Trên đồ thị ta cũng có thể biết được khoảng sai lệch về thời gian giữa recloser 472/70 – RELAY 7SJ66 là t = 0,209 (s). Sai lệch về thời gian giữa recloser 472/70 – Recloser 482, 484 lần lượt là là t = 0,152 và 0,157 (s).
3.5.3 Kết quả mô phỏng trường hợp vận hành lộ 472 cấp điện hỗ trợ lộ 473 đến CD 31-3 CD 31-3
a. Lộ 472E13.2
Lúc này rơle lộ 472 sẽ phải phối hợp thêm cho Recloser liên lạc 472-473 và Recloser 473/37. 02 NR Recloser 482, 484 cơ bản không thay đổi và không phải phối
hợp với các Recloser khác do vẫn thỏa mãn như điều kiện vận hành kết dây cơ bản (02 lộ đường dây vận hành độc lập). Recloser 473/37 sẽ phải thay đổi nhóm cài đặt khác với kết dây cơ bản với thông số cài đặt Ipickup = 34,58A đường cong IEC –inverse như trên Hình 3. 9.
Hình 3. 9 Kết quả mô phỏng phối hợp đặc tính của bảo vệ quá dòng 472 và các Recloser trước khi điều chỉnh
Ta thấy các đường cong MC473/37 cắt LL 472-473 và MC 472/70 này giao chéo vào nhau cần tiến hành điều chỉnh các đường cong này cho phù hợp đảm bảo chọn lọc.
Hình 3. 10 Kết quả mô phỏng phối hợp đặc tính của bảo vệ quá dòng 472 và các Recloser sau khi điều chỉnh
Để đảm bảo cắt chính xác cần điều chỉnh đặc tính MCLL 472-473 thành TCC 140 với dòng khởi động mới Ipickup = 362,44A và MC473/37 có thể thành đường đặc tính TCC162 với dòng khởi động mới Ipickup = 34,58A.
b. Lộ 473E13.2
Hình 3. 11 Kết quả mô phỏng phối hợp đặc tính của bảo vệ quá dòng 473 và các Recloser khi 472 cấp điện hỗ trợ đến CD31-3
Lộ 473 đảm bảo tác động chọn lọc.
3.5.4 Kết quả mô phỏng trường hợp vận hành lộ 473 cấp điện hỗ trợ lộ 472 đến CD 86-3 CD 86-3
a. Lộ 473E13.2:
Lúc này rơ le và Recloser 473/37 ngoài phối hợp với nhau như kết dây cơ bản sẽ phải phối hợp thêm cho Recloser liên lạc 472-473 và Recloser 482. NR Recloser 485 cơ bản không thay đổi và không phải phối hợp với các Recloser khác do vẫn thỏa mãn như điều kiện vận hành kết dây cơ bản.
Hình 3. 12 Kết quả mô phỏng phối hợp đặc tính của bảo vệ quá dòng 473 và các Recloser trước khi điều chỉnh
Ta thấy các đường cong không cắt nhau tuy nhiên dường cong Recloser LL 472- 473 gần như trùng với đường cong Recloser 482 cần tiến hành điều chỉnh đường cong 482 cho phù hợp đảm bảo chọn lọc tránh tác động nhầm do độ trễ sai số thiết bị.
Hình 3. 13 Kết quả mô phỏng phối hợp đặc tính của bảo vệ quá dòng 473 và các Recloser sau khi điều chỉnh
Để đảm bảo cắt chính xác, cần phải điều chỉnh lại đường đặc tính MC 482 thành đường đặc tính TCC-142 dòng khởi động Ipickup = 83,98A.
b. Lộ 472E13.2
Hình 3. 14 Kết quả mô phỏng phối hợp đặc tính của bảo vệ quá dòng 472 và các Recloser khi lộ 473 cấp hỗ trợ đến CD86-3
Lộ 472 đảm bảo tác động chọn lọc.
3.6 Cài đặt thông số bảo vệ trên thiết bị thực 3.6.1 Phương thức kết nối 3.6.1 Phương thức kết nối
Các kết quả thu được từ việc tính toán thông số và mô phỏng trên phần mềm ETAP sẽ tiếp tục được sử dụng để cài đặt thông số trên các recloser thực tế. Việc can thiệp trực tiếp vào thông số của thiết bị để cho kiểm chứng vận hành thử nghiệm tại đơn vị còn gặp nhiều khó khăn do phân cấp quản lý của điện lực. Tuy nhiên đây là những bước quan trọng để đánh giá tính thực tiễn của luận văn.
Hiện nay các Recloser trên lưới đều hỗ trợ giao thức truyền thông IEC 60870-5- 104, để giám sát, điều khiển xa Relocser sử dụng thiết bị Router 4G F3425, kết nối qua giao thức IEC 60870-5-104 theo chuẩn truyền thông TCP/IP (cổng Ethernet / RJ45). Router 4G –F3425 là thiết bị đầu cuối di động, cung cấp chức năng truyền dữ liệu qua
mạng 3G/4G theo chuẩn TPC/IP. Modem sẽ thiết lập đường truyền VPN với thiết bị Load Balancing Router tại trung tâm theo cơ chế VPN IPsec. Giải pháp được sử dụng để kết nối các Recloser vào hệ thống SCADA và được điều khiển bởi trung tâm điều độ như mô tả trên Hình 3. 15.
Hình 3. 15 Sơ đồ khối kết nối recloser với trung tâm điều khiển xa
Tại các Recloser, cấu hình các thông số truyền thông theo giao thức IEC 104. Đấu nối nguồn 12VDC cho modem từ nguồn phụ của tủ điều khiển Recloser. Kết nối cáp tín hiệu từ cổng RJ45 của Recloser đến cổng RJ45 của Modem IP F3425 3G router. Lắp đặt ăngten để thu tín hiệu di động ngoài tủ điều khiển, đấu nối cáp dẫn sóng ăngten vào modem. Modem sử dụng SIM của các nhà cung cấp dịch vụ hiện có (Vina, Mobi, Viettel), hiện nay có thể sử dụng sim APN (hay còn gọi là sim trắng) của các nhà mạng di động. Thiết lập giao thức IEC104 qua thiết bị Gateway, tín hiệu truyền thông theo giao thức IEC 104 theo chuẩn TPC/IP. Thiết lập giao thức mạng VPN IPsec của Router hoạt động trên môi trường Internet không dây qua mạng 3G/GPRS.
Recloser NOJA Recloser
IEC-104 IEC-104
Tại vị trí của các recloser
Modem F3425 WCDAM (3G) VPN Router Modem F3425 WCDAM (3G) VPN Router VPN-Internet Internet modem (Địa chỉ IP tĩnh)
Thu thập tín hiệu từ modem tại vị trí đặt các recloser về (Load balancing security broadband router – TCP/Server)
SCADA swich LAN
Máy tính vận hành giám sát, điều khiển recloser, cài đặt phần mềm kết nối điều khiển
của hãng WSOS 5, CMS Cấu hình máy
tính, bảo trì (Firewall)
IEC-104 IEC-104 Trung tâm điều khiển xa
a. Modem F3425 b. Kết nối Modem F3425 với các recloser Hình 3. 16 Modem F3425 và kết nối với các recloser
Khai báo cổng địa chỉ Base trên Recloser: IP: 192.168.XX.2 (Địa chỉ IP Recloser) SUB: 192.168.XX.1 (Địa chỉ Modem) GW: 255.255.255.0
Tại phòng điều khiển trung tâm, sử dụng thiết bị Load Balancing Security BroadBand Router (Draytek V3900) hỗ trợ kết nối đa điểm VPN, kết nối với
Internet băng thông rộng (FTTH) với địa chỉ IP tĩnh. Thiết bị này đóng vai trò TCP/Server. Thiết lập mạng riêng ảo (VPN) theo cơ chế VPN client - VPN Server từ các Modem Router tại trạm với thiết bị Load Balancing Security BroadBand Router tại trung tâm. Cụ thể, các router 4G F3425 tại hiện trường sẽ đóng vai trò là VPN IPSec client, thiết bị router ở phòng máy chủ trung tâm tại các trung tâm điều khiển xa sẽ đóng vai trò là VPN IPsec Server. Từ thiết bị Load Balancing VPN Router định tuyến địa chỉ IP được cấp phát qua VPN để kết nối với mạng LAN SCADA; thiết lập Firewall tại Router theo cơ chế kiểm tra trạng thái gói tin, lọc địa chỉ IP và lọc địa chỉ MAC của thiết bị.
Hình 3. 17 Giao diện giám sát kết nối thiết bị trên máy tính
Tại phòng Điều độ Công ty Điện lực Lạng Sơn, cài đặt phần mềm kết nối điều khiển máy cắt Recloser như WSOS5 (đối với máy cắt NULEC) hoặc CMS (đối với máy cắt NOJA) vào máy tính để phục vụ cán bộ vận hành, khai thác thông số máy cắt thông qua hệ thống mạng máy tính.
Hình 3. 19 Giao diện phần mềm CMS
3.6.2 Cài đặt thông số trên phần mềm WSOS 5 cho reloser NULEC
Giao diện MENU chính chọn Customize/WSOS communications
Hiển thị bảng thông số Communications Configuratinon:
Hình 3. 21 Cài đặt dạng kết nối máy tính với Recloser 472/70
Để kết nối nhấp biểu tượng Go Online. Kết nối thành công màn hình hiển thị như sau:
Cài đặt thông số từ MENU chính chọn Display\Protection
Hình 3. 23 Truy cập cài đặt thông số Recloser NULEC
Mục A Settings (Active) cài dòng khởi động Rơle: Do phần mềm thực tế không cho đặt giá trị số thập phân nhập dòng khởi động 562 A.
Hình 3. 24 Cài đặt trị số dòng khởi động
Recloser hiện đang cài đặt đóng lặp lại 1 lần nên pải tiến hành cài đặt cả trị số trong dòng Trip 1 và Trip 2 cài đặt cùng trị số như sau:
Hình 3. 25 Cài đặt đường cong đặc tính Tại mục View Cure ta xem được đường đặc tính sau cài đặt:
Hình 3. 26 Kết quả cài đặt Recloser 472/70
3.6.3 Cài đặt thông số trên phần mềm CMS cho recloser NOJA
Truy cập chọn Recloser cần cài đặt từ MENU chính chọn Connection. Để chọn dạng kết nối truy cập mục COMMS Configuratinon. Cài dặt xong nhấn biểu Tượng Go Online.
Hình 3. 27 Cài đặt kết nối máy tính với recloser NOJA
Hình 3. 28 Kết nối thành công recloser NOJA
Phần mềm CMS không cho cài thông số trục tiếp lên Recloser mà chỉ cho cài đặt Offline rồi sau đó mới đẩy vào Recloser. Để cài đặt từ MENU chính truy cập Offline Settings:
Hình 3. 29 Chọn nhóm và cài đặt số lần đóng lặp lại Recloser
Giá trị OC3+ không sử dụng chọn (D). Để cài đặt thông số chi tiết chọn OC1+, OC2+, màn hình hiển thị thông số và đường cong đặc tính được cài đặt:
Hình 3. 30 Kết quả cài đặt trên Recloser 472-484
3.6.4 Kiểm tra phối hợp cài đặt trên thiết bị thực tế
Ghép chung 02 đường cong đặc tính để kiểm tra thông số cài đặt trên Recloser kết quả thu được như sau:
Hình 3. 31 Kiểm tra phối hợp đặc tính trên Recloser 472-70 và Recloser 484
3.7 Kết luận chương 3
Chương 3 đã thực hiện được một số nội dung sau: - Tính toán thông số dòng bảo vệ Rơle và Recloser.
- Cài đặt trị số bảo vệ cho thiết bị trong phần mềm ETAP 12.6.
- Phối hợp trị số bảo vệ của Relay và Recloser trong các trường hợp kết dây. - Cài đặt thử nghiệm với thiết bị Recloser để kiểm tra phối hợp đường cong đặc tính.
Việc phối hợp Rơle tại xuất tuyến tại đầu đường dây 472, 473 với Recloser đường trục chính và nhánh rẽ. Với kết dây cơ bản thì các phối hợp tương đối đơn giản nhưng khi thay đổi kết dây thì nhiều Recloser ngoài thay đổi giá trị cài đặt theo kết dây còn phải hiệu chỉnh cả đường cong đặc tính cho phù hợp đảm bảo tác động chọn lọc.
Để mang lại hiệu quả cao các Recloser này cần thiết lập đặt thêm nhiều nhóm bảo vệ cho nhiều kết dây mới có thể linh hoạt trong vận hành.
Phần mềm ETAP rất thuận lợi cho quá trình tính toán và xây dựng đặc tính bảo vệ có thể hiệu chỉnh trực tiếp từ kết quả hiển thị, tiết kiệm nhiều thời gian cho người vận hành.
Sau khi chỉnh định lại các thông số ta được sơ đồ phối hợp hoàn chỉnh và các đường đặc tính đã thỏa mãn yêu cầu phối hợp đã nêu ra ở trên.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Luận văn đã có các nghiên cứu, tìm hiểu, đóng góp trong việc đề xuất phương pháp tính toán chọn giá trị đặt, phối hợp cho các recloser, lựa chọn đường đặc tính phù hợp, phối hợp bảo vệ thông 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 22 kV tỉnh Lạng Sơn.
Nghiên cứu nguyên tắc tính toán phối hợp bảo vệ, các phương trình đường cong theo IEC, các đường cong phi tiêu chuẩn khi cài đặt recloser.
Xây dựng được mô hình mô phỏng lưới điện 02 lộ đường dây 472, 473 trạm 110kV Lạng Sơn trong phần mềm ETAP 12.6, tính toán được phân bố công suất trên các đoạn đường dây, tính toán được dòng điện ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất trong các trường hợp.
Tính toán trị số cài đặt rơle, recloser phối hợp lựa chọn, hiệu chỉnh lại các đường đặc tính bảo vệ quá dòng pha cho các recloser đảm bảo tác động chọn lọc chính xác theo yêu cầu kỹ thuật.
Việc tính toán phối hợp với đường đặc tính phụ thuộc sẽ hạn chế được sự tác động nhầm, tác động sai các thiết bị bảo vệ. Đồng thời ứng dụng phần mềm ETAP đáp ứng rút gọn thời gian tính toán, lựa chọn giá trị phối hợp bảo vệ.
2. Kiến nghị
Do thời gian hạn chế nên luận văn chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu. Chưa thể đưa ngay vào vận hành trong thực tế.
Phương pháp này cũng cần đòi hỏi người cài đặt tính toán phối hợp phải hiểu sâu về thiết bị cũng như đường đặc tính bảo vệ của từng loại thiết bị trong khi thiết bị trên lưới hiện nay trong các dự án đầu tư xây dựng sẽ rất nhiều chủng loại khác nhau.
Mặt khác việc cài đặt trên chưa được cài đặt trực tiếp trên thiết bị do phụ thuộc phiếu chỉnh định cài đặt rơle đầu nguồn A1 nên phương pháp trên chưa được kiểm
Trong thời gian tới khi A1 bàn giao toàn bộ cài đặt bảo vệ thiết đầu xuất tuyến trung áp về cho các Công ty Điện lực, để áp dụng cho thực tế và hoàn thiện hơn cho luận văn cần tiếp tục phát triển đáp ứng thêm với các yêu cầu nghiêm ngặt hơn đáp ứng yêu cầu vận hành lưới điện trong Công ty Điện lực Lạng Sơn.
Dù đã rất cố gắng để hoàn thiện tốt nghiên cứu của mình, nhưng Đề tài chắc chắn sẽ không 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.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
* Tài liệu tiếng việt:
[1] Lã Văn Út (2000), ‘Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện’, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[2] GS. Trần Đình Long (2005), ‘Bảo vệ các hệ thống điện’, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[3] Lã Văn Út (2007), ‘Ngắn mạch trong hệ thống điện’, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[4]. Vũ Ngọc Tước – Mô hình hóa và mô phỏng bằng máy tính – NXB Giáo dục – 2001
[5]. Nguyễn Hoàng Việt – Bảo vệ Rơle và tự động hóa – NXB Đại học Quốc Gia TPHCM – 2003
[6]. Trần Bách, Lưới điện & Hệ thống điện, Tập 1, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
[7]. Hệ thống kiểm tra giám sát và thu thập dữ liệu - SCADA, 1996. Swedpower. [8]. Thông tư số 39/2015-BTC quy định hệ thống điện phân phối ngày 18/11/2015.
[9]. Quyết định số 1210/QĐ-BCT ngày 29/03/2016 của Bộ Công thương về việc phê duyệt quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Lạng Sơn giai đoạn 2016-2025 có xét đến năm 2035- Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110kV (hợp phần I).
[10]. Quyết định số 2109/QĐ-UBND ngày 10/11/2016 của UBND tỉnh Lạng Sơn V/v Phê duyệt quy hoạch chi tiết phát triển lưới điện trung và hạ áp sau các TBA 110kV tỉnh Lạng Sơn giai đoạn 2016-2025 có xét đến năm 2035 (hợp phần II).
[11] Tiêu chuẩn quốc tế IEC 909 - Dòng ngắn mạch trong lưới điện 3 pha xoay chiều - 1988.
[12] Ngô Đức Minh - Hướng dẫn ứng dụng ETAP trong hệ thống điện. DHKTCN Thái Nguyên - 2014.
* Tài liệu tiếng Anh:
[13] ADVC Controller Range Operations Manual – 2017 Schneider Electric. AllRights Reserved. WSOS version 5.
[14] N-Series ACR with ADVC Controller Installation, Operation and Maintenance Manual, 2013 Schneider Electric.
[15] E-Series ACR with ADVC Controller Installation, Operation and Maintenance Manual, 2018 Schneider Electric.
[16] U-Series ACR with ADVC Controller Installation, Operation and Maintenance Manual, 2019 Schneider Electric.
[17] NOJA Power Switchgear Pty Ltd 2002- 2013. NOJA-548-03OSM15-210, OSM27-213, OSM38-300 and RC10 Controller User Manual.
[18] G. Andersson, ‘Power System Analysis’, Power Systems Laboratory, 2012. [19] SIPROTEC 4 Multi-Functional Protec-tive Relay with Local Control 7SJ66 [20] Meier, Alexandra von, (ELECTRIC POWER SYSTEMS A CONCEPTUAL INTRODUCTION’, Copyright # 2006 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved. Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. Published simultaneously in Canada
[21] X.P. Zhang, C. Rehtanz, B. Pal, Flexible AC Transmission Systems:
Modelling and Control, Springer, USA, 2012.
[22] NOBEL GRID Report SummaryProject ID: 646184 Funded under: H2020- EU.3.3.4.
[23] Tài liệu, dữ liệu lưới điện do Công ty Điện lực Lạng Sơn cung cấp.
+ Sơ đồ lưới điện, thông số vận hành, phương thức vận hành, phân bố trào lưu