Hệ thống bảo vệ máy phát 2

Phối hợp làm việc song song MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 201  L{ làm việc song song MBA: Tăng khả tải Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Tăng cường mức độ dự phòng Dễ dàng cần bảo dưỡng MBA  Các vấn đề cần quan tâm Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khác tỷ số/ điện áp Khác tổng trở Bộ điều khiển không tương thích với Tăng dịng ngắn mạch  Hậu phối hợp sai: Tải phân bố không Nguyễn Xuânlớn Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Dòng cân chạy quẩn  Quá tải, tăng tổn thất Bộ OLTC hoạt động nhiều: hao mòn, tăng giảm áp liên tục Phối hợp làm việc song song MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 202  L{ cần phối hợp điều áp tải Sai lệch thời gian: điều áp hoạt động nhanh khác  Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Một MBA thay đổi đầu phân áp trước, MBA cịn lại khơng thay đổi  hai MBA vận hành song song với nấc phân áp khác  sinh dòng cân chạy quẩn hai máy  phát nóng, tải, tăng tổn hao Nguyễntự Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sai lệch cảm biến điện áp: tác hại tương MBA 15MVA; Xk%=8.7; Uthứ cấp=12.7kV Lệch nấc phân áp Icb=25A Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phối hợp làm việc song song MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 203  Yêu cầu việc phối hợp Các MBA song song: đảm bảo điều áp cài đặt với máy Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nấc phân áp: tự động lựa chọn cho dòng cân chạy quẩn nhỏ  Các MBA khơng cần thiết hoạt động vị trí đầu phân áp Các chức phải tự động đảm bảo: thay đổi cấu hình hệ thống Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phối hợp làm việc song song MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 204  Các phương pháp phối hợp điều khiển Theo phương pháp điều khiển chủ đạo/ phụ thuộc Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN (Master/Flolower) Phương pháp dòng cân nhỏ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phối hợp làm việc song song MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 205  Nguyên l{ điều khiển chủ đạo/phụ thuộc Dựa theo giả thiết: giữ nấc phân áp  dòng cân nhỏ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Phối hợp làm việc song song MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 206  Chủ đạo/phụ thuộc – giữ nấc phân áp Chỉ áp dụng với MBA giống hồn tồn Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN Tỷ số BI khác Yêu cầu có phản hồi từ thiết bị điều khiển (thường dùng rơle trung gian) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Khi có 01 điều khiển Khi có 02 điều khiển Phối hợp làm việc song song MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 207  Nguyên l{ dòng cân nhỏ Sử dụng thêm thiết bị phụ trợ (Parallel Balancing Module) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thiết bị phụ trợ phân tách dòng điện chạy qua MBA:   Dịng tải thơng thường – dòng tải qua MBA pha với Dòng cân chạy quẩn – lệch pha 1800 MBA Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Sơ đồ đấu nối theo phương pháp dòng cân nhỏ Nguyên l{ khối cân dòng Chức bảo vệ dòng (50&51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 208   Là bảo vệ dự phòng Trang bị đặc tính theo tiêu chuẩn & tự đặt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Normal Inverse (NI): sử dụng hầu hết trường hợp cần phối bảo vệ  Nếu khơng phối hợp -> sử dụng đặc tính VI hay EI Very Inverse (VI): độ lớn dòng điện cố Xuân dọcTùng đường dây thayđiện đổiĐHBK HN Nguyễn – Bộ môn Hệ thống mạnh từ đầu tới cuối đường dây Extremely Inverse (EI): thời gian tác động tỷ lệ nghịch với bình phương dịng điện Thích hợp với:   Đường dây mang tải có dịng khởi động đột biến Phối hợp với cầu chì thiết bị tự đóng lại Definite Time (DT): dòng ngắn mạch thay đổi mạnh công suất ngắn mạch nguồn Nguyễn thay Xuân đổi.Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chức bảo vệ dòng (50&51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 209  Chức phịng ngừa đóng máy cắt tay (tham khảo) Khi đóng máy cắt tay  cần đưa vào bảo vệ cắt nhanh Nguyễn Xuân Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN Để phịng gặp cố chưa phát hết Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN     Kích hoạt nhờ tiếp điểm phụ khóa điều khiển Đặt thời gian bảo vệ dòng giây Chức kích hoạt 300ms Chức kích hoạt chức bảo vệ rơle (internal) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chức bảo vệ dòng (50&51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 210  Hiện tượng tải khởi động đồng thời (tham khảo) Khi phụ tải cấp điện trở lại  tất khởi động  dòng tăng cao Nguyễn Tùngcó – Bộ mơntác Hệ thống điệnnhầm ĐHBK HN  bảo vệ quáXuân dòng thể động  Chức Dynamic Cold-load Pickup (rơle SIEMENS) Khi tải điện đủ lâu (CB open time)  kích hoạt Tự động tăng dịng khởi động Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp MFĐ (AVR) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 334  Bộ giới hạn dịng kích từ: giới hạn dịng kích từ cực đại cực tiểu  Giới hạn dịng kích từ cực tiểu: cần thiết phải giữ ngưỡng tối thiểu Nguyễn Xuân Tùng –trường Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK dịng kích từ để tránh hợp máy phátHN dễ bị đồng  Bộ nâng cao ổn định (PSS): có tác dụng điều khiển để tắt nhanh dao động điện hệ thống  Tín hiệu đầu vào PSS tốc độ roto, tần số dòng điện phát Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN công suất tác dụng thực phát  Bộ PSS đưa thêm tín hiệu điều khiển vào mạch điều chỉnh điện áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Thiết bị tự động điều chỉnh điện áp MFĐ (AVR) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 335  Sơ đồ khối chi tiết khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Follow up Unit: Đảm bảo chuyển đổi mềm chế độ tự động/chỉnh tay Với hệ thống kích từ kép (hai nhánh kích từ riêng): nhánh điều chỉnh chủ động, nhánh lại điều chỉnh phụ thuộc theo (follow up) Mạch điện áp đầu vào Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 336  Mạch điện áp đầu vào ĐK kích từ có vai trị quan trọng  Mất tín hiệu điện áp  Bộ điều khiển nhầm lẫn tăng tối đa dịng kích từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Giải pháp: dùng BU đầu vào có rơle kiểm tra điện áp (60)  Rơle kiểm tra điện áp (60): phát đứt cầu chì chuyển điều khiển sang chế độ manual chuyển sang lấy tín hiệu từ BU cịn tốt    Thông thường BU dùng cho mạch điều khiển kích từ Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN BU lại dùng cho mạch bảo vệ, đo lường Để tranh đột biến chuyển chế độ: nên trang bị chức Automatic Tracking để chế độ manual bám sát thơng số chế độ tự đông trước điện áp Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Mạch điện áp đầu vào Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 337  Mạch điện áp đầu vào ĐK kích từ có vai trị quan trọng  Trường hợp có BU đầu vào  Nguyễn Xuân Bộ phát môn Hệ thống điện ĐHBK Dùng rơle điện áp Tùng thấp–để điện ápHN đầu vào  chuyển sang chế độ manual (rơle tạm khóa máy phát khởi động)  Chỉnh định thấp giá trị thường gặp vận hành bình thường  Có thể kết hợp với rơle điện áp thứ tự nghịch (47) để phát cân điện áp (đứt cầu chí pha mạch áp) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Mạch điện áp đầu vào Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 338  Mạch điện áp đầu vào ĐK kích từ có vai trị quan trọng  Trường hợp có BU đầu vào  Nguyễn Xuân môn Hệ thống điện tượng ĐHBK HN Giải pháp khác: sửTùng dụng– Bộ rơle giám sát đứt cầu chì (60FL – Fuse Loss)  Rơle tác động chuyển chế độ vận hành sang manual khi:  Điện áp thứ tự nghịch vượt ngưỡng (chì báo đứt cầu chì)  Dịng điện đo ngưỡng bình thường  khẳng định kiện đứt cầu chì Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN Ví dụ hệ thống kích từ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 339  Hệ thống kích từ nhà máy thủy điện Hịa Bình Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 340 Phần Hòa đồng nguồn điện Automatic Synchronization  Chức kiểm tra đồng (25)  Hòa đồng hệ thống điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 341  Là thao tác cần thiết để đưa máy phát điện vào làm việc với hệ thống – để kết nối hai hệ thống Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Yêu cầu: dòng điện cân lúc hòa đồng phải nhỏ nhất, giảm thiểu sụt áp dao động công suất Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN Phương pháp hịa đồng xác Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN 342 Sơ đồ hòa đồng Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Trình tự thao tác  Máy phát kích từ - quay tới tốc độ đồng  Kiểm tra điều kiện hòa Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN  Cùng thứ tự pha  Điện áp nhau: U H U F  Tốc độ góc (tần số) nhau: UH H H F db  Góc lệch tương đối giữaNguyễn vectoXuân điệnTùng áp –hai phía Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN  không:  ,U U H  F Khi điều kiện hịa đảm bảo: đóng máy cắt hịa UF F Góc lệch Phương pháp hịa đồng xác Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN 343  Dòng điện cân xuất thời điểm hòa  EHTùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân XH  Độ lớn dòng điện cân Icb: Xd I cb I cb E H E F Sơ đồ thay E F X X Để đơn giản, giả thiết độ lớn EF=EH=E theo đồ thị vecto: E H E F E E E I cb sin EH XH Xd XH Xd XH Xd H d Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN E Độ lớn dòng điện Icb phụ thuộc vào góc lệch hai vecto điện áp (sin ) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN EF E Phương pháp hịa đồng xác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 344  Dòng cân nhỏ nhất: I cb E sin sin Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN XH Xd 2 00 ; 3600 ; 7200 Vậy thời điểm thuận lợi để đóng máy cắt hịa đồng góc lệch: 00 ; 3600 ; 7200  Dòng cân lớn nhất: I cb max max E XH Xd Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN sin 2 E XH Xd sin 1800 Thường hệ thống có cơng suất vơ lớn so với máy phát: coi XH=0; I cb max E Xd ) I N(3dau cuc MF 1800 Xuân Tùnggiữa – Bộ môn Hệ thống ĐHBK HN 1800 Vậy thời điểm bất lợi nhất:Nguyễn góc lệch vecto điện điện áp hai phía dịng Icbmax gấp lần dòng ngắn mạch pha đầu cực máy phát Phương pháp hịa đồng xác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 345  Vai trò điện áp phách US (điện áp trượt) q trình hịa uS (t ) uH (t ) uF (t ) EH sin(  t ) EF sin( F t) Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Với giả thiếtNguyễn EH=EXuân F=E H uS (t ) E cos Với: F S H t H sin F F t E cos H F Điện áp phách biến thiên với hai tần số khác nhau: uS400 (t) t sin RMS sin S t 300 200 100 (t) -100 -200 Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN -300 -400 cos S t định nghĩa tốc độ trượt Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN y  H H F t Phương pháp hịa đồng xác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 346  Giá trị điện áp phách quan sát đường bao biên độ uS(t) US E sin S t E sin điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống (t) Us=0: Thời điểm thuận lợi ( 00 ) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Us=0: Thời điểm thuận lợi ( 3600 ) Us=0: Thời điểm thuận lợi ( 7200 )  Vì S tốc độ trượt nên đại lượng ( S t ) góc lệch tương đối hai vecto điện áp theo thời gian  Chu kz điện áp phách thay đổi q trình hịa ln có thao tác điều chỉnh cho tốc độ góc máy phát gần với phía hệ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN thống  Thời điểm thuận lợi để hòa: Us=0 Phương pháp hịa đồng xác Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN 347 uS(t) tđóng MC tđóng MC tđóng MC Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN (t) Gửi xung đóng  ThuậnGửi lợi xung đóng Thuận lợi Gửi xung đóng Thuận lợi Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Do việc đóng máy cắt cần khoảng thời gian tđóng MC: xung đóng phải gửi trước thời điểm thuận lợi khoảng thời gian vượt trước tvượt trước = tđóng MC  Thời gian vượt trước qui đổi tính theo góc vượt trước (độ) tốc độ trượt cho phép hòa đòng biết: t Góc vượt trước t vt scp scpthốngdong Nguyễn Xuân Tùng –vtBộ môn Hệ điện MC ĐHBK HN Tốc độ trượt cho phép Thời gian vượt trước (chính thời gian đóng MC) Phương pháp hịa đồng xác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 348  Mơ hình điều khiển q trình hịa (thiết bị cũ) Nguyễn Xn Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN ... theo hệ thống khác Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Bảo vệ máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ mơn Hệ thống điện ĐHBK HN 21 9  Ví dụ sơ đồ bảo vệ MFĐ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ mơn Hệ thống. .. chuẩn 21 5 Phần 04 Rơle kỹ thuật số REG 21 6 Bảo vệ máy phát điện Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 21 6  Phương thức bảo vệ khuyến cáo cho MFĐ Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống. .. áp máy phát Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Nối Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN Chức bảo vệ dòng (50, 51) Nguyễn Xuân Tùng – Bộ môn Hệ thống điện ĐHBK HN 22 0  Máy