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 LỆCH TRỞ KHÁNG THẤP 7SS601 ĐỂ BẢO VỆ
CHO THANH GÓP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
AN APPLICATION OF LOW 7SS601 IMPEDANCE TO THE BUSBAR DIFFERENTIAL PROTECTION IN THE POWER SYSTEM
Lê Kim Hùng Đại học Đà Nẵng
Vũ 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
trạm biến áp Tuy nhiên, thực bảo vệ so lệch góp sai số biến dòng (CT), tỷ số biến CT khác nên đưa dòng nhị thứ CT vào cổng dòng của rơle 7SS601 gây tác động nhầm điều kiện làm việc bình thường Vì thế, ta cần phải cài đặt giá trị chỉnh định rơle tính chọn cách đấu dây biến dịng trung gian hợp lý trước đưa vào rơle [1], [3].
2.Bảo 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 hiện có cố vùng đối tượng bảo vệ, rơle cho cắt MC với thời gian bé, khoảng (10 ÷ 20) ms Cơng thức tính dịng so lệch dòng hãm rơle họ 7SS601
như sau [4]:
Dòng so lệch: IDiff = |I1 + I2+… In
Dòng hãm: I
|
Bias = |I1| + |I2 |+ ….|In
Sơ đồ minh họa hệ thống hai góp (TG) sử dụng rơle 7SS601 cho hình 1 gồm có ngăn lộ 131,132 (có tỷ số biến CT 400/1A), ngăn lộ 171,172 (có tỷ số biến CT 1000/1A) mạch TG 100 (có tỷ số biến CT 600/1A) sử dụng biến dịng phụ 4AM5120-3DA (có dòng sơ cấp định mức 1A) Dòng thứ cấp 100mA biến dòng phụ đưa vào cổng dịng so lệch rơle F87B1 góp 1, F87B2 thanh góp khối dịng hãm 7TM70 Khối dịng hãm có tác dụng tạo dịng hãm đưa vào cổng dòng hãm rơle F87B1 F87B2 Rơle trung gian 7TR71 có tác dụng chuyển đổi mạch dòng cấp cho F87B1 F87B2khi MC 100 đóng cắt.
|
Hình 1: Sơ đồ bảo vệ so lệch góp dùng rơle 7SS601
Khi có sự cố một thanh góp của hệ thống, theo yêu cầu chọn lọc, bảo 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
hợp có cố tại N3 nằm MC 100 CT của MC 100 góp sẽ coi
đó cố vùng bảo vệ và F87B1 cắt MC 171, MC 131
- Trong trường hợp MC 100 đóng thì có sự cố tại N1 TG (hoặc tại N2 trên TG 2) F87B1 cắt MC 171, MC 131 nối đến thanh góp (hoặc F87B2 cắt MC 172, MC 132 nối đến TG 2) MC 100 Còn trường hợp xẩy tại N3 nằm MC 100 CT của MC 100 MC 171, MC 131, MC 172, MC 132 MC 100 cắt ra
3.Biến dòng phụ tỷ số CT lệch nhau
Để giảm ảnh hưởng dịng khơng cân bằng, nhằm nâng cao độ nhạy cho bảo
vệ, bảo vệ so lệch góp có dùng biến dòng phụ để tạo dòng tổng đưa vào rơ le Giá trị phụ thuộc 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 chọn số vòng theo quan hệ [2]: Wp1 : Wp2 : Wp3 = 2:1:3 hoặc tỷ số dòng điện thứ
biến dòng phụ IL1:IL2:IL3 = 5:3:4 Dòng điện đầu biến dịng phụ tính theo cơng
thức [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:
- WS
- W
= 500 – Cuộn dây nhị thứ CT phụ.
P1, WP2, WP3
- i
– Cuộn dây thứ CT phụ.
S
- i
– Dòng nhị thứ CT phụ.
P
Ví dụ: hệ thống góp hình gồm
05 ngăn lộ có tỷ số biến 400/1, 600/1 1000/1 Nếu không chọn cách đấu nối hợp lý của 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
dựa vào tài liệu kỹ thuật rơle bảo vệ so lệch trở kháng thấp 7SS601 biến dịng trung gian loại 4MA5120-3DA để tính tốn chọn cách đấu nối phù hợp theo trình tự sau:
– Dòng nhị thứ định mức CT chính
(4)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
Bước 1:
Chọn ước số chung nhỏ tỷ số biến CT có kết nhỏ 10 Lấy kết phép chia làm dẫn đấu nối cho CT trung gian Tra theo chỉ dẫn chọn tỷ số biến trung gian loại 4MA5120-3DA tài liệu [3] cho kết 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 iP =1, WP1 = 24, WP2 = 12,WP3 =36
WS 0
1 0,12
500 60
1 j j
j
S P P P
L e e e
W W W i
i = × + × = × × =
=500 vào cơng thức (1),(2), (3).
120 120
120
2 0,072
500 36
1 j j
j
S P P
L e e e
W W i
i = × × = × × =
240 240
240
2
3 0,096
500 48
1 j j
j
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 = + + = −
Tiếp 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 tại TBA 110KV Điện Nam – Điện Ngọc
Tương tự bước tính tốn ta áp dụng vào thanh góp 110kV gồm 04 ngăn lộ 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:Chọn chỉ 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:Kiểm tra dòng nhị thứ vào cổng 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 kết tính tốn trên, ta thấy (300) (400) 0,0625 30 j S
S i e
i = = − đảm bảo
dịng so lệch vào cho rơ le 7SS601 tron g điều kiện bình thường có ngắn mạch ngồi Với thơng số tính tốn,sau đưa vào vận hành rơle làm
việc ổn định tin cậy.
5.Thông số chỉnh định rơle
Theo tài liệu [3], [4] ta thông số chỉnh định rơle 7SS601 gồm: - Dòng khởi động bảo vệ chọn theo điều kiện:
Điều kiện 1: theo dòng phụ tải cực đại (IptMAX) đứt mạch thứ cấp CT. ptMAX
d I
i > ≥1,2
Điều kiện 2:theo dòng điện ngắn mạch nhỏ (IscMIN). scMIN
d I
i > ≥0,5.
Trong hai điều kiện trên, điều kiện cho dòng điện khởi động khởi động lớn
hơn thì chọn làm dịng khởi động tính tốn
- Độ dốc hãm k = 0,25 ÷ 0,8
giúp rơle loại trừ các sai số CT, sai số đo lường chống lại cố từ bên ngoài - Ngưỡng dòng giám sát mạch
nhị thứ CT IdCTs
6.Kết luận
> dùng để loại trừ khả đứt mạch nhị thứ CT làm dòng so lệch xuất Nếu mạch nhị thứ
CT bị đứt, bảo vệ so lệch bị khóa đưa tín hiệu cảnh báo
Với mục đích ứng dụng rơle kỹ thuật số 7SS601 để bảo vệ so lệch góp, ta cần bắt đầu từ việc tìm hiểu cách cài đặt rơle, nghiên cứu phân tích tài liệu kỹ thuật nhà sản xuất, vẽ thiết kế cuối thử nghiệm hiệu chỉnh Bài
báo đã trình bày nguyên lý làm việc hệ thống bảo vệ so lệch góp cách tính tốn thơng số rơle so lệch 7SS601, chọn cách đấu nối số vòng dây CT phụ Điều này giúp cho cán bộ thí nghiệm, cán điều độ cán thiết cận rơle kỹ thuật số bảo vệ góp dễ dàng đảm bảo tin cậy.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS.TS Lê Kim Hùng, Bảo vệ ph ần tử hệ thống điện, NXB Đà Nẵng, 2004
(7)TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(33).2009
[2] VS.GS Trần Đình Long, Bảo vệ Hệ thống điện, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2000.