Nghiên cứu phương pháp phân tích sự cố áp dụng cho trạm biến áp thuộc lưới điện truyền tải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu phương pháp phân tích cố áp dụng cho trạm biến áp thuộc lưới điện truyền tải NGÔ KHẮC BIÊN Bien.NKCB180100@sis.hust.edu.vn Ngokhacbien@gmail.com Ngành: Kỹ thuật điện Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Xuân Tùng Chữ ký GVHD Viện: Điện HÀ NỘI, 10/2020 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH VẼ iii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH PHÂN TÍCH SỰ CỐ 1.1 Sự cần thiết việc phân tích cố 1.2 Mục đích việc phân tích cố 1.3 Ý nghĩa việc phân tích cố lưới điện truyền tải CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP ĐẶC TÍNH CỦA CÁC DẠNG SỰ CỐ 2.1 Các dạng cố ngắn mạch hệ thống điện 2.2 Sự cố hở mạch hệ thống điện 2.3 Nguyên nhân gây dạng cố 2.4 Thời điểm xảy cố dạng sóng yếu tố nhận dạng 2.5 Dịng điện cố chu kỳ khơng chu kỳ 10 2.6 Sự cố phóng điện thời điểm điện áp đạt đỉnh 10 2.7 Sự cố mở rộng (sự cố tiến triển) 11 2.8 Hiện tượng bão hòa máy biến dòng điện 12 2.9 Sự cố qua máy biến áp có tổ đấu dây phía khác 17 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ CHÍNH ÁP DỤNG CHO TRẠM BIẾN ÁP 21 3.1 Chế độ vận hành bất thường cố xảy với máy biến áp 21 3.2 Đặc điểm nguyên lý bảo vệ máy biến áp 21 3.3 Đặc điểm nguyên lý bảo vệ đường dây 27 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN PHÂN TÍCH SỰ CỐ TRONG TRẠM BIẾN ÁP 32 4.1 Phương pháp tiếp cận phân tích cố trạm biến áp 32 4.2 Thu thập thông tin cố 33 4.3 Tổng hợp lại diễn biến cố 36 4.4 Đọc phân tích ghi cố rơle bảo vệ 37 4.5 Nhận định vấn đề bất thường, nguyên nhân giải pháp 39 i CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP TÁC ĐỘNG NHẦM CỦA HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP 41 5.1 Sự cố tác động nhầm chức áp rơle so lệch đường dây 41 5.2 Sự cố tác động nhầm rơle so lệch 54 5.3 Sự cố tác động nhầm rơle so lệch bảo vệ máy biến áp 66 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 76 6.1 Các kết luận 76 6.2 Các hướng nghiên cứu tương lai 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Hình 2.2: thống điện Hình 2.3: Hình 2.4: Các dạng cố ngắn mạch hệ thống điện Đặc tính dịng điện, điện áp dạng cố hệ Bản ghi dạng sóng cố pha Bản ghi dạng sóng cố pha-pha Hình 2.5: Hình 2.6: Bản ghi dạng sóng cố pha chạm đất Bản ghi dạng sóng cố pha chạm đất Hình 2.7: đỉnh Hình 2.8: Dạng sóng dịng điện & điện áp cố phóng điện điện áp 10 Dịng điện cố có chứa thành phần dịng điện chiều tắt dần 10 Hình 2.9: Dịng chạm đất xuất có phóng điện hư hỏng cách điện 11 Hình 2.10: Bản ghi dạng sóng cố tiến triển 12 Hình 2.11: Các phần tử lưỡng cực từ lõi từ 13 Hình 2.12: Dịng sơ cấp, thứ cấp phân tử nam châm lõi từ bão hòa đối xứng 14 Hình 2.13: Dịng sơ cấp, thứ cấp phân tử nam châm lõi từ bão hịa khơng đối xứng 15 Hình 2.14: Dạng sóng dịng điện BI bị bão hịa với mức độ khác 16 Hình 2.15: (b) Hình 3.1: Hình 3.2: Hình 3.3: Dạng sóng bão hòa với loại tải trở (a) kháng 16 Sơ đồ phương thức bảo vệ theo khuyến cáo hãng Siemens 22 Dịng điện xung kích đóng máy biến áp 26 Bù độ trễ kênh truyền 28 Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6: Hình 4.1: Hình 4.2: Hình 4.3: Hình 4.4: Hình 4.5: Hình 4.6: Hình 4.7: Dòng so lệch mili giây sai số trễ kênh truyền 29 Ảnh hưởng bão hịa BI tới dịng điện tính tốn 29 Sơ đồ nhiều máy cắt cho mạch đường dây 30 Các bước tiếp cận phân tích cố 33 Bản ghi rơle khoảng cách trạm A 34 Bản ghi rơle so lệch dọc trạm A 35 Bản ghi rơle so lệch dọc rơle tự đóng lại trạm B 36 Sơ đồ sợi đường dây 276 nối Trạm A – Trạm B 36 Event rơle tự đóng lại trạm B 37 Vec tơ dòng điện điện áp cố đường dây 276 trạm A 38 Hình 4.8: Hình 5.1: Hình 5.2: Sự hư hỏng pha C máy cắt thể qua ghi cố 39 Event hệ thống HMI thời điểm rơle F87L tác động 41 Chỉnh định chức bảo vệ áp (OV1) rơle L90 42 iii Hình 5.3: Biểu đồ dạng sóng dịng điện xảy cố (rơle L90) 43 Hình 5.4: Hình 5.5: Biểu đồ dạng sóng điện áp xảy cố (rơle L90) 43 Vecto dòng điện điện áp cố 44 Hình 5.6: Hình 5.7: Hình 5.8: Các tín hiệu input/output rơle L90 45 Sơ đồ kết nối kênh truyền trạm A-B 47 Logic làm việc rơle L90 48 Hình 5.9: Chu kỳ lấy mẫu rơle 49 Hình 5.10: Sai lệch tối đa bảo vệ với tần số hệ thống 50Hz L90 trình đồng 50 Hình 5.11: Logic khóa chức bảo vệ F87L kênh truyền 51 Hình 5.12: Fault Log rơle L90 cảnh báo áp 52 Hình 5.13: Hình 5.14: Các chức rơle L90 đưa lên HMI 53 Sơ đồ kết dây phía 110kV trạm C 54 Hình 5.15: Hình 5.16: Hình 5.17: Hình 5.18: đóng lại Hình 5.19: Hình 5.20: Hình 5.21: Hình 5.22: Hình 5.23: Event Rơle REL670 cắt máy 172 cắt lần 55 Event rơle REB670 xảy cố đường dây 172 cắt MC lần 55 Event rơle REL670 tự đóng lại vào điểm cố 56 Event rơle REB670 tác động chức SLTC MC 172 tự 56 Bản ghi dạng sóng rơle REL670 cố cắt máy cắt lần 57 Bản ghi dạng sóng rơle REL670 tự đóng lại máy cắt 172 58 Bản ghi dạng sóng rơle REB670 tác động so lệch C12 59 Dòng điện ghi nhận rơle REB670 giai đoạn 60 Tham chiếu card input rơle REB670 61 Hình 5.24: Hình 5.25: Hình 5.26: Hình 5.27: Hình 5.28: Hình 5.29: Hình 5.30: Hình 5.31: Hình 5.32: Hình 5.33: Nguyên lý lựa chọn vùng bảo vệ rơle REB670 62 Vùng bảo vệ chức End Fault REB670 62 Lựa chọn vùng bảo vệ theo trạng thái dao cách ly 63 Khối điều khiển chức bảo vệ với ngăn lộ 172 63 Logic kích hoạt chức BAY2_FORCE_I=ZERO 63 Bản vẽ hồn cơng tín hiệu đưa vào REB670 ngăn lộ 172 64 Chỉnh định bảo vệ so lệch REB670 66 Event record rơle P643 67 Event record rơle dòng ngăn lộ 480 68 Bản ghi dạng sóng rơle q dịng phía 22kV T2 68 Hình 5.34: Hình 5.35: Hình 5.36: Biểu đồ vectơ dòng điện, điện áp trước cố phía 22kV 69 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía rơle P643 70 Biểu đồ vectơ dịng điện phía trước cố P643 70 iv Hình 5.37: Dịng điện pha phía 22kV chu kỳ cố 71 Hình 5.38: Hình 5.39: Vùng làm việc bảo vệ so lệch xảy cố 71 Mạch dòng điện cấp cho rơle 73 Hình 5.40: tính Sự biến đổi dịng điện tải không cân dây trung 74 v LỜI MỞ ĐẦU Hệ thống điện hệ thống phức tạp liên quan đến nhiều thiết bị, phần tử trải dài tồn lãnh thổ quốc gia, hay đơi có liên kết nhiều quốc gia với Trong đó, hệ thống điện lại hoạt động toàn thiết bị liên qua, từ sản xuất, truyền tải đến phân phối tiêu thụ, phải đồng bộ, tức làm việc với tần số Điều thực công suất phát cân với công suất tiêu thụ phụ tải, mà công suất phụ tải ln ln thay đổi theo thời gian Hơn nữa, cố xảy thường xuyên hệ thống, liên quan đến tượng thiên nhiên lẫn tác động người, vận hành thiết bị Do đó, để hệ thống điện hoạt động ổn định, liên tục với độ tin cậy cao chất lượng điện tốt, hệ thống điện cần bảo vệ hệ thống bảo vệ bao gồm rơle bảo vệ, kênh truyền, thiết bị đo lường, giám sát việc giảm thiểu, xác định nguyên nhân cố để khắc phục, ngăn ngừa Để xác định nguyên nhân cố hệ thống điện, tìm cách khắc phục, ngăn ngừa cố tương tự xảy tương lai có thể, việc phân tích cố cần thiết dựa ghi cố rơle bảo vệ, báo cáo thông tin liên quan khác liên quan đến vận hành hệ thống Với việc rơle số ngày có chức ghi lại thơng tin liên quan đến cố xảy hệ thống giám sát vận hành đại hệ thống điện, trình phân tích cố thuận lợi nhiều mà thông tin thu thập nhiều đầy đủ Tuy nhiên, việc đọc, phân tích hiểu rõ tồn thơng tin để phân tích cố đòi hỏi hiểu biết đầy đủ hệ thống điện, phần tử liên quan thơng tin chỉnh định, cấu hình hệ thống rơle bảo vệ, tức đỏi hỏ trình độ cao người giao nhiệm vụ phân tích cố, kinh nghiệm lẫn kiến thức chun mơn Trong đó, quy trình đầy đủ bước tiếp cận, tiến hành phân tích cố lại chưa xây dựng, hầu hết dựa vào kinh nghiệm vài kỹ sư chuyên trách Với hệ thống điện Việt Nam, mà cụ thể lưới điện truyền tải, với đặc điểm trải dài theo chiều dài lãnh thổ, kết nối miền Bắc – Trung – Nam, tần suất cố xảy lưới vô lớn, lại dễ ổn định công suất truyền tải phải truyền lưới truyền tải có khoảng cách vơ lớn Các đường dây trạm biến áp 500 kV chạy dọc chiều dài đất nước niềm tự hào Việt Nam, thách thức cho ngành điện việc trì vận hành liên tục hệ thống Chính thế, việc phân tích cố xảy lưới truyền tải quan trọng yêu cầu bắt buộc Tổng công ty Truyền tải điện Việt Nam Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu phương pháp phân tích cố áp dụng cho trạm biến áp thuộc lưới điện truyền tải” thực với mục đích đưa bước việc tiếp cận thông tin, đặc biệt đọc hiểu rõ ghi cố rơle bảo vệ để phân tích cố ngắn mạch xảy liên quan đến phần tử trạm biến áp 220 kV & 500 kV Luận văn bao gồm nội dung sau: - Sự cần thiết mục đích phân tích cố Phương pháp thành phần đối xứng áp dụng phân tích cố - Các dạng cố chế độ vận hành bất thường xảy với thiết bị trạm biến áp & Hiện tượng bão hòa máy biến dịng điện - Các ngun lý bảo vệ áp dụng cho trạm biến áp - Xây dựng phương pháp tiếp cận phân tích cố trạm biến áp Ứng dụng phân tích số trường hợp tác động nhầm hệ thống rơle bảo vệ cho trạm biến áp Các cố liên quan đến thiết bị thuộc lưới điện truyền tải xảy với nguyên nhân vơ đa dạng, việc phân tích cố phụ thuộc lớn vào lượng thông tin ghi nhận lại Chính luận văn có thiếu sót khơng tránh khỏi q trình thực hiện, mong nhận cảm thông ý kiến góp ý quý báu quý thầy, q trình đọc phản biện luận văn Xin chân thành cảm ơn! chức BAY2_FORCE_I=ZERO đồng thời khơng có tín hiệu điều khiển đóng máy cắt Trong trường hợp cố đóng lại máy cắt 172, thời điểm có lệnh tự đóng lại, rơle REB670 ghi nhận trạng thái máy cắt mở kích hoạt chức BAY2_FORCE_I=ZERO khơng có lệnh đóng máy cắt đưa vào rơle Kiểm tra vẽ hồn cơng trạm biến áp này, ta có kết Hình 5.29 Theo vẽ hồn cơng này, khơng có tín hiệu lệnh đóng máy cắt 172 thiết kế để đưa vào rơle REB670, có trạng thái dao cách ly máy cắt sử dụng Như vậy, máy cắt 172 cắt thực đóng lại theo lệnh tự đóng lại rơle REL670 ngăn lộ 172, rơle REB670 làm việc theo logic máy cắt mở khơng có lệnh đóng máy cắt, loại bỏ hồn tồn dịng điện ngăn lộ 172 khỏi tính tốn chức so lệch Khi máy cắt 172 hoàn thành chu trình đóng máy cắt, tiếp điểm phụ hết hành trình, tín hiệu máy cắt đóng đưa vào rơle dòng điện từ ngăn lộ 172 lại đưa vào tính tốn dịng so lệch Điều phù hợp với dòng so lệch rơle REB670 ghi nhận tác động lập C12 Hình 5.29: Bản vẽ hồn cơng tín hiệu đưa vào REB670 ngăn lộ 172 Qua tất thơng tin trên, ta kết luận nguyên nhân gây cố tác động nhầm C12 sau: Do việc cấu hình khối chức bảo vệ so lệch 64 cho ngăn lộ 172 có sử dụng chức BAY2_FORCE_I=ZERO nhằm phục vụ bảo vệ End Fault, thiết kế mạch nhị thứ thực tế không phù hợp, thiếu tín hiệu lệnh đóng máy cắt, dẫn đến việc rơle REB670 tính tốn sai dịng so lệch, khơng tính dịng điện ngăn lộ 172 q trình đóng máy cắt vào điểm cố tự đóng lại, tác động cắt toàn máy cắt nối vào C12 5.2.5 Biện pháp ngăn ngừa học kinh nghiệm Nguyên nhân cố C12 nêu việc thiết kế mạch nhị thứ khơng phù hợp với cấu hình chỉnh định rơle, chức End Fault không đưa vào sử dụng khai báo khối chức cấu hình có Để khắc phục khiếm khuyết này, bỏ khối chức BAY2_FORCE_I=ZERO cấu hình bảo vệ cải tạo mạch nhị thứ thêm tín hiệu đóng máy cắt CB_Close_command đưa vào rơle REB670 Tổng quan cố cho thấy việc nghiên cứu cấu hình, chức rơle bảo vệ thiết kế mạch tín hiệu cho rơle chưa thực đầy đủ dẫn đến cấu hình thiết kế sai Do cần nâng cao khả tìm hiểu, kiểm sốt nắm vững chức rơle làm việc lưới điện hành Kiểm tra tất ngăn lộ 110kV Trạm C cho thấy tất ngăn lộ mắc lỗi cấu hình tương tự Vậy đến có cố ngồi ngăn lộ 172 rơle REL670 tác động, sai sót phát sớm hay không? Để giải câu hỏi này, ta cần xem xét hai trường: Khi đóng máy cắt trường hợp lệnh điều độ - đóng điện đường dây sau sửa chữa, bảo dưỡng đóng lại máy cắt có cố Trường hợp đóng máy cắt đóng điện đường dây sau sửa chữa, Trạm C trạm biến áp 220kV với nhiệm vụ chủ yếu đưa điện từ phía 220kV đẩy sang đường dây 110kV, nên việc đóng máy cắt thường đóng đường dây khơng điện, chưa có tải Các phụ tải phía sau đường dây 110kV khôi phục sau Trường hợp dẫn đến việc đóng lại máy cắt ngăn lộ Trạm C, dịng điện đóng máy cắt dịng xung kích đường dây (dịng điện dung) có trị số nhỏ, đó, khơng gây tác động bảo vệ so lệch dòng so lệch xuất trường hợp nhỏ Trường hợp đóng máy cắt chu trình tự đóng lại xảy cố, cố thống qua, dịng điện phụ tải xuất đóng lại máy cắt, lúc rơle so lệch REB670 chắn ghi nhận dòng so lệch trường hợp tác động nhầm trên, trị số dòng so lệch nhỏ, không gây tác động chức so 65 lệch Theo Hình 5.30, chức cảnh báo dịng so lệch tăng cao sử dụng với trị số IdAlarm 300A Hình 5.30: Chỉnh định bảo vệ so lệch REB670 Như vậy, có khả làm việc bất thường sai cấu hình rơle REB670 phát sớm có xuất kiện tự đóng lại đường dây Trạm C với dòng tải cao 300A để rơle xuất tín hiệu cảnh báo có giám sát nhân viên vận hành làm việc, dòng so lệch rơle REB670 thao tác đóng điện ngăn lộ Qua đó, thấy việc giám sát dòng so lệch bảo vệ so lệch quan trọng Việc giám sát liên tục cung cấp thơng tin hữu ích đặc biệt dấu hiệu làm việc bất thường điều kiện làm việc cụ thể bảo vệ 5.3 Sự cố tác động nhầm rơle so lệch bảo vệ máy biến áp 5.3.1 Diễn biến cố Vào ngày 02 tháng 07 năm 2020, máy biến áp T2 trạm biến áp 110kV xảy cố nhảy máy cắt phía bảo vệ so lệch máy biến áp P643 tác động Sơ đồ kết dây hệ thống sau: 66 Event cố rơle ghi lại qua Hình 5.31 Hình 5.31: Event record rơle P643 Trong thời điểm này, rơle q dịng phía 22kV máy biến áp T2 và ngăn lộ máy cắt đường dây 22kV, MC 480, báo tín hiệu có cố phía đường dây Tổng hợp toàn diễn biến cố sau: - Lúc 08:18:57.531, rơle q dịng phía 22kV máy biến áp T2 rơle dòng ngăn lộ 480 xuất tín hiệu cảnh báo chức bảo vệ dòng - pha C-N Lúc 08:18:57.568, Rơle so lệch máy biến áp T2 P643 khởi động chức so lệch máy biến áp pha A, đồng thời gửi lệnh cắt phía máy biến áp Lúc 08:18:57.600, rơle P643 tiếp tục khởi động chức so lệch pha B đưa lệnh cắt phía máy biến áp Lúc 08:18:57.613, rơle P643 giải trừ toàn chức tác động Đồng thời rơle dòng phía 22kV giải trừ cố q dịng pha C 67 Hình 5.32: Event record rơle q dịng ngăn lộ 480 5.3.2 Bản ghi dạng sóng cố Trong cố này, có cố xuất phía đường dây 22kV đồng thời với tác động rơle so lệch máy biến áp T2, cần xem xét ghi dạng sóng tất rơle a) Bản ghi dạng sóng rơle q dịng phía 22kV MBA T2 Bản ghi dạng sóng dịng điện điện áp bảo vệ q dịng phía 22kV MBA T2 ghi lại Hình 5.33 Hình 5.33: Bản ghi dạng sóng rơle q dịng phía 22kV T2 68 Bản ghi dạng sóng rơle q dịng phía 22kV MBA T2, biểu đồ vectơ dịng áp Hình 5.34, thể có cố phía ngồi máy biến áp pha C, tương đồng với Event record rơle dòng ngăn lộ 480 có cố pha C Điều khẳng định chắn với dòng cố pha C tăng cao điện áp pha C sụt giảm Trong pha A, B dịng điện điện áp trì trước cố xảy ra, khơng có dấu hiệu cố khác +90° +90° VC VA VA VC IB IB ±180° 0° ±180° IA IC VB VB 3.0 kA -90° 0° IA 15.0 kV3.0 kA IC 15.0 kV -90° IN VA VB VC IA IB IC Hình 5.34: Biểu đồ vectơ dòng điện, điện áp trước cố phía 22kV b) Bản ghi dạng sóng rơle so lệch P643 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía, dịng so lệch rơle P643 thể Hình 5.33, với IA_1, IB_1, IC_1 dịng điện phía 110kV, IA_3, IB_3, IC_3 dịng điện phía 22kV Cần lưu ý máy biến áp T3 máy biến áp cuộn dây 110/35/22 kV có tổ đấu dây Yn/Delta/Yn, với cuộn tam giác phía 35 khơng có tải độ lệch pha cuộn 110kV với cuộn 22kV độ (Yn/Yn-0) Trong thời điểm cố, trung tính phía 110kV máy biến áp T2 mở 110 kV P643 22 kV 69 Hình 5.35: Bản ghi dạng sóng dịng điện phía rơle P643 Hình 5.36: Biểu đồ vectơ dịng điện phía trước cố P643 Bản ghi dạng sóng dịng điện phía 22kV rơle P643 cho thấy dường có cố pha B, C với dòng điện cố pha B cao pha C, dòng điện hai pha lệch gần 180 độ Dạng sóng xuất có cố pha Xem xét vectơ dòng điện trước cố, với góc lệch pha Hình 5.36 rõ ràng cố phía ngồi máy biến áp Tuy nhiên dịng điện phía 110 kV lại cho thấy gia tăng chủ yếu dòng điện pha C khơng phải pha B Dịng so lệch xuất pha A, B, C có dịng cố, thực tế rơle P643 tác động với dòng so lệch pha A trước, sau pha B Hình 5.35 Chúng ta dễ dàng nhận thấy bất thường dịng điện pha B phía 22kV chu kỳ cố Hình 5.37 70 Hình 5.37: Dịng điện pha phía 22kV chu kỳ cố Hình 5.38: Vùng làm việc bảo vệ so lệch xảy cố 5.3.3 Các bất thường cố Tổng hợp tồn thơng tin từ cố, thấy điều bất thường xảy rơle P643 ghi nhận sai giá trị dòng điện pha phía 22kV máy biến áp T2 lí sau: - Các rơle q dịng phía 22kV, bao gồm rơle q dịng phía 22kV máy biến áp T2 rơle dòng ngăn lộ 480 ghi nhận có cố pha C phía đường dây, với dạng sóng điện áp dịng điện phù hợp với dạng cố - Rơle P643 ghi nhận cố pha B-C phía 22kV dạng sóng điện áp so sánh với phía 110kV khơng phù hợp với cố pha thật sự, tổ dấy dây Yn/Yn – dịng phía 110kV phải tăng cao tương ứng hai pha B, C Ở trường hợp này, rơle P643 ghi nhận dòng cố pha B cao 71 pha C phía 22kV phía 110kV dịng pha C lại cao pha B nhiều Đồng thời có bất thưởng dòng điện pha B chu kỳ đầu - cố Khơng có rơle khác máy biến áp T2 ghi nhận cố pha B- - C Rơle P643 tác động dòng so lệch pha A, B Nếu pha B dòng so lệch xuất cao khơng phù hợp giá trị dịng điện phía, 110kV 22kV, pha A dịng so lệch xuất yếu tố góc pha hai phía khơng phù hợp, khơng lệch 1800 có xu hướng tiến nhau, dẫn đến rơle ghi nhận có cố phía máy biến áp 5.3.4 Nguyên nhân cố Dựa vào nhận định phần trên, rơle P643 ghi nhận sóng dòng điện bất thường cố ngày 02 tháng 07 Đây nguyên nhân dẫn đến bảo vệ tính tốn tác động chức so lệch Sau cố, đơn vị quản lý vận hành cho thí nghiệm lại rơle này, kết cho thấy rơle ghi nhận tính tốn chức bảo vệ chuẩn xác, khơng có lỗi xuất phát từ thân rơle, nghĩa trường hợp tác động nhầm ngày 02 tháng 07, rơle ghi nhận dòng điện từ mạch dòng nhị thứ từ biến dòng điện phía 22kV đưa tới rơle Như vậy, phải có ngun nhân khác dẫn đến dịng điện phía 22 kV đưa vào rơle 643 gặp vấn đề Vấn đề mạch dòng đưa tới rơle khả lớn Sau cố trên, đơn vị quản lý vận hành tiến hành thay cáp nhị thứ mạch dòng cấp cho rơle P643 Hiệu việc chứng minh máy biến áp T2 trải qua nhiều cố phía ngồi đường 22 kV khác mà khơng gặp 72 tượng bất thường Việc chứng minh mạch dòng đưa vào rơle P643 có vấn đề cố ngày 02 tháng 07 Vậy, nguyên nhân dẫn đến dòng điện mạch dịng nhị thứ bị biến đổi, khơng thể dạng sóng phía thứ? Tra cứu tài liệu báo cáo cố xảy giới, nguyên nhân chủ yếu dẫn đến dòng điện nhị thứ bị sai lệch liên quan đến lỗi mạch nhị thứ hở mạch, phóng điện mạch dịng, thiếu điểm nối đất, nhiều điểm nối đất hay kết nối dây trung tính mạch dịng Đặc biệt, trường hợp kết nối, đứt dây trung tính trường hợp dẫn đến thay đổi dạng sóng dịng điện pha giống với cố máy biến áp T2 Trường hợp nhắc đến viết “Lessons Learned Through Commissioning and Analyzing Data From Transformer Differential Installations” David Costello, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc Tương tự mạch pha dây, mạch dòng nhị thứ bao gồm dây dẫn nhị thứ cho pha A, B, C dây trung tính Trong điều kiện làm việc bình thường, dịng tải pha cân bằng, có dịng dây dẫn pha A, B, C; dịng điện dây dẫn trung tính In khơng Trong trường hợp có cố tải khơng cân bằng, dịng điện pha A, B, C khơng nhau, có dịng xuất dây trung tính với In=I A +I B +I C Nếu khơng có dây trung tính, trường hợp dịng tải cân vận hành bình thường, dòng điện dây dẫn pha nhau, lệch pha 1200 có dạng sóng khơng khác biệt với có dây trung tính; dòng tải ba pha cân bằng, đặc biệt có cố, dịng tải ba pha khác nhau, mà lại khơng có dây trung tính để dẫn dịng khơng cân I n trở điểm trung tính, rõ ràng dịng điện phải khép mạch dây dẫn ba pha, dẫn đến biến đổi dịng điện pha mạch dịng Hình 5.39: Mạch dịng điện cấp cho rơle 73 Hình 5.40: Sự biến đổi dịng điện tải khơng cân dây trung tính Quay trở lại cố nhảy MBA T2, trước xảy cố, dòng tải pha cân rơle ghi nhận dịng điện hai phía 110kV 22 kV, xảy cố, có dịng tải khơng cân bằng, khơng xuất dịng In phía 110kV 22kV Nếu phía 110kV lí giải máy biến áp T2 mở trung tính phía 110kV rơle P643 lấy dịng trung tính qua biến dịng trung tính phía 22kV việc khơng có dòng In ghi nhận rơle P643 bất hợp lý Rõ ràng rơle dòng ngăn lộ 480 có ghi nhận cố đường dây pha C-N; đó, ngun nhân mất, đứt dây trung tính mạch dòng khiến dòng điện pha đưa vào rơle bị biến đổi phù hợp 5.3.5 Biện pháp ngăn ngừa học kinh nghiệm Sự cố tác động nhầm rơle P643 ngày 02 tháng 07 năm 2020 nhắc lại cho học kinh nghiệm sâu xắc ghi nhận dòng điện nhị thứ bất thường rơle co sai sót mạch dịng nhị thứ Nếu mạch dịng cấp cho rơle bảo vệ không phù hợp với dạng cố thực tế xảy ra, việc điều tra mạch dòng nhị thứ bị sai sót cho khả lớn Những dạng cố mạch dịng nhị thứ xảy kết nối điểm trung tính, ngắn mạch, thiếu điểm nối đất hay nhiều điểm nối đất Sự cố mạch nhị thứ cố chủ quan mà công ty điện lực, truyền tải điện không để xảy Việc kiểm tra kỹ mạch dịng nhị thứ, xiết hàng kẹp, thí nghiệm thử ngắn mạch qua biến dóng trước đóng điện thiết bị bắt buộc Sự bất thường mạch dòng nhị thứ máy biến áp T2 khơng phát kịp thời, xun suốt q trình vận hành, máy biến áp T2 cấp điện cho phụ tải 22kV có khả dịng tải khơng cân xảy lớn Điều chứng tỏ việc kiểm tra giá trị đo lường dòng so lệch rơle không thực thường xuyên, việc nghiệm thu ban đầu trước đóng điện máy biến áp bị 74 lơ Đây vấn đề nghiêm trọng mà tất đơn vị ngành điện cần rút kinh nghiệm 75 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 6.1 Các kết luận Các cố xảy lưới truyền tải điện gây ảnh hưởng lớn tới vận hành ổn định, liên tục hệ thống điện Việt Nam, đặc biệt cố liên quan đến trạm biến áp đường dây 500kV, với nguyên nhân cố thấy đa dạng phức tạp Việc tìm nguyên nhân xảy cố tìm cách khắc phục, chống cố lặp lại tốn nhiều thời gian công sức bắt buộc phải thực để nâng cao ổn định, độ tin cậy hệ thống điện Do nội dung luận văn sâu vào việc phân tích cố dựa ghi cố thu thập từ thiết bị rơle ghi cố Luận văn tổng hợp đặc trưng dòng điện điện áp dạng cố ngắn mạch thông thường hệ thống điện, từ đọc ghi dạng sóng cố xác định nhanh chóng điểm bất thường dạng sóng dịng, áp Đồng thời luận văn phân tích phân bố dịng điện có cố ngắn mạch qua máy biến áp dạng cố phức tạp cố tiến triển, phân tích phương pháp đọc dạng sóng để nhận dạng cố q trình nhanh hay chậm, phán đốn ngun nhân cố xảy Hiện tượng bão hòa máy biến dịng điện tập trung phân tích chi tiết tượng bão hòa máy biến dòng điện ảnh hưởng nhiều đến làm việc xác rơle bảo vệ so lệch số rơle khác có liên quan Trong luận văn lý giải ảnh hưởng thành phần dòng điện xoay chiều chiều đến bão hòa nhanh hay chậm lõi từ máy biến dòng điện Các nguyên lý bảo vệ chủ yếu sử dụng trạm biến áp trình bày với mục đích để hỗ trợ phân tích cần xem xét làm việc hay sai rơle ; đồng thời phân tích tình vận hành, cấu hình hệ thống dẫn tới tác động nhầm hệ thống rơle bảo vệ Các kiến thức lý thuyết tổng hợp áp dụng để phân tích số trường hợp tác động nhầm rơle bảo vệ cho trang thiết bị trạm biến áp (bảo vệ so lệch đường dây, bảo vệ so lệch MBA, bảo vệ so lệch cái) Q trình phân tích cố tuân theo quy trình xây dựng, từ nắm bắt diễn biễn cố, thu thập thơng tin người vận hành, kết hợp phân tích ghi cố để từ xác định nguyên nhân gây tác động nhầm, sau áp dụng phương pháp loại trừ dần để đưa nguyên nhân có nhiều khả gây tác động nhầm Khi kết thúc phân tích tìm ngun nhân gây cố rút 76 học kinh nghiệm cho người làm công tác vận hành, tính tốn phương thức làm cơng tác thí nghiệm Trong thực tế q trình phân tích cố khơng phải lúc tìm ngun nhân xác mà đưa kịch phù hợp với kiện diễn ra; nguyên nhân xác xác định thơng qua cơng tác thí nghiệm trang thiết bị tìm kiếm cố Thông qua luận văn tác giả trau dồi kiến thức chuyên môn, cập nhật kiến thức chuyên sâu hệ thống rơle bảo vệ tượng liên quan tới cố Đồng thời tăng cường kỹ áp dụng, kỹ phân tích tình cố; xây dựng, tổng hợp quy trình phân tích cố; rút học kinh nghiệm quý báu với người vận hành 6.2 Các hướng nghiên cứu tương lai Trong tương lai tác giả đề xuất hướng nghiên cứu mở rộng sau - Xây dựng sở liệu cố trang thiết bị lưới, xây dựng thuật toán phân loại, thống kê để từ dựa luật số lớn đưa kết luận phù hợp với điều kiện hệ thống điện Việt Nam; - Nghiên cứu xây dựng phần mềm tự động phân tích ghi cố, đưa tiêu chí để phân loại cố nhận dạng đặc tính điển hình cố; - Mở rộng phương pháp phân tích với cố phức tạp cố hai pha khác hai lộ đường dây khác xảy đồng thời (cross-country fault) 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mohamed A Ibrahim, "Disturbance analysis for power system", America: Published by John Wiley & Sons, Inc., 2011 [2] T Đ Long, "Bảo vệ hệ thống điện", Hà Nội: Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 2007 [3] Joe Perez, "A guide to digital fault recording event analysis", Canada: Copyright IEEE 2010, reprinted with permission from 2010 GA Tech Fault & Disturbance Analysis Conference [4] GE Grids solutions, “L90 Line current diffential system UR Series instruction manual revision 7.2x”,Canada, 2016 [5] GE Grids solutions, “L90 Line current diffential system instruction manual, product version:8.0x”,Canada, 2020 [6] David Costello, Karl Zimmerman, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc, “Frequency Tracking Fundamentals, Challenges, and Solutions”, presented at the 64th Annual Conference for Protective Relay Engineers, College Station, Texas, April 11–14, 2011 [7] ABB, “Busbar protection REB670 2.0 ANSI application manual”, May 2014 [8] David Costello, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc, “Lessons Learned Through Commissioning and Analyzing Data From Transformer Differential Installations”, USA: IEEE, 2007 78 ... DỰNG PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN PHÂN TÍCH SỰ CỐ TRONG TRẠM BIẾN ÁP 4.1 Phương pháp tiếp cận phân tích cố trạm biến áp Dựa mục đích việc phân tích cố xảy phần tử hệ thống điện, nhận thấy để phân tích cố. .. thiết bị trạm biến áp & Hiện tượng bão hòa máy biến dòng điện - Các nguyên lý bảo vệ áp dụng cho trạm biến áp - Xây dựng phương pháp tiếp cận phân tích cố trạm biến áp Ứng dụng phân tích số trường... ? ?Nghiên cứu phương pháp phân tích cố áp dụng cho trạm biến áp thuộc lưới điện truyền tải? ?? thực với mục đích đưa bước việc tiếp cận thông tin, đặc biệt đọc hiểu rõ ghi cố rơle bảo vệ để phân tích cố