyên lý làm việc Bảo vệ hoạt động theo nguyên tắc so sánh hai đại lượng dòng điện điện áp đưa vào bảo vệ Bảo vệ tác động tỉ số U/I = Z đo giảm xuống giá trị đặt Thời gian thay đổi cấp theo khoảng cách đo từ chổ đặt bảo vệ đến vị trí ngắn mạch 14 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ khoảng cách t bv = f (v R / I R , ϕ R ) = f ( Z R , ϕ R ) VR = V F I F Z F = nV nV IR = IF nI VR V = k F = k Z F = k z l l F IR IF - Phối hợp bảo vệ khoảng cách: Thông thường bảo vệ khoảng cách thường phối hợp với bảo vệ khoảng cách khác nhằm tăng tính chọn lọc cho bảo vệ Hiện nay, bảo vệ khoảng cách thường có vùng (Zone) nhằm dự trữ cho (4 cấp bảo vệ): TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây - Vùng 1: hướng từ đường dây cần bảo vệ, Z kđ = 80% ZAB , t1 ≈ s - Vùng 2: hướng từ đường dây cần bảo vệ, Z kđ = Z AB + 50% Z BC , t = t1 + ∆t (∆t : tổng thời gian cắt máy cắt, thời gian bảo vệ trở về, thời gian sai số hai bảo vệ, thời gian dự trữ; ∆t = 0,3 ÷ 0,5 s) - Vùng 3: hướng từ đường dây cần bảo vệ, Z kđ3 ≈ 120%( ZAB + ZBC ) , t3 = t + ∆t - Vùng 4: hướng ngược từ đường dây vào cái, Z kđ4 = 20% ZAB , thời gian vùng thường phối hợp với vùng bảo vệ khoảng đường dây đầu bên t = t kê3 + ∆t Thời gian vùng thời gian vùng Trong tính tốn trên, Zkđ trổng trở khởi động cấp, ZL tổng trở tồn đường dây - Đặc tính bảo vệ khoảng cách 14 Đặc tính tứ giác bảo vệ khoảng cách Trong đó: Φ góc pha tổng trở thứ tự thuận đường dây [R1_Quad], [R2_Quad] [R3_Quad] điện trở cài đặt vùng tương ứng theo đặc tính hình tứ giác TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây [Z_PG1], [Z_PG2] or [Z_PG3]: điện kháng cài đặt vùng tương ứng theo đặc tính MHO Đặc tính tứ giác phần bổ sung đặc tính MHO cho phần tử bảo vệ khoảng cách pha – đất Được dùng để cải thiện độ nhạy cố chạm đất tổng trở cao Vì vậy, trường hợp điện áp pha thấp 10% giá trị định mức, đặc tính tứ giác mấ hiệu lực cách tự động đặc tính MHO tái sử dụng Vùng ngược: Khi cố xảy vùng phía sau cái, vùng ngược bảo vệ tác động theo thời gian xác định, bảo vệ dự phòng cho bảo vệ 14 Sơ đồ logic bảo vệ khoảng cách TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây - Sơ đồ bảo vệ khoảng cách vượt tuyến truyền tín hiệu cho phép: Sự cố 10÷20% cuối đường dây phía loại trừ với thời gian vùng (trễ khoảng ∆t), ảnh hưởng đến tính ổn định hệ thống, máy cắt cắt lúc Thực liên động bảo vệ khoảng cách nhằm cắt nhanh đường dây cố - 14 1.3.4 Bảo vệ q dịng điện có hướng (67/67N) Ngun tắc làm việc: Bảo vệ có dịng q hướng sử dụng mạng điện có nguồn, nhiều nguồn cung cấp, mạng vòng, nới mà bảo vệ dòng điện thông thường bảo vệ chọn lọc Bảo vệ q dịng có hướng phản ứng theo dịng điện qua phần tử bảo vệ góc pha dịng điện với điện áp trạm có đặt bảo vệ BV tác động dịng điện vào rơ le lớn giá trị đặt góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đường dây bảo vệ TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây Sơ đồ nguyên lý bảo vệ q dịng có hướng Đặc tính vận hành phần tử định hướng công suất 14 Hai phần tử đo lường RI để đo dòng điện RW để xác định hướng TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây Sơ đồ logic bảo vệ dòng điện thứ tự khơng có hướng 14 Sơ đồ logic bảo vệ q dịng có hướng  Bảo vệ q dòng VT hỏng: Khi Vt hỏng bảo vệ khoảng cách khơng làm việc bảo vệ q dịng bảo vệ q dịng thứ tự khơng làm việc VEBI_DistP VEBI_ROC sét TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây  Sơ đồ Logic bảo vệ SOTF bảo vệ dòng thứ tự khơng: - Bảo vệ SOTF q dịng thứ tự khơng vận hành tríp ba pha MC với thời gian trễ khoảng 60ms tự động đóng lại pha máy cắt; Bảo vệ SOTF dịng thứ tự khơng vận hành tríp ba pha MC với thời gian trễ khoảng 100ms 3I0 > I_ROC_SOTF tự đóng lại ba pha đóng tay máy cắt Sơ đồ bảo vệ rơle SOTF cho bảo vệ q dịng thứ tự khơng 1.3.5 Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt (50BF) - Máy cắt phần tử thừa hành cuối hệ thống bảo vệ, có nhiệm vụ cắt phần tử bị cố khỏi hệ thống - Vì MC đắt tiền nên tăng cường độ tin cậy cách đặt thêm máy cắt dự phòng cho máy cắt - Nếu máy cắt từ chối tác động thống bảo vệ dự phịng phải tác động cắt tất MC lân cận MC cắt cố Hệ thống bảo vệ gọi BV chống hư hỏng MC Khi đưa lệnh trip MC cố lưới điện, tính thời gian hư hỏng cấp khởi động thông thường trở khì máy cắt mở để cách ly cố Nếu sau tính hết thời mà MC dòng lớn qua (tức MC chưa mở ra) rơ le đưa tín hiệu trip MC lại lần Nếu sau trip lại khoảng thời gian mà MC dòng qua rơ le đưa tín hiệu lập MC liên quan để loại trừ cố ngắn mạch 14 Trip la i û n ö Trip I> & t1 I> TH: Hà Văn Quý TC A Lưới & t2 Trip MC liên quan 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây Nguyên lý bảo vệ chống hư hỏng MC 1.3.6 Bảo vệ điện áp (59) Đường dây truyền tải điện cao áp ( ≥ 220kV) thường có chiều dài lớn dung dẫn đường dây lớn Do đường dây bị cắt tải đội ngột dễ bị điện áp, nên cần có ảo vệ điện áp cho đường dây Nguyên lý bảo vệ điện áp: điện áp lớn giá trị đặt sau khoảng thời gian đặt trước bảo vệ tác động cắt MC t 59 Bảo vệ điện áp 1.3.7 Tự động đóng lặp lại (79)  Ý nghĩa tự động đóng lặp lại: Khoảng 80 đến 90% cố xảy đường dây khơng tự tiêu tán cắt nhanh đường dây thiết bị bảo vệ rơ le Cắt nhanh đường dây làm cho hồ quang sinh chỗ ngắn mạch bị tắt khơng có khả gây nên hư hỏng nghiêm trọng cản trở việc đóng trở lại đường dây Sự cố tiêu tan gọi thống qua Đóng trở lại đường dây có hư hỏng thống qua thường thành công Những hư hỏng đường dây đứ dây, đổ trụ, vỡ sứ tự tiêu tan, chúng gọi hư hỏng tồn Khi đóng trở lại đường dây có xảy ngắn mạch tồn đường dây bị cắt lần nữa, việc đóng trở lại gọi không thành công - Các thiết bị tự động đóng trở lại phân loại sau: + Theo số lần đóng lại: TĐL lần nhiều lần Xác suất cuẩ lần đóng lại thứ hai 10% sau Xác suất thành công nhỏ + Theo số pha: TĐL pha, TĐL pha, TDL hỗn hợp pha pha + Theo cần phải kiểm tra đồng bộ: TĐL có kiểm tra đồng (cho đường dây có nguồn cung cấp từ hai phía), TĐL khơng cần kiểm tra đồng cho đường dây nguồn cung câp) TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây Biểu đồ thời gian chu trình TĐL 14 - EBI_LOCKOUT: Đây tín hiệu đầu vào để lock AR, tín hiệu sét AR lock Khi hết tín hiệu lock từ bảo vệ sau thời gian ”t_Broaden_BlkAR” AR đóng lặp lại - „T_Wait_SynChk_AR“ thời gian để kiểm tra đồng để đóng lặp lại, sau thời gian kể từ có lệnh đóng kiểm tra khơng thành cơng AR lock -Khi cố xảy máy cắt hỏng không cắt lệnh cắt vượt thời gian t_PersistTrp“ mà mát cắt khơng cắt thì AR lock TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây - Thời gian máy cắt đóng trước có cố không nhở thời gian „t_CBClsd_AR“ - Sau thời gian „t_Wait_CBHealthy AR“ lock máy cắt khơng đủ lượng trước đóng - EBI_LOCKOUT: Đây tín hiệu đầu vào để lock AR - Khi có cố thống qua loại trừ MC tríp, sau AR đóng thành cơng sau thời gian „t_Reclaim_AR“ thực lần đóng - Khi có lệnh đóng sau thời gian „t_Unsuc_AR“ mà máy cắt vận chưa đóng AR khơng thành công - Các thông số cài đặt cho AR sau: Sơ đồ làm việc đóng lặp lại 14 Khởi động AR pha từ lệnh tríp pha từ thiết bị bảo vệ Sơ đồ khởi động AR pha TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây Khởi động AR ba pha từ lệnh tríp ba pha từ thiết bị bảo vệ Sơ đồ khởi động từ lệnh tríp ba pha 14 TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy điện A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây 14 TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 ... chức bảo vệ rơ le 1.3 Nguyên lý làm việc số chức bảo vệ phát tuyến 1.3.1 Bảo vệ so lệch dọc đường dây (87L) TH: Hà Văn Quý TC A Lưới 14 Nhà máy thủy đi? ??n A Lưới  Chuyên đề bảo vệ Đường dây Nguyên... thủy đi? ??n A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây 1.3.2 Bảo vệ khoảng cách (21/21N):  Nguyên lý làm việc Bảo vệ hoạt động theo nguyên tắc so sánh hai đại lượng dòng đi? ??n đi? ??n áp đưa vào bảo vệ Bảo vệ. .. thủy đi? ??n A Lưới Chuyên đề bảo vệ Đường dây Nguyên lý bảo vệ chống hư hỏng MC 1.3.6 Bảo vệ đi? ??n áp (59) Đường dây truyền tải đi? ??n cao áp ( ≥ 220kV) thường có chiều dài lớn dung dẫn đường dây lớn