Độ nhạy của bảo vệ quá dòng có khoá điện áp thấp được xác định theo công thức: min N n kđ I K I
Trong đó: INmin là dòng ngắn mạch cực tiểu qua vị trí đặt bảo vệ khi có sự cố tại thanh cái máy phát.
Ikđ là dòng khởi động của bảo vệ. Đối với máy phát 1 và 2:
Dựa vào kết quả tính toán ngắn mạch ta có: INmin=292,9A (Dòng sự cố chạy qua BI4 và BI5 khi xảy ra ngắn mạch 2 pha tại N3’).
292,9
2,53 2
115, 76
n
K
Như vậy: Bảo vệ quá dòng có hãm điện áp thấp vẫn đủ độ nhạy để tác động. Đối với máy phát 3:
Dựa vào kết quả tính toán ngắn mạch ta có: INmin=118,1A (Dòng sự cố chạy qua BI6 khi xảy ra ngắn mạch 2 pha tại N3’).
Độ nhạy của bảo vệ quá dòng có khoá điện áp thấp là: 118,1
2, 04 2
57,88
n
K
Như vậy: Bảo vệ quá dòng có hãm điện áp thấp đủ độ nhạy để tác động.
Thiết bị được bảo vệ Chức năng của bảo vệ Trị số chỉnh định Tỉ số BI Dòng khởi động phía thứ cấp BI Trị số dòng ngắn mạch (A) Thời gian cắt
Đường dây 50 100/5 6,534A 130,68
51 8,2347A 164,69 1s
Máy biến áp 50 400/5 10,2105A 816,84
51 5,8651A 469,2116 1,5s Máy phát điện 1 và 2
51V 400/5 1,447A 115,76 2s
Máy phát điện 3 0,7235A 57,88 2s
Bảng 5.4 Kết quả tính toán các thông số chỉnh định của các bảo vệ khi lưới điện vận hành ở chế độ tách đảo
Thiết bị được bảo vệ Chức năng bảo vệ Độ nhạy Nhận xét Biện pháp Kích hoạt thêm chức năng Trị số dòng khởi động chỉnh định Độ nhạy Đường dây 51 0,5726 Không đủ
độ nhạy 46 30A 5,44 Máy biến áp 51 1,256 Không đủ
độ nhạy 46 120A 8,51 Máy phát điện 1 và 2 51V 2,53 Đủ độ nhạy Máy phát điện 3 51V 2,04 Đủ độ nhạy
Bảng 5.5 Kết quả kiểm tra độ nhạy của các rơle bảo vệ khi lưới điện vận hành ở chế độ tách đảo
5.5. Kết luận chương
Trong chương này đã trình bày các tính toán về giá trị chỉnh định cho hệ thống rơle bảo vệ của nhà máy thuỷ điện Suối Tân khi làm việc ở chế độ tách đảo. Các rơle số hiện đại cho phép cài đặt với nhiều bộ giá trị chỉnh định (ví dụ rơle Siemens cho phép cài tới 4 bộ giá trị), do vậy có thể giả thiết các chức năng bảo vệ và giá trị chỉnh định cho hệ thống bảo vệ được tính toán trong chương này sẽ được đưa vào bộ cài đặt dự phòng. Bộ giá trị cài đặt dự phòng này sẽ được kích hoạt khi phát hiện hiện tượng tách đảo xảy ra.
Đồng thời độ nhạy của các bảo vệ cũng được kiểm tra để đảm bảo đạt giá trị yêu cầu, tăng độ tin cậy của hệ thống bảo vệ.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận chung
Luận văn đã trình bày cụ thể về vấn đề tách đảo, giới thiệu các phương pháp phát hiện tách đảo (đặc biệt là phương pháp sử dụng rơle ROCOF). Đồng thời, phân tích các vấn đề cần quan tâm đối với hệ thống bảo vệ rơle khi nhà máy hoạt động ở chế độ tách đảo. Qua đó nhấn mạnh sự cần thiết của việc thay đổi giá trị cài đặt, chỉnh định cho hệ thống bảo vệ rơle trong chế độ vận hành tách đảo.
Luận văn đã mô phỏng được các phản ứng của tần số lưới khi tiến hành khôi phục cấp điện lại cho các phụ tải sau quá trình tách đảo. Phần mềm PSCAD được sử dụng để mô phỏng các trường hợp này.
Yêu cầu về hệ thống bảo vệ rơle: đối với nguồn điện phân tán nói chung và các nhà máy thuỷ điện nhỏ nói riêng, ngoài các trang bị bảo vệ cần thiết cho máy phát, máy biến áp và lưới hệ thống phân phối cần phải lựa chọn rơle cho phép thay đổi nhiều bộ giá trị chỉnh định. Đặc biệt chức năng bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch là cần thiết để đảm bảo loại trừ sự cố một cách tin cậy.
Hướng phát triển của đề tài:
Vấn đề tách đảo là một vấn đề tương đối mới, nhưng có tiềm năng lớn nếu được khai thác. Trong tương lai có thể xét thêm nữa các phản hồi của hệ thống, nghiên cứu kỹ về chất lượng điện năng của lưới điện vận hành trong chế độ này. Đó là cơ sở để cải thiện độ tin cậy cung cấp điện trong lưới phân phối, cũng như khai thác tối đa tiềm năng kinh tế các thuỷ điện nhỏ có thể mang lại.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Nguyễn Bách Phúc, Nguyễn Hữu Bính, Tổng quan về phát triển điện gió trên thế giới, Viện Điện – Điện Tử – Tin học TP Hồ Chí Minh; 2008.
[2] Đặng Đình Thống, Lê Danh Liêm; Cơ sở năng lượng mới và tái tạo; Đại học Bách Khoa Hà Nội; Nhà Xuất bản khoa học và kĩ thuật Hà Nội 2006.
[3] Hội nghị khoa học quốc tế về Phát triển năng lượng bền vững; Viện Khoa học năng lượng – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam tổ chức tại Hà Nội và Quảng Ninh 2008.
[4] Nguyễn Quang Khải; Những vấn đề phát triển năng lượng sinh khối của Việt Nam; Báo cáo tại hội thảo phát triển năng lượng bền vững ở Việt Nam.
[5] Lã Văn Út (2002); Ngắn mạch trong hệ thống điện; NXB Khoa học và Kĩ Thuật Hà Nội.
[6] Trần Đình Long (2005), Bảo vệ các hệ thống điện; NXB Khoa học và Kĩ Thuật Hà Nội.
[7] Phạm Văn Hoà; Nghiên cứu chế độ vận hành tối ưu hệ thống cung cấp điện nông thôn, trung du, miền núi; Báo cáo đề tài NCKH cấp Bộ - Số 1999/QĐ-BCT. [8] Đỗ Xuân Khôi (2000); Tính toán phân tích hệ thống điện; NXB Khoa học và Kĩ Thuật Hà Nội.
Tiếng Anh
[9] Turan Gonen; Electric Power Distribution System Engineering; McGraw-Hill; 1986
[10] S.Mekhilef, T.R. Chard, V.K.Ramchandramuthy; Voltage rise due to inter- connection of embedded generators to distribution network; Journal of scientific
and industrial research; June 2010.
[11] IEEE Application Guide for IEEE Std 1547, IEEE Standard for Interconnecting Distributed with Electric Power Systems, 2008.
[12] Alternate Hydro Energy Center Indian Institute of Technology Roorkee; Standards/ manuals/ guidelines for small hydro development: Electro-Mechanical Works – Guidelines for Power Evacuation and Interconnection with Grid; Sep 19, 2008.
[13] F.Katiraei, M.R.Iravani, P.W.Lehn; Micro-Grid Autonomous Operation During and Subsequent to Islanding Process; IEEE transactions on Power Delivery, vol.20, no.1, January 2005.
[14] Trutimayee Pujhari; Islanding detection in distributed generation; Master of Tecnology In Electrical Engineering; Orissa; May, 2009.
[15] Prabha Kundur; Power system stability and control; McGraw-Hill.
[16] Soluations for substation automation and protection. [Online] 06 11, 2002. http://www/energy.siemens.com/co/en/automation/power-transmission-
distribution/eneas/substation/protection-systems.htm.
[17] J. Lewis Blackburn, Thomas J. Domin. Protective relay principle and application. s.1. CRC Press, 2006.
[18] Nick Jenkins, Ron Allan, Peter Crossley, Daniel Kirschen, Goran Strbac.
Embedded Generation. s.1. IET, 2000.
[19] Subcommitee, Line Protection. Impact of distributed resources on distribution relay protection. s.1. The IEEE Power Engineering Society, 2004.
[20] Schneider Electric. Electrical network protection Sepam series 20. User’s manual 06/2008.
[21] J.C.M Vieira, W. Freitas, Z. Huang, W. Xu, A. Morelato. Formuals for predicting the dynamic performance of ROCOF relays for embedded generation applications. The IEE Proc-Gener. Transm. Distrib. Vol. 153, No. 4, July 2006. [22] Power Systems Relaying Committee. IEEE Guide for the Application of Protective Relays Used for Abnormal Frequency Load Shedding and Restoration.
The IEEE Std C37.117TM-2007.
[23] Siemens. Multifunctional Machine Protection 7UM62 V4.6. User’s manual C53000-G1176-C149-5.
[24] Truptimayee Pujhari. Islanding detection in distributed generation. Master of Technology In Electrical Engineering, Orissa, May, 2009.