Nghiên cứu đánh giá độ tin cậy của các phương thức bảo vệ đường dây 220kv trạm Sơn Tây

Nghiên cứu đánh giá độ tin cậy của các phương thức bảo vệ đường dây 220kv trạm Sơn Tây Nghiên cứu đánh giá độ tin cậy của các phương thức bảo vệ đường dây 220kv trạm Sơn Tây Nghiên cứu đánh giá độ tin cậy của các phương thức bảo vệ đường dây 220kv trạm Sơn Tây luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - CHU QUANG TOÀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ ĐƢỜNG DÂY 220KV TRẠM SƠN TÂY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội –2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - CHU QUANG TOÀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ ĐƢỜNG DÂY 220KV TRẠM SƠN TÂY Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN XUÂN TÙNG Hà Nội –2019 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến tất Quý Thầy/Cô giảng dạy chƣơng trình cao học Kỹ thuật điện – trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, ngƣời truyền đạt cho tơi kiến thức hữu ích Kỹ thuật điện, làm sở cho thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Xuân Tùng tận tình hƣớng dẫn, bảo, cho nhiều kinh nghiệm thời gian thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy/Cô giảng dạy Viện Điện – trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, anh, chị quản lý vận hành Trạm biến áp 220kV Sơn Tây giúp đỡ việc trình thu thập liệu, thơng tin luận văn, đóng góp ý kiến bổ sung thiếu sót cho luận văn Sau xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình ln tạo điều kiện tốt cho tơi q trình học nhƣ thực luận văn Do thời gian có hạn, kinh nghiệm nghiên cứu chƣa có nên cịn nhiều thiếu xót, tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp Q Thầy/Cơ anh chị học viên Xin chân thành cảm ơn! i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu riêng tôi, không chép Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Nội dung luận văn có tham khảo, sử dụng trích dẫn tài liệu, thông tin đƣợc đăng tải tác phẩm, tạp chí, báo trang web theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Tác giả Chu Quang Toàn ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG I :CẤU HÌNH CHUNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ 1.1 Các yêu cầu hệ thống rơle bảo vệ 1.2 Các qui định cấu hình hệ thống rơle bảo vệ 1.3 Một số cố thƣờng gặp với hệ thống rơle bảo vệ 1.4 Sự cần thiết phải đánh giá độ tin cậy hệ thống rơle bảo vệ đề xuất ghiên cứu CHƢƠNG II: CÁC CHỈ TIÊU ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẢO VỆ 11 2.1 Các tiêu phổ biến để đánh giá độ tin cậy 11 2.1.1 Giới thiệu chung 11 2.1.2.Các tiêu đánh giá độ tin cậy phần tử 11 2.2 Các giải pháp nâng cao khả sẵn sàng hệ thống rơle bảo vệ 13 CHƢƠNG III: PHƢƠNG PHÁP CÂY SỰ CỐ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẢO VỆ 17 3.1 Giới thiệu phƣơng pháp cố đánh giá độ tin cậy 17 3.2 Phƣơng thức kết nối phần tử cố 19 3.4 Ví dụ áp dụng phƣơng pháp cố với trƣờng hợp đơn giản 21 CHƢƠNG IV: ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP CÂY SỰ CỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ ĐƢỜNG DÂY 24 4.1 Giới thiệu trạm biến áp 220 kV Sơn Tây phƣơng thức bảo vệ 24 4.1.1 Giới thiệu trạm biến áp 24 4.1.2 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ ngăn lộ đƣờng dây 272 trạm 27 iii 4.1.3 Ma trận cắt sử dụng 28 4.2 Các kịch đánh giá độ tin cậy hệ thống rơle bảo vệ cho ngăn lộ đƣờng dây 272 trạm biến áp 220kV Sơn Tây 31 4.2.2 Các giả thiết tính tốn độ tin cậy sơ đồ bảo vệ đƣờng dây 31 4.2.3 Các kịch so sánh độ tin cậy sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây 32 4.3 Giá trị không sẵn sàng số phần tử sơ đồ phƣơng thức bảo vệ rơle 33 4.4 Giới thiệu phần mềm OpenFTA tính tốn cố 37 4.5 Kết đánh giá nhận xét 39 4.5.2 Xây dựng cố đánh giá xác suất không sẵn sàng Sơ đồ 39 4.5.3 Xây dựng cố đánh giá xác suất không sẵn sàng Sơ đồ (sơ đồ mở rộng) 42 4.5.4.Đánh giá kết 46 CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƢƠNG LAI 48 5.1 Kết luận 48 5.2 Hƣớng nghiên cứu tƣơng lai 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ phƣơng thức đƣờng dây Hình 2.1 Hệ thống bảo vệ khơng có dự phịng 15 Hình 2.2 Hệ thống bảo vệ có dự phịng 15 Hình 3.1 Sơ đồ kết nối kiểu nối tiếp 19 Hình 3.2 Sơ đồ kết nối kiểu song song .20 Hình 3.3 Cây cố cho mạch bảo vệ đƣờng dây 22 Hình 3.4 Cây cố cho mạch bảo vệ đƣờng dây có rơle dự phịng 23 Hình 4.1 Sơ đồ sợi trạm 220kV Sơn Tây 24 Hình 4.2 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ ngăn lộ 272 25 Hình 4.3 Ma trận cắt phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây 272 Trạm 220kV Sơn Tây 30 Hình 4.4 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ (sơ đồ tiêu chuẩn) 32 Hình 4.5 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ (sơ đồ mở rộng) 33 Hình 4.6 Giao diện phần mềm 37 Hình 4.7 Các biểu tƣợng có sẵn phần mềm .38 Hình 4.8 Giao diện quản lý liệu OpenFTA 38 Hình 4.9 Các chức hỗ trợ phân tích, tính tốn cố 39 Hình 4.10 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ (sơ đồ rút gọn) 40 Hình 4.11 Cây cố với sơ đồ (sơ đồ rút gọn) 40 Hình 4.12 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ (sơ đồ mở rộng) 43 Hình 4.13 Cây cố với sơ đồ (sơ đồ mở rộng) 44 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Các biểu tƣợng thông dụng diễn tả kiện phƣơng pháp cố 19 Bảng 4.1 Thống kê số độ không sẵn sàng số phần tử 36 Bảng 4.2 So sánh mức độ không sẵn sàng sơ đồ phƣơng thức bảo vệ khác với ngăn lộ đƣờng dây 46 Bảng 4.3 Mức độ đóng góp hƣ hỏng tới độ khơng sẵn sàng kiện đỉnh 46 vi MỞ ĐẦU Hệ thống rơle bảo vệ đƣợc thiết kế để hoạt động với độ tin cậy cao, nhiên hệ thống gồm nhiều thiết bị hợp thành nên có cố xảy dẫn tới thiệt hại lớn cho hệ thống Có thể thấy phƣơng thức bảo vệ thiết bị hệ thống đƣợc qui định rõ ràng; nhiên phần đấu nối thiết bị mạch nhị thứ khác trạm Việc khác hệ thống nhị thứ quan điểm thiết kế hãng không giống Vấn đề cần đƣợc thảo luận phƣơng thức bảo vệ hệ thống mạch nhị thứ có độ tin cậy cao phù hợp mặt kinh tế Xuất phát từ lý này, luận văn sâu nghiên cứu cách thức đánh giá định lƣợng độ tin cậy sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây, phƣơng pháp sử dụng phƣơng pháp cố Phạm vi nghiên cứu giới hạn phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây 220kV phần tử phổ biến lƣới điện mang tính chất quang trọng Phần tính tốn áp dụng kết nghiên cứu thực sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây 272 - Trạm 220kV Sơn Tây – Truyền tải điện Hịa Bình Về mặt cấu trúc luận văn đƣợc chia thành chƣơng Chƣơng I: Giới thiệu chung cấu hình yêu cầu hệ thống rơle bảo vệ; đồng thời giới thiệu sơ đồ phƣơng thức chung bảo vệ đƣờng dây 220kV & 500kV hƣ hỏng thƣờng gặp với hệ thống rơle bảo vệ Trong chƣơng đặt mục tiêu nghiên cứu luận văn Chƣơng II: Giới thiệu tiêu đƣợc sử dụng để đánh giá độ tin cậy hệ thống điều khiển bảo vệ giải pháp để nâng cao độ tin cậy hệ thống rơle bảo vệ Chƣơng III: Giới thiệu phƣơng pháp cố dùng để đánh giá mức độ không sẵn sàng hệ thống rơle bảo vệ Chƣơng IV: Áp dụng phƣơng pháp cố để đánh giá mức độ không sẵn sàng loại trừ cố vùng số sơ đồ bảo vệ đƣờng dây phổ biến với mức độ dự phòng tăng dần Phạm vi áp dụng với sơ đồ bảo vệ đƣờng dây 272 – Trạm 220kV Sơn Tây – Truyền tải điện Hịa Bình Phần mềm OpenFTA đƣợc sử dụng để xây dựng đánh giá mức độ không sẵn sàng Chƣơng V: Đánh giá chung đƣa hƣớng nghiên cứu tƣơng lai CHƢƠNG I :CẤU HÌNH CHUNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ 1.1 Các yêu cầu hệ thống rơle bảo vệ Nhiệm vụ thiết bị bảo vệ rơle tự động cắt phần tử hƣ hỏng khỏi hệ thống điện, ghi nhận phát tình trạng làm việc khơng bình thƣờng phần tử hƣ hỏng hệ thống điện Tùy vào mức độ tình trạng làm việc bất thƣờng mà rơle bảo vệ cảnh báo tín hiệu tác động cắt máy cắt Các yêu cầu hệ thống rơle bảo vệ: a) Tính chọn lọc Tác động bảo vệ đảm bảo cắt phần tử bị hƣ hỏng khỏi hệ thống điện đƣợc gọi tác động chọn lọc Khi có nguồn cung cấp dự trữ cho hộ tiêu thụ, tác động nhƣ tạo khả cho hộ tiêu thụ tiếp tục đƣợc cung cấp điện Yêu cầu tác động chọn lọc không loại trừ khả bảo vệ tác động nhƣ bảo vệ dự trữ trƣờng hợp hỏng hóc bảo vệ máy cắt phần tử lân cận Cần phân biệt hai khái niệm chọn lọc + Chọn lọc tƣơng đối: Theo nguyên tắc tác động mình, bảo vệ làm việc nhƣ bảo vệ dự trữ ngắn mạch phần tử lân cận + Chọn lọc tuyệt đối: Bảo vệ làm việc trƣờng hợp ngắn mạch phần tử đƣợc bảo vệ b) Tác động nhanh Càng cắt nhanh phần tử bị ngắn mạch hạn chế đƣợc mức độ phá hoại phần tử ấy, giảm đƣợc thời gian tụt thấp điện áp hộ tiêu thụ có khả giữ ổn định hệ thống điện Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động thiết bị bảo vệ rơle Tuy nhiên số trƣờng hợp để thực u cầu tác động nhanh khơng thể thỏa mãn yêu cầu chọn lọc Hai yêu cầu mâu thuẫn c) Độ nhạy Probability of top level event (minimal cut sets up to order used): term +1.554000E-003 = 1.554000E-003 (upper bound) terms -6.734590E-007 = 1.553326E-003 (lower bound) terms +1.326268E-010 = 1.553327E-003 (upper bound) terms -1.399039E-014 = 1.553327E-003 (lower bound) terms +8.526182E-019 = 1.553327E-003 (upper bound) terms -3.066624E-023 = 1.553327E-003 (lower bound) terms +6.327060E-028 = 1.553327E-003 (upper bound) terms -6.760004E-033 = 1.553327E-003 (lower bound) terms +2.774250E-038 = 1.553327E-003 (upper bound) Primary Event Analysis: Event Failure contrib Importance Lỗi biến dòng Lỗi dây mạch biến dòng Lỗi dây mạch chiều 2.700000E-005 5.000000E-005 5.000000E-005 1.74% 3.22% 3.22% Lỗi nguồn chiều Hỏng máy cắt Các lỗi không rõ ràng 3.000000E-005 2.000000E-004 1.000000E-005 1.93% 12.88% 0.64% Cài đặt sai cấu hình rơle Hỏng rơle Lỗi kênh truyền 1.000000E-003 1.370000E-004 5.000000E-005 64.38% 8.82% 3.22% Giá trị không sẵn sàng để loại trừ cố vùng phƣơng thức bảo vệ theo Sơ đồ là: 1553.327*10-6 4.5.3 Xây dựng cố đánh giá xác suất không sẵn sàng Sơ đồ (sơ đồ mở rộng) Sơ đồ mở rộng có khác biệt so với sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣợc sử dụng bảo vệ cho đƣờng dây 272 trạm 220kV Sơn Tây có thêm bảo vệ GRZ200 nhƣng tín hiệu dịng điện TI đƣờng dây lấy tiến hiệu điện áp TU đƣờng dây.Hiện hai rơle sử dụng đƣờng dây hãng TOSHIBA; giá trị độ khơng sẵn sàng sai sót cấu hình rơle lấy giá trị 1000*10-6 cho rơle thứ 1250*10-6 cho rơle thứ hai (theo giải thích mục 4.3) 42 220 kV 220 kV Mạch dòng Main Line Protection Relay Vdc -1 Main Line Protection Relay Mạch điện áp Vdc -2 Hình 4.7 Sơ đồ phương thức bảo vệ (sơ đồ mở rộng) Do sơ đồ bảo vệ có dự phịng nên việc hƣ hỏng hệ thống bảo vệ chƣa ảnh hƣởng đến việc loại trừ cố vùng; cố xuất phần tử AND Với trƣờng hợp máy cắt có hai cuộn cắt riêng biệt, việc hƣ hỏng dẫn tới máy cắt không loại trừ đƣợc cố xảy do: - Cuộn cắt máy cắt bị hƣ hỏng; nhiên máy cắt có hai cuộn cắt nên hƣ hỏng chƣa thể dẫn tới máy cắt không sẵn sàng - Hoặc máy cắt khơng cắt đƣợc dịng cố buồng dập hồ quang bị cố cấu khí truyền động bị kẹt Trong mục 4.3 thống kê độ không sẵn sàng máy cắt 200*10-6, giá trị đƣợc chia thành 80*10-6 trƣờng hợp máy cắt khơng cắt đƣợc dịng cố 120*10-6 với trƣờng hợp cuộn cắt bị hƣ hỏng Mặc dù hệ thống rơle bảo vệ đƣợc dự phòng kép, nhiên cố vùng không đƣợc loại trừ máy cắt từ chối tác động (cụ thể máy cắt khơng cắt đƣợc dịng cố kẹt khí, hƣ hỏng buồng dập hồ quang…) Do hai kiện “Máy cắt khơng cắt đƣợc dịng cố” đƣợc đặt ngang hàng với đầu khối bảo vệ sơ đồ cố Trong sơ đồ bảo vệ bảo vệ khoảng cách GRZ200 nên có lấy tín hiệu dòng điện điện áp: 43 - Sử dụng biến dòng điện cho ba pha ngăn lộ Do độ khơng sẵn sàng hƣ hỏng TI 3*9.10-6=27.10-6 - Lấy tín hiệu điện áp từ máy biến điện áp đƣờng dây TU272,đồng thời lấy tín hiệu điện áp TUC21,TUC22,nhằm mục đích kiểm tra đồng syncheck đóng lập lại AR có cố xảu Do độ khơng sẵn sàng hƣ hỏng TU (3+3+3)*9.10-6=81.10-6 Bảo vệ không loại trừ Sự cố vùng Máy cắt cao áp khơng Cắt dịng Cố 80 Độ khơng sẵn sàng= Giá trị hiển thị x10-6 Hỏng rơle 137 Cài đặt sai cấu hình role 1000 Hỏng cn Cặt máy cắt cao áp 120 Bảo vệ hỏng Bảo vệ hỏng Tương tự cố Bảo vệ Hỏng biến điện áp 81 Lỗi Hỏng Kênh Nguồn Truyền DC 50 30 Hỏng Biến dòng *9 =27 Lỗi dây Mạch Một Chiều 50 Lỗi dây Mạch Biến dòng 50 Các lỗi khơng rõ ràng 10 Hình 4.8 Cây cố với sơ đồ (sơ đồ mở rộng) 44 Kết tính tốn độ khơng sẵn sàng để loại trừ cố vùng với phƣơng thức bảo vệ theo Sơ đồ (chỉ số độ tin cậy phần tử lấy theo Bảng ): Probability of top level event (minimal cut sets up to order 21 used): term +1.609841E-004 = 1.609841E-004 (upper bound) terms -9.756618E-009 = 1.609744E-004 (lower bound) terms +3.921218E-012 = 1.609744E-004 (upper bound) Primary Event Analysis: Event Failure contrib Importance Hỏng biến dòng 0.000000E+000 0.00% Hỏng biến dòng 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây mạch biến dòng 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây mạch biến dòng 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% Lỗi nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% Lỗi nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% Máy cắt không cắt đƣợc cố 7.722951E-005 96.68% Hỏng máy cắt 3.314571E-007 0.41% Hỏng máy cắt 3.314571E-007 0.41%% Lỗi không rõ ràng 0.000000E+000 0.00% Lỗi không rõ ràng 0.000000E+000 0.00% Lỗi máy biến điện áp 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây mạch biến điện áp 3.314571E-007 0.41% Lỗi kênh truyền 3.314571E-007 0.41% Lỗi kênh truyền 0.000000E+000 0.00% Cài đặt sai cấu hình rơle 1.988743E-006 2.49% Cài đặt sai cấu hình rơle 657286E-006 2.07% Hỏng rơle 0.000000E+000 0.00% Hỏng rơle 3.314571E-007 0.41% 45 Giá trị không sẵn sàng để loại trừ cố vùng phƣơng thức bảo vệ theo Sơ đồ là: 161*10-6 Kết tính tốn chi tiết đƣợc trình bày phần Phụ lục luận văn 4.5.4 Đánh giá kết Kết đánh giá mức độ không sẵn sàng sơ đồ bảo vệ đƣợc thể Bảng Bảng 4.2 So sánh mức độ không sẵn sàng sơ đồ phương thức bảo vệ khác với ngăn lộ đường dây Phƣơng thức bảo vệ Mức độ không sẵn sàng (x10-6) Sơ đồ đơn (chỉ dùng bảo vệ so lệch) 1553 (9,64 lần),tƣơng ứng với 13.6 giờ/1năm Sơ đồ bảo vệ dự phòng đầy đủ (với bảo 161 (1 lần),tƣơng ứng vệ so lệch khoảng cách đƣờng dây với với 1.41 giờ/1năm cuộn biến dịng TI hồn tồn riêng biệt) Nếu coi sơ đồ dự phịng hồn tồn sở thấy sơ đồ bảo vệ đơn cho đƣờng dây có độ khơng sẵn sàng để loại trừ cố vùng tăng tới 9.64 lần,độ không sẵn sang cao nhiều so với sơ đồ bảo vệ có dự phịng Căn theo kết tính tốn trình bày phần Phục lục, xét mức độ ảnh hƣởng loại hƣ hỏng tới độ không sẵn sàng để loại trừ cố hệ thống bảo vệ: Bảng 4.3.Mức độ đóng góp hư hỏng tới độ không sẵn sàng kiện đỉnh Phƣơng thức bảo vệ Sơ đồ đơn Loại hƣ hỏng Mức độ ảnh hƣởng tới kiện đỉnh Lỗi cấu hình cặt rơle 64,38% (RELAYApp_sets) Sơ đồ bảo vệ dự phịng HV_50BF( Máy cắt khơng 96.68% đầy đủ cắt đƣợc dòng cố) 46 Nếu sơ đồ sử dụng bảo vệ so lệch làm bảo vệ yếu tố ảnh hƣởng mạnh tới không sẵn sàng hệ thống lỗi cấu hình cài đặt rơle Với hệ thống bảo vệ có dự phịng yếu tố gây ảnh hƣởng mạnh khơng phải rơle mà máy cắt (máy cắt từ chối tác động hƣ hỏng khí, khơng dập đƣợc hồ quang…) Điều hồn tồn hợp lý rơle đƣợc dự phịng lẫn nhau, hỏng hóc rơle khơng gây ảnh hƣởng nhiều; mặt khác máy cắt có hai cuộn cắt nên hƣ hỏng cuộn cắt yếu tố định Việc sở để khuyến cáo việc sử dụng loại máy cắt có độ tin cậy cao để tận dụng đƣợc hết khả sơ đồ bảo vệ đầy đủ Một giải pháp sử dụng hai máy cắt nối tiếp, nhiên điều hồn tồn khơng khả thi mặt kinh tế 47 CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƢƠNG LAI 5.1 Kết luận Luận văn nghiên cứu sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây hệ thống điện thống kê hƣ hỏng xảy với hệ thống rơle bảo vệ Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ rơle thƣờng có dự phòng cho tất phần tử ngoại trừ máy cắt Các phƣơng thức bảo vệ dự phòng kép đƣợc tăng cƣờng độ tin cậy có hai sơ đồ bảo vệ độc lập hoạt động song song có khả hƣ hỏng Tuy nhiên sơ đồ dự phòng kép trở phức tạp yêu cầu rơle dự phịng có độ nhạy tƣơng tự để đảm bảo tác động Cây phân tích cố công cụ thực tế để đánh giá thành phần hỏng hóc góp phần vào kiện hƣ hỏng cụ thể thích hợp để phân tích, so sánh độ tin cậy sơ đồ bảo vệ Trong nội dung nghiên cứu luận văn sử dụng số độ khơng sẵn sàng phân tích độ tin cậy sơ đồ bảo vệ Kết tính tốn với sơ đồ phƣơng thức bảo vệ sử dụng cho để bảo vệ ngăn lộ đƣờng dây cho thấy: - Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây sử dụng bảo vệ so lệch có mức độ khơng sẵn sàng cao nhất, gấp xấp xỉ 10 lần so với sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây có bảo vệ dự phòng - Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ dự phòng mức độ không sẵn sàng hệ thống bảo vệ rơle thấp thân sơ đồ sử dụng tới hai hệ thống rơle dự phòng lẫn Tuy nhiên yếu tố gây ảnh hƣởng mạnh rơle mà máy cắt (máy cắt từ chối tác động hƣ hỏng khí, khơng dập đƣợc hồ quang…), cần tăng cƣờng bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt - Hƣ hỏng máy cắt điện có ảnh hƣởng nhiều đến mức độ không sẵn sàng để loại trừ cố vùng hệ thống rơle bảo vệ Do khuyến cáo nên tăng cƣờng đầu tƣ sử dụng máy cắt có độ tin cậy cao 48 5.2 Hƣớng nghiên cứu tƣơng lai Luận văn dừng mức nghiên cứu đánh giá mức độ không sẵn sàng hệ thống rơle bảo vệ, nhiên nhiều vấn đề khác cần phải đƣợc nghiên cứu tƣơng lai nhƣ: - Đánh giá mức độ an toàn hệ thống rơle bảo vệ tránh trƣờng hợp tác động nhầm, không mong muốn - So sánh sơ đồ mặt kinh tế để từ định việc đầu tƣ hệ thống rơle bảo vệ với mức độ phù hợp - Nghiên cứu áp dụng tính tốn với hệ thống bảo vệ khác phức tạp 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bách, Lƣới điện Hệ thống điện (tập 2), NXB KH&KT 2008 Héctor J Altuve Ferrer, Ronald A Schwartz, David A Costello, Demetrios A Tziouvaras, and David Sánchez Escobedo, Using Fault Tree Analysis to Evaluate Protection Scheme Redundancy, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc Trần Đình Long, Trần Việt Anh, Sử dụng phƣơng pháp cố phân tích đánh giá độ tin cậy hệ thống bảo vệ điều khiển, Tạp chí KH & CN số 2, tập 45, 2007 Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm OpenFTA, Formal Software Construction Limited Quy trình quản lý vận hành rơle GRZ200,GRL200,GBU200,GRB200 trạm 220kV Sơn Tây 50 PHỤ LỤC Phụ lục trình bày kết tính tốn phần mềm với sơ đồ phƣơng thức bảo vệ khác nhau: Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đơn khơng có dự phịng; Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ có dự phịng hồn tồn; Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ có dự phịng khơng hồn tồn Kết tính tốn với Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đơn khơng có dự phịng Probabilities Analysis ====================== Tree : So_do_1_chuan.fta Number of primary events = Number of minimal cut sets = Order of minimal cut sets = Minimal cut set probabilities : Lỗi biến dòng Lỗi dây mạch biến dòng Lỗi dây mạch chiều Lỗi nguồn chiều Hỏng máy cắt Các lỗi không rõ ràng Cài đặt sai cấu hình rơle Hỏng rơle Lỗi kênh truyền 2.700000E-005 5.000000E-005 5.000000E-005 3.000000E-005 2.000000E-004 1.000000E-005 1.000000E-003 1.370000E-004 5.000000E-005 Probability of top level event (minimal cut sets up to order used): term +1.554000E-003 = 1.554000E-003 (upper bound) terms -6.734590E-007 terms +1.326268E-010 terms -1.399039E-014 terms +8.526182E-019 terms -3.066624E-023 terms +6.327060E-028 terms -6.760004E-033 terms +2.774250E-038 Primary Event Analysis: = 1.553326E-003 (lower bound) = 1.553327E-003 (upper bound) = 1.553327E-003 (lower bound) = 1.553327E-003 (upper bound) = 1.553327E-003 (lower bound) = 1.553327E-003 (upper bound) = 1.553327E-003 (lower bound) = 1.553327E-003 (upper bound) 51 Event Failure contrib Importance Lỗi biến dòng 2.700000E-005 1.74% Lỗi dây mạch biến dòng Lỗi dây mạch chiều 5.000000E-005 5.000000E-005 3.22% 3.22% Lỗi nguồn chiều Hỏng máy cắt Các lỗi khơng rõ ràng Cài đặt sai cấu hình rơle 3.000000E-005 2.000000E-004 1.000000E-005 1.000000E-003 Hỏng rơle Lỗi kênh truyền 1.370000E-004 5.000000E-005 1.93% 12.88% 0.64% 64.38% 8.82% 3.22% Giá trị không sẵn sàng để loại trừ cố vùng phƣơng thức bảo vệ theo Sơ đồ là: 1553.327*10-6 52 Kết tính tốn với Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ có dự phịng hồn tồn Probabilities Analysis ====================== Tree : So_do_2_chuan.fta Number of primary events = 21 Number of minimal cut sets = 78 Order of minimal cut sets = 21 Minimal cut set probabilities : Máy cắt khơng cắt đƣợc cố 8.000000E-005 Hỏng biến dịng - Hỏng biến dòng 8.100001E-009 Hỏng biến dòng -Lỗi dây mạch biến dòng 4.500000E-009 Hỏng biến dòng - Lỗi dây mạch chiều 4.500000E-009 Hỏng biến dòng - Hỏng nguồn chiều Hỏng biến dòng -Hỏng máy cắt 1.080000E-008 Hỏng biến dòng - Lỗi không rõ ràng 9.000000E-010 Hỏng biến điện áp - Hỏng máy cắt 1.080000E-008 10 Hỏng biến dịng - Cài đặt sai cấu hình 1.125000E-007 11 Hỏng biến dòng - Hỏng rơle 1.233000E-008 12 Hỏng biến dòng 1- Lỗi dây mạch biến dòng 4.500000E-009 13 Hỏng biến dòng 1- Lỗi dây mạch chiều 4.500000E-009 14 Hỏng biến dòng 1- Hỏng nguồn chiều 2.700000E-009 15 Hỏng biến dòng - Hỏng máy cắt 1.080000E-008 16 Hỏng biến dịng - Lỗi khơng rõ ràng 9.000000E-010 17 Lỗi kênh truyền 4.5000000E-009 18 Hỏng biến dòng 1- Cài đặt sai cấu hình 9.000001E-008 19 Hỏng biến dịng 1- Hỏng rơle 1.233000E-008 20 Lỗi dây mạch biến dòng -Lỗi dây mạch biến dòng 2.500000E-009 21 Lỗi dây mạch biến dòng - Lỗi dây mạch chiều 2.500000E-009 22 Lỗi dây mạch biến dòng - Hỏng nguồn chiều 1.500000E-009 23 Lỗi dây mạch biến dòng - Hỏng máy cắt 6.000000E-009 24 Lỗi dây mạch biến dịng - Lỗi khơng rõ ràng 5.000000E-010 53 2.700000E-009 25 Hỏng máy biến điện áp- Lỗi dây mạch chiều 4.500000E-009 26 Lỗi dây mạch biến dịng -Cài đặt sai cấu hình 6.250000E-008 27 Lỗi dây mạch biến dòng- Hỏng rơle 6.850000E-009 28 Lỗi dây mạch biến dòng 1-Lỗi dây mạch chiều 2.500000E-009 29 Lỗi dây mạch biến dòng - Hỏng nguồn chiều 1.500000E-009 30 Lỗi dây mạch biến dòng - Hỏng máy cắt 6.000000E-009 31 Lỗi dây mạch biến dịng - Lỗi khơng rõ ràng 5.000000E-010 33 Lỗi dây mạch biến dòng 1- Cài đặt sai cấu hình 5.000000E-008 34 Lỗi dây mạch biến dịng 1- Hỏng rơle 6.850000E-009 35 Lỗi dây nguồn chiều -Lỗi dây mạch chiều 2.500000E-009 36 Lỗi dây nguồn chiều- Hỏng nguồn chiều 1.500000E-009 37 Lỗi dây nguồn chiều- Hỏng máy cắt 6.000000E-009 38 Lỗi dây nguồn chiều- Lỗi không rõ ràng 5.000000E-010 39 Lỗi dây nguồn chiều 1-Lỗi dây biến điện áp 4.500000E-009 40 Lỗi dây nguồn chiều - Cài đặt sai cấu hình 6.250000E-008 41 Lỗi dây nguồn chiều - Hỏng rơle 6.850000E-009 42 Lỗi dây nguồn chiều 1- Hỏng nguồn chiều 1.500000E-009 43 Lỗi dây nguồn chiều 1- Hỏng máy cắt 6.000000E-009 44 Lỗi dây nguồn chiều 1- Lỗi không rõ ràng 5.000000E-010 46 Lỗi dây nguồn chiều 1- Lỗi không rõ ràng 5.000000E-008 47 Lỗi dây nguồn chiều 1- Hỏng rơle 6.850000E-009 48 Lỗi nguồn chiều -Hỏng nguồn chiều 49 Lỗi dây nguồn chiều- Hỏng máy cắt 3.600000E-009 50 Lỗi dây nguồn chiều -Lỗi không rõ ràng 3.000000E-010 52 Lỗi dây nguồn chiều- Lỗi không rõ ràng 3.750000E-008 53 Lỗi dây nguồn chiều- Hỏng rơle 4.110000E-009 54 Lỗi dây nguồn chiều 1- Hỏng máy cắt 3.600000E-009 55 Lỗi dây nguồn chiều 1- Lỗi không rõ ràng 3.000000E-010 57 Lỗi dây nguồn chiều 1- Cài đặt sai cấu hình 3.000000E-008 58 Lỗi dây nguồn chiều - Hỏng rơle 4.110000E-009 59 Hỏng máy cắt - Hỏng máy cắt1 440000E-008 54 9.000000E-010 60 Hỏng máy cắt -Lỗi không rõ ràng 61 Lỗi kênh truyền 1.200000E-009 4.5000000E-009 62 Hỏng máy cắt- Cài đặt sai cấu hình 1.500000E-007 63 Hỏng máy cắt -Hỏng rơle 1.644000E-008 64 Hỏng máy cắt 1- Lỗi không rõ ràng 1.200000E-009 65 Lỗi kênh truyền 4.5000000E-009 66 Hỏng máy cắt 1- Cài đặt sai cấu hình 1.200000E-007 67 Hỏng máy cắt 1- Hỏng rơle 1.644000E-008 68 Lỗi không rõ ràng -Lỗi không rõ ràng 9.999999E-011 69 Lỗi không rõ ràng - Hỏng máy cắt 1.200000E-009 70 Lỗi không rõ ràng - Cài đặt sai cấu hình 1.250000E-008 71 Lỗi khơng rõ ràng - Hỏng rơle 1.370000E-009 72 Lỗi không rõ ràng 1- Hỏng máy cắt 1.200000E-009 73 Lỗi không rõ ràng 1- Cài đặt sai cấu hình 1.000000E-008 74 Lỗi khơng rõ ràng 1- Hỏng rơle 1.370000E-009 75 Cài đặt sai cấu hình -Cài đặt sai cấu hình 1.250000E-006 76 Cài đặt sai cấu hình- Hỏng rơle 1.712500E-007 77 Cài đặt sai cấu hình 1- Hỏng rơle 1.370000E-007 78 Cài đặt sai cấu hình - Hỏng rơle 1.876900E-008 Probability of top level event (minimal cut sets up to order 21 used): term +1.609841E-004 = 1.609841E-004 (upper bound) terms -9.756618E-009 = 1.609744E-004 (lower bound) terms +3.921218E-012 = 1.609744E-004 (upper bound) Primary Event Analysis: Event Failure contrib Hỏng biến dòng 0.000000E+000 0.00% Hỏng biến dòng 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây mạch biến dòng 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây mạch biến dòng 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% 55 Importance Lỗi nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% Lỗi nguồn chiều 0.000000E+000 0.00% Máy cắt không cắt đƣợc cố 7.722951E-005 96.68% Hỏng máy cắt 3.314571E-007 0.41% Hỏng máy cắt 3.314571E-007 0.41%% Lỗi không rõ ràng 0.000000E+000 0.00% Lỗi không rõ ràng 0.000000E+000 0.00% Lỗi máy biến điện áp 0.000000E+000 0.00% Lỗi dây mạch biến điện áp 3.314571E-007 0.41% Lỗi kênh truyền 3.314571E-007 0.41% Lỗi kênh truyền 0.000000E+000 0.00% Cài đặt sai cấu hình rơle 1.988743E-006 2.49% Cài đặt sai cấu hình rơle 1.657286E-006 2.07% Hỏng rơle 0.000000E+000 0.00% Hỏng rơle 3.314571E-007 0.41% Giá trị không sẵn sàng để loại trừ cố vùng phƣơng thức bảo vệ theo Sơ đồ là: 161*10-6 56 ... 4.2 Các kịch đánh giá độ tin cậy hệ thống rơle bảo vệ cho ngăn lộ đƣờng dây 272 trạm biến áp 220kV Sơn Tây 4.2.2 Các giả thiết tính tốn độ tin cậy sơ đồ bảo vệ đường dây Nội dụng nghiên cứu luận... le bảo vệ số số Ví dụ sơ đồ phƣơng thức bảo vệ ngăn lộ đƣờng dây 220kV: Hình: 1.1: Sơ đồ phương thức bảo vệ đường dây 21/21N: Bảo vệ khoảng cách đƣờng dây 67/67N: Bảo vệ q dịng có hƣớng /bảo vệ. .. văn sâu nghiên cứu cách thức đánh giá định lƣợng độ tin cậy sơ đồ phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây, phƣơng pháp sử dụng phƣơng pháp cố Phạm vi nghiên cứu giới hạn phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây 220kV