Nghiên cứu ứng dụng rơ le kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 35kv công ty than hạ long, cẩm phả, quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LÊ KIM CƢƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CÁC TRẠM BIẾN ÁP 35/6KV CÔNG TY THAN HẠ LONG, CẨM PHẢ, QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LÊ KIM CƢƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CÁC TRẠM BIẾN ÁP 35/6KV CÔNG TY THAN HẠ LONG, CẨM PHẢ, QUẢNG NINH Ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN ANH NGHĨA HÀ NỘI - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Tất số liệu kết nghiên cứu trình bày luận văn phản ánh trung thực, khách quan, chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày…… tháng……năm 2015 Tác giả luận văn Lê Kim Cương ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii MỞ ĐẦU - Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC TRẠM BIẾN ÁP 35/6KV CÔNG TY THAN HẠ LONG - 1.1 Giới thiệu chung Công ty than Hạ Long - 1.2 Giới thiệu tổng quan trạm biến áp 35/6kV Công ty than Hạ Long - 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV khu vực Cẩm Thành - 1.2.2 Sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV khu vực Hà Ráng - 1.3 Đánh giá trạng mang tải máy biến áp trạm biến áp 35/6kV - 11 1.3.1 Đánh giá trạng mang tải MBA trạm biến áp 35/6kV khu vực Cẩm Thành- Công ty than Hạ Long - 11 1.3.2 Đánh giá trạng mang tải máy biến áp trạm biến áp 35/6kV khu vực Hà Ráng- Cơng ty than Hạ Long - 18 1.4 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/6kV Công ty than Hạ Long - 21 1.4.1 Trạm biến áp 35/6kV khu vực Cẩm Thành: - 21 1.4.2 Bảo vệ trạm biến áp 35/6kV khu vực Hà Ráng: - 24 1.5 Nhận xét đánh giá - 27 Chƣơng 2: GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI RƠLE KỸ THUẬT SỐ ĐANG SỬ DỤNG TRONG NƢỚC VÀ NGOÀI NƢỚC - 29 2.1 Rơle kỹ thuật số REG316*4 hãng ABB- Thụy Điển - 29 2.1.1 Giới thiệu khái quát chung rơle REG316*4 - 29 2.1.2 Các thông số kỹ thuật rơle REG316*4 - 30 2.1.3 Chức bảo vệ rơle REG316*4 - 32 2.1.4 Đánh giá rơle kỹ thuật số REG316*4 - 42 2.2 Giới thiệu rơle kỹ thuật số SMPR- hãng Orion- Italia - 43 - iii 2.2.1 Giới thiệu chung rơle SMPR- - 43 2.2.2 Thông số kỹ thuật rơle SMPR- - 44 2.2.3 Các chức bảo vệ SMPR- - 46 2.2.4 Đánh giá rơle kỹ thuật số SMPR- - 49 2.3 Giới thiệu rơle kỹ thuật số hãng SIEMENS - Đức - 50 2.3.1 Giới thiệu chung rơle kỹ thuật số 7RW600 - 50 2.3.2 Các thông số kỹ thuật 7RW600 - 51 2.3.3 Các chức bảo vệ rơle 7RW600 - 52 2.3.4 Đánh giá rơle kỹ thuật số 7RW600 - 56 2.4 Giới thiệu rơle kỹ thuật số 7UT51** - 56 2.4.1 Giới thiệu chung rơle kỹ thuật số 7UT51** - 56 2.4.2 Các thông số kỹ thuật rơle 7UT51** - 58 2.4.3 Các chức bảo vệ rơle 7UT51** - 59 2.4.4 Đánh giá rơle kỹ thuật số 7UT51** - 59 2.5 Giới thiệu rơle kỹ thuật số 7UT612* - 60 2.5.1 Giới thiệu chung rơle kỹ thuật số 7UT612* - 60 2.5.2 Thông sô kỹ thuật rơle 7UT612* - 61 2.5.3 Các chức 7UT612* - 63 2.5.4 Đánh giá rơle kỹ thuật số 7UT612 - 63 2.6 Giới thiệu rơle kỹ thuật số 7SJ64** - 64 2.6.1 Giới thiệu chung rơle 7SJ64** - 64 2.6.2 Các thông số kỹ thuật rơle 7SJ64** - 64 2.6.3 Các chức bảo vệ rơle 7SJ64** - 66 2.6.4 Đánh giá rơle 7SJ64** - 69 2.7 Giới thiệu rơle MICOM.P122C (hãng ALSTOM- Pháp) - 70 2.7.1 Giới thiệu chung rơle MICOM.P122C - 70 2.7.2 Thông số kỹ thuật MICOM.P122C - 70 2.7.3 Chức rơle MICOM.P122C - 72 2.7.4 Đánh giá rơle MICOM.P122C - 74 - iv 2.8 Giới thiệu họ rơle kỹ thuật số MICOM P63X ( P631; P632; P63X: P634 ) hãng ALTOM: - 74 2.8.1 Giới thiệu chung họ Rơle kỹ thuật số P63X: - 74 2.8.2 Các thông số kỹ thuật P63X: - 74 2.8.3 Chức bảo vệ so lệch - 77 2.8.4 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) - 78 2.8.5 Chức bảo vệ dòng - 78 2.8.6 Bảo vệ tải nhiệt - 79 2.8.7 Chức bảo vệ tần số - 79 2.8.8 Đánh giá họ rơle kỹ thuật số P63X - 79 2.9 Lựa chọn rơle kỹ thuật số - 80 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CÁC TRẠM BIẾN ÁP 35/6KV Ở CÔNG TY THAN HẠ LONG CẨM PHẢ, QUẢNG NINH - 81 3.1 Lựa chọn rơle kỹ thuật số bảo vệ máy biến áp Công ty than Hạ Long - 81 3.2 Tính tốn ngắn mạch - 81 3.3 Tính tốn chỉnh định - 82 3.3.1 Nhập thông số cho máy biến áp - 82 3.3.2 Bảo vệ tải máy biến áp - 84 3.3.3 Bảo vệ cực đại máy biến áp - 86 3.3.4 Bảo vệ so lệch dọc máy biến áp - 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 104 - v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV khu vực Cẩm Thành - Công ty than Hạ Long - Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV khu vực Hà Ráng - Công ty than Hạ Long - 10 Hình 1.3: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình khu vực Cẩm Thành ( MBA T2 ) - 13 Hình 1.4: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình khu vực Cẩm Thành ( MBA T1 ) - 16 Hình 1.5 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình khu vực Hà Ráng - 19 Hình 1.6: Sơ đồ phƣơng thức điều khiển bảo vệ trạm biến áp 35/6kV - 21 Hình 1.7: Đặc tính thời gian tác động rơ le GRE110 - 22 Hình 1.8: Đặc tính thời gian tác động bảo vệ tải rơ le GRE110 - 23 Hình 1.9: Sơ đồ mạch dòng, áp cho rơ le bảo vệ dịng F50 - 24 Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ máy biến áp 35/6kV - 25 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý khối rơle REG316*4 - 29 Hình 2.2: Đặc tính bảo vệ so lệch REG316*4 - 34 Hình 2.3: Đặc tính bảo vệ chống kích từ - 38 Hình 2.4: Đặc tính bảo vệ tải stator REG316*4 - 38 Hình 2.5: Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm điện trở mạch máy phát dùng rơle số REG316*4 - 39 Hình 2.6: Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm biến điện áp trung tính máy phát dùng rơle số REG316*4 - 39 Hình 2.7: Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm biến điện áp đầu cực máy phát dùng rơle số REG316*4 - 40 Hình 2.8: Sơ đồ bảo vệ cuộn rotor chống chạm đất có nối thêm điện trở mạch - 40 Hình 2.9: Bảo vệ cân điện áp REG316*4 - 42 Hình 2.10: Sơ đồ đấu dây mạch bảo vệ rơle SMPR-1 - 43 Hình 2.11: Đặc tính bảo vệ q dịng có thời gian phụ thuộc - 48 Hình 2.12: Sơ đồ lơgic bảo vệ thấp áp pha - 54 - vi Hình 2.13: Sơ đồ lơgíc bảo vệ thấp áp pha – pha - 54 Hình 2.14: Sơ đồ chức giám sát mạch cắt - 55 Hình 2.15: Sơ đồ lơgíc bảo vệ tần số - 55 Hình 2.16: Sơ đồ khối chức rơle so lệch 7UT512 - 56 Hình 2.17: Cấu trúc khối rơle số 7UT612* - 60 Hình 2.18: Sơ đồ đấu nối bảo vệ so lệch máy biến áp dùng rơle 7UT612 - 63 Hình 2.19 Đặc tính bảo vệ q dịng có hƣớng rơle 7SJ64** - 68 Hình 2.20: Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có trở kháng - 68 Hình 2.21: Sơ đồ đấu dây mạch điều khiển chiều động - 69 Hình 2.22: Đặc tính bảo vệ qúa dịng có thời gian phụ thuộc rơle P122C - 73 Hình 2.23: Sơ đồ chức giám sát mạch cắt rơle P122C - 73 Hình 2.24 Sơ đồ đặc tính tác động bảo vệ so lệch họ rơle P63X - 78 Hình 2.25 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống chạm đất - 78 Hình 3.1 Đặc tính tác động rơle bảo vệ so lệch dọc TBA khu vực Cẩm Thành (MBA 2500kvA) - 96 Hình 3.2 Đặc tính tác động rơle bảo vệ so lệch dọc TBA khu vực Cẩm Thành (MBA 1600kvA) - 96 Hình 3.3 Đặc tính tác động rơle bảo vệ so lệch dọc TBA khu vực Hà Ráng - 97 - vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1.Thông số kỹ thuật máy biến áp - Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật thiết bị điện phía 35kV - Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật máy cắt GI- E SF6 - Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật máy cắt dầu 3FAO-130 siemens - Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật cầu dao cách ly PB- 630 - Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật biến áp đo lƣờng MBT-35/0,4kV - Bảng 1.7 Thông sô kỹ thuật chống sét van bảo vệ phía 35 kV - Bảng 1.8 Số hiệu chức tủ điện cao áp - Bảng 1.9.Thông số kỹ thuật máy biến áp - Bảng 1.10 Thông số kỹ thuật thiết bị điện phía 35kV - Bảng 1.11 Thông số kỹ thuật máy cắt GI- E SF6 - Bảng 1.12 Thông số kỹ thuật cầu dao cách ly PB- 630 - Bảng 1.13 Thông sô kỹ thuật biến áp đo lƣờng BT-35/0,4kV - Bảng 1.14 Thông sô kỹ thuật chống sét van bảo vệ phía 35 kV - 11 Bảng 1.15 Số hiệu chức tủ điện cao áp - 11 Bảng 1.16 Thống kê điện tiêu thụ khu vực Cẩm Thành - 12 Bảng 1.17 Thống kê phụ tải ngày điển hình khu vực Cẩm Thành - 13 Bảng 1.18 Các thông số đặc trƣng biểu đồ phụ tải - 14 Bảng 1.19 Thống kê điện tiêu thụ trạm 35/6 kV (MBAT1- 2500kVA) - 15 Bảng 1.20 Thống kê phụ tải ngày điển hình khu vực Cẩm Thành (MBA T1 ) - 16 Bảng 1.21 Các thông số đặc trƣng biểu đồ phụ tải: - 17 Bảng 1.22 Thống kê điện tiêu thụ trạm 35/6 kV khu vực Hà Ráng - 18 Bảng 1.23 Thống kê phụ tải ngày điển hình khu vực Hà Ráng - 19 Bảng 1.24 Các thông số đặc trƣng biểu đồ phụ tải - 20 Bảng1.25: thông số rơle kỹ thuật số GRE110 - 22 Bảng 1.26 Thông số kỹ thuật rơle dòng điện PT40/10 - 26 Bảng 1.27 Thơng số kỹ thuật rơle dịng điện cực đại PT40/20 - 26 - viii Bảng 1.28 thông số rơle so lệch dọc mã hiệu PHT- 565 - 26 Bảng 1.29 Thơng số kỹ thuật rơle khí có mã hiệu BT-43-66 - 27 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật rơle REG316*4 - 30 Bảng 2.2 Thông số bảo vệ nhiệt rơle REG316*4 - 32 Bảng 2.3 Thơng số bảo vệ q dịng có thời gian xác định - 32 Bảng 2.4 Thơng số bảo vệ q dịng có hƣớng - 33 Bảng 2.5 Thông số bảo vệ so lệch máy phát REG316*4 - 33 Bảng 2.6 Thông số bảo vệ so lệch máy biến áp REG316*4 - 34 Bảng 2.7 Thông số bảo vệ qúa dòng cắt nhanh REG316*4 - 34 Bảng 2.8 Thơng số bảo vệ q dịng có kiểm sốt áp thấp - 35 Bảng 2.9 Thông số bảo vệ áp thiểu áp REG316*4 - 35 Bảng 2.10 Thơng số bảo vệ q dịng chạm đất có thời gian phụ thuộc - 36 Bảng 2.11 Thơng số bảo vệ dịng cân pha - 36 Bảng 2.12 Thông số bảo vệ qúa áp REG316*4 - 37 Bảng 2.13 Thông số bảo vệ chống kích từ REG316*4 - 37 Bảng 2.14 Thông số bảo vệ tải Stator REG316*4 - 38 Bảng 2.15 Thơng số bảo vệ qúa kích từ REG316*4 - 41 Bảng 2.16 Thông số bảo vệ cân điện áp REG316*4 - 41 Bảng 2.17 Thông số bảo vệ dao động tần số REG316*4 - 42 Bảng 2.18 Thông số nguồn chiều cấp cho rơle 7RW600 - 51 Bảng 2.19 Thông số nguồn xoay chiều cấp cho rơle 7RW600 - 52 Bảng 2.20 Chức bảo vệ áp (U>, U>>, UX>, UX>>1) - 52 Bảng 2.21 Chức bảo vệ điện áp thấp (U