Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le

LÊ THỊ MINH TRANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Lê Thị Minh Trang KĨ THUẬT ĐIỆN – HƯỚNG HỆ THÔNG ĐIỆN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN TỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ ROLE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Kĩ thuật điện KHOÁ 2009-2011 Hà Nội -2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Thị Minh Trang NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN TỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ ROLE Chuyên ngành: Kĩ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KĨ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC T.S Nguyễn Xuân Hoàng Việt Hà Nội -2011 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, nỗ lực thân tác giả, phải kể đến giúp đỡ tận tình thầy cơ, bạn bè, gia đình Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Xn Hồng Việt, người giúp đỡ tơi nhiều trình thực luận văn Xin cảm ơn thầy cô thuộc môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội có góp ý quý báu nội dung đề tài Đồng thời, xin gửi tới bạn bè, đồng nghiệp trao đổi giúp tháo gỡ nhiều vướng mắc q trình thực Cuối tơi xin gửi tới gia đình người thân, người ln bên cạnh tôi, chỗ dựa tinh thần giúp vượt qua khó khăn thời gian qua Học viên Lê Thị Minh Trang Luận văn thạc sĩ khoa học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố Tác giả Lê Thị Minh Trang Học viên: Lê Thị Minh Trang Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN 10 1.1 Định nghĩa nguồn điện phân tán (DG) .10 1.2 Các yếu tố thúc đẩy phát triển nguồn điện phân tán .12 1.2.1 Thị trường điện tự 13 1.2.2 Độ tin cậy cung cấp điện chất lượng điện 14 1.2.3 Các vấn đề biến đổi khí hậu .14 1.3 Các loại nguồn điện phân tán khả phát triển chúng 15 1.3.1 Năng lượng mặt trời 16 1.3.2 Năng lượng gió 17 1.3.4 Năng lượng thủy triều sóng 17 1.4 Các lợi ích nguồn điện phân tán 20 1.4.1 Nâng cao độ tin cậy lưới điện 20 1.4.2 Nâng cao chất lượng điện 21 1.4.3 Giảm yêu cầu công suất đỉnh 23 1.4.4 Cung cấp dịch vụ phụ trợ cho lưới điện .24 1.5 Ảnh hưởng nguồn điện phân tán hệ thống điện .25 1.5.1 Vấn đề điện áp lưới điện 26 1.5.2 Vấn đề sa thải phụ tải tần số thấp 27 1.5.3 Vấn đề hòa đồng 29 1.5.4 Thay đổi trị dòng điện chế độ cố 30 1.5.5 Phát sinh nhiễu động sóng hài bậc cao lưới điện .31 1.5.6 Vấn đề phối hợp hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối 31 Học viên: Lê Thị Minh Trang Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học 1.5.7 Thay đổi tổn thất công suất lưới điện 38 1.5.8 Mất tính ổn định lưới điện phân phối 38 CHƯƠNG NHỮNG ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN HỆ THỐNG BẢO VỆ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI .40 2.1 Hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối 40 2.2 Tác động nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối - 42 2.2.1 Tác động sơ đồ nối cuộn dây máy biến áp kết nối lưới điện nguồn điện phân tán 43 2.2.2 Nguồn điện phân tán lưới điện có điểm trung tính cách điện đất .45 2.2.3 Nguồn điện phân tán lưới điện có điểm trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang 47 2.2.4 Nguồn điện phân tán lưới điện điểm trung tính nối đất trực tiếp - 49 CHƯƠNG KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NHỎ NẬM ĐÔNG VÀ ĐA KHAI TỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ LƯỚI PHÂN PHỐI 51 3.1 Ảnh hưởng nhà máy thủy điện Nậm Đông (nối với lưới điện có điểm trung tính cách điện với đất) .51 3.1.1 Giới thiệu nhà máy thủy điện Nậm Đơng 51 3.1.2 Tính tốn phân bố dịng thứ tự khơng có cố pha chạm đất lưới điện 35kV Văn Chấn 53 3.1.3 Lựa chọn phương thức thông số cài đặt rơle bảo vệ lưới điện 35kV Văn Chấn 54 3.2 Ảnh hưởng nhà máy thủy điện Đa Khai (nối với lưới điện có điểm trung tính nối đất trực tiếp) .60 Học viên: Lê Thị Minh Trang Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học 3.2.1 Giới thiệu nhà máy thủy điện Đa Khai .60 3.2.2 Ảnh hưởng nhà máy thủy điện Đa Khai tới phối hợp thiết bị bảo vệ 65 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 Học viên: Lê Thị Minh Trang Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DG: Nguồn điện phân tán HT: Hệ thống BI: Biến dòng điện BU: Biến điện áp BI0: Biến dòng thứ tự không MBA: Máy biến áp TBA: Trạm biến áp NMTĐ: Nhà máy thủy điện 50/I>>: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh 51/ I>: Bảo vệ dòng pha có thời gian 50N/ I0>>: Bảo vệ q dịng thứ tự không cắt nhanh 51N/ I0>: Bảo vệ dịng thứ tự khơng có thời gian 67: Bảo vệ q dịng pha có hướng 67N: Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có hướng 67Ns: Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có hướng độ nhậy cao Học viên: Lê Thị Minh Trang Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Kết chỉnh định bảo vệ thứ tự khơng có độ nhậy cao cho đường dây 377, 375, 373, 371 60 Bảng 3.2 Dòng điện ngắn mạch chạy qua bảo vệ có cố đường dây D1 chưa có NMTĐ Đa Khai đấu nối vào 72 Bảng 3.3 Dòng điện ngắn mạch chạy qua bảo vệ có cố đường dây D1 có NMTĐ Đa Khai đấu nối vào 77 Bảng 3.4 Thông số chỉnh định bảo vệ đường dây D2 22kV trạm biến áp 110kV Đà Lạt trước nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào .78 Bảng 3.5 Cài đặt lại thông số chỉnh định bảo vệ đường dây D2 22kV trạm biến áp 110kV Đà Lạt sau nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào 79 Học viên: Lê Thị Minh Trang Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ mơ tả trường hợp tự động đóng lại cầu chì phối hợp bảo vệ không tốt 33 Hình 1.2 Sơ đồ mơ tả trường hợp tự động đóng lại tác động ngồi vùng bảo vệ 34 Hình 1.3 Sơ đồ mô tả tác động nguồn điện phân tán đến cố đường dây lân cận .36 Hình 2.1 Sơ đồ mơ tả hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối 41 Hình 2.2 Sơ đồ nguồn điện phân tán kết nối với lưới điện thơng qua máy biến áp có tổ đấu dây Y0/∆ 44 Hình 2.3 Sơ đồ nguồn điện phân tán kết nối với lưới điện thông qua máy biến áp có tổ đấu dây Y0/Y0 .44 Hình 2.4 Phân bố dịng có cố chạm đất pha 46 Hình 2.5 Đồ thị véctơ dòng điện điện áp mạng có pha chạm đất 47 Hình 2.6 Phân bố dịng có cố chạm đất pha 48 Hình 2.7 Nguồn điện phân tán nối song song với lưới điện 49 Hình 3.1 Sơ đồ đấu nối nhà máy thủy điện Nậm Đông vào trạm 110kV Nghĩa Lộ 52 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ TBA 35kV sử dụng 57 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ dịng có hướng độ nhạy cao (67Ns) 58 Hình 3.4 Sơ đồ ngun lý bảo vệ q dịng có hướng độ nhạy cao phát xuất tuyến bị chạm đất pha 58 Hình 3.5 Sơ đồ nối điện nhà máy thủy điện Đa Khai 64 Hình 3.6 Sơ đồ đấu nối nhà máy thủy điện Đa Khai vào hệ thống điện quốc gia 65 Hình 3.7 Sơ đồ phương thức bảo vệ đường dây D2 có DG đấu vào .79 Học viên: Lê Thị Minh Trang Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học X1 0,3577 Eht X 1D'1 0,324 N + Ngắn mạch N: X 1Σ = X 2Σ = X + X 1D '1 = 0,3577 + 0,324 = 0,6817 - Sơ đồ thay thứ tự không: X 0ht 0,049 XC 0,2687 XT X 0D'1 0,648 N Biến đổi sơ đồ: X 01 = X 0ht + X C + X T = 0,049 + 0,2687 = 0,3177 - + Ngắn mạch N: X 0Σ = X 01 + X 0D '1 = 0,3177 + 0,648 = 0,9657 a Ngắn mạch pha N(3) Dòng điện chạy qua điểm ngắn mạch I∑ E = = = 1, 4669 X1∑ 0,6817 Dòng điện pha cố chạy qua qua BI1 BI2: If ( BI1) = I∑ = 1, 4669;If ( BI2 ) = 22 If ( BI1) (kA) = 1, 4669.Icb = 1, 4669.2, 4568 = 3,6039kA b Ngắn mạch pha chạm đất N(1) Dòng điện thành phần đối xứng điểm ngắn mạch pha cố E I1∑ = I ∑ = I0 ∑ = X1∑ + X ∑ + X ∑ Học viên: Lê Thị Minh Trang 69 = = 0, 4294 0,6817 + 0,6817 + 0,9657 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học Dòng điện thành phần đối xứng chạy qua BI1 BI2 - Dòng điện thứ tự thuận nghịch I1( BI1) = I 2( BI1) = I1∑ = 0, 4294 I1( BI2 ) = I 2( BI2 ) = - Dòng điện thứ tự không I0( BI1) = I0 ∑ = 0, 4294 I0( BI2 ) = Dòng điện pha cố chạy qua BI1 BI2: If ( BI1) = I1( BI1) + I 2( BI1) + I0( BI1) = 0, 4294 + 0, 4294 + 0, 4294 = 1, 2882 If ( BI2 ) = I1( BI2 ) + I2( BI2 ) + I0( BI2 ) = 22 If ( BI1) (kA) = 1, 2882.Icb = 1, 2882.2, 4568 = 3,1648kA 22 I0( BI1) (kA) = 0, 4294.Icb = 0, 4294.2, 4568 = 1,0549kA c Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) Các dòng điện thành phần đối xứng điểm ngắn mạch pha không cố: I1∑ = X1∑ E = = 0,9248 X 2∑ × X0∑ 0,6817.0,9657 0,6817 + + 0,6817 + 0,9657 X2∑ + X0∑ I ∑ = − I1∑ × X0∑ 0,9657 = −0,9248 × = −0,5421 X 2∑ + X0∑ 0,6817 + 0,9657 Học viên: Lê Thị Minh Trang 70 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học I0 ∑ = −(I1∑ + I2 ∑ ) = −(0,9248 − 0,5421) = −0,3817 Các dòng điện thành phần đối xứng chạy qua BI1 BI2 pha không cố: - Dòng điện thứ tự thuận: I1( BI1) = I1∑ = 0,9248; I1( BI2 ) = - Dòng điện thứ tự nghịch: I 2( BI1) = I ∑ = −0,5421; I 2( BI2 ) = - Dòng điện thứ tự không: I0( BI1) = I0 ∑ = −0,3817 ; I0( BI2 ) = Dòng điện pha cố chạy qua BI1 BI2: If ( BI1) = a × I1( BI1) + a × I 2( BI1) + I0( BI1) ⎛ ⎛ 3⎞ 3⎞ =⎜− − j ⎟ × 0,9248 + ⎜ − + j ⎟ × ( −0,5421) − 0,3817 ⎠ ⎠ ⎝ ⎝ = −0,5731 − j1, 2704 = 1,3937∠-114,290 If ( BI2 ) = 22 If ( BI1) (kA) = 1,3937.Icb = 1,3937.2, 4568 = 3, 424kA 22 I0( BI1) (kA) = 0,3817.Icb = 0,3817.2, 4568 = 0,9378kA Học viên: Lê Thị Minh Trang 71 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học Bảng 3.2 - Dòng điện ngắn mạch chạy qua bảo vệ có cố đường dây D1 chưa có NMTĐ Đa Khai đấu nối vào Dòng ngắn mạch N(3) I f (BI1) N(1) I f (BI 2) I f (BI1) N(1,1) I 0(BI1) I f (BI 2) I 0(BI 2) I f (BI1) I 0(BI1) I f (BI 2) I 0(BI 2) 1055 0 3424 937,8 0 (A) N 3604 3165 3.2.2.1.3 Tính tốn dịng điện ngắn mạch có nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào 22kV 110kV BI1 N D1 D'1 AC150-35,5km PT 22kV HT 0,4kV 6,3/24kV-3x4MW 40MVA BI2 D2 ~ 2xAC185- 38km 15kV DG 22kV Un%=6,5 Pdm=3x3,2MW X''d=0,019 6,3kV - Sơ đồ thay thứ tự thuận thứ tự nghịch: X 1D'1 0,324 Eht X ht 0,089 XC 0,2687 N XT X 1D2 2,8143 X 1D2 2,8143 Học viên: Lê Thị Minh Trang 72 X BDG 1,625 XF 0,475 E3 X BDG 1,625 XF 0,475 E2 X BDG 1,625 XF 0,475 E1 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học Biến đổi sơ đồ: X2 = X F + X BDG X 1D2 0,475 + 1,625 + = + 1,4072 = 2,1072 3 X = X / /(X ht + X C + X T ) = X (X ht + X C + X T ) 2,1072.(0,089 + 0,2687) = = 0,3058 X + X ht + X C + X T 2,1072 + 0,089 + 0,2687 X3 0,3058 E X 1D'1 0,324 N + Ngắn mạch N: X 1Σ = X 2Σ = X '2 = X + X 1D '1 = 0,3058 + 0,324 = 0,6298 - Sơ đồ thay thứ tự không: X 0D'1 0,648 X 0ht 0,049 XC 0,2687 XT N X 0D2 5,6286 X BDG 1,625 X BDG 1,625 X 0D2 5,6286 - Biến đổi sơ đồ: X 02 = X 0D2 X BDG 1,625 + = 2,8144 + = 3,3594 3 X 03 = X 01 / /X 02 = - X BDG 1,625 X 02 X 01 3,3594.0,3177 = = 0,2903 X 02 + X 01 3,3594 + 0,3177 Rút gọn sơ đồ: Học viên: Lê Thị Minh Trang 73 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học X 03 0,2903 X 0D'1 0,648 N + Ngắn mạch N: X 0Σ = X 03 + X 0D '1 = 0,2903 + 0,648 = 0,9383 a Ngắn mạch pha N(3) Dòng điện chạy qua điểm ngắn mạch I∑ E = = = 1,5878 X1∑ 0,6298 Dòng điện pha cố chạy qua qua BI1 BI2: If ( BI1) = I ∑ = 1,5878 X1ht + X C + X T I∑ 1,5878 (0,089 + 0, 2687) If ( BI2 ) = = = 0,1152 X1ht + X C + X T + X 2 0,089 + 0, 2687 + 2,1072 22 If ( BI1) (kA) = 1,5878.Icb = 1,5878.2, 4568 = 3,9001kA 22 If ( BI2 ) (kA) = 0,1152.Icb = 0,1152.2, 4568 = 0, 2830kA b Ngắn mạch pha N(1) Dòng điện thành phần đối xứng điểm ngắn mạch pha cố E I1∑ = I2 ∑ = I0 ∑ = X1∑ + X ∑ + X ∑ = = 0, 455 0,6298 + 0,6298 + 0,9383 Dòng điện thành phần đối xứng chạy qua BI1 BI2 - Dòng điện thứ tự thuận nghịch Học viên: Lê Thị Minh Trang 74 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học I1( BI1) = I2( BI1) = I1∑ = 0, 455 X ht + X C + X T I1∑ 0, 455 (0,089 + 0, 2687) I1( BI2 ) = I2( BI2 ) = = = 0,066 X ht + X C + X T + X 2 0,089 + 0, 2687 + 2,1072 - Dòng điện thứ tự không I0( BI1) = I0 ∑ = 0, 455 X 01 I0 ∑ 0, 455 0,3177 = = 0,0197 I0( BI2 ) = X 01 + X 02 0,3177 + 3,3594 Dòng điện pha cố chạy qua BI1 BI2: If ( BI1) = I1( BI1) + I 2( BI1) + I0( BI1) = 0, 455 + 0, 455 + 0, 455 = 1,365 If ( BI2 ) = I1( BI2 ) + I2( BI2 ) + I0( BI2 ) = 0,066 + 0,066 + 0,0197 = 0,1517 22 If ( BI1) (kA) = 1,365.Icb = 1,365.2, 4568 = 3,3535kA 22 I0( BI1) (kA) = 0, 455.Icb = 0, 455.2, 4568 = 1,1178kA 22 If ( BI2 ) (kA) = 0,1517.Icb = 0,1517.2, 4568 = 0,3727kA 22 I0( BI2 ) (kA) = 0,0197.Icb = 0,0197.2, 4568 = 0,0484kA c Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) Các dòng điện thành phần đối xứng điểm ngắn mạch pha không cố: Học viên: Lê Thị Minh Trang 75 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học I1∑ = X1∑ E = = 0,9934 X 2∑ × X0∑ 0,6298.0,9383 0,6298 + + 0,6298 + 0,9383 X 2∑ + X0∑ I ∑ = − I1∑ × X0∑ 0,9383 = −0,9934 = −0,5944 X2∑ + X0∑ 0,6298 + 0,9383 I0 ∑ = −(I1∑ + I2 ∑ ) = −(0,9934 − 0,5944) = −0,399 Các dòng điện thành phần đối xứng chạy qua BI1 BI2 pha khơng cố: - Dịng điện thứ tự thuận: I1( BI1) = I1∑ = 0,9934 X ht + X C + X T I1∑ 0,9934 0,089 + 0, 2687 I1( BI2 ) = = = 0,0721 X ht + X C + X T + X 2 0,089 + 0, 2687 + 2,1072 - Dòng điện thứ tự nghịch: I 2( BI1) = I ∑ = −0,5944 X ht + X C + X T I2 ∑ −0,5944 ( 0,089 + 0, 2687 ) = −0,0863 I 2( BI2 ) = = X ht + X C + X T + X 2 0,089 + 0, 2687 + 2,1072 - Dòng điện thứ tự không: I0( BI1) = I0 ∑ = −0,399 X 01 −0,399 I0 ∑ 0,3177 = = −0,0172 I0( BI2 ) = X 01 + X 02 0,3177 + 3,3594 • Dịng điện pha cố chạy qua BI1: If ( BI1) = a × I1( BI1) + a × I2( BI1) + I0( BI1) ⎛ ⎛ 3⎞ 3⎞ = ⎜− − j ⎟ × 0,9934 + ⎜ − + j ⎟ × ( −0,5944 ) − 0,399 ⎠ ⎠ ⎝ ⎝ Học viên: Lê Thị Minh Trang 76 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học = -0,5985 –j1,3751=1,4997 ∠ -113,520 • Dịng điện pha cố chạy qua BI2: If ( BI2 ) = a × I1( BI2 ) + a × I2( BI2 ) + I0( BI2 ) ⎛ ⎛ 3⎞ 3⎞ = ⎜− − j ⎟ × 0,0721 + ⎜ − + j ⎟ × ( −0,0863) − 0,0172 2 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ = -0,0101 –j0,1372=0,3174 ∠ -91,820 22 If ( BI1) (kA) = 1, 4997.Icb = 1, 4997.2, 4568 = 3,6845kA 22 I0( BI1) (kA) = 0,399.Icb = 0,399.2, 4568 = 0,9803kA 22 If ( BI2 ) (kA) = 0,3174.Icb = 0,3174.2, 4568 = 0,7798kA 22 I0( BI2 ) (kA) = 0,0172.Icb = 0,0172.2, 4568 = 0,0423kA Bảng 3.3 - Dòng điện ngắn mạch chạy qua bảo vệ có cố đường dây D1 có NMTĐ Đa Khai đấu nối vào Dòng ngắn mạch N(3) N(1) N(1,1) I f (BI1) I f (BI 2) I f (BI1) I 0(BI1) I f (BI 2) I 0(BI 2) I f (BI1) I 0(BI1) I f (BI 2) I 0(BI 2) 3900 283 3354 1118 372,7 48,4 3685 980,3 779,8 42,3 (A) N Học viên: Lê Thị Minh Trang 77 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học 3.2.2.1.4 So sánh kết luận Bảng 3.4 – Thông số chỉnh định bảo vệ đường dây D2 22kV trạm biến áp 110kV Đà Lạt trước nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào Thiết Tên rơle Trị số chỉnh định bị Tỷ số bảo vệ TI Đường Micom dây D2 P123 100/1 Trị số đặt Trị số dòng Thời gian cắt NM tác động thiết bị tác động I>>=2,5A 250A 0,03s cắt D2 I>=2,3A 230A 1,5s cắt D2 I0>>=0,4A 40A 0,02s cắt D2 I0>=0,35A 35A 0,5s cắt D2 Kết luận: Kết tính tốn cho ta thấy, cố xuất tuyến đường dây D1 rơle bảo vệ dòng xuất tuyến đường dây D2 tác động Nếu hệ thống bảo vệ xuất tuyến đường dây D2 với rơle thông số chỉnh định giữ ngun hệ thống bảo vệ tính chọn lọc có hay số nguồn điện phân tán đấu nối vào xuất tuyến Từ làm giảm độ tin cậy cung cấp điện lưới Trong trường hợp ta cần phải lựa chọn cài đặt lại bảo vệ cho đường dây D2 Dùng rơle q dịng có hướng 7SJ63 đặt đầu đường dây D2 3.1.3 Lựa chọn phương thức thông số cài đặt rơle bảo vệ lưới điện Lạc Dương Cài đặt rơle bảo vệ q dịng có hướng 7SJ63 gồm hai chức 67 67N đặt đầu đường dây D2 nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào lưới điện Lạc Dương Học viên: Lê Thị Minh Trang 78 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học 22kV BI1 D1 110kV HT DG BI2 D2 ~ 15kV BU 67 67N Hình 3.7 Sơ đồ phương thức bảo vệ đường dây D2 có DG đấu vào Bảng 3.5 – Cài đặt lại thông số chỉnh định bảo vệ đường dây D2 22kV trạm biến áp 110kV Đà Lạt sau nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào Trị số chỉnh định Thiết bị Chức bảo vệ bảo Tỷ số vệ BI Đường dây D2 67 Trị số đặt Trị số dòng Thời gian cắt NM tác động thiết bị tác động I>=8A 800A 0,8s cắt D2 I0=0,5A 50A 1,2s cắt D2 100/1 67N Học viên: Lê Thị Minh Trang 79 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn nghiên cứu tiếp cận đến vấn đề nảy sinh kết nối nguồn điện phân tán vào lưới điện phân phối, mà cụ thể tác động nguồn phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối Các kết rút từ luận văn tóm tắt sau: - Luận văn nêu cách tính tốn chế độ ngắn mạch lưới điện phân phối có nguồn điện phân tán kết nối vào - Các tác động nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối nhiều, thiết bị bảo vệ lưới điện phối đa dạng Các tác động tóm lược lại sau: + Nguồn điện phân tán tác động đến dòng điện ngắn mạch đường dây Sự xuất nguồn điện phân tán làm tăng dòng điện ngắn mạch điểm cố, lại làm giảm dịng điện ngắn mạch đầu đường dây + Nguồn điện phân tán kết nối vào đường dây tác động đến việc chỉnh định thơng số bảo vệ q dịng đầu đường dây Do nguồn điện phân tán làm xuất sai lệch dòng điện cố đo đầu đường dây so với dòng điện thực tế Nên bảo vệ q dịng đầu đường dây bỏ qua cố ngắn mạch cuối đường dây (có tổng trở cố lớn) ta khơng tiến hành kiểm tra chỉnh định lại thông số rơle + Nguồn điện phân tán tác động đến việc chỉnh định thơng số bảo vệ q dịng thứ tự không đầu đường dây lưới điện có trung tính nối đất nguồn điện phân tán kết nối với lưới điện thông qua máy biến áp có tổ đấu dây Yo/ ∆ Ngồi lưới điện có trung tính cách đất, tác động nguồn điện phân tán đến việc chỉnh định cài đặt rơle bảo vệ dòng thể rõ nét + Các tác động nguồn điện đến chỉnh định thông số rơle phụ thuộc vào vị trí kết nối nguồn điện phân tán vào đường dây Nguồn điện phân tán Học viên: Lê Thị Minh Trang 80 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học gần điểm cuối đường dây tác động rõ rệt Trường hợp xấu nguồn điện phân tán có cơng suất lớn nằm cuối đường dây + Các tự động đóng lại (recloser) đường dây chịu tác động nguồn điện phân tán Các tác động xẩy là: tác động đến phối hợp tự động đóng lại cầu chì phía sau nó, trì cố thống qua đường dây khiến cho tự động đóng lại khơng thành cơng, tự động đóng lại tác động khơng chọn lọc hay tự động đóng lại khơng đồng + Ngồi nguồn điện phân tán cịn tác động đến việc điều chỉnh điện áp lưới điện, hoạt động cắt tụ bù tĩnh đường dây (các tụ bù điều khiển điều khiển thời gian), hay vấn đề sa thải phụ tải tần số thấp + Các tác động nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối phụ thuộc vào nhiều yếu tố Các tác động không phụ thuộc vào kết cấu lưới điện phân phối, cơng suất nguồn điện phân tán mà cịn phụ thuộc vào vị trí kết nối nguồn điện phân tán lưới phân phối, loại máy biến áp (tổ đấu dây máy biến áp) mà nguồn điện phân tán sử dụng để kết nối với lưới điện - Luận văn tính tốn phân tích tác động có nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối kết nối trường hợp cụ thể Từ có đề xuất số giải pháp khắc phục đưa khuyến cáo tính tốn thiết kế lưới điện phân phối có nguồn điện phân tán nối vào Từ đề tài đưa số đề xuất kiến nghị sau: Yêu cầu hệ thống bảo vệ: Nguồn điện phân tán trang bị bảo vệ cho máy phát cần phải trang bị hệ thống bảo vệ vị trí đấu nối nhà máy điện vào lưới trung áp nhằm nâng cao độ tin cậy lưới điện Tùy theo quy mơ cơng suất, vị trí nhà máy hệ thống điện, đặc tính nối đất lưới điện hệ thống bảo vệ máy phát nhà máy cần có: máy cắt đầu cực máy phát, máy cắt máy lưới điện, thiết bị tự động kiểm tra đồng bộ, thiết bị tự động điều chỉnh điện áp, rơle điện áp điểm trung tính, rơle điện áp thấp, rơle điện áp điểm trung tính, Học viên: Lê Thị Minh Trang 81 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học rơle tần số thấp, rơle tần số cao, rơle dòng dòng theo thời gian, rơle bảo vệ dòng thứ tự khơng có hướng, thiết bị liên động Từ kết nghiên cứu đề tài, đề xuất số hướng nghiên cứu sau: - Nghiên cứu yêu cầu kĩ thuật đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện hạ áp - Nghiên cứu giải pháp điều khiển điện áp lưới phân phối trung áp có nguồn đện phân tán Học viên: Lê Thị Minh Trang 82 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 Luận văn thạc sĩ khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng anh [1] Shu Xu, Chunhe Zhang, Zhipeng, Tiehong Shi, Narjing NaRI; Analysis of the impact of distributed generation on fault line selection of distribution system;, Relays Electric Co LTD, China [2] ‘‘Distributed generation: definition, benefit and issues” [3] Edward Coster, Johama Myrzik, Wil Kling, The Netherlands; Effect of distributed generation on protection of medium voltage cable grids [4] K.Maki, et al, (2004); Effect of wind power based distributed generation on the protection of distribution network; Tampere University of Technology, Finand [5] Natthaphob Nimpitiwan, Student menber, IEEE, and Gerald T Heydt, Fellow; Fault current issues for market driven power system with distribution generation; IEEE Department of Electrical Engineering, Arizona State University [6] ‘‘ International Energy Agency” [7] Thomas Gallery, Laura Martinez and Danijela Klopotan; Impact of distributed generation on distribution network protection, ESBI Engineering & Facility Management, Ireland [8] ‘‘Overcurrent Protection for Phase and Earth Faults” [9] ‘‘The International Council on Large System” [10] ‘‘The Institute of Electrical and Electronics Engineers” Tiếng việt [11] Đỗ Xn Khơi (2000); Tính tốn phân tích hệ thống điện; NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [12] Richard Roeper (2001); Ngắn mạch hệ thống điện; NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [13] Lã Văn Út (2002); Ngắn mạch hệ thống điện; NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [14] Trần Đình Long (2005), Bảo vệ hệ thống điện; NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Học viên: Lê Thị Minh Trang 83 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011 ... Việt Nam Việc phân tích, nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối làm sáng tỏ phần tác động nguồn điện phân tán lưới điện phân phối Các nghiên cứu luận văn... triển nguồn điện phân tán Tuy nhiên kết nối nguồn điện phân tán vào nguồn điện có ảnh hưởng định đến hệ thống điện, có ảnh hưởng tích cực, có ảnh hưởng tiêu cực Vì cần nghiên cứu kĩ ảnh hưởng nguồn. .. điện khơng có nguồn điện phân tán kết nối vào lưới Điều rõ ràng qua phân tích đây: 1.5.6.1 Hoạt động r? ?le bảo vệ dòng Một ảnh hưởng nguồn điện phân tán tới hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối tác