Bài báo trình bày cách tính ch ọn số vòng dây c ủa biến dòng phụ trung gian và thông số chỉnh định của rơle 7SS601, đồng thời ứng d ụng rơle này để bảo vệ hệ thống thanh góp cho trạm [r]
(1)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
ỨNG DỤNG RƠLE SO LỆC
H TR
Ở KHÁNG THẤP 7SS601 ĐỂ BẢO VỆ
CHO THANH GÓP TRONG H
Ệ THỐNG ĐIỆN
AN APPLICATION OF LOW 7SS601 IMPEDANCE TO THE BUSBAR
DIFFERENTIAL PROTECTION IN THE POWER SYSTEM
Lê Kim Hùng
Đại học Đà NẵngV
ũ Phan Huấn
Trung tâm thí nghiệm điện 3
TĨM TẮT
Thanh góp phần tử quan trọng hệ thống điện, đầu mối liên hệ nhiều phần tử khác hệ thống, nên xảy ngắn mạch góp
khơng rơle bảo vệ so lệch góp loại trừ cách nhanh chóng tin cậy gây hậu nghiêm trọng làm tan rã hệ thống Bài báo trình bày cách tính chọn số vòng dây biến dòng phụ trung gian thông số chỉnh định rơle 7SS601, đồng thời ứng dụng rơle để bảo vệ hệ thống góp cho trạm biến áp 110kV Điện Nam – Điện Ngọc
ABSTRACT
A busbar is a very important component in a power distribution network It forms an electrical ‘node’ where many circuits come together, feeding in and sending out power Faults on the busbar not pose risks of equipment damage and fall to a power system if some form of busbar differential protection is used for quickly detecting and clearing of a fault on the system This paper presents some general procedures on the calculation and selection of how to set the wiring number of auxiliary circuit transformer, a basic setting criteria for the low 7SS601 impedance busbar differential protection In addition, we also suggest an application of this impedance to Dien Nam - Dien Ngoc 110kV Power Substation
1.
Đặt vấn đề
Để bảo vệ góp chống dạng ngắn mạch người ta dùng bảo vệ so lệch,
trong loại rơ le so lệch 7SS610 sử dụng phổ biến để bảo vệ góp
tr
ạm biến áp Tuy nhiên, thực bảo vệ so lệch góp sai số
bi
ến dòng (CT), tỷ số biến CT khác nên đưa dòng nhị thứ CT vào cổng dòng
c
ủa rơle 7SS601 gây tác động nhầm điều kiện làm việc bình thường
Vì th
ế, ta cần phải cài đặt giá trị chỉnh định rơle tính chọn cách đấu dây biến dịng
trung gian h
ợp lý trước đưa vào rơle [1], [3].
2.
B
ảo vệ so lệch góp tổng trở thấp
(2)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
dòng
điện so lệch (dịng khơng cân bằng) vào rơle so lệch phải gần Khi phát
hi
ện có cố vùng đối tượng bảo vệ, rơle cho cắt MC với thời gian bé,
kho
ảng (10 ÷ 20) ms Cơng thức tính dịng so lệch dòng hãm rơle họ 7SS601
như sa
u [4]:
Dòng so l
ệch
: I
Diff= |I
1+ I
2+… I
nDòng hãm: I
|
Bias
= |I
1| + |I
2|+ ….|I
nSơ đồ minh họa
h
ệ thống
hai góp (TG) s
ử dụng rơle 7SS601 cho hình
1 g
ồm có ngăn lộ 131,132 (có tỷ số biến CT 400/1A), ngăn lộ 171,172 (có tỷ số biến
CT 1000/1A) m
ạch TG
100 (có t
ỷ số biến CT 600/1A) sử dụng biến dịng phụ
4AM5120-3DA (có dòng s
ơ cấp định mức 1A) Dòng thứ cấp 100mA biến
dòng ph
ụ đưa vào cổng dịng so lệch rơle F87B1 góp 1, F87B2
thanh góp kh
ối dịng hãm 7TM7
0 Kh
ối dịng hãm có tác dụng tạo dịng hãm đưa
vào c
ổng dòng hãm rơle
F87B1 F87B2 R
ơle trung gian 7TR71 có tác d
ụng
chuy
ển đổi mạch dòng cấp cho F87B1 F87B2
khi MC 100 đóng cắt.
|
Hình 1: S
ơ đồ bảo vệ so lệch góp dùng rơle 7SS601
Khi có s
ự cố
m
ột
thanh góp c
ủa
h
ệ thống
, theo yêu c
ầu chọn lọc,
b
ảo vệ
rơle phải cắt tất máy cắt nối tới góp đó
[1],[3]
(3)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
h
ợp có cố
t
ại N3
n
ằm
MC 100 CT c
ủa MC 100
góp s
ẽ coi
đó cố vùng
b
ảo vệ
và F87B1 c
ắt
MC 171, MC 131
-
Trong trường hợp
MC 100
đóng th
ì có s
ự cố
t
ại N1 TG
(ho
ặc
t
ại N2
trên TG 2) F87B1 c
ắt MC 171, MC 131
n
ối đến
thanh góp (ho
ặc
F87B2 c
ắt
MC 172, MC 132 n
ối đến TG
2) MC 100 Cò
n trường hợp xẩy
t
ại
N3 n
ằm
MC 100 CT c
ủa MC 100
MC 171, MC 131, MC 172, MC
132 MC 100 c
ắt
ra
3.
Bi
ến dòng phụ tỷ số CT lệch nhau
Để giảm ảnh hưởng dịng khơng cân bằng, nhằm nâng cao độ nhạy cho bảo
v
ệ, bảo vệ so lệch góp
có dùng bi
ến dòng phụ để tạo dòng tổng
đưa vào rơ le
Giá tr
ị phụ
thu
ộc vào tỷ số vòng dây cuộn
Theo đề nghị nhà chế tạo
,
để đảm bảo độ nhạy có cố chạm đất, cố pha (xem hình
2) nên ch
ọ
n
s
ố vòng theo quan hệ
[2]: W
p1: W
p2: W
p3= 2:1:3 ho
ặc tỷ số dòng điện thứ
bi
ến dòng phụ
I
L1:I
L2:I
L3= 5:3:4 Dòng
điện đầu biến dịng phụ tính theo cơng
th
ức [3]:
3
1 L L
L
S
i
i
i
i
=
+
+
0
1
.
.
j
S P P P
L
e
W
W
W
i
i
=
+
(1)
120
2
.
.
j
S P P
L
e
W
W
i
i
=
(2)
240
3
.
.
j
S P P P
L
e
W
W
W
i
i
=
+
(3)
Trong đó:
-
W
S-
W
= 500 – Cu
ộn dây nhị thứ
CT ph
ụ.
P1,
W
P2,W
P3-
i
– Cu
ộn dây
th
ứ CT phụ.
S
-
i
– Dòng nh
ị thứ CT phụ.
P
Ví d
ụ:
h
ệ thống góp hình gồm
05 ngăn lộ có tỷ số biến 400/1
, 600/1 1000/1 N
ếu không chọn cách đấu nối hợp lý
c
ủa biến dịng phụ dịng so lệch vào rơle lớn, làm rơle tác động nhầm
trong điều kiện làm việc bình thường có ngắn mạch ngồi Cho nên, ta phải
d
ựa vào tài liệu kỹ thuật rơle
b
ảo vệ so lệch trở kháng thấp 7SS601 biến dịng
trung gian lo
ại 4MA5120
-
3DA để tính tốn chọn cách đấu nối phù hợp theo trình tự
sau:
– Dòng nh
ị thứ định mức CT
chính
(4)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
Bước 1:
Ch
ọn ước số chung nhỏ tỷ số biến CT có kết nhỏ 10 Lấy
k
ết phép chia làm dẫn đấu nối cho CT trung gian Tra theo
ch
ỉ dẫn chọn tỷ số
bi
ến trung gian loại 4MA5120
-3DA tài li
ệu [3]
cho k
ết đây:
Tỷ số biến CT Ước số chung
nhỏ WP1 - WP2 - WP3 Pha Đấu nối Dây cầu
400/1 24 – 12 – 36
L1 J,K
B-E L3 A,F
N L,M
600/1 36 – 18 – 54
L1 A,K
B-E; F-J L-N L3 G,H
N M,O
1000/1 10 60 – 30 – 90
L1 J,M K-L
B-E; F-G L3 A,H
N N,O
Bước 2:
Trường hợp CT 400/1: Thế giá trị i
P=1, W
P1= 24, W
P2= 12,W
P3=36
W
S 01
0
,
12
500
60
1
j jj
S P P P
L
e
e
e
W
W
W
i
i
=
×
+
×
=
×
×
=
=500 vào cơng th
ức (1),(2), (3).
120 120
120
2
0
,
072
500
36
1
j jj
S P P
L
e
e
e
W
W
i
i
=
×
×
=
×
×
=
240 240
240
2
3
0
,
096
500
48
1
j jj
S P P P
L
e
e
W
W
W
i
i
=
×
+
×
=
×
×
=
30 ) 400
(
0
,
0415
j L
L L
S
i
i
i
e
i
=
+
+
=
−Ti
ếp tục tính cho trường hợp CT 600/1 CT 1000/1 đem lại kết hình 3.
(5)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
4.
Ứng dụng rơle 7SS601 cho bảo vệ
góp t
ại TBA 110KV Điện Nam
–
Điện
Ng
ọc
Tương tự bước tính tốn ta áp dụng vào t
hanh góp 110kV g
ồm 04 ngăn
l
ộ có tỷ số biến 300/1 02 ngăn lộ có tủ số biến 400/1 TBA 110kV Điện Nam
–
Điện Ngọc (xem hình 4).
C B A 300 A 300 A 4AM5120-3DA
XT E05, E06, E07, MBA T1 CT - 5P20
300/1A * * O M 54 H G 18 K 36 1A * A
XT E02, MBA T2
4AM5120-3DA X
500
CT - 5P20 400/1A Y * * * O H 72 K J M 24 48 0,75A A X 500 Y 0,0625A 0,0625A
Hình 4: Sơ đồ đấu nối CT góp 110kV TBA Điện Nam - Điện Ngọc
Bước 1:
Ch
ọn c
h
ỉ dẫn đấu nối cho CT trung gian
Tỷ số biến CT Ước số chung
nhỏ nhất WP1 - WP2 - WP3 Pha Đấu nối Dây cầu
300/1 36-18-52
L1 A,K
B-E; F-J L-N L3 G,H
N M,O
400/1 48-24-72
L1 A,M
B-E; F-L G-N
L3
J,K
N
H,O
Bước 2:
Ki
ểm tra dòng
nh
ị thứ
vào c
ổng dòng rơle
Trường hợp 300/1
Trường hợp 400/1
0
1 0,18
500 54 36
1 j j
L e e
i = × + × =
120 120
2 0,108
500 54
1 j j
L e e
i = × × =
240 240
3 0,144
500 54 18
1 j j
L e e
i = × + × =
30 ) 300
(
0
,
0625
j L
L L
S
i
i
i
e
i
=
+
+
=
−0
1 0,18
500 72 48 75 ,
0 j j
L e e
i = × + × =
120 120
2 0,108
500 72 75 ,
0 j j
L e e
i = × × =
240 240
3 0,144
500 72 24 75 ,
0 j j
L e e
i = × + × =
30 ) 00
( 0,0625
j L
L L
S i i i e
(6)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
Qua k
ết tính tốn trên, ta thấy
(300) (400)0
,
0625
30 j SS
i
e
i
=
=
−đảm bảo
dịng so l
ệch vào cho rơ le 7SS601 tron g điều kiện bình thường có ngắn mạch
ngồi V
ới th
ơng s
ố tính tốn,
sau đưa vào vận hành rơle làm
vi
ệc ổn định tin cậy.
5.
Thông s
ố chỉnh định rơle
Theo tài li
ệu [3], [4] ta thông số chỉnh định rơle 7SS601 gồm:
- Dòng kh
ởi động bảo vệ chọn theo điều kiện:
Điều kiện 1: theo dòng phụ tải cực đại (I
ptMAX) đứt mạch thứ cấp CT.
ptMAXd I
i > ≥1,2
Điều kiện 2:
theo dòng
điện ngắn mạch nhỏ (I
scMIN).
scMINd
I
i
>≥
0
,
5
.
Trong hai điều kiện trên, điều kiện cho dòng điện khởi động khởi độ
ng l
ớn
hơn th
ì ch
ọn làm dịng khởi động tính
tốn
-
Độ dốc hãm
k = 0,25 ÷ 0,8
giúp rơle
lo
ại trừ
các sai s
ố
CT, sai s
ố đo lường
ch
ống
l
ại cố từ bên ngoài
-
Ngưỡng dòng giám sát mạch
nh
ị thứ CT
I
dCTs6.
K
ết luận
>
dùng để
lo
ại
tr
ừ khả đứt mạch
nh
ị thứ CT làm dòng so lệch
xu
ất Nếu mạch nhị thứ
CT b
ị đứt,
b
ảo vệ so
l
ệch bị khóa đưa tín hiệu cản
h báo
V
ới mục đích ứng dụng rơle kỹ thuật số 7SS601 để bảo vệ so lệch góp, ta
c
ần
b
ắt đầu từ việc tìm
hi
ểu cách
cài
đặt rơle
, nghiên c
ứu phân tích tài liệu
k
ỹ
thu
ật nhà sản xuất, vẽ thiết
k
ế
cu
ối thử nghiệm h
i
ệu chỉnh
Bài
báo đ
ã trình bày nguyên lý làm vi
ệc hệ thống bảo vệ so lệch góp cách tính
tốn thơng s
ố rơle so lệch 7SS601, chọn cách đấu nối số vòng dây CT phụ Đ
i
ều
này giúp cho cán b
ộ thí nghiệm, cán điều độ cán thiết cận rơle kỹ thuật
s
ố bảo vệ góp dễ dàng đảm bảo tin cậy.
TÀI LI
ỆU THAM KHẢO
[1]
PGS.TS Lê Kim Hùng, B
ảo vệ ph ần tử hệ thống điện, NXB Đà
N
ẵng,
2004
(7)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009