Nghiên cứu, ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT PHÙNG ĐỨC HIẾN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110/6KV CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM –VINACOMIN Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa HÀ NỘI – 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết luận văn xác, trung thực chƣa công bố công trình khác Hà Nội, tháng 10 năm 2018 Tác giả luận văn Phùng Đức Hiến ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii MỞ ĐẦU .1 Chƣơng1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM–VINACOMIN VÀ TRẠM BIẾN ÁP CHÍNH 110/6KV 1.1 Giới thiệu tổng quan Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin 1.1.1 Vị trí địa lý, địa chất khí hậu 1.1.2 Cơng nghệ khai thác, nƣớc 1.1.3 Công tác thơng gió: 1.1.4 Cơng tác giới hóa, bốc xúc vận chuyển: 1.1.5 Cơng tác tổ chức hành 1.2 Giới thiệu Trạm biến áp 110/6kV 1.2.1 Nguồn cung cấp điện cho Trạm 1.2.2 Trạm biến áp 1.2.3 Các thiết bị trạm .11 1.2.4 Nguyên lý vận hành trạm biến áp 110/6kV 12 1.2.5 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 13 1.2.6 Các thiết bị đo lƣờng .14 a Đo lƣờng phía 110kV 14 b Đo lƣờng phía 6kV 14 1.2.7 Tiếp đất bảo vệ 14 1.2.8 Bảo vệ áp thiên nhiên .14 1.2.9 An toàn điện 14 1.2.10 Nguồn dự phòng 15 1.2.11 Mạng điện cao áp kV 15 1.2.12 Nhận xét: .17 iii Chƣơng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP 110kV CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM –VINACOMIN 19 2.1 Giới thiệu tổng quan rơle SIPROTEC 7UT612 19 2.1.1 Giới thiệu chung 19 2.1.2 Ứng dụng 20 2.1.3 Đặc điểm 21 2.1.4 Các chức 21 2.1.5 Những thông số rơle 23 2.1.6 Nguyên lý hoạt động 29 2.1.7 Hiệu bảo vệ rơle kỹ thuật số 7UT612 35 2.2 Giới thiệu chung họ rơle kỹ thuật số P63X 36 2.2.1 Cấu trúc Rơle P63X .37 2.2.2 Các thông số kỹ thuật P63X 38 2.2.3 Chức bảo vệ so lệch 42 2.2.5 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) 47 2.2.4 Chức bảo vệ dòng 48 2.2.5 Bảo vệ tải nhiệt 48 2.2.6 Chức bảo vệ tần số 51 2.2.7 Đánh giá họ rơle kỹ thuật số P63X 52 2.3 Giới thiệu tổng quan rơle SIPROTEC 7SJ6221 .53 2.3.1.Nguyên lý hoạt động rơle 7SJ6221 56 2.3.2 Một số thông số kỹ thuật rơle 7SJ6221 .58 2.3.3 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7SJ6221 .59 2.3.4 Chức bảo vệ dòng rơle 7SJ6221 60 2.3.5 Chức bảo vệ dịng có hƣớng rơle 7SJ6221 .61 2.3.6 Chức bảo vệ tải rơle 7SJ6221 62 2.3.7 Chức bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt 50BF rơle 7SJ6221 .64 2.4 Giới thiệu tổng quan rơle SIPROTEC 7SA5221 65 iv 2.4.1 Nguyên lý hoạt động chung rơle 7SA5221 68 2.4.2 Một số thông số kỹ thuật rơle 7SA5221 70 2.4.3 Chức bảo vệ khoảng cách rơle 7SA5221 72 2.4.4 Chức bảo vệ dòng rơ le 7SA5221 .77 2.5 Giới thiệu tổng quan rơle kỹ thuật số MICOM.P122C 79 2.5.1 Thông số kỹ thuật MICOM.P122C 79 2.5.2 Chức rơle MICOM P122C .81 2.5.3 Đánh giá rơle MICOM P122C 83 2.6 Lựa chọn rơle bảo vệ cho Trạm biến áp 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin 84 Chƣơng TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆTRẠM BIẾN ÁP 110KV CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM -VINACOMIN 85 3.1 Tính tốn ngắn mạch 85 3.2 Tính tốn chỉnh định cài đặt thơng số hình thức bảo vệ trạm .93 3.2.1.Khai báo thông số máy biến áp 93 3.2.2 Chức bảo vệ dòng .94 3.3 Chức bảo vệ tải nhiệt .102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO .105 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức quản lý Công ty Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức quản lý điện Công ty .7 Hình 1.3 Sơ đồ ngun lý trạm biến áp Cơng ty than Hà Lầm Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý Hệ thống bảo vệ rơle trạm biến áp Công ty than Hà Lầm 10 Hình 2.1 Mặt trƣớc rơle 7UT612 .19 Hình 2.2 Sơ đồ khối chức rơle 7UT612 20 Hình 2.3 Đặc tính làm việc bảo vệ so lệch 25 Hình 2.4 Đặc tính tác động bảo vệ chống chạm đấtphụ thuộc vào tỉ số dòng điện: I 0'' / I 0' 27 Hình 2.5 Đặc tính thời gian bảo vệ q dịng theo tiêu chuẩn IEC 28 Hình 2.6 Đặc tính thời gian bảo vệ tải MBA 29 Hình 2.7 Nguyên lý bảo vệ chống chạm đất .34 Hình 2.8 Sơ đồ mặt trƣớc họ rơle P63X 37 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý cấu trúc họ rơle P63X 37 Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý đấu nối họ rơle P63X 40 Hình 2.11 Sơ đồ đặc tính tác động bảo vệ so lệch họ rơle P63X .45 Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống chạm đất họ rơle P63X 48 Hình 2.13 Sơ đồ đặc tính tác động bảo vệ chạm đất hạn chế rơle P63X 49 Hình 2.14 Sơ đồ đặc tính động bảo vệ tải nhiệt họ rơle P63X 51 Hình 2.15 - Sơ đồ chức rơle bảo vệ dòng 7SJ6221 54 Hình 2.16 - Cấu trúc phần cứng rơle q dịng7SJ6221 56 Hình 2.17- Đặc tính thời gian bảo vệ q dịng 61 Hình 2.18 - Đặc tính tải 63 Hình 2.19- Sơ đồ chức rơle khoảng cách 7SA5221 66 Hình 2.20– Cấu trúc phần cứng rơle khoảng cách 7SA5221 .68 Hình 2.21 – Sơ đồ nguyên lý bảo vệ khoảng cách 72 Hình 2.22- Đặc tính tác động Quadrilateral rơle 7SA5221 75 vi Hình 2.23- Đặc tính tác động rơle 7SA5221 76 Hình 2.24- Nguyên lý làm việc Rơle khoảng cách 76 Hình 2.25- Đặc tính tác động Mho rơle 7SA5221 .77 Hình 2.26 Đặc tính thời gian bảo vệ q dịng 78 Hình 2.27 Đặc tính bảo vệ dòng rơle P122C .82 Hình 2.28 Sơ đồ chức giám sát mạch cắt mạch sát rơle P122C .83 Hình 3.1 Sơ đồ ngun lí cung cấp điện từ 110kVNhà máy nhiệt điện Cẩm Phả 88 Hình 3.2 Sơ đồ thay tính toán ngắn mạchkhi tuyến đƣờng dây làm việc độc lập 89 Hình 3.3 Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạchkhi 2tuyến đƣờng dây làm việc song song 90 Hình 3.4 Đặc tính tác động bảo vệ so lệch sử dụng rơle 7UT612 99 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các thông số kĩ thuật thiết bị thơng gió gƣơng lị đào Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật máy .11 Bảng 1.3 Các thiết bị trạm biến áp .11 Bảng 1.4 Các phụ tải phía 6kV 15 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật rơle MICOM.P122C 79 Bảng 3.1 Kết quy đổi điện kháng tuyến đƣờng dây làm việc 89 Bảng 3.2 Kết quy đổi điện kháng tuyến đƣờng dây làm việc song song 91 Bảng 3.3 Dòng ngắn mạch trƣớc máy biến áp 92 Bảng 3.4 Dòng ngắn mạch ba pha lớn .93 Bảng 3.5.Kết quy đổi dòng ngắn mạch từ hạ áp lên cao áp .93 Bảng 3.6 Khai báo thông số máy biến áp 94 Bảng 3.7 Kết tính tốn chỉnh định q dịng ngƣỡng thấp .95 Bảng 3.8 Kết tính tốn chỉnh định dòng ngƣỡng cao 96 Bảng 3.9 Cài đặt thông số cho rơ le 7S6000 phía 96 Bảng 3.10 Cài đặt thơng qua phím chức thơng số cài đặt .101 Bảng 3.11 Cài đặt bảo vệ tải nhiệt 103 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Điện nguồn lƣợng quan trọng sống ngƣời, đƣợc sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân nhƣ: Công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ Khi thiết kế vận hành hệ thống điện cần phải quan tâm đến khả phát sinh hƣ hỏng tình trạng làm việc bình thƣờng Để đảm bảo cho lƣới điện vận hành an tồn, ổn định khơng thể thiếu thiết bị bảo vệ tự động hoá Hệ thống rơle bảo vệ có nhiệm vụ ngăn ngừa cố, phát nhanh chóng cách ly phần tử hƣ hỏng khỏi hệ thống, khắc phục chế độ làm việc khơng bình thƣờng, hạn chế tối đa thiệt hại cố gây nên trì khả làm việc liên tục hệ thống Đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin”mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu, đánh giá tổng quan trạng hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin - Nghiên cứu, giới thiệu tổng quan loại rơle kỹ thuật số sử dụng nƣớc nƣớc, lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp bảo vệ trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin - Tính tốn, chỉnh định hình thức bảo vệ rơle kỹ thuật số trạm biến áp 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin Đối tƣợng nghiên cứu Trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm-Vinacomin Phƣơng pháp nghiên cứu - Thu thập thống kê số liệu, nghiên cứu đánh giá tổng quan trạng hệ thống rơle bảo vệ trạm - Nghiên cứu lý thuyết, lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp để bảo vệ trạm biến áp 110kV Cơng ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin, tính tốn chỉnh định xây dựng đặc tính bảo vệ Nội dung nghiên cứu - Giới thiệu tổng quan hình thức bảo vệ rơle trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin - Nghiên cứulựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp để bảo vệ trạm biến 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin - Tính tốn ngắn mạch chỉnh định rơle kỹ thuật số bảo vệtrạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin Ý nghĩa khoa học thực tiễn Nghiên cứu, đánh giá tổng quan vềcác loại rơle kỹ thuật số sử dụng nƣớc nƣớc, làm tài liệu tham khảo cho chuyên gia kỹ thuật viên ngành; lựa chọn tính tốn chỉnh định hình thức bảo vệ rơle kỹ thuật số phù hợp với điều kiện thực tế, bảo vệ phần tử trạm biến áp, đảm bảo an toàn vận hành an sinh xã hội Đề tài có ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn Luận văn gồm 03 chƣơng, 33 bảng, 31 hình vẽ đồ thị đƣợc trình bày 118 trang Luận văn đƣợc thực Bộ mơn Điện khí hóa, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất Tác giả mong đóng góp ý kiến nhà khoa học, q thầy, cô, bạn bè, đồng nghiệp Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa ngƣời thầy dẫn giúp đỡ tận tình suốt trình làm luận văn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Mỏ- Địa Chất quý thầy khoa Cơ điện, Phịng đào tạo sau đại học truyền dạy kiến thức quý báu chƣơng trình cao học giúp đỡ kinh nghiệm cho luận văn hoàn thành đƣợc thuận lợi Đồng thời xin chân thành cảm ơn tới Ban giám đốc, phòng Cơ điện kỹ sƣ, CBCNV công tác trạm 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin tạo điều kiện thuận lợi công tác khảo sát nghiên cứu tác giả 92 Sn = 5000 MVA Xt 0,0525 N ( ) Trong đó: ( ) √ √ √ √ ( ) ( ) Vậy giá trị dòng ngắn mạch N1: IN3(0)= = = = 9,52 kA = = 8,24 kA Dòng ngắn mạch trƣớc máy biến áp T1 đƣợc thể bảng 3.3 Bảng 3.3 Dòng ngắn mạch trƣớc máy biến áp Ngắn mạch trƣớc MBA In(3)max ,kA In(2)min ,kA N1 9,52 8,24 Dòng ngắn mạch ba pha lớn lựa chọn cho chỉnh định so lệch dọc dòng ngắn mạch nhỏ lựa chọn để kiểm tra độ nhạy bảo vệ đƣợc thống kê bảng 3.4 93 Bảng 3.4 Dòng ngắn mạch ba pha lớn Điểm ngắn mạch sau MBA In(3)max ,kA In(2)min ,kA 12,17 10,1 N Dịng ngắn mạch quy đổi từ phía hạ áp kV phía cao áp 110 kV ; Trong đó: ; Kết quy đổi dịng ngắn mạch từ hạ áp lên cao áp đƣợc ghi bảng 3.5 Bảng 3.5.Kết quy đổi dòng ngắn mạch từ hạ áp lên cao áp ,kA Dòng ngắn ( ) ( ,kA ) mạch quy = 0,83 (kA) = 0,5 (kA) đổi = 830 (A) = 500(A) 3.2 Tính tốn chỉnh định cài đặt thơng số hình thức bảo vệ trạm [11-18] 3.2.1.Khai báo thông số máy biến áp - Công suất danh định Sdđ (MVA) - Điện áp danh định Udđ (kV) - Dòng điện danh định Idđ(A) - Máy biến áp có điều chỉnh dƣới tải khơng khai báo điện áp danh định mà khai báo điện áp Ud theo công thức sau: U d  U max U U max  U 94 -Trong Umax , Umin giá trị điện áp cực đại cực tiểu đạt đƣợc thay đổi đầu phân áp Với máy biến áp T1 công suất 12500kVA dải điều chỉnh ∆U=±16% Umax = 126 kV Umin =94kV Ud =110 kV Khai báo thông số máy biến áp nhƣ bảng 3.6 Bảng 3.6 Khai báo thông số máy biến áp TT Ký hiệu P Chức Lựa chọn Rated transformer 100kVA ÷ power 999MVA 12500kVA 220V÷220kV 110 kV 220V÷220kV 6,3kV Rated winding voltage Rated winding voltage Rated winding √ current Rated winding √ current Connection of capacitor steps Star / Delta Cài đặt Nội dung Công suất định mức 65,6 A 1145,5 A Y/∆ máy biến áp Điện áp phía sơ cấp MBA Điện áp phía thứ cấpMBA Dịng điện định mức phía cao áp Dịng điện định mức phía hạ áp Chọn tổ đấu dây cho MBA 3.2.2 Chức bảo vệ dòng Bảo vệ dòng ngƣỡng thấp (51) Kết tính tốn chỉnh định q dòng ngƣỡng thấp đƣợc thống kê bảng 3.7 95 Bảng 3.7 Kết tính tốn chỉnh định q dịng ngƣỡng thấp STT Đại lƣợng tính tốn Cơng suất định mức, kVA Dịng định mức, A Cơng thức Kết tính tốn Phía 110kV Phía kV 12500 12500 65,6 1145,6 Y  1 Ilvmax= ktk.Ilv 1,5.1,3.65,6 1,5.1,3.1145,6 = 1,5.1,3.Idb = 128 = 2233,9 1,3 1,25 Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu (>1,5) (>1,5) 0,5s 0,2s Sđm √ Sơ đồ đấu dây biến dòng Hệ số sơ đồ Ksđ Tỷ số biến dòng KI Dịng thứ cấp BI phía Dòng làm việc max, A Dòng khởi động ngƣỡng I kd  thấp , A( ) 10 Giá trị đặt, A Dòng ngắn mạch pha chạy qua rơle, A 11 Độ nhạy bảo vệ 12 Đánh giá 13 Thời gian bảo vệ k at k sd I lv max k tv k I I> ) I n(.2min R  ) ksd I n(.2min kI ) I (n2 R kn   1,5 I 96 Chức bảo vệ dòng ngƣỡng cao (50) Kết tính tốn chỉnh định q dịng ngƣỡng cao đƣợc thống kê bảng 3.8 Bảng 3.8 Kết tính tốn chỉnh định q dịng ngƣỡng cao Kết tính tốn STT Đại lƣợng tính tốn Cơng thức Dịng chỉnh định rơle, A Icd=kat In.ngoai.max I kd  Dòng khởi động rơle,A Dòng ngắn mạch hai pha kn  Độ nhạy Thời gian bảo vệ 6,3 (kV) 1,1.830 = 913 A ksd I kd kI I N trƣớc MBA, A 110 (kV) A 8240 A I N I kd t bv  Cài đặt thông số cho rơ le 7SJ6000các phía nhƣ bảng 3.9 Bảng 3.9 Cài đặt thơng số cho rơ le 7S6000 phía Chức Protection setting Network frenquency Language Lựa chọn Cài đặt Nội dung 110kV 6,3kV 50/51 50/51 50Hz 50Hz Cài đặt tần số bảo vệ English English Cài đặt ngôn ngữ ngƣời dùng 5ACT,1ACT LPCT 5ACT 5ACT Dòng định mức thứ cấp BI I1,I2, I3 I1,I2, I3 I1,I2, I3 50/51,50N/51N, 50BF 50Hz, 60Hz English Local language Bật chức bảo vệ 50/51 Rate secondary current Number of CT biến dòng đặt pha 97 Chức Rated primary current(In) Rated primary voltage(Unp) Lựa chọn Cài đặt 6,3kV 1A to 6250A 100 2000 ÷220kV 110kV 6,3kV 90÷230V 100V 100V U21 U21 DT DT 0,5 to 20A 1,3 1,25 Giá trị dòng khởi động 0,2 to 20A 0,5 0,2 Thời gian trễ bảo vệ Khơng Đặc tính thời gian đƣờng cong đặt bảo vệ độc lập Rated secondary voltage (Uns) VT conection Nội dung 110kV U1, U2, U3 type U21; U32 element 1, 2, 3, Dòng định mức phía sơ cấp BI Điện áp phía sơ cấp máy biến điện áp Điện áp phía thứ cấp máy biến điện áp Cài đặt hiển thị điện áp dây cho đo lƣờng Cài đặt phần tử cần bảo vệ Bảo vệ dòng ngƣỡng thấp 51 DT, SIT, LIT, VIT, EIT Tripping curve IEC:SIT/A,LIT/B, VIT/C, Đặc tính dốc tiêu chuẩn IEC IEEE/C: MI, VI EI Current threshold delay Bảo vệ dòng ngƣỡng cao 50 Timer hold curve DT, IDMT In max (A) delay DT 913 to 60s 0s Đặt giá trị dòng ngắn mạch pha lớn Thời gian trễ bảo vệ 98 Chức bảo vệ so lệch có hãm a) Tính tốn thơng số chỉnh định xây dựng đƣờng đặc tính Dịng điện so lệch ngƣỡng thấp (ISL>): giá trị dòng điện khởi động mức thấp bảo vệ, ngƣỡng tác động đoạn a đặc tính làm việc Đối với máy biến áp giá trị xem nhƣ số, phụ thuộc vào dịng điện từ hóa máy biến áp Chọn ISL>= 0,3.Iđmb =>ISL*= 0,3 (hệ tọa độ tƣơng đối) * Dòng điện so lệch ngƣỡng cao ( ISL* >>): dòng điện so lệch vƣợt giá trị ngƣỡng cao này, lệnh tác động đƣợc triển khai mà không phụ thuộc vào dòng điện lấy mẫu Im I SL   1 * I dmb I SL   un % un % → hay Độ dốc (đoạn C) đƣờng đặc tính: đƣợc xác định theo tỷ lệ phần trăm dòng điện so lệch (ISL) dòng điện hãm (IH) S1  tg  I SL 100 IH - Điểm gốc bắt đầu trục hoành băng Ihcs* =2,5 - Độ dốc đặc tính so với trục hoành S2= tgα2=0,5→ α2=26,560 * Hãm thành phần hài bậc bậc dòng điện so lệch: phân lƣợng hài bậc bậc đạt tới ngƣỡng tác động, tín hiệu cắt bị khóa tránh cho rơle khỏi tác động nhầm Ngƣỡng tác động nhà sản xuất đặt trƣớc nhƣ sau: * Phân lƣợng hài bậc dòng điện so lệch: 15% * Phân lƣợng hài bậc dòng điện so lệch: 40% Hãm bổ sung: Vùng hãm bổ sung nhà sản xuất đặt sẵn: dòng ISL=7 với độ dốc S3= 0,125 →α=7,120 * Ngƣỡng thay đổi hệ số hãm thứ nhất: * I SL 0,3 *  I    1, I SL  0,3 tg1 0, 25 * h1 → A(1,2 ; 0,3) * Ngƣỡng thay đổi hệ số hãm thứ hai: 99 I h*2  I h*1.tg 2,5.0,5 *  2,5   I h*  I hcs tg  tg1 0,5  0, 25 * I SL  I h*2 tg1  5.0, 25  1, 25 → B(5 ; 1,25) * Ngƣỡng thay đổi hệ số hãm thứ ba: C( 25,3; 11,4) ISL Idm E(12,65;12,65) 12,65 d 11,4 Vùng tác dơng Vùng khóa D(25,3; 4,88) 4,88 c Vùng hãm bô sung 1,25 0,3 a 1,2 b IH Idm 12,65 25,3 Hình 3.4 Đặc tính tác động bảo vệ so lệch sử dụng rơle 7UT612 b) Kiểm tra làm việc bảo vệ so lệch có hãm Để kiểm tra độ nhạy nhƣ đảm bảo tính tin cậy chức so lệch cần xác định dòng ISL IH trƣờng hợp cụ thể ngắn mạch vùng, 100 vùng bảo vệ chế độ cực đại cực tiểu hệ thống * Ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ Theo ngun lí rơle 7UT512 ngắn mạch ngồi, dịng so lệch khơng Tuy nhiên, thực tế dịng khơng cân đƣợc xác định theo biểu thức nhƣ sau: ( ) Trong đó: kđn hệ số đồng máy biến dòng, kđn=1 kKCK hệ số ảnh hƣởng thành phần khơng chu kì dịng ngắn mạch trình độ, kKCK=1 fi : sai số tƣơng đối cho phép BI ( fi = 0,1) : phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, với phạm vi điều chỉnh 16% = 0,16 sai số máy biến dòng INngmax: dòng điện ngắn mạch ngồi cực đại quy đổi phía 110kV * Khi ngắn mạch ngồi lớn phía 110 kV: - Dịng điện so lệch bảo vệ: ( ) ) ( A Trong đó: INng(3) max = 830 A - dịng ngắn mạch ngồi lớn ( quy đổi phía cao áp) - Dòng điện hãm bảo vệ: Ih = I1 +I2 = 2INng(3) max = 2.830= 1660(A) → D (25,3 ; 4,88) thuộc vùng hãm bổ xung hình 6.1 Hệ số an tồn hãm: ( ) 101 Trong đó: * Khi ngắn mạch vùng bảo vệ: - Điểm tác động đặc tính: Dịng điện tác động ( ) E (12,65; 12,65) thuộc đƣờng đặc tính tác động hình 6.1 Hệ số độ nhạy: ( ) Trong đó: ( ) ( ) c) Cài đặt thông số bảo vệ Cài đặt thông qua phím chức thơng số cài đặt cho bảng 3.10 Bảng 3.10 Cài đặt thơng qua phím chức thông số cài đặt Chức Lựa chọn Cài đặt Protection settings 87 High set poin 3÷18IN1 11,4 Ids set poin 30%÷100%IN1 30% Slope 15%÷50% 25% Độ dốc đoạn đặc tính b Slope 50%÷100% 50% Độ dốc đoạn đặc tính c 87/ Nội dung Lựa chọn bảo vệ so lệch cho máy biến áp Dòng so lệch mức cao >> =11,4 Dòng so lệch mức thấp > = 0,3 102 Chức Lựa chọn Restranint choise Cài đặt Nội dung - Conventional Conventional Chọn chế độ hãm thông thƣờng - Adaptative H2 On/off on Bật chức sóng hài bậc Threshold 5%÷40% 15% Tỷ lệ phần trăm hài bậc H5 On/off on Bật chức sóng hài bậc Threshold 5%÷40% 40% Tỷ lệ phần trăm hài bậc 3.3 Chức bảo vệ q tải nhiệt Tính tốn chỉnh định bảo vệ q tải: máy biến áp đƣợc cung cấp từ phía nên bảo vệ tải cần đặt phía nguồn cung cấp: Dịng khởi động rơle đó: kat = 1,05 - hệ số an tồn; ksđ =1 hệ số sơ đồ; kI = 100 - tỷ số biến dịng phía 110 kV; ktv = 0,98 - hệ số trở Iđ - dịng định mức phía 110 kV Hệ số cho phép tải lâu dài: k= I max = 1,1 I dm đó: Imax - dòng tải nhiệt lâu dài; Hằng số thời gian nhiệt: t I   qt max  qt max 60  I max    đó: Iqt.max – dịng điện qúa tải thời gian tqt.max Đối với máy biến áp cho phép tải 40% thời gian ngày đêm liên tục, ngày khơng q Khi đó: 6.3600  1,   = 583(phút) 60  1,1  103 đó: t- thời gian tác động, phút;  - số thời gian; I- dòng điện phụ tải (dòng tải); Id - dòng điện đặt; Cài đặt bảo vệ tải nhiệt đƣợc cho bảng 6.5: đó: Iqt.max – dịng điện qúa tải thời gian tqt.max Đối với máy biến áp cho phép tải 40% thời gian ngày đêm liên tục,mỗi ngày khơng q Khi đó: 6.3600  1,   = 583(phút) 60  1,1  đó: t- thời gian tác động, phút; - số thời gian; I- dòng điện phụ tải (dòng tải); Id - dòng điện đặt; Cài đặt bảo vệ tải nhiệt đƣợc cho bảng 3.11 Bảng 3.11 Cài đặt bảo vệ tải nhiệt Tên chức Các lựa chọn 49 Transformer, Motor,Machines, Cables Cài đặt Nội dung Bật chức bảo vệ Transformer tải MBA Choice thermal model Dry-type tranformer, Immersed tranformer Immersed tranformer Chọn bảo vệ cho máy biến áp dầu k- factor 0,1…4 1,1 Hệ số tải Time constgt 1…999,9 583 Hằng số thời gian 50…100% 90% Ngƣỡng nhiệt báo động Alarm set point 980…1600C 980C Nhiệt độ mức báo động Tripping set point 980 1600C 1100 C Nhiệt độ cắt Alarm 104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: Sử dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp thiết,luôn đáp ứng đƣợc yêu cầu kỹ thuật, tốc độ xử lý nhanh, độ tin cậy an toàn cao, mang lại hiệu kinh tế công tác vận hành, quản lý điện tự động hóa tồn hệ thống điện cấp quốc gia, đảm bảo an sinh xã hội Các nấc chỉnh định cài đặt rơle kỹ thuật số nhỏ, việc lựa chọn thông số kỹ thuật tùy ý theo yêu cầu ngƣời sử dụng Đa số rơle số thiết kế theo tiêu chuẩn IEC, ANSI, IAC có kết nối với máy tính điều khiển trung tâm, nên sử dụng phần mềm chung Rơle kỹ thuật số 7UT6xxx, 7SJ6xxx, MICOM P63X, MICOM PX12 có dung lƣợng nhớ lớn, ghi lại nhiều thơng số, lƣu đƣợc nhiều kiện lỗi cố hệ thống điện, tiện lợi công tác thống kê giám sát lƣới điện Với nội dung đề tài đƣợc giao là: “Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin”, luận văn giải đƣợc vấn đề sau: - Giới thiệu khái quát chung tình hình cung cấp điện Trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm - Đánh giá trạng hình thức bảo vệ rơle Trạm biến áp 110kV, giới thiệu, so sánh phân loại rơle kỹ thuật số sử dụng trạm biến áp 110kV Hà Lầm sử dụng rộng rãi Việt Nam, làm tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật viên ngành điện - Lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp với điều kiện cụ thể Trạm biến áp - Tính tốn chỉnh định cài đặt thông số bảo vệ cho Trạm biến áp 110kV: + Bảo vệ dòng ngƣỡng thấp (51>);; + Bảo vệ dòng ngƣỡng cao (50>>); + Bảo vệ so lệch dọc máy biến áp; + Bảo vệ tải bảo vệ nhiệt máy biến áp; + Bảo vệ chống chạm đất Các kết tính tốn phù hợp với điều kiện thực tế đƣợc ứng dụng để tính tốn chỉnh định hình thức bảo vệ trạm biến áp 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bá Đề (1997), Bảo vệ rơle hệ thống điện mỏ, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội Đào Kim Hoa, Phạm Văn Hoà, Nguyễn Hữu Khải, Trịnh Hùng Thám, Đào Quang Trạch, Lã Văn út (1991), Nhà máy điện trạm biến áp, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp xí nghiệp cơng nghiệp đ thị nhà cao tầng, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Bội Khuê (2003), Cung cấp điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Đình Long (2000), Bảo vệ hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Đình Long (1990), Bảo vệ rơle hệ thống điện, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề (1997), iáo trình điện khí hố mỏ, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1994), “Bảo vệ chạm đất pha bảo vệ pha sơ đồ lơgic” , Tạp chí lƣợng, Hà Nội 10 Nguyễn Anh Nghĩa (1992), “Nghiên cứu hệ thống bảo vệ chạm đất pha mạng 6kV mỏ”, Tạp chí lƣợng, Hà Nội 11 Nguyễn Anh Nghĩa (2006), Rơle bảo vệ hệ thống điện mỏ, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội 12 Nguyễn Anh Nghĩa (2010) iáo trình Rơle bảo vệ kỹ thuật số, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa Chất 13 Đinh Văn Thắng, Kim Ngọc Linh (1996), “Nghiên cứu ứng d ng kỹ thuật số bảo vệ chạm đất pha lưới 6- 10kV”, Hội Nghị Khoa học lần thứ 12, Báo cáo khoa học, Hà Nội 106 14 https://www.halamcoal.com.vn 15 Báo cáo thƣờng niên hoạt động sản xuất kinh doanh Công ty cổ phần Than Hà Lầm – Vinacomin 16 Quy trình vận hành, sửa chữa, bảo dƣỡng hệ thống thiết bị trạm 110/6kV Công ty CP Than Hà Lầm – Vinacomin, 2014 17.https://www.siemens.com/global/en/home/products/energy/energyautomation-and-smart-grid/protection-relays-and-control.html 18.https://www.schneider-electric.com.vn/vi/download/range/60772MiCOM+P63x/ 19.https://www.schneiderelectric.com/library/SCHNEIDER_ELECTRIC/SE_LOCAL/APS/210469_46 1E/MiCOM_P122C,_Manual global_file P122C_EN_M_B11.pdf ... 560 16 Số Công suất MBA lƣợng (kVA) Mặt +105 50 Trạm biến áp số 14 Mặt +90 560 Trạm biến áp số 17 Mặt +80 Trạm biến áp số 18 Mặt + 65 560 Trạm biến áp số1 9 Mặt +70 BHN 320 Trạm biến áp số 31 Cơ... 1.2.5 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Hiện trạm biến áp 110/ 6kV Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin đƣợc thiết kế bảo vệ rơle kỹ thuật số - Sử dụng rơle số họ 7SJ6 để bảo vệ dòng ngƣỡng thấp... nƣớc, lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp bảo vệ trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin - Tính tốn, chỉnh định hình thức bảo vệ rơle kỹ thuật số trạm biến áp 110kV Công ty cổ