5. Tính kinh tế
3.4. Sơ đồ cấu trúc của bảo vệ máy phát điện tại nhà máy thủy điện
1. Hệ thống đo lường
Bộ kích từ một chiều: Bộ kích từ được trích ra từ đầu cực máy phát, qua máy biến áp và chỉnh lưu rồi được đưa vào cuộn kích từ.
+3 máy biến dòng điện 100/1A lấy tín hiệu dòng cho bộ đo lường đa năng
+3 máy biến dòng điện 100/1A và 3 máy biến dòng điện 3000/1A đặt trước và sau máy biến áp để lấy tín hiệu cho bảo vệ hệ thống kích từ.
Đầu cực máy phát
-Phía tự dùng có 12 máy biến dòng điện 12000/1A (4 máy mỗi pha). Trong đó, 3 máy cấp tín hiệu tới GFR, 3 máy nối tắt cuộn thứ cấp để dự trữ, 6 máy cấp tín hiệu cho các bộ relay bảo vệ máy phát.
-Phía thanh góp cao áp có 27 máy biến dòng điện 12000/1A (4 máy mỗi pha). Các máy biến dòng này lấy tín hiệu cho bộ kiểm tra hiệu suất, bộ đo lường đa năng, các relay bảo vệ, có 3 biến dòng cấp tín hiệu cho bộ bù AVR (Automatic Voltage Regulator)
-12 máy biến điện áp 3 cuộn dây 21000/110/110 kV, các máy này cấp tín hiệu cho bộ đo lường đa năng, bộ GFR, các relay bảo vệ. Các VT này đều được nối với hệ thống thông qua dao cách ly hợp bộ và cầu chì phía hạ áp.
2. Hệ thống bảo vệ rơ le số 1 Bộ kích từ
Bộ kích từ được bảo vệ bằng một bộ rơ le của hãng Beckwith với các chức năng: 87E: So lệch kích từ
50/51: Quá dòng kích từ
Bộ máy phát
Máy phát được bảo vệ bởi 2 bộ rơ le
Bộ 1 (A) bộ rơ le bảo vệ chính của hãng Beckwith có các chức năng sau: 24G: Quá kích từ máy phát
60G: Chống lỗi cầu chì 81-2U/O: Hụt / quá tần số
21G: Relay khoảng cách 32G: Công suất trào ngược 40G: Mất kích từ
46G: Dòng thứ tự nghịch 49: Quá nhiệt máy phát 87G: So lệch máy phát
59N: Relay quá điện áp, sử dụng để phát hiện chạm đất stator máy phát (95%) 27N: Chạm đất Stator (100%)
Bộ 2 (B) bộ rơ le bảo vệ dự phòng của hãng Areva có các chức năng sau: 64F: Báo động chạm đất Rotor
27: Sụt áp 59: Quá điện áp
24G: Quá kích từ máy phát 60G: Chống lỗi cầu chì
50/27: Sự cố duy trì ngoài ý muốn 81-1U/O: Hụt / quá tần số
51V: Quá dòng bộ điều chỉnh điện áp CTS: Giám sát dòng máy biến áp 51G: Quá dòng IDMT
VTS: Giám sát điện áp máy biến áp 32G: Trào công suất ngược
40G: Mất kích từ 46G: Dòng thứ tự nghịch 78: Trượt pha cực từ 87G: So lệch máy phát 59N: Phát hiện chạm đất Stator (95%) 27N: Phát hiện chạm đất Stator (100%)
Ngoài ra có sự tham gia bảo vệ của relay: 15: Đồng bộ tần số
60: Relay cần bằng điện áp hoặc dòng điện 25P: Kiểm tra Relay
CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN – GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ NHÀ MÁY BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SCADA
4.1. Mô tả hệ thống SCADA:
Nhà máy thủy điện Thác Giềng I công suất 10 MW, được dựa trên hệ thống điều khiển, xử lý kiểu King Wiew 6.53 SCADA được phát triển bởi hệ thống trợ giúp và các giải pháp dùng kỹ thuật PLC (Program logic control) King Wiew 6.53 là một hệ thống phân phối và tính toán với nhiều chức năng phong phú, các bộ phận riêng lẻ của hệ thống liên lạc với từng vùng mạng. Vì vậy King Wiew 6.53 dễ dàng cho việc sử dụng và thay đổi cấu hình chương trình.
King Wiew 6.53 được thiết kế để cung cấp giải pháp toàn diện cho những đòi hỏi
quy trình điều khiển. Nó bao gồm tất cả các thành phần, kể cả phần mềm và phần cứng được yêu cầu để thi hành chức năng bảo vệ các dữ liệu đạt được từ các kế hoạch thực hiện, các công việc điều khiển được chương trình hóa một cách thông minh, hiển thị các dữ liệu theo lối có ích cho người sử dụng, lưu giữ lâu dài dữ liệu, là công cụ để thi hành các yêu cầu của người sử dụng.
Hệ thống King Wiew 6.53 chạy trên các máy tính, sử dụng hệ điều hành Microsoft
Window/XP. Sự sử dụng các máy tính liên tục đạt tiêu chuẩn cao và hệ điều hành phổ thông tạo cho nó dễ dàng để duy trì trong thời gian dài.
4.2.Giới thiệu hệ thống.
4.2.1.Giới thiệu:
Điều khiển hệ thống là một loạt những hoạt động giám sát những trạng thái của hệ thống King Wiew 6.53. Nó biểu thị những lỗi của phần cứng và phần mềm và sắp xếp để lưu giữ các dữ liệu trong suốt quá trình vận hành.
Những giám sát tự động của hệ thống King Wiew 6.53 hoạt động ở một mức độ cao. Trong trường hợp hệ thống đang chạy bị lỗi, một hệ thống phụ là một hệ thống gồm những thiết bị độc lập bao gồm những thiết bị dự trữ cho việc vận hành trực tuyến hoặc vận hành ở chế độ chờ sẽ tự động vận hành, vì việc giám sát rất khắt khe với những lỗi của thiết bị.
4.2.2. Một số nét về chức năng của hệ thống.
Hệ thống thu thập thông tin và điều khiển máy được yêu cầu dùng cho nhà máy thủy điện 2 x 5000 KW Thác Giềng 1 về cơ bản gồm những bộ phận sau:
- Hệ thống điều khiển:
+ Hệ thống điều khiển tua bin (Điều tốc). + Hệ thống điều khiển máy phát
+ Hệ thống điều khiển máy cắt. + Hệ thống điều khiển dao cách ly.
- Hệ thống điều khiển cho các thiết bị khác.
4.2.3. Giám sát.
- Giám sát trạng thái.
Trạng thái của những thiết bị như: Máy phát, Máy biến áp, Máy cắt, dao cách ly, công tắc... sẽ được đọc bởi các đơn vị nhập vào tương ứng bằng các phương tiện của bộ cảm ứng phù hợp.
- Các giá trị có thể đo được.
Các tham số dưới đây sẽ được đọc, được đo bởi PLC khi sử dụng bộ biến đổi thích hợp, máy thay đổi tín hiệu với độ chính xác cao. Những vấn đề này đạt được thông qua trạm truyền thông từ các rơ le bảo vệ kỹ thuật số và máy đo tổ hợp kỹ thuật số.
Các giá trị cơ bản có thể đo: + Điện áp máy phát.
+ Dòng điện máy phát. + Tần số lưới.
+ Điện áp lưới. + Công suất lưới. + Công suất máy phát. + Tần số máy phát.
+ Nhiệt độ ổ hướng, lõi thép … của máy phát.
4.2.4. Điều khiển.
Các thao tác điều khiển được thực hiện bởi PLC theo trương trình ứng dụng hoặc theo các lệnh đã được đưa ra bởi máy vận hành từ trạm vận hành.
Cách điều khiển bật máy và cách thao tác theo trình tự. PLC sẽ thực hiện các điều khiển bật máy và các thao tác theo trình tự những lệnh được máy vận hành đưa ra, ta có thể kiểm tra những ảnh hưởng của lệnh trong bộ kích hoạt phần mềm.
+ Khởi động / Ngừng chạy máy (Tua bin máy phát qua hệ thống điều khiển tua bin) + Đóng / Mở máy cắt.
+ Điều khiển tải qua hệ thống điều khiển tua bin.
- Máy vận hành có thể đưa ra các câu lệnh ở trạm điều khiển.
4.2.5. Sự kết nối logic.
King Wiew 6.53 với ngôn ngữ lập trình cao cấp KPL. KPL là công cụ được sử dụng
bởi người dùng cuối viết mã số khoá những dụng cụ mà người dùng muốn hợp thành hệ thống, KPL là ngôn ngữ lập trình cung cấp cho người dùng một cách có tổ chức để viết logic mà người dùng muốn để được hợp thành trong hệ thống, nó cung cấp mã số C đã được lựa chọn để một lập trình hiện đại có thể liên hệ với ngôn ngữ dễ dàng và nhận biết nó nhanh hơn so với cú pháp loại khác.