Hình 3.19. Phối hợp bảo vệ rơle và 3 recloser
3.3. Hiệu chỉnh đường đặc tính, phối hợp bảo vệ 3.3.1. Phối hợp các bảo vệ quá dòng pha 3.3.1. Phối hợp các bảo vệ quá dòng pha
Rơle tại xuất tuyến tại đầu đường dây 371 cần phối hợp với Recloser nhánh rẽ đặt tại MC371/1A (NGUYÊN PHÚC) và recloser đặt tại MC371/5A. Vì khi ngắn mạch trước máy cắt MC371/1A (NGUYÊN PHÚC) cũng như khi ngắn mạch trước máy cắt MC371/5A chỉ có dịng qua rơle, nên 2 recloser không cần phối hợp với nhau. Recloser MC371/35A sẽ phối hợp
với MC371/91B theo nguyên tắc trình bày trong mục 2.1.2. Kết quả của phần phối hợp bảo vệ được thể hiện trên hình 3.19:
- Khi ngắn mạch sau recloser MC371/1A (NGUYÊN PHÚC) chỉ recloser này tác động, không cần phối hợp với các recloser khác.
- Khi ngắn mạch sau recloser MC371/91B recloser này tác động trước đối với lần cắt 1, tuy nhiên nếu ngắn mạch chưa giải trừ thì ở lần cắt 2 có thể cắt khơng chọn lọc vì đặc tính nhanh của recloser MC371/35A có phần giao cắt với đặc tính Trip 2 của recloser MC371/91B.
- Khi ngắn mạch trước recloser MC371/91B và sau recloser MC371/35A thì recloser MC371/35A cắt với đặc tính TCC1. Tuy nhiên nếu để cắt với đặc tính TCC2 có thể khơng chọn lọc vì đường đặc tính 50+51 của rơle có phần giao cắt và chồng lấn với nó.
Để đảm bảo cắt chính xác, cần điều chỉnh lại đường đặc tính MC371/35A và của rơ le: (i) Dịch đường đặc tính recloser MC371/91B sang trái, với giá trị đặt mới về dòng điện là 160A; (ii) Chỉ cài đặt TCC1 cho MC371/35A; (iii) Chọn lại đường đặc tính 51 cho rơ le thành ANSI - Long Inverser với thời gian đặt là 0,5s.
Kết quả của phần hiệu chỉnh được thể hiện trên hình 3.20. Để dễ quan sát ta kết hợp (combined) các đường đặc tính của Rơle, các recloser lại với nhau như hình 3.21. Trên hình vẽ mơ phỏng cho thấy, các đường đặc tính khơng giao cắt nhau, đảm bảo cắt chính xác chọn lọc khi xảy ra sự cố trong vùng, đồng thời có tính dự phịng cao.
Trên đồ thị ta cũng có thể biết được khoảng sai lệch về thời gian giữa recloser MC371/91B - MC371/35A là t = 0,174 ở giá trị dòng điện 1501A...
Hình 3.21. Các đường đặc tính kết hợp (Combined) sau khi hiệu chỉnh
3.3.2. Cắt hẳn khi dịng sự cố lớn
Mục đích chính sử dụng Recloser là để đóng lặp lại khi phát hiện sự cố tạm thời, giảm thời gian phụ tải bị mất điện. Đối với những sự cố có dịng ngắn mạch lớn như hai pha hoặc ba pha có thể cài đặt chức năng cắt hẳn khi dòng sự cố lớn (High Current Lockout) trong bộ điều khiển Recloser.
Để cài đặt ta cần chọn cấp độ (Level) và phần tử cắt (Trip). Ví dụ nếu mức 3,4 được chọn cho phần tử cắt nào đó thì chức năng cắt dịng cao sẽ được xem xét ở giai đoạn hoạt động thứ ba và thứ tư của chu kỳ. Hình 3.22 là kết
quả khi cài đặt chức năng này cho ba Recloser.
Quá dòng pha đất, quá dòng chạm đất nhạy không đề cập đến trong luận văn này do tính chất của lưới điện 35 kV.
Hình 3.22. Chức năng cắt hẳn khi dịng sự cố lớn cho Recloser
3.3.3. Lý giải Recloser cắt không chọn lọc
Một số trường hợp Recloser nhảy vượt cấp và/hoặc nhảy đồng thời là do:
(i) Phối hợp khơng tốt giữa các đường đặc tính của recloser và giữa các recloser với nhau. Các đường đặc tính bị giao cắt khiến thời
gian cắt của recloser phía sau lại chậm hơn phía trước.
(ii) Chưa khảo sát phân bố dòng điện ngắn mạch trong lưới điện lộ 371. Dòng điện ngắn mạch theo hướng ngược còn lớn hơn dòng hướng thuận (bảng 3.4 và 3.5) dẫn đến khi sự cố trước máy cắt nhảy máy cắt cả hai phía.
(iii) Tỷ số CT được cài đặt không đúng như đối với Recloser Cooper NoVa i (bảng 2.1). PCBK đang cài đặt tất cả CRT là 2000:1 (trên catalog Recloser Cooper cài 1000:1).
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
- Xây dựng được mô hình mơ phỏng tồn lưới điện 371-E26.1 trong ETAP: Cách tính tốn thơng số, khai báo thơng số để chạy lấy kết quả. - Tính tốn được phân bố cơng suất trên các đoạn đường dây.
- Tính tốn ngắn mạch trên các thanh cái, biết được chính xác dịng điện ngắn mạch từ các phía cấp dịng điện cho điểm ngắn mạch (dòng điện chạy qua recloser theo hướng thuận và hướng ngược), biết được dòng điện chạy trên các pha I( )A ;I(B);I(C), các thành phần thứ tự dòng điện
1 2 0
I( );I( );I( ) , tính tốn được dịng điện ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất trong các chế độ max, min để cài đặt, kiểm tra thông số cho các bộ điều khiển recloser.
- Tính tốn bảo vệ rơ le xuất tuyến đường dây 371; lựa chọn đường đặc tính phù hợp cho bảo vệ quá dòng pha cho các recloser đảm bảo tác động theo yêu cầu kỹ thuật.
- Hiệu chỉnh đường đặc tính bảo vệ các bộ điều khiển rơle và recloser để tác động chọn lọc chính xác.
- Nêu ra được nguyên nhân recloser tác động vượt cấp và/hoặc đồng thời.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Bắc Kạn, với đặc thù là tỉnh miền núi có đường dây 35kV chủ yếu vượt qua sông, suối, đèo cao, vì vậy các sự cố chạm chập, cây đổ vào đường dây trong mùa mưa bão thường xảy ra, nên việc trang bị các recloser để khoanh vùng sự cố, đóng lặp lại sẽ giảm thời gian mất điện nâng cao chất lượng và sản lượng điện năng cho PCBK. Tuy nhiên, cùng với đó thì việc trang bị mật độ dày (28 bộ) các recloser trên đường dây 371-E26.1, lấy điện cả từ trạm 110 kV Bắc Kạn và từ nguồn điện DG (thủy điện Thượng Ân) khiến việc quản lý vận hành lưới điện phức tạp. Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn thông số cài đặt
cho Recloser trên đường dây 371 trạm E26.1 lưới điện tỉnh Bắc Kạn” với
mục đích nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính tốn các thơng số vận hành trong hệ thống điện, từ đó áp dụng để xác định các thơng số cài đặt chính xác cho chức năng bảo vệ trong recloser, đảm bảo tác động chọn lọc và liên tục cung cấp điện cho các huyện có đường dây này đi qua là rất thiết thực cho PCBK nói chung và các cán bộ kỹ thuật cơng ty nói riêng.
Luận văn đã có các nghiên cứu, tìm hiểu, đóng góp trong việc đề xuất cách tính chọn giá trị đặt cho các recloser, lựa chọn đường đặc tính phù hợp, phối hợp bảo vệ thơng qua các nội dung sau:
- Tìm hiểu thu thập số liệu về nguồn điện, trạm biến áp, đường dây, thiết bị đóng cắt và bảo vệ (rơle + recloser) của đường dây 371-E26.1. Thống kê, đánh giá tình trạng sự cố khi vận hành các recloser.
- Nghiên cứu ngun tắc tính tốn phối hợp bảo vệ, các phương trình đường cong theo IEC và IEEE, các đường cong phi tiêu chuẩn khi cài đặt recloser.
- Xây dựng được mô hình mơ phỏng tồn lưới điện 371-E26.1 trong phần mềm ETAP 16, tính tốn được phân bố cơng suất trên các đoạn đường dây, tính tốn được dịng điện ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất trong các chế
độ max, min trên từng pha, từng phía để cài đặt, kiểm tra thơng số cho các bộ điều khiển recloser.
- Tính tốn bảo vệ rơle xuất tuyến đường dây 371; lựa chọn, hiệu chỉnh lại các đường đặc tính bảo vệ q dịng pha cho các recloser đảm bảo tác động chọn lọc chính xác theo yêu cầu kỹ thuật.
Do hạn chế về thời gian nên các thơng số tính tốn được mới chỉ được mơ phỏng trong phần mềm ETAP. Nếu có thể được tác giả sẽ cài đặt thực tế trên phần mềm giao diện reclocser để vận hành lưới điện tại đơn vị.
2. Kiến nghị
1) Cần tính tốn dịng chạm đất chính xác để cài đặt cho chức năng quá dòng pha đất và/hoặc quá dòng chạm đất nhạy (SEF).
2) Tăng cường khai thác chức năng thơng minh hiện có của rơle, recloser.
3) Với những hạng mục đầu tư mới, PCBK hạn chế dùng nhiều loại recloser khác nhau gây khó khắn khi phối hợp đường đặc tính.
Dù đã rất cố gắng để hồn thiện tốt nghiên cứu của mình, nhưng Đề tài chắc chắn sẽ khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả mong nhận được các ý kiến đóng góp của các Thầy, Cô giáo, các bạn bè đồng nghiệp để bản Luận văn được hoàn thiện hơn, kết quả nghiên cứu được áp dụng thực tế trong việc hồn thiện cơng tác quản lý vận hành lưới điện trong Công ty Điện lực Bắc Kạn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phan Thị Thanh Bình, Hồ Văn Hiến, Nguyễn Hoàng Việt (2004). Thiết kế
hệ thống điện. Nxb Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.
[2]. Bộ Công Thương. Thông tư quy định Quy trình điều độ hệ thống điện Quốc gia ban hành ngày 5/11/2014 kèm theo quyết định số 40/2014/TT – BCT.
[3]. Bộ Cơng Thương. Thơng tư quy định Quy trình xử lý sự cố hệ thống điện quốc gia ban hành ngày 15/09/2014 kèm theo quyết định số 28/2014/TT – BCT.
[4]. Bộ Công Thương. Thơng tư quy định Quy trình thao tác hệ thống điện quốc gia ban hành ngày 28/11/2014 kèm theo quyết định số 44/2014/TT – BCT.
[5]. Quyết định số 4602/QĐ-BCT ngày 25/11/2016 của Bộ Công thương về việc “Phê duyệt Đề án tổng thể phát triển lưới điện thông minh tại Việt Nam”.
[6]. Quyết định số 1772/QĐ-BCT ngày 18/5/2017 của Bộ Công Thương về việc phê duyệt “Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Bắc Kạn giai đoạn 2016-2025 có xét đến 2035 - Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110 kV”.
Tiếng Anh
[7]. J.K. Wang, and Christian Moya Calderon (2018). A Protection Method in Active Distribution Grids with High Penetrationof Renewable Energy Sources. IEEE
[8]. P. Anderson (1998), Power System Protection. IEEE Press Series on
Power
Engineering, Wiley.
[9]. Hesam Hosseinzadeh (2008). Power System Protection. University of Western Ontario.
[10]. NU-LEC INDUSTRIES PTY LTD. Hướng dẫn kỹ thuật cho Recloser treo trụ N12, N24 và N36 dùng với tủ điều khiển mạch CAPM4 & CAPM5 và phần mềm phiên bản 26.
[11]. Schneider Electric’s (2013). N-Series. Three phase recloser with ADVC
controller.
[12]. Cooper Power. User Manual FXD Control
www.eaton.com.cn/electrical
[13]. Distribution System Feeder Overcurrent Protection. GE Power Management.
[14]. Website:
Bộ Công thương: http://www.mot.gov.vn/web/guest/home
Công ty Điện lực Bắc Kạn: http://pcbackan.npc.com.vn/
Tập đoàn điện lực Việt Nam: http://www.evn.com.vn/
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Số liệu kỹ thuật máy biến áp phân phối 35/0,4 kV Phụ lục 2: Số liệu kỹ thuật đường dây 371-E26.1
Phụ lục 3: Báo cáo kết quả tính tốn phân bố cơng suất Phụ lục 3: Báo cáo kết quả tính tốn ngắn mạch chế độ max.