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 373E13.2 cần phối hợp với Recloser nhánh rẽ đặt tại MC373E13.2/155-01 (2), recloser nhánh rẽ đặt tại MC373E13.2/174- 1A (3), recloser nhánh rẽ đặt tại MC373E13.2/05 (4) và recloser trục chính đặt tại MC373E13.2/235 (5). Lý do là vì, khi ngắn mạch sau các máy cắt này sẽ có dịng qua rơle và qua cả các recloser; Giữa các recloser nhánh rẽ (2), (3), (4) không cần phối hợp với nhau. Recloser nhánh rẽ đặt tại MC373E13.2/255 (6) cần phối hợp với recloser trục chính số (5) và Recloser đặt tại MC353 Nơng trường cần phối hợp với recloser MC373E13.2/235 (5). Tất cả theo nguyên tắc trình bày trong mục 2.1.2 và 2.13. Kết quả của phần phối hợp bảo vệ theo tính tốn được thể hiện trên hình 3.22.
Hình vẽ 3.22 cho thấy, hầu hết các đường đặc tính đã lựa chọn đều đảm bảo nguyên tắc tác dộng chọn lọc. Tuy nhiên, vẫn cịn có sự chồng lấn giữa 2 đường đặc tính của recloser MC373E13.2/235 với đường đặc tính của rơ le bảo vệ xuất tuyến đầu đường dây, nên máy cắt đầu đường dây có thể nhảy vượt cấp.
Để đảm bảo tác động chính xác, cần điều chỉnh lại đường đặc tính của recloser MC373E13.2/235 và của rơle: (i) Dịch đường đặc tính recloser MC373E13.2/235 sang trái, với giá trị đặt mới như hình 3.23; (ii) Dich đường đặc đường đặc tính rơle 51 như hình 3.24.
Kết quả của phần hiệu chỉnh được thể hiện trên hình 3.25. 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.
Hình 3.23. Thơng số Recloser MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na Dương
sau khi hiệu chỉnh
Hình 3.25. Các đường đặc tính sau khi hiệu chỉnh
3.3.2. Cắt hẳn khi dịng sự cố lớn
Recloser là thiết bị 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 3.26 là kết quả khi cài đặt chức năng này cho các Recloser.
Quá dòng pha đất, q dịng chạm đất nhạy khơng đề cập đến trong luận văn này do tính chất của lưới điện 35 kV.
Hình 3.26. Chức năng cắt hẳn khi dòng 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 không 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. Điện lực Lộc Bình sử dụng 2 loại recloser là Schneider và Cooper, khiến việc lựa chọn đặc tính có độ dốc gặp khó khăn.
(ii) Chưa khảo sát phân bố dòng điện ngắn mạch trong lưới điện lộ 373E13.2. Dòng điện ngắn mạch theo hướng ngược còn lớn hơn dòng hướng thuận 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). PCLS đang cài đặt tất cả CRT là 2000:1 (trên catalog Recloser Cooper cài 1000:1). Trong catalog recloser Schneider-Nulec chỉ làm việc trong phạm vi 10-1260A, ngồi phạm vi này recloser có thể tác động khơng chính xác.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
- Xây dựng được mơ hình mơ phỏng tồn lưới điện 373-E13.2 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, biết được dòng điện chạy trên các pha I( )A;I(B);I(C), các thành phần thứ tự dòng điện I( )1;I( )2;I( )0 , kiểm tra thông số cho các bộ điều khiển recloser.
- Tính tốn bảo vệ rơ le xuất tuyến đường dây 373; 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.
- Chỉ ra được sự bất hợp lý khi chỉnh định dòng pha, cũng như cách lựa chọn chủng loại recloser lắp đặt chưa đúng vị trí. Nêu ra được nguyên nhân recloser tác động vượt cấp và/hoặc đồng thời.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Lạng Sơn, 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 PCLS. Tuy nhiên, cùng với đó thì việc trang bị mật độ dày (13 bộ) các recloser trên đường dây 373E13.2, lấy điện cả từ trạm 110 kV Lạng Sơn và từ nguồn điện Tiên Yên khiến việc quản lý vận hành lưới điện phức tạp. Đề tài “Nghiên cứu nâng cao tính tác động chọn lọc của các Recloser trên lộ 373E13.2 điện lực Lộc Bình tỉnh Lạng Sơn” 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 PCLS 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 nâng cao tính tác động chọn lọc thơng qua các kết quả cụ thể:
- 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 373E13.2. Thống kê, đánh giá tình trạng sự cố khi vận hành các recloser.
- Nghiên cứu nguyên 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 mơ hình mơ phỏng tồn lưới điện 373E13.2 trong phần mềm ETAP16, tính tốn được phân bố cơng suất trên các đoạn đường dây, tính tốn được dịng điện ngắn mạch trên từng pha, từng phía để cài đặt, kiểm tra thông số cho các bộ điều khiển recloser.
- Tính tốn bảo vệ rơle xuất tuyến đường dây 373E13.2; lựa chọn, hiệu chỉnh lại các đường đặc tính bảo vệ q dịng pha cho các recloser nâng cao tính tác động chọn lọc chính xác theo yêu cầu kỹ thuật.
- Chỉ ra được 2 vị trí MC373E13.2/174-1A và MC373E13.2/255 dùng recloser của Schneider – Úc khơng phù hợp, vì lý do dịng điện ngắn mạch tính tốn q lớn so với phạm vi làm việc của recloser loại này (10-1260A). Đồng thời có 2 recloser MC373E13.2/174-1A và MC373E13.2/235 chỉnh định dòng tác động quá lớn so với tính tốn.
Do hạn chế về thời gian nên các thơng số tính tốn được mới chỉ được mô phỏng trong phần mềm ETAP. Nếu có thể được tác giả sẽ sử dụng kết quả nghiên cứu này cài đặt thực tế trên phần mềm giao diện reclocser để vận hành lưới điện tại đơn vị công tác.
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, PCLS cần hạn chế dùng nhiều loại recloser khác nhau, gây khó khắn khi phối hợp đường đặc tính.
4. Chưa xét đến chế độ vận hành các thủy điện nhỏ đấu nối vào lưới 35kV theo hướng công suất ngược, ảnh hưởng đến chế độ vận hành các recloser.
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, Cơ 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 Lạng Sơn.
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 Cơng Thương. Thơng 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 Cơng 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 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 2035 - Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110 kV”.
[7]. Báo cáo kỹ thuật Công ty điện lực Lạng Sơn (2019).
Tiếng Anh
[8]. J.K. Wang, and Christian Moya Calderon (2018). A Protection Method in Active Distribution Grids with High Penetrationof Renewable Energy Sources. IEEE [9]. P. Anderson (1998), Power System Protection. IEEE Press Series on Power
Engineering, Wiley.
[10]. Hesam Hosseinzadeh (2008). Power System Protection. University of Western Ontario.
[11]. 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.
[12]. Schneider Electric’s (2013). N-Series. Three phase recloser with ADVC controller.
[13]. Cooper Power. User Manual FXD Control www.eaton.com.cn/electrical [14]. Distribution System Feeder Overcurrent Protection. GE Power Management.
[15]. Website:
Bộ Công thương: http://www.mot.gov.vn/web/guest/home Công ty Điện lực Lạng Sơn: http://pclangson.npc.com.vn/ Tập đoàn điện lực Việt Nam: http://www.evn.com.vn/ Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc: http://npc.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 373E13.2.
Phụ lục 3: Báo cáo kết quả tính tốn phân bố cơng suất. Phụ lục 4: Báo cáo kết quả tính tốn ngắn mạch.