Nhan đề : Mô phỏng nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch đường dây truyền tải điện và kiểm chứng với bản ghi thực tế Tác giả : Nguyễn Văn Tuynh Người hướng dẫn: Nguyễn Đức Huy Từ khoá : Truyền tải điện; So lệch đường dây Năm xuất bản : 2020 Nhà xuất bản : Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Tóm tắt : Tổng quan; các phương thức bảo vệ đường dây truyền tải điện; giải thuật của một số rơle so lệch đường dây; một số kết quả mô phỏng trên simulink; kết luận.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Mô nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch đường dây truyền tải điện kiểm chứng với ghi thực tế Nguyễn Văn Tuynh Ngành Kỹ thuật điện Chuyên ngành Hệ thống điện Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đức Huy Chữ ký GVHD Bộ môn: Hệ thống điện Viện: Điện HÀ NỘI, 5/2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Nguyễn Văn Tuynh Đề tài luận văn: Mô nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch đường dây truyền tải điện kiểm chứng với ghi thực tế Chuyên ngành: Kỹ thuật điện – Hệ thống điện Mã số SV: CA170363 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày… .………… với nội dung sau: …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Ngày… tháng… năm… Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn Nguyễn Đức Huy Nguyễn Văn Tuynh CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Bạch Quốc Khánh ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Họ tên học viên: Nguyễn Văn Tuynh SHHV: CA170363 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện - Hệ thống điện Lớp: 17A KTĐ Cơ quan công tác: TBA 500kV Đông Anh – Công ty truyền tải điện Đề tài luận văn - Tên Tiếng Việt: Mô nguyên lý làm việc bảo vệ so lệch đường dây truyền tải điện kiểm chứng với ghi thực tế - Tên Tiếng Anh: Simulation of transmission line differential protection algorithm and verification with actual relay records Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đức Huy Bộ môn: Hệ thống điện - Viện Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Nguyễn Đức Huy Lời cảm ơn Lời đầu tiên, xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới PSG TS Nguyễn Đức Huy người tận tình hướng dẫn giảng giải cho tơi q trình học tập nghiên cứu để giúp tơi hồn thành luận văn Cùng với tơi xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô công tác Viện Điện - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình giảng dạy, giúp đỡ tơi q trình học tập Tơi muốn cảm ơn đến gia đình, đồng nghiệp bạn hữu người ủng hộ động viên thời gian vừa học tập vừa làm việc để giúp tơi hồn thành khóa luận Xin chân thành cảm ơn! Tóm tắt nội dung luận văn Vấn đề cần thực Các rơle kỹ thuật số phổ biến lưới điện truyền tải điện nước ta giới Bài luận văn nghiên cứu phương thức bảo vệ đường dây truyền tải điện Giải thuật chức bảo vệ so lệch dọc đường dây số dịng rơle Mơ lại đường dây cố đường dây truyền tải điện phần mềm Matlab / Simulink Đưa kết so sánh ghi cố kết mô phần mềm Đánh giá độ tin cậy, thời gian tác động tính chọn lọc rơle bảo vệ Phương pháp nghiên cứu, công cụ nghiên cứu Việc nghiên cứu dựa tài liệu Manual hãng Siemens, Nari, Micom Sử dụng phần mềm Matlab / Simulink để thiết lập mơ hình mơ lại đường dây cố đường dây Thu thập liệu cố thực tế ghi lại ghi cố So sánh đối chiếu kết đưa đánh giá Kết luận văn Bài luận văn đưa số kết đánh giá tính chọn lọc thời gian tác động rơle bảo vệ so lệch dọc đường dây Kết mơ có điểm giống khác với kết ghi lại ghi cố Đây yếu tố cần tìm hiểu nghiên cứu thêm Từ kết luận văn ứng dụng phần để đánh giá phân tích q trình làm việc rơle xảy cố đường dây truyền tải điện Định hướng phát triển Mô đầy đủ đặc tính rơle bảo vệ so lệch dọc Các yếu tố ảnh hưởng đến kết tính tốn dịng IDiff IRest So sánh đặc tính làm việc độ tin cậy, độ nhạy, tính chọn lọc dòng rơle HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên Nguyễn Văn Tuynh MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Nội dung luận văn TẢI ĐIỆN CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN 2.1 Các dạng cố đường dây truyền tải điện 2.2 Các yêu cầu bảo vệ hệ thống điện 2.3 Các phương thức bảo vệ đường dây truyền tải điện 2.3.1 Bảo vệ dòng 2.3.2 Bảo vệ so lệch dọc 12 2.3.3 Bảo vệ so sánh pha dòng điện 20 2.3.4 Bảo vệ khoảng cách 21 DÂY GIẢI THUẬT CỦA MỘT SỐ RƠLE SO LỆCH ĐƯỜNG 27 3.1 Rơle Siemens 7SD5 27 3.1.1 Giới thiệu chung 27 3.1.2 Chức bảo vệ so lệch 28 3.1.3 Một số tính khác 33 3.1.4 Truyền tín hiệu bảo vệ 37 3.2 Rơle MiCOM P5xx 38 3.2.1 Giới thiệu chung 38 3.2.2 Chức bảo vệ so lệch 38 3.3 Rơle PCS-931 42 3.3.1 Giới thiệu chung 42 3.3.2 Chức bảo vệ so lệch 42 MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN SIMULINK 47 4.1 Giới thiệu Matlab / Simulink 47 4.2 Thuật toán bảo vệ cho đường dây Matlab / Simulink 47 4.3 Mô hình mơ đường dây Simulink: 50 4.4 Một số kết mô cố thực tế đường dây Simulink 54 4.4.1 Mơ cố đường dây 220kV Hồnh Bồ - Quảng Ninh ngày 27 tháng năm 2018 rơle Siemens 7SD52 54 4.4.2 Mô cố đường dây 220kV Cao Bằng – Bắc Kạn ngày 26 tháng năm 2019 Rơle Micom – P543 62 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 72 5.1 Kết luận 72 5.2 Hướng phát triển luận văn 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 75 A1 Phiếu chỉnh định Rơle 7SD522 Trạm 220kV Hoành Bồ 75 A2 Phiếu chỉnh định Rơle 7SD522 Trạm 220kV Quảng Ninh 80 A3 Phiếu chỉnh định Rơle P543 Trạm 220kV Cao Bằng 85 A4 Phiếu chỉnh định Rơle P543 Trạm 220kV Bắc Kạn 92 B1 Dòng cố, dịng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Hồnh Bồ 99 B2 Dịng cố, dịng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Quảng Ninh 100 B3 Dịng cố, dịng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Cao Bằng 101 B4 Dòng cố, dịng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Bắc Kạn 102 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Sơ đồ phương thức bảo vệ đường dây truyền tải điện Hình 2.2 Đặc tuyến bảo vệ q dịng 11 Hình 2.3 Sự cố vùng bảo vệ 13 Hình 2.4 Sự cố vùng bảo vệ 14 Hình 2.5 Đặc tính tác động bảo vệ so lệch 16 Hình 2.6 ∆I > khơng có cuộn tam giác loại bỏ dịng thứ tự khơng 17 Hình 2.7 ∆I > có cuộn tam giác loại bỏ dịng thứ tự khơng 18 Hình 2.8 Inrush current đóng máy biến áp không tải 19 Hình 2.9 Bảo vệ so sánh pha SEL 20 Hình 2.10 Nguyên lý bảo vệ so lệch theo góc pha 20 Hình 2.11 Đặc tính bảo vệ theo alpha plane 21 Hình 2.12 Đặc tính elip 22 Hình 2.13 Đặc tính hình tròn 22 Hình 2.14 Đặc tính hình trịn MHO 22 Hình 2.15 Đặc tính tứ giác 22 Hình 2.16 Đặc tính thời gian bảo vệ khoảng cách t = f ( I RN ) 23 Hình 2.17 Minh họa vùng bảo vệ khoảng cách 24 Hình 2.18 Phạm vi bảo vệ BVKC 26 Hình 3.1 Các chức bảo vệ rơle 7SD5 27 Hình 3.2 Bảo vệ so lệch đường dây sử dụng rơle 7SD5 28 Hình 3.3 Nguyên lý bảo vệ so lệch rơle 7SD5 29 Hình 3.4 Nguyên lý bảo vệ so lệch đường dây mở rộng 29 Hình 3.5 Mô tả chi tiết nguyên lý bảo vệ so lệch với kênh thơng tin 29 Hình 3.6 Đặc tính rơle so lệch 7SD600 32 Hình 3.7 Đặc tính rơle so lệch 7SD52 33 Hình 3.8 Logic cắt bảo vệ so lệch 7SD600 7SD52 33 Hình 3.9 Ngun lý bù dịng điện dung cho đường dây truyền tải 34 Hình 3.10 Nguyên lý xác định hướng định hướng 35 Hình 3.11 Tác động TĐL 36 Hình 3.12 Truyền tín hiệu bảo vệ 37 Hình 3.13 Chức bảo vệ dịng MiCOM P5xx 38 Hình 3.14 Đặc tính tác động rơle so lệch P5xx 40 Hình 3.15 Các chức bảo vệ rơle PCS-931 42 Hình 3.16 Đặc tính tác động tính so lệch DFPC cấp 43 Hình 3.17 Đặc tính tác động tính so lệch DFPC cấp 44 Hình 3.18 Đặc tính tác động tính so lệch xác lập cấp 45 Hình 3.19 Đặc tính tác động tính so lệch xác lập cấp 45 Hình 3.20 Đặc tính tác động tính so lệch dịng điện thứ tự khơng 46 Hình 4.1 Sơ đồ khối logic cắt máy cắt đầu đường dây 48 Hình 4.2 Mơ hình mơ đường dây truyền tải MATLAB/Simulink 50 Hình 4.3 Thiết lập thông số đường dây truyền tải 51 Hình 4.4 Thiết lập thông số phụ tải cho đường dây 52 Hình 4.5 Mơ tính tốn rơle bảo vệ so lệch dọc 53 Hình 4.6 Tripping Logic 53 Hình 4.7 Dòng cố pha C đầu đường dây Quảng Ninh Hồnh Bồ 55 Hình 4.8 Dịng so lệch dịng hãm rơle tính tốn ghi cố 56 Hình 4.9 Mơ hình mơ tính tốn dịng so lệch dòng hãm Simulink 56 Hình 4.10 Dịng so lệch dịng hãm pha C tính tốn MATLAB/Simulink 57 Hình 4.11 Dịng cố pha C hai đầu đường dây mô MATLAB/Simulink 58 Hình 4.12 Dịng so lệch dịng hãm sơ đồ mô cố 59 Hình 4.13 Dịng I diff ghi, tính tốn mơ 59 Hình 4.14 Đường đặc tính IDiff - IRes ghi mơ 60 Hình 4.15 Thời điểm Rơle phát tín hiệu cắt MC mơ 61 Hình 4.16 Dịng cố pha A đầu Bắc Kạn Cao Bằng 63 Hình 4.17 Dịng cố pha B đầu Bắc Kạn Cao Bằng 63 Hình 4.18 Dịng so lệch dịng hãm pha A ghi lại ghi cố 64 Hình 4.19 Mơ hình mơ tính tốn dịng so lệch dịng hãm Simulink 65 Hình 4.20 Dịng so lệch dịng hãm pha A tính tốn Simulink 65 Hình 4.21 Dịng so lệch dịng hãm pha B tính tốn Simulink 66 Hình 4.22 Trip logic pha A mơ cố Cao Bằng – Bắc Kạn 67 Hình 4.23 Dịng cố pha A mơ MATLAB/Simulink 68 Hình 4.24 Dịng so lệch dịng hãm pha A mơ 68 Hình 4.25 So sánh dịng so lệch ghi cố, dịng so lệch tính tốn dịng so lệch mơ MATLAB/Simulink 69 Hình 4.26 Đường đặc tính IDiff - IRes ghi mơ 69 Hình 4.27 Thời điểm Rơle phát tín hiệu cắt MC mơ 70 88 89 90 91 A4 Phiếu chỉnh định Rơle P543 Trạm 220kV Bắc Kạn 92 93 94 95 96 97 98 B1 Dòng cố, dòng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Hồnh Bồ 99 B2 Dịng cố, dịng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Quảng Ninh 100 B3 Dịng cố, dịng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Cao Bằng 101 B4 Dòng cố, dịng so lệch, tín hiệu trip ghi lại trạm Bắc Kạn 102 ... (IEC255-3C) 2.3.2 Bảo vệ so lệch dọc Hiện bảo vệ so lệch dọc bảo vệ yêu cầu sử dụng toàn đường dây truyền tải điện 220kV, 500kV sử dụng phố biến đường dây 110kV Bảo vệ so lệch dọc đường dây mang đầy... lưới điện truyền tải điện nước ta giới Bài luận văn nghiên cứu phương thức bảo vệ đường dây truyền tải điện Giải thuật chức bảo vệ so lệch dọc đường dây số dịng rơle Mơ lại đường dây cố đường dây. .. VỆ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN 2.1 Các dạng cố đường dây truyền tải điện 2.2 Các yêu cầu bảo vệ hệ thống điện 2.3 Các phương thức bảo vệ đường dây truyền tải điện 2.3.1 Bảo vệ