GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ VÀ TỰ ĐỘNG CHO DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM

Đối với các nhà máy điện mặt trời:1. Các thiết bị Inverter đóng vai trò trung tâm của hệ thống làm nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng từ DC sang AC, sau đó thông qua máy biến áp nâng áp 0,5522kV đưa lên trạm biến áp nâng áp 22220kV.2. Máy biến áp nâng áp 0,5522kV sẽ được trang bị hệ thống bảo vệ đảm bảo an toàn vận hành máy biến áp nâng áp và các thiết bị nhà máy điện mặt trời khác khi xảy ra các sự cố tại điểm kết nối lưới điện.3. Hệ thống rơ le bảo vệ trạm sử dụng các loại rơ le kỹ thuật số có độ nhạy cao, thời gian tác động nhanh, có khả năng giao tiếp với máy tính, hệ thống SCADAEMS

Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KỸ THUẬT HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ VÀ TỰ ĐỘNG DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời NỘI DUNG GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ CHO DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM CHƯƠNG 1.1 GIẢI PHÁP TRANG BỊ HỆ THỐNG BẢO VỆ VÀ ĐIỀU KHIỂN Giải pháp chung 1.1.1 Phần nhà máy điện mặt trời 1.1.2 TBA nâng áp 22/220kV điện mặt trời 1.2 Hệ thống bảo vệ 1.2.1 Hệ thống bảo vệ nhà máy 1.2.2 Hệ thống bảo vệ TBA nâng áp 22/220kV 1.3 Hệ thống điều khiển 13 1.4 Giải pháp kỹ thuật hệ thống thông tin bảo vệ Trạm cắt NMĐMT 220kV 14 1.4.1 Hệ thống rơle bảo vệ 15 1.4.2 Hệ thống điều khiển 17 1.4.3 Phương thức kết nối kênh truyền rơ le bảo vệ hai đầu đường dây 17 1.5 Giải pháp kỹ thuật hệ thống thông tin bảo vệ TBA 220kV đầu đối diện 18 1.5.1 Hiện trạng hệ thống rơle bảo vệ TBA 220kV đầu đối diện 18 1.5.2 Hệ thống rơle bảo vệ mở rộng TBA 220kV đầu đối diện 20 1.5.3 Hệ thống điều khiển 22 1.5.4 Phương thức kết nối kênh truyền rơ le bảo vệ hai đầu đường dây 23 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ CẤU HÌNH RƠ LE BẢO VỆ 24 2.1 Rơ le bảo vệ so lệch đường dây (F87L) 24 2.2 Rơ le bảo vệ so lệch máy biến áp (F87T) 27 2.3 Rơ le bảo vệ so lệch (F87B) 29 2.4 Rơ le bảo vệ dòng có hướng (F67) 30 2.5 Rơ le bảo vệ khoảng cách (F21) 33 2.6 Rơ le bảo vệ dòng máy biến áp 0,55/22kV (F50/51) 36 2.7 Rơ le bảo vệ thấp áp/quá áp (F27/59) 36 2.8 Rơle tự động điều chỉnh điện áp dưới tải (F90) 38 2.9 Rơ le cắt& khoá (F86) 40 2.10 Rơ le giám sát mạch cắt (F74) 41 2.11 Bộ điều khiển (Bay Control Unit) 42 2.12 Hệ thống giám sát ghi cố có chức đồng thời gian GPS (Global Positioning System) 43 Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời 2.13 Hệ thống ghi cố, giám sát chất lượng điện đo góc pha (FR/PQ/PMU) 43 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ NHẤT THỨ .46 3.1 Máy biến áp lực 220/22kV - 250MVA 46 3.2 Máy biến áp lực 220/22kV - 125MVA 47 3.3 Máy biến áp tự dùng 22/0.4kV - 250kVA 48 3.4 Máy biến áp tăng áp phía Inverter 48 3.5 Hệ thống phân phối 220kV TBA 220kV 48 3.6 Hệ thống phân phối 22kV NMĐMT 56 3.7 Hệ thống phân phối 220kV Trạm cắt NMĐMT 220kV 59 CHƯƠNG MẶT TRỜI THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN 65 4.1 Đặc tính vận hành pin quang điện 65 4.2 Đặc tính kỹ thuật thiết bị Inverter hịa lưới 66 4.3 Hệ thống kích từ 67 4.4 Hệ thống điều tốc ổn định 67 4.5 Hệ thống tách lưới tự dùng 67 4.6 Hệ thống khởi động đen 67 Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời CHƯƠNG GIẢI PHÁP TRANG BỊ HỆ THỐNG BẢO VỆ VÀ ĐIỀU KHIỂN 1.1 Giải pháp chung 1.1.1 Phần nhà máy điện mặt trời Nhà máy điện mặt trời nối lưới trực tiếp gồm thành phần mơ tả hình dưới đây, bao gồm: - - - - - Tấm pin quang điện (PV module): thành phần chuyển đổi xạ mặt trời trực tiếp thành điện DC thơng qua hiệu ứng quang điện với quy trình chuyển đổi hồn tồn khơng u cầu thành phần chuyển động máy điện quay thông thường Mỗi pin quang điện gồm nhiều tế bào quang điện (PV cell) kết nối với nhau, quang điện mắc nối tiếp thành chuỗi (string) song song thành mảng (array) để đạt công suất điện đầu DC yêu cầu Bộ nghịch lưu (Inverter): thiết bị điện tử công suất có chức chuyển đổi dòng điện chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC phù hợp để kết nối với lưới điện Hệ thống giá đỡ (Mounting system): hệ thống cho phép pin quang điện gắn cố định Hệ thống có thể thiết kế với góc nghiêng cố định bám theo mặt trời (sun-tracking system) Máy biến áp nâng áp: nhằm mục đích nâng điện áp đầu từ inverter lên cấp điện áp cao phù hợp để đấu nối với hệ thống điện Tùy thuộc vào quy mô công suất, điều kiện lưới điện khu vực mà cấp điện áp có thể thay đổi phù hợp (ví dụ 22kV, 35kV, 220kV, 220kV…) Với cấp điện áp cao phải cần thông qua cấp máy biến áp Cơ sở hạ tầng để đấu nối lưới điện: sở hạ tầng phục vụ cho việc đấu nối nhà máy vào lưới điện Cụ thể trạm biến áp, bao gồm thiết bị bảo vệ, đo đếm, điều khiển Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời Hình Sơ đồ nguyên lý điều khiển hoạt động nhà máy điện mặt trời Các pin mặt trời lựa chọn loại Poly Crystalline (đa tinh thể) với kích thước tiêu chuẩn 72 cell, với cơng suất định mức 365 Wp Các pin chia thành khối đưa Inverter qua hộp gom DC Mỗi khối có điện áp đầu (sau Inverter) 550 V nâng áp lên 22 kV thông qua máy nâng áp 0,55/22kV – 5000kVA, sau đó đấu nối vào phía trung áp trạm nâng áp trước đấu nối lên hệ thống điện quốc gia cấp điện áp cao Các thiết bị Inverter đóng vai trò nguồn phát nhà máy điện mặt trời, thiết bị điện tử công suất, có chức chuyển đổi dòng điện chiều DC thành dòng điện xoay chiều AC nhờ linh kiện bán dẫn đóng cắt với tần số cao (FET, MOSFET, IGBT…) Các thiết bị inverter có thể thực nhiều chức khác nhau: kết nối lưới trực tiếp, giám sát hoạt động mảng pin mặt trời để thu công suất tối đa nhờ thuật tốn dị tìm cơng suất cực đại (MPPT), cung cấp thiết bị đóng cắt cách ly hệ thống với chức bảo vệ phù hợp với nhiều chế độ vận hành hệ thống điện Đề án lựa chọn giải pháp sử dụng trạm Inverter tích hợp với cấu trúc thiết kế nhỏ gọn theo kiểu “plug-and-play”, bao gồm toàn thiết bị cần thiết để có thể nhanh chóng thuận tiện cho việc kết nối nhà máy điện mặt trời vào lưới điện thông qua ngăn lộ trung Tại trạm Inverter tích hợp, trang bị thu thập, giám sát, điều khiển chỗ sẵn sàng cho việc kết nối đến hệ thống SCADA hệ thống giám sát điều khiển khác phục vụ cho trình vận hành nhà máy điện mặt trời đáp ứng theo yêu cầu vận hành khác lưới điện Các trạm Inverter tích hợp lựa chọn với bao gồm thiết bị sau đây: - Thiết bị Inverter kiểu trung tâm (Central Inverter) đặt trời Máy biến áp 0,55/22kV làm nhiệm vụ chuyển đổi cấp điện áp Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - - Các thiết bị đóng cắt trung (MV Switchgear) cách điện an tồn khí SF6 Làm nhiệm vụ kết nối đầu trạm Inverter tích hợp để tập trung lượng đáp ứng công suất định mức ngăn lộ trung 22kV 01 thu thập, giám sát liệu chỗ Sơ đồ nguyên lý nối điện phía nhà máy điện mặt trời thể hình sau: Hình Sơ đồ nguyên lý nối điện phía nhà máy điện mặt trời Các giám sát điều khiển trạm Inverter tích hợp kết nối với hệ thống giám sát điều khiển trung tâm đặt phịng vận hành trạm biến áp 220kV thơng qua mạng cáp quang nội tốc độ cao, thiết kế theo cấu trúc mạng vòng (Ring) Sơ đồ nguyên lý kết nối điều khiển thể hình sau: Hình Sơ đồ nguyên lý kết nối điều khiển nhà máy ĐMT Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời Toàn liệu thiết bị nhà máy điện mặt trời thu thập, giám sát, điều khiển từ hệ thống giám sát điều khiển trung tâm đặt phòng vận hành trạm biến áp 220kV Q trình điều khiển nhà máy điện mặt trời thực theo trình tự sau, từ giá trị Setpoints nhận từ hệ thống SCADA/EMS trung tâm điều độ hệ thống điện thơng q máy tính SCADA Gateway, hệ thống giám sát điều khiển trung tâm thực lệnh điều khiển thiết bị Inverter đáp ứng theo giá trị Setpoints yêu cầu nhận Sơ đồ nguyên lý điều khiển hoạt động nhà máy điện mặt trời thể hình sau: Hình Sơ đồ nguyên lý điều khiển hoạt động nhà máy điện mặt trời 1.1.2 TBA nâng áp 22/220kV điện mặt trời Trạm biến áp 220kV ĐMT đầu tư xây dựng với qui mơ sau: + Kiểu trạm : Ngồi trời + Cấp điện áp : 220/22/22kV + Công suất : 03 máy biến áp có công suất (2x250+125) MVA + HTPP 220kV : Sơ đồ 02 hệ thống góp (dự kiến mở rộng với sơ đồ có góp vòng giai đoạn sau) + HTPP 22kV đấu nối NMĐMT : Hệ thống 02 nối đến máy biến áp lực 250MVA 02 Ngăn tủ lộ tổng 22kV Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời 02 ngăn biến điện áp 22kV 01 ngăn lộ máy biến áp tự dùng 22/0,4kV 08 ngăn xuất tuyến 22kV nối đến TBA 01 ngăn máy cắt liên lạc Nguồn điện thao tác tín hiệu đầu vào phục vụ cho hệ thống điều khiển, tự động, bảo vệ rơ le, đo lường báo tín hiệu có đặc tính kỹ thuật sau: - Điện áp thao tác xoay chiều Điện áp thao tác chiều Dòng điện thứ cấp máy biến dòng có giá trị định mức Điện áp thứ cấp máy biến điện áp có giá trị định mức :380/220VAC :220VDC :1A :110V Nhằm hạn chế tác động lâu dài thời tiết khơ nóng đảm bảo vận hành an tồn cho thiết bị điều khiển bảo vệ, đề án kiến nghị tủ điều khiển bảo vệ mức ngăn lộ lắp đặt nhà điều khiển với cấp bảo vệ độ kín IP41 1.2 Hệ thống bảo vệ 1.2.1 Hệ thống bảo vệ nhà máy Đối với nhà máy điện mặt trời, thiết bị Inverter đóng vai trò trung tâm hệ thống làm nhiệm vụ chuyển đổi lượng từ DC sang AC, sau đó thông qua máy biến áp nâng áp 0,55/22kV đưa lên trạm biến áp nâng áp 22/220kV a Bảo vệ cho pin thiết bị Inverter: - - Tấm pin mặt trời: pin mặt trời kết nối với tạo thành chuỗi, bảo vệ chống áp diode chế tạo tích hợp với pin Hộp gom DC: đóng vai trò giao tiếp trung gian, thực nhiệm vụ gom lượng từ chuỗi pin truyền thiết bị Inverter Tại hộp gom dây DC trang bị bảo vệ chống tải, chống q dịng, bảo vệ chống sét thơng qua thiết bị cầu chì bảo vệ đầu vào bao gồm dòng dương dòng âm Từ đó gián tiếp bảo vệ dòng diện âm truyền đến thiết bị Inverter - Các thiết bị Inverter: Đóng vai trò trái tim hệ thống, chuyển đổi lượng DC sang AC, thiết bị Inverter trang bị chức bảo vệ hệ thống bao gồm: + Bảo vệ chống tải Inverter: trang bị mạch bảo vệ chống tải tự động ngắt tất thiết bị đóng cắt đầu vào công suất đầu vào vượt ngưỡng cho phép + Bảo vệ chống thấp áp Inverter + Bảo vệ chống hư hỏng MC nội Inverter Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời + Bảo vệ chống nhiệt: hiệu suất thiết bị Inverter phụ thuộc vào nhiệt độ hoạt động thiết bị, nhiệt độ cao, hiệu suất giảm Khi nhiệt độ tăng cao, linh kiện điện tử bị nóng, có thể gây chảy, dẫn đến hư hỏng thiết bị + Bảo vệ chống chạm đất: Bảo vệ chống chạm đất yêu cầu bắt buộc đối với thiết bị điện tử + Bảo vệ chống ngắn mạch: xảy tượng ngắn mạch phía DC AC, bảo vệ tác động ngắt mạch liên quan khỏi cố + Bảo vệ áp, áp đầu ra: Các thiết bị Inverter tự động dừng hoạt động điện áp điểm đầu vượt dải ngưỡng cho phép + Anti-Inslanding: Các thiết bị Inverter tự động dừng hoạt động, ngắt mạch liên quan, dừng phát điện phát cố điện điểm kết nối lưới b Bảo vệ cho máy biến áp nâng áp 0,55/22kV Đối với nhà máy điện mặt trời, máy biến áp nâng áp 0,55/22kV trang bị hệ thống bảo vệ đảm bảo an toàn vận hành máy biến áp nâng áp thiết bị nhà máy điện mặt trời khác xảy cố điểm kết nối lưới điện Các chức bảo vệ bao gồm: - Bảo vệ - bảo vệ q dịng phía 22kV MBA tích hợp chức sau: + 50/51: bảo vệ dòng hai cấp tác động + 50/51G: bảo vệ dòng chạm đất trung tính MBA + 49: bảo vệ tải MBA + 50BF: bảo vệ chống hư hỏng máy cắt - + FR: giám sát ghi cố Rơ le giám sát mạch cắt (F74) Rơ le cắt khóa mạch cắt (F86) Các bảo vệ nội MBA sau: + + 26Q: Bảo vệ nhiệt độ dầu MBA tăng cao, cấp tác động 26W: Bảo vệ nhiệt độ cuộn dây MBA tăng cao, cấp tác động + 63: Rơle bảo vệ áp lực + 71: Rơle bảo vệ mức dầu + 96: Rơle bảo vệ dòng dầu 1.2.2 Hệ thống bảo vệ TBA nâng áp 22/220kV Hệ thống rơ le bảo vệ trạm sử dụng loại rơ le kỹ thuật số có độ nhạy cao, thời gian tác động nhanh, có khả giao tiếp với máy tính, hệ thống SCADA/EMS Các yêu cầu chung rơ le bảo vệ: - Dòng điện định mức : In = 1A Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - Điện áp định mức Điện áp nguồn nuôi cho rơle Có cổng giao diện mặt sau relay : Un = 220 Vac : Uaux = 220Vdc : RS232, RJ45 Thời gian giải phóng cố hệ thống bảo vệ dự phòng: - Thời gian giải phóng cố hệ thống bảo vệ chính: ≤ 110ms Thời gian giải phóng cố hệ thống bảo vệ dự phịng: ≤ 140ms Hệ thống điều khiển bảo vệ trạm TBA 220kV trang bị phù hợp với quy định Tập đoàn Điện lực Việt Nam, cụ thể sau: a Bảo vệ cho ngăn đường dây 220kV: - - Dự án thực trang bị hệ thống giám sát ghi cố (FR) có chức đồng thời gian GPS (Global Positioning System), thiết bị đo chất lượng điện (PQ) thiết bị đo góc pha (PMU) cho ngăn lộ TBA 220kV thực kết nối hệ thống với hệ thống FR/PQ/PMU Trung tâm điều độ A0/A2 Trang bị rơ le bảo vệ đường dây Rơ le bảo vệ - bảo vệ so lệch đường dây tích hợp chức bảo vệ sau: + 87L: Bảo vệ so lệch đường dây + 67/67N: Bảo vệ dòng có hướng chạm đất có hướng + 50/51: Bảo vệ dòng điện pha hai cấp tác động + 50/51N: Bảo vệ dòng điện chạm đất + 27/59: Bảo vệ thấp áp/ áp + + + + + + - 25/79: Kiểm tra đồng bộ/ tự động đóng lại 50BF: Bảo vệ cố máy cắt 85: Bảo vệ truyền cắt xa FL: Định vị cố FR: Giám sát ghi cố SOTF: Chống đóng vào điểm cố Rơ le bảo vệ dự phịng - bảo vệ khoảng cách tích hợp chức bảo vệ sau: + + + + + + 21/21N: Bảo vệ khoảng cách 67/67N: Bảo vệ dòng có hướng chạm đất có hướng 50/51: Bảo vệ dòng điện pha hai cấp tác động 50/51N: Bảo vệ dòng điện chạm đất 68B/T: Bảo vệ phát dao động điện 50BF: Bảo vệ cố máy cắt Trang Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - Khoảng cách rò điện tối thiểu : 25 mm/kV - Điện áp sơ cấp định mức : 220/√3 kV - Điện áp thứ cấp định mức + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV Công suất định mức cấp xác + Cuộn thứ : 10VA, CL 0,2 + Cuộn thứ : 15VA, CL 0,2 + Cuộn thứ : 15VA, CL 0,5 + Cuộn thứ : 25VA, CL 3P g Biến dòng điện ngăn đường dây liên lạc: - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Kiểu : - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050kV - Khoảng cách rò điện tối thiểu : 25 mm/kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn - Tỉ số diến dòng : 800-1200-2000/1/1/1/1/1A - Cơng suất định mức cấp xác : pha, đặt trời, ngâm dầu + Cuộn thứ 3, : 10VA, CL0,5 + Cuộn thứ 1, 2, : 30VA, CL5P20 53 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời h Biến dòng ngăn lộ tổng MBA T1, T2 - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Kiểu : - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050kV - Khoảng cách rò điện tối thiểu : 25 mm/kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn - Tỉ số diến dịng : - Cơng suất định mức cấp xác : pha, đặt ngồi trời, ngâm dầu 600-800-12002000/1/1/1/1/1/1A + Cuộn thứ 3, : 10VA, CL0,5 + Cuộn thứ 1, 2, : 30VA, CL5P20 + Cuộn thứ : 10VA, CL0,2 i Biến dòng ngăn lộ tổng MBA T3 - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Kiểu : - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050kV - Khoảng cách rị điện tối thiểu : 25 mm/kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn pha, đặt trời, ngâm dầu 54 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - Tỉ số diến dòng : - Cơng suất định mức cấp xác : 400-800-12002000/1/1/1/1/1/1A + Cuộn thứ 3, : 10VA, CL0,5 + Cuộn thứ 1, 2, : 30VA, CL5P20 + Cuộn thứ : 10VA, CL0,2 j Máy biến dòng chân sứ MBA T1, T2 - Phía 220kV - cuộn thứ cấp cho pha: 600-800-1200/1/1/1A 10VA/2x30VA, 0,5/5P20/5P20 - Phía 22kV - cuộn thứ cấp cho pha: 1600-2400-3200/1/1/1A 10VA/2x30VA, 0,5/5P20/5P20 - Trung tính phía 220kV - cuộn thứ cấp : 600-800-1200/1A 2x30VA, 5P20/5P20 k Máy biến dịng chân sứ MBA T3 - Phía 220kV - cuộn thứ cấp cho pha: 400-800-1200/1/1/1A 10VA/2x30VA, 0,5/5P20/5P20 - Phía 22kV - cuộn thứ cấp cho pha: 1600-2400-3200/1/1/1A 10VA/2x30VA, 0,5/5P20/5P20 - Trung tính phía 220kV - cuộn thứ cấp : 400-800-1200/1A 2x30VA, 5P20/5P20 l Chống sét van 220kV: - Tiêu chuẩn : IEC 60099-4 - Kiểu : ZnO, lắp đặt trời - Điện áp định mức Ur : 245kV - Điện áp vận hành liên tục MCOV : 154kV - Quá áp tạm thời 1s TOV : >220kV - Tần số định mức : 50Hz - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050kV - Dịng phóng điện định mức : 10kA 55 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - Dòng phóng điện đỉnh (Peak) : 100kA - Cấp phóng điện theo IEC : Cấp (IEC 99.1) - Cấp an toàn : 50kA - Kèm theo máy đếm sét 3.6 Hệ thống phân phối 22kV NMĐMT a Máy cắt khí SF6 - 22kV: - Tiêu chuẩn :: IEC 62271-100 cực, đặt ngồi trời, mơi trường dập hồ quang SF6 - Kiểu : - Điện áp định mức : 24 kV - Dòng điện định mức : - Tần số định mức : 50Hz 2500A (Lộ tổng 22kV) 630A (Lộ 22kV) - Khả chịu đựng dòng ngắn : 25 kA rms mạch ngắn hạn - Thời gian cắt dòng ngắn mạch định mức : sec - Cấp cách điện + Điện áp xung : 110 kV + Điện áp tần số công nghiệp : 46 kV - Thời gian loại bỏ cố lớn : 70 ms - Thời gian đóng dịng khơng tải : < 100ms - Chu trình thao tác định mức : O - 0,3sec - CO - 3min - CO - Thời gian đóng lại lớn : 3-30 ms (3 pha) - Số lần đóng cắt điện với dòng điện định mức : > 10.000 lần - Số lần thao tác khí : > 10.000 lần - Khả cắt dịng khơng tải: + Cáp : theo IEC 62271 + Đường dây : theo IEC 62271 56 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - Số cuộn cắt : cuộn - Số cuộn đóng : cuộn - Số lượng tiếp điểm phụ : > 6NO+6NC - Nguồn tự dùng : + Động căng lò xo : 220VDC + Cuộn đóng, cuộn cắt : 220/380VAC + Sấy, chiếu sáng : 220VDC b Biến dòng điện ngăn lộ tổng 22kV MBA T1: - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Điện áp định mức : 24 kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn - Tỉ số diến dịng : 2000-2300-2500/1/1/1A - Cấp xác cơng suất định mức : 0,5/5P20/5P20, 10/2x15VA c Biến dòng điện ngăn xuất tuyến 22kV: - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Điện áp định mức : 24 kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn - Tỉ số diến dòng : 600-800/1/1A - Cấp xác cơng suất định mức : 0,5/5P20, 10/15VA d Biến dòng điện ngăn tự dùng - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Điện áp định mức : 24 kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn - Tỉ số diến dịng : 600-800/1/1A - Cấp xác cơng suất định mức : 0,5/5P20, 10/15VA 57 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời e Biến điện áp 22kV - Tiêu chuẩn : IEC 61869-5 - Kiểu : pha, lắp đặt trời - Điện áp định mức : 24 kV - Điện áp sơ cấp định mức : 22/√3 kV - Điện áp thứ cấp định mức + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV Công suất định mức cấp xác + Cuộn thứ : 25VA, CL 3P f Biến điện áp ngăn lộ tổng 22kV MBA T1 - Tiêu chuẩn : IEC 61869-5 - Kiểu : pha, lắp đặt trời - Điện áp định mức : 22 kV - Điện áp sơ cấp định mức : 22/√3 kV - Điện áp thứ cấp định mức + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV Công suất định mức cấp xác + Cuộn thứ : 10VA, CL 0.5 + Cuộn thứ : 25VA, CL 3P g Chống sét van 22kV: - Tiêu chuẩn : IEC 60099-4 - Kiểu : ZnO, lắp đặt trời - Điện áp định mức Ur : 18kV - Tần số định mức : 50Hz - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 46kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 110kV - Dòng phóng điện định mức : 10kA 58 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - Dòng phóng điện đỉnh (Peak) : 100kA - Cấp phóng điện theo IEC : Cấp (IEC 99.1) - Cấp an toàn : 40kA - Kèm theo máy đếm sét 3.7 Hệ thống phân phối 220kV Trạm cắt NMĐMT 220kV a Máy cắt khí SF6 - 220kV: - Tiêu chuẩn :: IEC 62271-100 pha pha, đặt ngồi trời, mơi trường dập hồ quang SF6 - Kiểu : - Điện áp định mức : 245 kV - Dòng điện định mức 3150 A (ngăn đường dây : NMĐMT 4, Bình Long ngăn liên lạc) : 2000 A (ngăn đường dây ) - Tần số định mức : 50Hz - Khả chịu đựng dòng ngắn mạch ngắn hạn : 40kA/1s - Khả chịu đựng dòng ngắn mạch đỉnh : 100kA - Thời gian cắt dòng ngắn mạch định mức : sec - Cấp cách điện + Điện áp xung : 1050 kV + Điện áp tần số công nghiệp : 460 kV - Thời gian cắt : < 60ms - Thời gian đóng : < 80ms - Chu trình thao tác định mức : O - 0,3sec - CO - 3min - CO - Khoảng cách rò điện tối thiểu : 25mm/kV - Số lần đóng cắt điện với dòng điện định mức : > 10.000 lần - Số lần thao tác khí : > 10.000 lần - Khả cắt dịng khơng tải: 59 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời + Cáp : theo IEC 62271 + Đường dây : theo IEC 62271 - Số cuộn cắt : cuộn - Số cuộn đóng : cuộn - Số lượng tiếp điểm phụ : > 12NO+12NC - Nguồn tự dùng : + Động căng lò xo : 380/220VDC + Cuộn đóng, cuộn cắt : 220VAC + Sấy, chiếu sáng : 220VDC b Dao cách ly 220kV: - Tiêu chuẩn : IEC 62271-102 - Kiểu : pha pha, đặt trời - Cơ cấu truyền động dao cách ly : Motor/ Bằng tay - Cơ cấu truyền động dao nối đất : Bằng tay - Tần số định mức : 50 Hz - Điện áp định mức : 245 kV : 3150 A (ngăn đường dây NMĐMT 4, Bình Long ngăn liên lạc) - Dòng điện định mức : 2000 A (ngăn đường dây ) - Khả chịu đựng dòng ngắn mạch định mức : 40kA/1s - Khả chịu đựng dòng ngắn mạch đỉnh : >125 kA - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460 kV rms - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050 kV(p) - Khoảng cách rò điện tối thiểu : 25 mm/kV - Khoảng cách pha - pha : >2100mm - Tiếp điểm phụ : 12NO/12NC cho lưỡi dao 60 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời : 12NO/12NC cho lưỡi tiếp địa - Nguồn tự dùng + Động truyền động : : 380/220VDC + Điều khiển đóng cắt DCL : 220VDC DTĐ, liên động cuộn dây + Sấy, chiếu sáng : 220VAC c Biến điện áp ngăn lộ đường dây 220kV: - Tiêu chuẩn : IEC 61869-5 - Kiểu : pha, lắp đặt trời - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460 kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050 kV - Khoảng cách rị điện tối thiểu : 25 mm/kV - Điện áp sơ cấp định mức : 220/√3 kV - Điện áp thứ cấp định mức + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV Công suất định mức cấp xác + Cuộn thứ : 15VA, CL 0,5 + Cuộn thứ : 25VA, CL 3P d Biến điện áp 220kV - Tiêu chuẩn : IEC 61869-5 - Kiểu : pha, lắp đặt trời - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460 kV 61 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050 kV - Khoảng cách rò điện tối thiểu : 25 mm/kV - Điện áp sơ cấp định mức : 220/√3 kV - Điện áp thứ cấp định mức + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV Cơng suất định mức cấp xác + Cuộn thứ : 50VA, CL 0,5 + Cuộn thứ : 50VA, CL 3P e Biến điện áp ngăn liên lạc - Tiêu chuẩn : IEC 61869-5 - Kiểu : pha, lắp đặt trời - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460 kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050 kV - Khoảng cách rò điện tối thiểu : 25 mm/kV - Điện áp sơ cấp định mức : 220/√3 kV - Điện áp thứ cấp định mức + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV + Cuộn thứ : 0,11/√3 kV Cơng suất định mức cấp xác + Cuộn thứ : 50VA, CL 0,5 + Cuộn thứ : 50VA, CL 3P f Biến dòng điện ngăn đường dây đấu nối TBA : - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Kiểu : pha, đặt trời, ngâm 62 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời dầu - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050kV - Khoảng cách rị điện tối thiểu : 25 mm/kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn - Tỉ số diến dịng : 800-1200-2000/1/1/1/1/1A - Cơng suất định mức cấp xác : + Cuộn thứ 3, : 10VA, CL0,5 + Cuộn thứ 1, 2, : 30VA, CL5P20 g Biến dòng điện ngăn đường dây đấu nối TBA NMĐMT 4, TBA Bình Long ngăn liên lạc 220kV: - Tiêu chuẩn : IEC 61869-2 - Kiểu : - Điện áp định mức : 245 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050kV - Khoảng cách rị điện tối thiểu : 25 mm/kV - Tần số định mức : 50Hz - Số cuộn thứ cấp : cuộn - Tỉ số diến dịng : 1200-2000-3000/1/1/1/1/1A - Cơng suất định mức cấp xác : pha, đặt trời, ngâm dầu + Cuộn thứ 3, : 10VA, CL0,5 + Cuộn thứ 1, 2, : 30VA, CL5P20 63 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời h Chống sét van 220kV: - Tiêu chuẩn : IEC 60099-4 - Kiểu : ZnO, lắp đặt trời - Điện áp định mức Ur : 245kV - Điện áp vận hành liên tục MCOV : 154kV - Quá áp tạm thời 1s TOV : >220kV - Tần số định mức : 50Hz - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 50Hz : 460kV - Điện áp chịu đựng xung sét 1,2/50µs : 1050kV - Dịng phóng điện định mức : 10kA - Dòng phóng điện đỉnh (Peak) : 100kA - Cấp phóng điện theo IEC : Cấp (IEC 99.1) - Cấp an toàn : 50kA - Kèm theo máy đếm sét 64 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời CHƯƠNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT BỊ CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 4.1 Đặc tính vận hành pin quang điện a Đặc tính điện + Dự kiến loại Pin quang điện Silic Mono Poly (Đơn tinh thể đa tinh thể) + Công suất lớn (Pmpp): 365Wp + Điện áp điểm cơng suất Pmpp: 39,21V + Dịng điện điểm công suất Pmpp: 9,31A + Điện áp hở mạch Uoc: 47,93V + Dòng điện ngắn mạch Isc: 9,85A + Hiệu suất module: 18.8% + Dải nhiệt độ vận hành hệ thống: -40oC-> 85oC + Điện áp tối đa hệ thống: 1500VDC + Dòng điện định mức tối đa cầu chì chuỗi: 20A + Sai số cơng suất: 0->3% b Đặc tính nhiệt độ + NOCT: 45±2oC + Hệ số nhiệt độ Pmax: -0,39%/oC + Hệ số nhiệt độ VOC: -0,3%/oC + Hệ số nhiệt độ ISC: 0,06 %/oC c Đặc tính học + + + + + Loại tế bào quang điện: Poly C-Si 156×156mm Số lượng tế bào quang điện dự kiến: 72 (6×12) Kích thước dự kiến: 1960 × 991 × 40mm Khối lượng dự kiến: 22kg+/-3% Đời sống thiết bị: Trên 20 năm 65 Giải pháp TKKT Hệ thống rơ le bảo vệ tự động Nhà máy điện mặt trời 4.2 Đặc tính kỹ thuật thiết bị Inverter hịa lưới Hình Sơ đồ nguyên lý kết nối Inverter Đặc tính kỹ thuật Invert đáp ứng yêu cầu theo điều 42 Thông tư số 25/2016/TT-BCT ngày 30/11/2016 Bộ Công thương Quy định hệ thống điện truyền tải a Loại Inverter dự kiến: Solar Ware PVH-L2550E b Đặc tính đầu vào (DC) + Dải điện áp điểm MPPT 25 oC 50oC: 800÷1300V 1500V + Điện áp hệ thống tối đa (Vmax): 1500V + Dòng điện tối đa: 2624A + Số lượng ngõ vào: 32 ngõ + Số lượng MPPT: c Đặc tính đầu (AC) - Cơng suất định mức tại: Cos ϕ=1, 40oC/50oC: 2500kW/2500kVA - Công suất định mức tại: Cos ϕ=0,9, 40oC/50oC: 2300kW/2300kVA - Độ méo sóng đầu hở mạch: