Đường dõy 273 Nho Quan (T500NQ) – 272 Ninh Bỡnh (E23.1) được đưa vào vận hành năm 1992, cú chiều dài 30,77km/ 92 vị trớ cột, được nối vào thanh gúp 220 kV phớa Ninh Bỡnh qua mỏy cắt 272 và thanh gúp 220 kV trạm biến ỏp Nho Quan qua mỏy cắt 273. Đường dõy này đi chung cột với đường dõy 274 Nho Quan (T500NQ) – 271 Ninh Bỡnh (E23.1) (sơ đồ đường dõy cú phụ lục kốm theo).
Thụng số dõy dẫn của đường dõy 273 Nho Quan (T500NQ) – 272 Ninh Bỡnh (E23.1) gồm 02 loại dõy cụ thể như sau:
Dõy dẫn loại 2xACSR 300/39 cú chiều dài 8,4km: cỏc thụng số của dõy dẫn như điện trở một chiều, điện trở thứ tự thuận, điện khỏng thứ tự thuận, điện trở thứ tự khụng, điện khỏng thứ tự khụng theo bảng phụ lục kốm theo.
Dõy dẫn GZTACSR 310 cú chiều dài 23,6km: cỏc thụng số của dõy dẫn như điện trở một chiều, điện trở thứ tự thuận, điện khỏng thứ tự thuận, điện trở thứ tự khụng, điện khỏng thứ tự khụng theo bảng phụ lục kốm theo.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Trạm biến ỏp 220 kV Ninh Bỡnh trực thuộc Truyền tải điện Ninh Bỡnh - Cụng ty Truyền tải điện 1, đúng trờn địa bàn Phường Ninh Khỏnh - TP. Ninh Bỡnh - Tỉnh Ninh Bỡnh. Trạm đúng vai trũ quan trọng trong hệ thống truyền tải điện miền Bắc.
Đường dõy song song 220 kV Nho Quan - Ninh Bỡnh được đưa vào vận hành năm 1992, cú chiều dài 32 km, 92 vị trớ cột, được nối vào thanh gúp 220 kV phớa Ninh Bỡnh qua mỏy cắt 272 và thanh gúp 220 kV trạm biến ỏp Nho Quan qua mỏy cắt 273.
Đường dõy sử dụng dõy dẫn loại 2xACSR 300/39 cú chiều dài 8,4km và dõy dẫn GZTACSR 310 cú chiều dài 23,6km.
Đường dõy song song 220 kV Nho Quan - Ninh Bỡnh được bảo vệ bằng cỏc rơle: - Rơle đường dõy F87L, F21, F67, F79
- Rơle so lệch đường dõy F87L loại SEL 311L do hóng SEL sản xuất
- Rơle khoảng cỏch đường dõy F21 loại 7SA611 do hóng Siemens sản xuất.
- Bảo vệ rơ le quỏ dũng F67 loại 7SJ622 do hóng Siemens sản xuất.
CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ BẢO VỆ KỂ TỚI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH. I. Phõn tớch cỏc dạng ngắn mạch bằng chương trỡnh ETAP
Xỏc định dũng điện ngắn mạch tại cỏc vị trớ () trờn đường dõy 220 kV Ninh Bỡnh- Nho Quan bằng chương trỡnh chuyờn dụng ETAP nhằm xỏc định độ lớn của dũng điện xung kớch và dũng điện siờu quỏ độ, với cỏc dạng ngắn mạch như sau:
- Ngắn mạch 3 pha (3-phase fault)
- Ngắn mạch 2 pha (Line-to line fault);
- Ngắn mạch 2 pha chạm đất (Line-to line to gound fault);
- Ngắn mạch 1 pha chạm đất (Line-to ground fault).
1. Sơ đồ mụ phỏng ngắn mạch
Trờn Hỡnh 3. 1 biểu diễn sơ đồ mụ phỏng 220 kV Ninh Bỡnh-Nho Quan, với giả thiết xảy ra ngắn mạch tại cỏc điểm NM1 (ngắn mạch trờn thanh gúp trạm biến ỏp 220 kV Nho Quan), NM2 (ngắn mạch trờn thanh gúp trạm biến ỏp 220 kV Ninh Bỡnh), NM3, NM4 (ngắn mạch trờn đường dõy cỏc trạm biến ỏp Nho Quan 8,4 km và cỏch trạm biến ỏp Ninh Bỡnh 23,6 km).
Hỡnh 3. 1. Sơ đồ mụ phỏng đường dõy 220 kV Ninh Bỡnh-Nho Quan
BV1 BV2
BV3 BV4
~ ~
Sơ đồ nguyờn lý bảo vệ 21 đường dõy 220kV Ninh Bỡnh – Nho Quan
220 kV Ninh Bỡnh
220 kV Nho Quan
- Thụng số của nguồn điện ỏp hệ thống được cho dưới Hỡnh 3. 1 sau:
- Thụng số của đường dõy Nho Quan – Ninh Bỡnh cho trong Bảng 3. 2 và Bảng 3. 3
Bảng 3. 1. Thụng số nguồn hệ thống
2. Kết quả phõn tớch ngắn mạch
Trong nội dung này, tỏc giả sử dụng tiờu chuẩn IEC 60909 để phõn tớch, tớnh toỏn ngắn mạch ứng với cỏc vị trớ ngắn mạch đó giả thiết trước:
II. Xỏc định cỏc yếu tố ảnh hưởng tới độ chớnh xỏc của bảo vệ khoảng cỏch 1. Tớnh toỏn thụng số cho bảo vệ khoảng cỏch (21) 1. Tớnh toỏn thụng số cho bảo vệ khoảng cỏch (21)
Trờn hỡnh Hỡnh 3. 2 là sơ đồ nguyờn lý 1 pha của bảo vệ 21, trờn mỗi đầu đường dõy trang bị một bảo vệ khoảng cỏch 3 cấp.
Tổng trở khởi động của rơle 21 được xỏc định như sau:
- Tổng trở khởi động thứ tự thuận bảo vệ chống ngắn mạch giữa cỏc pha:
+ Tổng trở của bảo vệ vựng 1:
Z1K (R1 1ABjX1AB)
Trong đú: Z1 là tổng trở khởi động vựng 1 của rơle 21 (Ohm) K1 = 0,85-0,9 là hệ số chỉnh định vựng 1.
R1AB là điện trở thứ tự thuận của đường dõy Ninh Bỡnh (A)-Nho Quan (B)
X1AB là điện khỏng thứ tự thuận của đường dõy Ninh Bỡnh (A)-Nho Quan (B)
CTR là tỉ số biến đổi của mỏy biến dũng
VTR là tỉ số biến đổi của mỏy biến điện ỏp.
+ Tổng trở khởi động vựng 2:
Z21.2.(R1ABjX1AB) (1)
Z2[(R1ABjX1AB) 0,5(R 1ABjX1AB)] (2)
Trong đú:
Z2 là tổng trở khởi động thứ tự thuận vựng 2 của rơle 21.
+ Tổng trở khởi động vựng 3:
Z32.K (R3 1ABjX1AB)
BV1 BV2
BV3 BV4
~ ~
Hỡnh 3. 2. Sơ đồ nguyờn lý bảo vệ 21
220 kV Ninh Bỡnh
220 kV Nho Quan
Trong đú:
Z3 là tổng trở khởi động thứ tự thuận vựng 3 của rơle 21.
k3 = 1,2 là hệ số chỉnh định vựng 2.
- Tổng trở khởi động của bảo vệ chống ngắn mạch chạm đất:
+ Điện trở pha đất:
RL−E = Uph−E . cos (φN)
Iph − RE.IE RL Với: Uph-E là điện ỏp pha (kV)
Iph là dũng điện ngắn mạch 1 pha (kA)
RE = R0−R1
3 (Ω)
RL =R1 là điện trở thứ tự thuận của đường dõy
φN là gúc pha của tổng trở thứ tự thuận đường dõy (800) IE = -3I0 = 9.82 (kA) là dũng điện chạy trong đất.
+ Điện khỏng pha đất:
XL−E = Uph−E . sin (φN)
Iph − XE.IE XL Với: XE = X0−X1
3 (Ω)
XL = X1 là điện khỏng thứ tự thuận của đường dõy (Ω)
2. Ảnh hưởng lựa chọn thụng số tớnh toỏn
Tổng trở đường dõy được xỏc định từ cỏc cỏch khỏc nhau, bao gồm tổng trở của loại dõy theo tiờu chuẩn IEC, tổng trở tớnh toỏn bằng chương trỡnh ETAP (Mục 2, Chương 3) tổng trở đo đạc tại thực địa (Phụ lục) và tổng trở trong Phiếu chỉnh định của Trung tõm Thớ nghiệm điện quốc gia (Phụ lục). Kết quả tớnh toỏn cho trong bảng sau:
Bảng 3. 4. Điện trở và điện khỏng thứ tự thuận của đường dõy 220 kV Ninh Bỡnh-Nho Quan
Điện trở thứ tự thuận_R1 (Ohm) Điện khỏng thứ tự thuận_X1 (Ohm)
IEC Đo ETAP Phiếu chỉnh định IEC Đo ETAP Phiếu chỉnh định
3.59 2.08 1.34 1.6 4.97 12.24 7.82 7.8
Kết quả phõn tớch trong Bảng 3. 4 cho thấy, điện trở và điện khỏng thứ tự thuận giữa cỏc phương phỏp xỏc định khỏc nhau tương đối nhiều. Điều này ảnh hưởng tới thụng số cài đặt cho rơle cũng sự làm việc đỳng đắn của bảo vệ, cũng như việc đo lường
và xỏc định vị trớ sự cố. Trong đú kết quả đo lường tại thực địa và theo mó dõy lấy trong thư viện (tiờu chuẩn IEC) của chương trỡnh ETAP khỏc biệt nhiều so với kết quả tớnh toỏn của Trung tõm thớ nghiệm điện ghi trong phiếu chỉnh định rơle. Trong khi điện trở và điện khỏng của đường dõy do chương trỡnh ETAP phõn tớch cho kết quả tương đối bằng so với kết quả của phiếu chỉnh định.
- Đối với điện trở, điện khỏng thứ tự khụng của đường dõy thỡ cho kết quả tương đối khỏc biệt, đặc biệt là giữa phiếu chỉnh định và phõn tớch bằng chương trỡnh ETAP (Bảng 3. 5).
Bảng 3. 5. Điện trở điện khỏng thứ tự khụng của đường dõy 220 kV Ninh Bỡnh-Nho Quan
Điện trở thứ tự thuận_R1 (Ohm) Điện khỏng thứ tự thuận_X1 (Ohm)
Đo ETAP Phiếu chỉnh định Đo ETAP Phiếu chỉnh định
6.03 3.1 4.5 28.46 15.91 26.9
Từ kết quả tớnh toỏn tổng trở đường dõy, xỏc định tổng trở đặt cho 3 vựng bảo vệ của rơle 21. Kết quả tớnh toỏn được cho trong bảng sau:
- Tổng trở khởi động chống ngắn mạch giữa cỏc pha (thứ tự thuận):
Bảng 3. 6. Tổng trở bảo vệ TTT của 3 vựng
Điện trở và điện khỏng IEC Đo ETAP Phiếu chỉnh định Ghi chỳ
R1 3.05 1.77 1.13 1.20 X1 4.22 10.40 6.65 5.80 R2 (1) 4.30 2.49 1.60 2.00 Cụng thức (1) R2 (2) 5.38 3.12 2.00 Cụng thức (2) X2 (1) 4.22 10.40 6.65 9.60 Cụng thức (1) X2 (2) 6.76 13.28 8.49 Cụng thức (2) R3 8.61 4.98 3.20 4.00 X3 11.92 29.37 18.77 19.30
Kết quả tớnh toỏn, phõn tớch trong Bảng 3. 6 cho thấy, kết quả tớnh toỏn tổng trở thứ tự thuận của 3 vựng bảo vệ được lấy từ kết quả phõn tớch tổng trở của chương trỡnh ETAP cú kết quả tương đối phự hợp với kết quả tớnh toỏn của Trung tõm thớ nghiệm điện ghi trong phiếu chỉnh định rơle.
- Tổng trở khởi động chống ngắn mạch chạm đất (thứ tự khụng):
Điện trở, điện khỏng Đo ETAP Phiếu chỉnh định RL-E1 4.13 2.54 3.40 X01 12.05 10.74 20.20 R02 (1) 5.84 3.59 5.60 X02 (1) 17.01 15.16 33.70 R03 11.67 7.17 11.20 X03 34.03 30.33 67.30
3. Ảnh hưởng của điện trở hồ quang tại vị trớ sự cố
Tổng trở khởi động của cỏc cấp bảo vệ 21 cú kể tới điện trở hồ quang ở chỗ ngắn mạch với Rhq =8750.Lhq
I1,4
Trong đú: 𝐿ℎ𝑞 là chiều dài hồ quang,
Khi xỏc định tổng trở khởi động giữa cỏc pha thỡ điện trở hồ quang là được tớnh cho hồ quang phỏt sinh giữa cỏc pha. Do vậy chiều dài hồ quang lấy tương đối đoạn khoảng cỏch giữa 2 dõy pha với nhau. Với cấu trỳc đường dõy 220 kV Ninh Bỡnh-Nho Quan cú khoảng cỏch pha- pha là 6 m và I là dũng ngắn mạch pha- pha. Theo trờn, xỏc định được điện trở hồ quang Rhq = 0.28 ()
Khi xỏc định tổng trở khởi động cho trường hợp ngắn mạch chạm đất thỡ chiều dài hồ quang được lấy bằng khoảng cỏch pha-đất, và dũng điện I lấy bằng dũng điện ngắn mạch 1 pha (Rhq = 0.08 ()).
Kết quả tớnh toỏn tổng trở khởi động thứ tự thuận và thứ tự khụng của 3 vựng cho dưới bảng sau:
Bảng 3. 8. Tổng trở bảo vệ TTT của 3 vựng cú kể tới điện trở hồ quang
Điện trở và điện khỏng IEC Đo ETAP Phiếu chỉnh định Ghi chỳ
R1 3.28 2.00 1.37 1.20 X1 4.22 10.40 6.65 5.80 R2 (1) 4.63 2.82 1.93 2.00 R2 (2) 5.66 3.39 2.28 X2 (1) 4.22 10.40 6.65 9.60 X2 (2) 6.76 13.28 8.49 R3 9.27 5.65 3.87 4.00 X3 11.92 29.37 18.77 19.30
Bảng 3. 9. Tổng trở bảo vệ TTK của 3 vựng cú kể đến hồ quang tại vị trớ ngắn mạch
Điện trở, điện khỏng Đo ETAP Phiếu chỉnh định
Điện trở, điện khỏng Đo ETAP Phiếu chỉnh định X01 12.05 10.74 20.20 R02 (1) 5.97 3.66 5.60 X02 (1) 17.01 15.16 33.70 R03 11.94 7.33 11.20 X03 34.03 30.33 67.30
4. Sai số do đường dõy song song:
Sai số khi tớnh toỏn trở đường dõy song song là giỏ trị chờnh lệch giữa giỏ trị đo được hoặc tớnh được và giỏ trị thực hay giỏ trị chớnh xỏc của một đại lượng nào đú trong đường dõy song song. Cú sai số đú là do giỏ trị đo được, tớnh được và giỏ trị thực hay giỏ trị chớnh xỏc của một đại lượng khụng đồng nhất với nhau
Đường dõy khụng đồng nhất là khỏi niệm chỉ tớnh chất của một đường dõy cú sự khỏc nhau về cấu trỳc hoặc tớnh chất tại mọi vị trớ khụng gian (hoặc khụng thời gian) trờn hệ thống này.
Khỏi niệm này cú thể ỏp dụng cho nguyờn tử, cho một bộ phận điện tử. Một vật thể hay hệ thống cú thể được coi là khụng đồng nhất ở tầm vĩ mụ, hoặc ở quy mụ tương đương với kớch thước của nú, nhưng khi đi vào vi mụ, hoặc ở quy mụ rất nhỏ so với kớch thước của nú,
Đường dõy khụng đồng nhất cú ảnh hưởng đến diện trở tớnh toỏn là do đường dõy khụng đồng nhất tức là chỉ số Ohm, Vụn (v), ampe (A) khụng đồng nhất, cú sai số dẫn đến điện trở tớnh toỏn cũng sai số theo, điện trở tớnh toỏn cũng khụng được đồng nhất.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Độ chớnh xỏc của phộp đo bị ảnh hưởng của nhiều yếu tố: - Ảnh hưởng lựa chọn thụng số tớnh toỏn:
Tổng trở đường dõy được xỏc định từ cỏc cỏch khỏc nhau, bao gồm tổng trở của loại dõy theo tiờu chuẩn IEC, tổng trở tớnh toỏn bằng chương trỡnh ETAP, tổng trở đo đạc tại thực địa và tổng trở trong Phiếu chỉnh định của Trung tõm Thớ nghiệm điện quốc gia.
Điện trở và điện khỏng thứ tự thuận giữa cỏc phương phỏp xỏc định khỏc nhau tương đối nhiều. Điều này ảnh hưởng tới thụng số cài đặt cho rơle cũng sự làm việc đỳng đắn của bảo vệ, cũng như việc đo lường và xỏc định vị trớ sự cố. Trong đú kết quả đo lường tại thực địa và theo mó dõy lấy trong thư viện (tiờu chuẩn IEC) của chương trỡnh ETAP khỏc biệt nhiều so với kết quả tớnh toỏn của Trung tõm thớ nghiệm điện ghi trong phiếu chỉnh định rơle. Trong khi điện trở và điện khỏng của đường dõy do chương trỡnh ETAP phõn tớch cho kết quả tương đối bằng so với kết quả của phiếu chỉnh định.
- Ảnh hưởng của hồ quang tại điểm sự cố.
So sỏnh điện trở tớnh toỏn khi bị ảnh hưởng bởi sự cố và điện trở mà trung tõm thớ nghiệm đó cài đặt. Do điện trở mà trung tõm đó cài đặt cú độ chớnh xỏc cao, cố định cao. Cũn điện trở tớnh toỏn khi bị ảnh hưởng thỡ cú điện trở lệch, độ chớnh xỏc khụng được cao, cũn nhiều lỗi qua cỏc số liệu tớnh toỏn. Nờn giữa hai điện trở này cú độ chờnh lệch số rất lớn, điện trở tớnh toỏn bị ảnh hưởng khụng được coi là nguồn gốc chớnh xỏc để ta mang số liệu, dữ liệu ra để kết luận.
- Ảnh hưởng của hỗ cảm do cỏc đường dõy chạy song song cựng cột hoặc lõn cận gõy ra.
Tổng trở thứ tự khụng của đường dõy thường khụng thể xỏc định được chớnh xỏc nờn sẽ gõy sai số đỏng kể đối với cỏc sự cố chạm đất (đõy lại là loại sự cố thường xảy ra đối với lưới truyền tải và hệ thống điện núi chung).
CHƯƠNG 4: ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA TRấN TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG THU THẬP ĐƯỢC TỪ HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY.
I. Phương phỏp định vị sự cố dựa theo tớn hiệu đo lường từ một phớa dựng phần mềm Digsi và Sigra của Siemens: mềm Digsi và Sigra của Siemens:
1. Giới thiệu về phần mềm Digsi và Sigra của Siemens: Phần mềm DIGSI
Phần mềm DIGSI là phần mềm để giao tiếp truy cập với rơ le của hóng Siemens sản xuất. Nú được thiết kế với giao diện người dựng hiện đại, trực quan, phự hợp cho cỏc hệ thống phõn phối năng lượng và cụng nghiệp. Phần mềm dựng cho việc cài đặt, cấu hỡnh thụng số chỉnh định rơ le, ngoài ra cũn khai thỏc thụng tin bản ghi sự kiện, ghi sự cố, ghi dao động, định vị sự cố liờn quan đến sự cố vừa xảy ra được truy xuất từ trong rơ le từ đú phõn tớch và đỏnh giỏ cỏc sự cố, hiện tượng bất thường diễn ra trờn lưới điện.
Phần mềm SIGRA
Phần mềm SIGRA là modul của phần mềm DIGSI dựng để đọc bản ghi sự cố dưới dạng súng hiển thị được giỏ trị điện ỏp, dũng điện, cỏc chức năng bảo vệ tỏc động theo trục thời gian từ lỳc bắt đầu xảy ra sự cố đến khi kết thỳc sự cố được loại trừ.
Nú cú tầm quan trọng sau mỗi lần xảy ra sự cố sẽ được phõn tớch nhanh chúng và thu thập đầy đủ cỏc thụng tin sự cố để từ đú tỡm ra cỏc biện phỏp thớch hợp ngay lập tức từ việc đỏnh giỏ nguyờn nhõn. Do đú, lưới điện ban đầu cú thể được khụi phục nhanh chúng và thời gian chết giảm xuống mức tối thiểu.
Đặc trưng
Ngoài việc hiển thị tớn hiệu thời gian thụng thường của bản ghi biến đo, nú cũng được thiết kế để hiển thị sơ đồ vectơ, sơ đồ vũng trũn, biểu đồ thanh để biểu thị cỏc bảng hài và dữ liệu. Từ cỏc giỏ trị đo được ghi lại trong cỏc bản ghi lỗi, SIGRA tớnh toỏn cỏc giỏ trị tiếp theo, chẳng hạn như: đại lượng vắng mặt trong hệ thống ba dõy, trở khỏng,