Tài liệu đồ án rơ le.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ MỤC LỤC CHƯƠNG 1 ------------------------------------------------------------------------------ 1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 110KV ĐỒNG ĐẾ - E31 ---------------- 1 1.1 VỊ TRÍ – VAI TRÒ CỦA TRẠM BIẾN ÁP 110KV ĐỒNG ĐẾ: ----------------------1 1.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT ----------------------------------------------------------1 1.2.1 Hệ thống 110kV: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.2.2 Hệ thống 22kV: ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1 1.2.3 Phía 11kV của máy biến áp T2: --------------------------------------------------------------------------------- 1 1.2.4 Các mạch vòng liên lạc:-------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.2.5 Các phương thức vận hành cơ bản:---------------------------------------------------------------------------- 2 1.2.6 Hệ thống điều khiển Rơle bảo vệ tự động và đo lường: --------------------------------------------------- 2 1.2.7 Hệ thống điện tự dùng: ------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.8 Hệ thống chiếu sáng: ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.9 Hệ thống thông tin trong trạm: --------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.10 Tổng hợp các thiết bị nhất thứ: ------------------------------------------------------------------------------- 3 1.2.11 Sơ đồ nhất thứ: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 1.3 THỐNG KÊ NHỮNG HƯ HỎNG CÓ THỂ XẢY RA TRONG TRẠM:-------------6 1.3.1 Những dạng ngắn mạch trên thanh góp 110kV:----------------------------------------------------------------- 6 1.3.2 Những hư hỏng trong máy cắt: ------------------------------------------------------------------------------------- 6 1.3.3 Những hư hỏng nguồn một chiều: --------------------------------------------------------------------------------- 7 1.3.4 Những hư hỏng bên trong máy biến áp: -------------------------------------------------------------------------- 7 1.3.5 Kết luận:---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 CHƯƠNG 2 ------------------------------------------------------------------------------ 9 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG TRẠM- 9 2.1 MÁY BIẾN ÁP T2 ------------------------------------------------------------------------9 2.1.1 Đặc điểm cấu tạo: -------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 2.1.2 Thông số kỹ thuật: ------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 2.2 MÁY CẮT ĐIỆN 110KV--------------------------------------------------------------- 12 2.2.1 Đặc điểm cấu tạo: -------------------------------------------------------------------------------------------------12 2.1.2 Thông số kỹ thuật: ------------------------------------------------------------------------------------------------14 2.1.3 Thông số kỹ thuật bộ truyền động cơ khí: ------------------------------------------------------------------15 2.3 MÁY CẮT ĐIỆN 22KV ---------------------------------------------------------------- 15 2.3.1 Đặc điểm cấu tạo: -------------------------------------------------------------------------------------------------15 2.4 DAO CÁCH LY 110KV ---------------------------------------------------------------- 17 2.4.1 Đặc điểm cấu tạo: --------------------------------------------------------------------------------------------------17 2.4.3 Thông số kỹ thuật bộ truyền động: ----------------------------------------------------------------------------18 2.5 BIẾN ĐIỆN ÁP 110KV ---------------------------------------------------------------- 18 2.5.1 Đặc điểm cấu tạo: -------------------------------------------------------------------------------------------------18 2.5.2 Thông số kỹ thuật: ------------------------------------------------------------------------------------------------19 2.6 BIẾN DÒNG ĐIỆN 110KV ----------------------------------------------------------- 19 2.6.1 Đặc điểm cấu tạo: -------------------------------------------------------------------------------------------------19 2.6.2 Thông số kỹ thuật: -------------------------------------------------------------------------------------------------20 SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 2.7 BIẾN DÒNG ĐIỆN 22KV------------------------------------------------------------- 21 2.7.1 Đặc điểm cấu tạo: -------------------------------------------------------------------------------------------------21 2.7.2 Thông số kỹ thuât: ------------------------------------------------------------------------------------------------21 2.8 CHỐNG SÉT VAN: -------------------------------------------------------------------- 21 CHƯƠNG 3 -----------------------------------------------------------------------------23 TỔNG QUAN HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ-------------------------------------23 3.1 BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP T2:------------------------------------------------------------ 23 3.1.1 Bảo vệ so lệch: ------------------------------------------------------------------------------------------------------23 3.1.1.1 Chức năng so lệch 87T: -------------------------------------------------------------------------------------23 3.1.1.2 Chức năng quá dòng 50/51B: ------------------------------------------------------------------------------23 3.1.1.3 Chức năng chống chạm đất có giới hạn 50REF: ------------------------------------------------------23 3.1.1.4 Chức năng quá tải 49: ---------------------------------------------------------------------------------------23 3.1.1.5 Chức năng ghi nhận sự cố FR: ----------------------------------------------------------------------------24 3.1.2 Bảo vệ quá dòng phía 110kV và 22kV:-----------------------------------------------------------------------24 3.1.2.1 Chức năng quá dòng phía 110kV máy biến áp: -------------------------------------------------------24 3.1.2.1 Chức năng quá dòng phía 22kV máy biến áp: ---------------------------------------------------------24 3.1.3 Tự động điều chỉnh điện áp:-------------------------------------------------------------------------------------24 3.1.4 Bảo vệ chống sự cố gián tiếp trong MBA: -------------------------------------------------------------------24 3.1.4.1 Rơle hơi 96B: -------------------------------------------------------------------------------------------------24 3.1.4.2 Rơle dòng dầu 96P:------------------------------------------------------------------------------------------25 3.1.4.3 Rơle nhiệt độ cuộn dây 26W: ------------------------------------------------------------------------------26 3.1.4.4 Rơle nhiệt độ dầu 26Q: -------------------------------------------------------------------------------------26 3.1.4.5 Đồng hồ chỉ thị mức dầu 71Q: ----------------------------------------------------------------------------27 3.1.4.6 Van giảm áp lực 63M (van phòng nổ): ------------------------------------------------------------------28 3.2 BẢO VỆ CÁC XUẤT TUYẾN 110KV ----------------------------------------------- 28 3.2.1 Bảo vệ khoảng cách: ----------------------------------------------------------------------------------------------28 3.2.1.1 Chức năng khoảng cách F21:-----------------------------------------------------------------------------29 3.2.1.2 Chức năng quá dòng 50/51: -------------------------------------------------------------------------------29 3.2.1.3 Chức năng đóng và đóng lặp lại có hòa đồng bộ: -----------------------------------------------------29 3.2.1.4 Chức năng bảo vệ đường truyền F85: -------------------------------------------------------------------29 3.2.1.5 Chức năng định vị sự cố FL: ------------------------------------------------------------------------------29 3.2.1.6 Chức năng ghi nhận sự cố FR: ---------------------------------------------------------------------------30 3.2.2 Bảo vệ quá dòng chạm đất có hướng: ------------------------------------------------------------------------30 3.2.2.1 Chức năng quá dòng có hướng F67: --------------------------------------------------------------------30 3.2.2.2 Chức năng quá áp, kém áp F59/27:----------------------------------------------------------------------30 3.2.2.3 Chức năng bảo vệ máy cắt từ chối cắt 50BF: ----------------------------------------------------------30 3.3 BẢO VỆ CÁC XUẤT TUYẾN 22KV: ----------------------------------------------- 31 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 Chức năng quá dòng F50/51, 50/51N: ------------------------------------------------------------------------31 Chức năng bảo vệ máy cắt từ chối cắt 50BF:---------------------------------------------------------------31 Chức năng đóng lặp lại F79:------------------------------------------------------------------------------------31 Chức năng giám sát mạch cắt F74: ---------------------------------------------------------------------------31 Chức năng ghi nhận sự cố và các nhiễu loạn của hệ thống FR:----------------------------------------31 Chức năng phụ khác:---------------------------------------------------------------------------------------------31 3.4 BẢO VỆ THANH CÁI 22KV: -------------------------------------------------------- 31 3.3.6 Chức năng quá áp F59: ------------------------------------------------------------------------------------------31 3.3.6 Chức năng kém áp F27: -----------------------------------------------------------------------------------------32 3.3.6 Chức năng bảo vệ tần số thấp F81: ---------------------------------------------------------------------------32 3.5 SƠ ĐỒ LOGIC, PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ, ĐIỀU KHIỂN ------------------- 33 3.5.1 Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp T2: -----------------------------------------------------------------33 3.5.2 Sơ đồ phương thức bảo vệ xuất tuyến 110kV: --------------------------------------------------------------34 3.5.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ các xuất tuyến và thanh cái 22kV: -----------------------------------------35 SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang ii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 3.5.4 Sơ đồ logic điều khiển ngăn 172 – E01: ----------------------------------------------------------------------36 3.5.5 Sơ đồ logic điều khiển ngăn 171 – E03: ----------------------------------------------------------------------37 3.5.6 Sơ đồ logic điều khiển ngăn phân đoạn: ---------------------------------------------------------------------38 SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 110KV ĐỒNG ĐẾ - E31 1.1 VỊ TRÍ – VAI TRÒ CỦA TRẠM BIẾN ÁP 110KV ĐỒNG ĐẾ: Trạm biến áp 110kV Đồng Đế - E31 được xây dựng tại thôn Hòn Nghê, xã Vĩnh Ngọc, thành phố Nha Trang – Khánh Hòa. Khởi công xây dựng năm 2001 và đóng 2 điện vận hành tháng 10/2003 với tổng diện tích 2870 m . Là nguồn điện cung cấp chính cho Khu công nghiệp Đồng Đế, khu dân cư phía bắc thành phố Nha Trang và các vùng phụ cận. Trạm biến áp Đồng Đế - E31 trực thuộc Điện lực Vĩnh Hải – Công ty CP Điện lực Khánh Hòa quản lý với công suất lắp đặt 25MVA. Giai đoạn 2003-2010 được lắp đặt 01 máy biến áp 25MVA - 115/24/11 kV có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải với sơ đồ một thanh góp có phân đoạn bằng dao cách ly 1.2 CÁC ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT 1.2.1 Hệ thống 110kV: Sơ đồ nối điện phía 110kV hiện tại của trạm là sơ đồ hệ thống một thanh góp có phân đoạn bằng dao cách lý, có 2 xuất tuyến 110kV. - Lộ đường dây 171 đến trạm 220kV Nha Trang – E29 - Lộ đường dây 172 đến trạm 110kV Nha Trang – E27 - 01 máy biến áp T2 có công suất 25MVA có điện áp 115 ± 9 ×1,78% kV / 24kV / 11kV. Máy biến áp T1 sẽ lắp đặt trong giai đoạn phát triển sau - Đa số các máy cắt dùng loại máy cắt khí SF6 GL312F1 truyền động kiểu lò xo tích năng do hãng AREVA. 1.2.2 Hệ thống 22kV: Là sơ đồ hệ thống 1 thanh góp có máy cắt phân đoạn 412, nhưng hiện tại chỉ có thanh góp C12, thanh cái C11 sẽ lắp thêm khi có máy biến áp T1, gồm 04 xuất tuyến: 472, 474, 476, 478 Công suất cao điểm trung bình: 19MVA Công suất thấp điểm trung bình 8MVA 1.2.3 Phía 11kV của máy biến áp T2: - Là cuộn dây nối hình tam giác, đưa 2 đầu dây ra ngoài và nối đất an toàn 1.2.4 Các mạch vòng liên lạc: SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ - Phía 110kV: + Xuất tuyến 171 liên lạc đến xuất tuyến 172 trạm E29 + Xuất tuyến 172 liên lạc đến xuất tuyến 173 trạm E27 - Phía 22kV: + Xuất tuyến 472 liên lạc với xuất tuyến 471 trạm E27 + Xuất tuyến 474 liên lạc với xuất tuyến 472 trạm E27 1.2.5 Các phương thức vận hành cơ bản: - Nhận nguồn từ đường dây 110kV 171 từ trạm E29, cấp qua thanh góp C11, dao cách ly phân đoạn 112-1 và 112-2, đến thanh góp C12, cấp cho máy biến áp T2 và cấp cho phụ tải 22kV, đồng thời có thể cấp cho trạm E27 qua xuất tuyến 172. - Nhận nguồn từ đường dây 110kV 172 từ trạm E27, cấp cho thanh góp C12, cấp cho máy biến áp T2 và cấp cho phụ tải 22kV, đồng thời có thể cấp cho thanh góp C11 để cấp cho trạm E29 qua xuất tuyến 172. - Nhận nguồn từ xuất tuyến 472 hoặc 474 cấp lên thanh góp C42 để cấp cho xuất 476 và 478, khi đó máy cắt 472 hoặc 474 sẽ làm máy cắt tổng. Phương thức vận hành này chỉ áp dụng khi máy biến áp T2 bị sự cố hoặc mất nguồn phía 110kV. 1.2.6 Hệ thống điều khiển Rơle bảo vệ tự động và đo lường: I.2.6.1 Hệ thống điều khiển: Điều khiển các máy cắt phía 110/22 kV là điều khiển từ xa đặt tại tủ bảng điều khiển trong phòng vận hành báo vị trí đóng, cắt của máy cắt và DCL bằng đèn tín hiệu hoặc bằng chỉ thị vị trí. + 01 bảng điều khiển cho lộ tổng phía 22kV và 110kV của máy biến áp T2 (CP1) + 01 bảng điều khiển từ xa máy biến áp T2 (RTC). + 01 bảng điều khiển cho xuất tuyến 171 (CP2) Các bộ báo động bằng âm thanh và ánh sáng khi xuất hiện tín hiệu sự cố và hệ thống rơle bảo vệ tự động làm việc. 1.2.6.2 Hệ thống rơle-bảo vệ tự động: Toàn bộ rơle bảo vệ chính của trạm đều là rơle số, hệ thống bảo vệ bao gồm: + 01 bảng rơle bảo vệ máy biến áp 110kV (RP1) + 01 bảng rơle bảo vệ ngăn lộ tổng 110/22 kV máy biến áp T2 và ngăn phân đoạn. + 01 bảng rơ le cho xuất tuyến 171. - Đa số các bảo vệ chính phía 110kV dùng loại rơle do hãng SEL sản xuất SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 1.2.6.3 Hệ thống đo lường: Đo lường các thông số điện phía 110kV, 22kV; dùng hợp bộ lường SIMEAS P. 7KG7xxx đo điện áp, dòng điện, công suất tác dụng, công suất phản kháng của các phần tử… 1.2.7 Hệ thống điện tự dùng: - Điện tự dùng xoay chiều: Gồm 01 máy biến áp tự dùng 22/0,4kV - 100kVA và hệ thống phân phối xoay chiều 3 pha, 1pha. - Điện tự dùng một chiều: Điện tự dùng một chiều được cung cấp bởi hệ thống ắc quy axit-chì có dung lượng 185Ah được nạp và phụ nạp thường xuyên qua 02 tủ chỉnh lưu, điện áp một chiều đầu ra là 220V và hệ thống phân phối một chiều. 1.2.8 Hệ thống chiếu sáng: - Hệ thống chiếu sáng ngoài trời: Được trang bị các đèn cao áp thuỷ ngân công suất 250W, điện áp 220V bố trí ở các kết cấu xây dựng như cột tổng thanh cái của hệ thống phân phối 110. - Hệ thống chiếu sáng trong nhà: Chiếu sáng trong nhà điều khiển dùng đèn huỳnh quang chiếu sáng. Phòng điều khiển, phòng ắc quy, phòng phân phối… có độ tin cậy cao. Ngoài ra trong nhà còn trang bị mạng điện chiếu sáng sự cố dùng đèn compact điện áp 220V được cung cấp từ nguồn một chiều 220VDC và các loại đèn xách tay di động khác để phục vụ, sửa chữa sự cố và kiểm tra tình trạng bên ngoài của các thiết bị trong nhà và ngoài trời của trạm. 1.2.9 Hệ thống thông tin trong trạm: Sử dụng các hệ thống thông tin (SCADA, điện thoại, bộ đàm). Hệ thống thông tin SCADA Trạm được kết nối với trung tâm điều độ miền A3 qua hệ thống giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu quản lý năng lượng SCADA (EMS). 1.2.10 Tổng hợp các thiết bị nhất thứ: Stt Tên thiết bị Số lượng Chỉ danh VH 1 Máy biến áp 115/22/11kV 01 T2 2 Máy biến áp 22/0,4kV 01 TD42 3 Máy cắt 110kV 03 MC 171, 172,132 4 Máy cắt 22kV 06 MC 432, 412, 472, 474, 476, 478 5 Dao cách ly 110kV 07 171-1, 171-7, 172-2, 172-2, SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 112-1, 112-2, 132-2 6 Dao cắt phụ tải 22kV 02 TUC42-2, TD42-2 7 Biến điện áp 110kV 03 TU 171, TU 172, TU C12 8 Biến điện áp 22kV 02 TU 4T2, TU C42 9 Biến dòng điện 110kV 03 TI 171, TI 172, TI 132 10 Biến dòng điện 22kV 06 TI 432, TI 412, TI472, TI 474, TI 476, TI 478 11 Chống sét van SVTH: HÀ CHÍ TRUNG 01 Phía 110 và 22kV của MBA T2 http://www.ebook.edu.vn Trang 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 1.2.11 Sơ đồ nhất thứ: ®Õn tba 110kv - E27 PLC TU 171 M 172-76 172-7 172-75 MF M M 172-25 172-2 172-24 M M M M C12 M C11 M MF TU C12 T2 - 25/25MVA 115±9x1,78%/24kV YNyn0d11 F SVTH: HÀ CHÍ TRUNG MF MF MF MF MF F http://www.ebook.edu.vn Trang 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 1.3 THỐNG KÊ NHỮNG HƯ HỎNG CÓ THỂ XẢY RA TRONG TRẠM: 1.3.1 Những dạng ngắn mạch trên thanh góp 110kV: - Ngắn mạch 1 pha trên thanh góp C11 hoặc C12 do phóng điện trên bề mặt sứ cách điện (phóng điện bề mặt, bể nhiều bát sứ cách điện…) - Hỏng biến điện áp thanh góp TU C12 - Do thao tác nhầm đóng tiếp địa lên thanh góp đang mang điện (TĐ 171-14, 172-24) - Thao tác đóng cắt dao cách ly thanh góp khi máy cắt chưa cắt (đóng/cắt DCL 112-1, 112-2, 171-1…) - Có vật lạ vướng vào thanh góp (như dây diều, rắn, côn trùng…) * Tất cả các dạng ngắn mạch trên đều gây mất điện cả hai thanh góp C11 và C12 do máy cắt ở trạm E27 và E29 tác động, làm mất điện toàn trạm. Nếu là sự cố thoáng qua, có thể kiểm tra sơ bộ và có thể cho nhận điện trở lại. Nếu là sự cố vĩnh cửu như vỡ hàng loạt các bát sứ căng, cháy hỏng DCL thanh cái, ngắn mạch nhiều pha… thì phải tìm cách khắc phục, xử lý xong mới cho đóng điện, hoặc cô lập phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống để có thể nhận điện trở lại. 1.3.2 Những hư hỏng trong máy cắt: - Áp lực khí SF6 giảm thấp do bị rò rĩ tại các đầu nối, vỡ đồng hồ áp lực, vỡ buồng dập hồ quang… Nếu áp lực giảm đến cấp 1, phải tìm cách khắc phục ngay hoặc cô lập cắt máy ra khỏi vận hành, nếu áp lực đã giảm đến cấp 2 thì phải cô lập máy cắt bằng máy cắt khác vì khi đó máy cắt không có khả năng dập hồ quang và đã bị khóa. - Mất chân không ở máy cắt chân không 22kV do hệ thống phốt, ron bị già hóa, bị biến dạng khi nhiệt độ hồ quang lớn, vỡ buồng dập hồ quang… Trường hợp mất chân không mà máy cắt vẫn vận hành là rất nguy hiểm cho người vận hành vì không có tín hiệu cảnh báo, do đó khi cắt máy cắt có tải hoặc máy cắt nhảy do bảo vệ tác động sẽ không dập được hồ quang, gây ngắn mạch nhiều pha tại đầu máy cắt - Hư hỏng mạch đóng, mạch cắt của các máy cắt, thông thường khi hỏng mạch cắt đều có tín hiệu cảnh báo để nhân viên xử lý. Có thể do lỏng các đầu nối, Jack cắm, test block, cháy cuộn cắt, Áptômát điều khiển bị nhảy do ngắn mạch nội bộ… Có thể kiểm tra và khoanh vùng bị hư hỏng. Khi hỏng mạch cắt thì có thể không đóng được máy cắt. SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 1.3.3 Những hư hỏng nguồn một chiều: - Chạm đất nguồn thanh dương hoặc thanh âm của thanh góp một chiều. - Hỏng tủ nạp accu làm cho điện áp trên thanh góp một chiều giảm thấp hoặc không cấp dòng nạp cho hệ thống accu. - Hỏng một hoặc nhiều bình accu làm cho hệ thống accu không đủ điện áp, dung lượng cấp cho phụ tải khi mất nguồn xoay chiều (nội trở bình tăng cao, ngắn mạch các bản cực…) * Khi có chạm đất thanh góp một chiều thì rơle giám sát cách điện thanh cái sẽ báo tín hiệu, khi đó phải tìm cách xử lý ngay để tránh chạm đất nhiều điểm bằng cách cô lập các nhánh hoặc khoanh vùng bị hư hỏng. Nếu bị sự cố hệ thống accu mà số bình accu bị hỏng ít, có thể dùng bình dự phòng để thay thế. Nếu dung lượng của bình bị giảm nhiều do nạp điện không đủ thì có thể chuyển hệ thống tủ nạp sang chế độ nạp nhanh (cưỡng bức) cho đến khi đủ dung lượng. 1.3.4 Những hư hỏng bên trong máy biến áp: Sự cố bên trong được chia làm hai nhóm sự cố trực tiếp và sự cố gián tiếp.
Sự cố trực tiếp là ngắn mạch các cuộn dây, hư hỏng cách điện làm thay đổi đột ngột các thông số điện.
Sự cố gián tiếp diễn ra từ từ nhưng sẽ trở thành sự cố trực tiếp nếu không phát hiện và xử lý kịp thời (như quá nhiệt trong máy biến áp, áp suất dầu tăng cao…). Vì vậy yêu cầu bảo vệ sự cố trực tiếp phải nhanh chóng cách ly MBA bị sự cố ra khỏi hệ thống điện để giảm ảnh hưởng đến hệ thống. Sự cố gián tiếp không đòi hỏi phải cách ly MBA nhưng phải được phát hiện, có tín hiệu báo cho nhân viên vận hành biết xử lý. Sau đây phân tích một số sự cố bên trong thường gặp. - Ngắn mạch một pha: Có thể là chạm vỏ hoặc chạm lõi thép MBA. Dòng ngắn mạch một pha lớn hay nhỏ phụ thuộc chế độ làm việc của điểm trung tính MBA đối với đất tỷ lệ vào khoảng cách từ điểm chạm đất đến điểm trung tính. - Ngắn mạch giữa các pha trong MBA ba pha: Dạng ngắn mạch này rất hiếm khi xảy ra, nhưng nếu xảy ra dòng ngắn mạch sẽ rất lớn so với dòng một pha. - Ngắn mạch giữa các vòng dây của cùng một pha: Khoảng (70 ÷ 80)% hư hỏng MBA là từ chạp chập giữa các vòng dây trong cùng một pha bên trong MBA. Trường hợp này dòng điện tại chỗ ngắn mạch rất lớn vì một số vòng dây bị nối ngắn mạch, dòng điện này phát nóng đốt cháy cách điện của cuộn dây và dầu biến áp, SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ nhưng dòng từ nguồn tới MBA Is có thể vẫn nhỏ (vì tỷ số MBA rất lớn so với số ít vòng dây bị ngắn mạch) không đủ cho bảo vệ rơle tác động. Ngoài ra còn có các sự cố như hư thùng dầu, hư sứ dẫn, hư bộ phận điều chỉnh đầu phân áp… - Dòng điện từ hoá tăng vọt khi đóng MBA không tải: Hiện tượng dòng điện từ hoá tăng vọt có thể xuất hiện vào thời điểm đóng MBA không tải. Dòng điện này chỉ xuất hiện trong cuộn sơ của MBA. Nhưng đây không phải là dòng điện ngắn mạch do đó yêu cầu bảo vệ không tác động. - Sự cố bên ngoài ảnh hưởng đến tình trạng làm việc của MBA: + Dòng điện tăng cao do ngắn mạch ngoài và quá tải. + Mức dầu bị hạ thấp do nhiệt độ không khí xung quanh MBA giảm đột ngột. + Quá điện áp khi ngắn mạch một pha trong hệ thống điện. 1.3.5 Kết luận: Từ những thống kê trên, ta nhận thấy các sự cố xảy ra trong máy biến áp rất nguy hiểm và phức tạp, do đó cần có những biện pháp hữu hiệu để phòng chống các dạng sự cố cho máy biến áp SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ CHƯƠNG 2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG TRẠM 2.1 MÁY BIẾN ÁP T2 2.1.1 Đặc điểm cấu tạo: - MBA-T2 25MVA 115 kV ±9x1,78% / 24kV loại 3 pha, 2 cuộn dây + cuộn cân bằng ngâm trong dầu, có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải phía 110kV, chế độ làm mát tự nhiên (ONAN) và làm mát cưỡng bức bằng quạt gió (ONAF), chế tạo theo tiêu chuẩn TCVN 6306-1997 (IEC-76), thiết kế đặt ngoài trời, có thể vận hành bình thường ở điều kiện khí hậu như sau: + Số sản xuất : 023833-01 + Độ cao so với mực nước biển : [ 1000m + Nhiệt độ môi trường tối đa : 45oC + Nhiệt độ trung bình trong năm : 26oC + Nhiệt độ môi trường nhỏ nhất : 10oC + Độ ẩm lớn nhất : 100% + Độ ẩm trung bình : 80% + Hệ số động đất : 0,2G + Tốc độ gió lớn nhất : 45m/s + Áp suất gió tối đa : 95DaN/m2 + Bức xạ mặt trời : 400W/m2 + Hằng số tỏa nhiệt mặt trời : 0,8 + Hằng số hấp thụ nhiệt mặt trời : 0,7 + Khí hậu : Nhiệt đới + Mức độ ô nhiễm : Nặng 2.1.2 Thông số kỹ thuật: 1. Điện áp danh định: - Điện áp cuộn cao áp : 115±9x1,78%kV(Điều chỉnh điện áp dưới tải). - Điện áp cuộn hạ áp : 24 kV - Điện áp cuộn cân bằng : 11 kV SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 2. Công suất định mức: Cuộn dây Công suất (MVA) khi không có quạt gió (ONAN) Cao áp 20 Hạ áp 20 Cân bằng 6,8 25 25 8,5 Công suất (MVA) khi có quạt gió (ONAF) 3. Dòng điện định mức: Cuộn dây Dòng điện (A) khi không có quạt gió (ONAN) Dòng điện (A) khi có quạt gió (ONAF) 4. Sơ đồ đấu dây: Ynyn0 + d11 Cuộn cao áp Cuộn hạ áp Cuộn cân bằng Cao áp 125,5 Hạ áp 481,1 87,85 601,4 Đấu sao, trung tính nối đất trực tiếp Đấu sao, trung tính nối đất trực tiếp Đấu tam giác hở, đưa ra ngoài 2 đầu sứ, đấu tắt và nối đất 5. Tần số định mức: 50Hz. 6. Mức cách điện: Đầu ra Cuộn cao áp 115kV Trung tính 115kV Cuộn hạ áp 24kV Trung tính 24kV Cuộn cân bằng 7. Tổn hao: Điện áp thử Điện áp làm việc nghiệm xung sét lớn nhất (kV) (kV) 123 550 72,5 350 24 125 24 125 12 75 - Tổn hao không tải Điện áp thử nghiệm tần số công nghiệp xoay chiều (kV) 230 140 50 50 28 : Po = 16,5kW - Tổn hao có tải : Pk (115/24kV ) = 105kW (Nhiệt độ cuộn dây 750C, tần số định mức, chuyển mạch ở nấc chính(10), công suất định mức 25MVA, điện áp định mức). - Tổn hao cho phần làm mát : Plm = 2,4kW 8. Dòng điện ngắn mạch của hệ thống: - Phía 115 kV : 25kA/3s - Phía 24 kV : 20kA/1s 9. Điện áp ngắn mạch: Uk ở 75 oC (%) 10,5 17,8 4,65 Tỉ lệ điện áp (kV) 115/24kV 115kV/ Cân bằng 24kV/ Cân bằng SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ Điện áp ngắn mạch của máy biến áp ở nấc điện áp danh định, nhiệt độ 750C và công suất định mức. Sai số giá trị điện áp ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC 76 (1993). 10. Khả năng quá tải: Khả năng quá tải của máy biến áp được tính toán đảm bảo phù hợp theo tiêu chuẩn IEC 354 (1991). 11. Mức độ tiếng ồn: Độ ồn của máy được xác định theo phương pháp đo phù hợp với tiêu chuẩn IEC 551 (1976), không vượt quá 80 dB đo ở khoảng cách 3m. 12. Tổng trọng lượng máy : 53000 Kg. 13. Tổng thể tích dầu : 17800 Lít - Loại dầu : CASTROL BS 148. 14. Trọng lượng vỏ máy : 6000 Kg 15. Trọng lượng vận chuyển : 46800 Kg 16. Kích thước vận chuyển thùng chính (LxWxH) : 4800x2350x3800 mm 17. Kích thước bao (LxWxH) : 5800x3550x5350 mm 18. Nhiệt độ định mức: - Độ tăng nhiệt độ lớp dầu trên cùng : 55oC - Nhiệt độ dầu Alarm : 90oC - Nhiệt độ dầu Trip : 95oC - Độ tăng nhiệt độ cuộn dây : 60oC - Nhiệt độ cuộn dây Alarm : 100oC - Nhiệt độ cuộn dây Trip : 105oC - Nhiệt độ dầu khởi động 6 quạt mát ở 65oC, dừng 6 quạt ở 55oC. 19. Thông số kỹ thuật quạt mát: - Kiểu : 30K4-11 - Lưu lượng gió : 10000 m3/h. - Áp lực : 95 Pa. - Tốc độ quay : 910 vòng/phút. - Công suất : 0,4 kW. - Độ ồn : ≤ 70dB. - Nguồn cung cấp : 3 pha, 380V - Tần số : 50Hz. SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ - Điều kiện làm việc : Ngoài trời. - Nhà sản xuất : Trung Quốc 20. Các tiêu chuẩn chế tạo và thử nghiệm: Tất cả các tính toán, thiết kế, vật liệu, chế tạo và thử nghiệm đều dựa trên các tiêu chuẩn và đảm bảo đạt các thông số kỹ thuật của các tiêu chuẩn sau: - IEC 76 - Máy biến áp điện lực. ( Power transformers ) - IEC 137 - Các sứ xuyên có điện áp xoay chiều trên 1000V. ( Bushings for Alternating Voltage above 1000V ) - IEC 185 - Máy biến dòng điện. ( Current transformers ) - IEC 296 - Thông số dầu cách điện máy biến áp và thiết bị đóng cắt. ( Specification for unused mineral insulating oils for transformers and swichgear ). - IEC 354 - Hướng dẫn về phụ tải máy biến áp dầu. ( Loading guide for oil-immersed power transformers ) - IEC 529 - Cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài (mã IP). ( Degrees of protection provided by enclosures (IP code)) - IEC 551 - Xác định mức ồn của máy biến áp và cuộn kháng. ( Determination of transformer and reactor sound levels ) - IEC 947 - Thiết bị kiểm soát và đóng cắt điện áp thấp. ( Low-voltage switchgear and controllgear ) - IEC 214 & 352 - Bộ điều áp dưới tải. ( On load tap changer ) 2.2 MÁY CẮT ĐIỆN 110KV 2.2.1 Đặc điểm cấu tạo: - Dùng máy cắt GL312F1 do hãng AREVA chế tạo, là máy cắt dùng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang. Ba pha của máy cắt đặt trên một giá đỡ. Trụ cực máy cắt chứa khí SF6 để cách điện và dập hồ quang theo nguyên lý tự thổi. Mỗi pha của máy cắt có một buồng dập hồ quang (buồng ngắt) riêng biệt nằm phía trên, phía dưới là sứ cách điện. Để tạo môi trường cho khí SF6 dập tắt hồ quang ở áp lực cao, buồng dập hồ SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ quang của máy cắt SF6 được thiết kế tăng cường khả năng chịu nhiệt và chấn động cơ khí, giảm độ hao mòn tiếp điểm do các hóa chất độc hại sinh ra trong quá trình dập hồ quang. Phần tác dụng nằm trong vỏ sứ chứa đầy khí để đảm bảo cách điện giữa các cực của máy cắt. - Ba pha được điều khiển chung bằng một cơ cấu truyền động kiểu lò xo tích năng đặt trong tủ truyền động được gắn với giá đỡ. Năng lượng cần để thao tác được tích năng trong lò xo đóng và lò xo cắt chung cho cả 3 pha. Tủ truyền động được nối với trụ cực pha B qua một cơ cấu dẫn động và nối với các trụ pha khác qua các cần liên kết. - Sau mỗi lần đóng, lò xo đóng tự động được tích năng cho lần đóng tiếp theo bằng một động cơ nén lò xo. Thời gian tích năng nhỏ hơn 15s. - Máy cắt có thể báo tín hiệu hoặc tự động khóa khi áp lực khí SF6 bị giảm thấp. Máy cắt có tiếp điểm liên động chống đóng hoặc cắt khi áp lực khí SF6 bị giảm thấp. - Máy cắt có 2 mạch cắt có thể làm việc độc lập hoặc song song. - Máy cắt có thể thao tác từ xa hoặc tại chỗ tùy theo việc chọn chế độ REMOTE hoặc LOCAL. - Máy cắt có trang bị bộ sấy đặt tại tủ truyền động, có bộ cảm biến nhiệt điều khiển việc đưa bộ sấy vào làm việc khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn nhiệt độ chỉnh định - Máy cắt có kết cấu kín, các trụ nạp đầy khí nên có thể dùng ở mọi khí hậu, kể cả trong môi trường nhiễm bẩn nặng và khí hậu nhiệt đới. - Tất cả các chi tiết của 1 cực máy cắt đều được lắp ráp, hiệu chỉnh và thí nghiệm xuất xưởng sẵn sàng cho việc lắp đặt, sau đó nạp khí ở áp lực 0,05 Mpa, bảo đảm cho các chi tiết trong cực máy cắt không bị nhiễm ẩm trong quá trình vận chuyển và bảo quản trong kho. Do đó không cần kiểm tra và xử lý cách điện trước khi vận hành nếu áp lực trong cực máy cắt khi mở thùng không nhỏ hơn 0,03 Mpa. - Máy cắt có thể đóng lặp lại cho cả 3 pha. SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 2.1.2 Thông số kỹ thuật: TT 1 Nhà chế tạo Thông số Đơn vị Giá trị AREVA/Đức 2 Điện áp định mức kV 145 3 Tần số định mức Hz 50 4 Dòng điện định mức A 3150 5 Mức chịu điện áp xoay chiều tăng cao tần số Công nghiệp, 1min kV 275 6 Mức chịu điện áp xung sét kV 650 7 Dòng cắt ngắn mạch định mức -Thành phần xoay chiều kA 40 - Tỷ lệ % thành phần một chiều % 36 - Thời gian mở nhỏ nhất ms 35 9 Dòng ngắn mạch định mức đỉnh máy cắt chịu được kA 104 10 Dòng cắt không đồng pha định mức kA 10 11 Thời gian chịu ngắn mạch s 3 12 Chu trình thao tác: hoặc: 13 Điện áp quá độ phục hồi định mức kV 249 kV/µs 2,0 Ω 450 8 Thời gian thao tác Cắt 0,3 giây – đóng cắt – 3 phút – đóng cắt Đóng cắt – 15 giây – đóng cắt - Giá trị đỉnh - Tốc độ tăng trưởng 14 Ngắn mạch đầu đường dây - Tổng trở sóng xung - Hệ số đỉnh 1,6 15 Dòng nạp định mức khi ngắt mạch đường dây trên không A 50 16 Dòng nạp định mức khi ngắt mạch đường dây cáp A 160 17 Trọng lượng khí SF6 của máy cắt kg 12 18 Áp lực khí ở nhiệt độ 200C - Áp lực nạp ở định mức Mpa 0,64 - Áp lực mức 1: báo tín hiệu Mpa 0,54 - Áp lực mức 2: khoá mạch đóng và mạch cắt Mpa 0,51 - Áp lực khí SF6 trong máy cắt cho phép vận chuyển Mpa 0,05 19 Cuộn đóng cuộn 1 20 Cuộn cắt cuộn 2 SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 2.1.3 Thông số kỹ thuật bộ truyền động cơ khí: TT Thông số 1 Kiểu bộ truyền động 2 Đơn vị Giá trị FK3-1 - Một chiều VDC 220 - Xoay chiều VAC 220 Điện áp định mức cấp cho động cơ nén lò xo 3 Dãi điện áp làm việc của động cơ 4 Công suất tiêu thụ W <750 5 Thời gian nén lò xo đóng s <15 6 Điện áp định mức của cuộn đóng, cuộn cắt VDC 220 - Điện áp định mức 7 85 ÷ 110% Un - Dãi điện áp làm việc của cuộn đóng 85 ÷ 110 % Un - Dãi điện áp làm việc cuộn cắt 70 ÷ 110 % Un - Điện năng tiêu thụ cuộn đóng W 340 - Điện năng tiêu thụ cuộn cắt W 340 A 10 A 10 A 2 VAC 220 W 80 Các mạch phụ - Dòng tải định mức - Dung lượng cắt của các tiếp điểm phụ - 230V AC - 220V DC (Trong mạch điện cảm với hằng số thời gian L/R = 20ms) 8 Điện áp cấp nguồn cho sấy và chiếu sáng Điện năng tiêu thụ 2.3 MÁY CẮT ĐIỆN 22KV 2.3.1 Đặc điểm cấu tạo: - Dùng máy cắt Pro-MEC VCB-24 do hãng LG-vina chế tạo, là máy cắt chân không, ba pha của máy cắt đặt trên một giá đỡ có bánh xe để dễ dàng di chuyển vào tủ hợp bộ, cả ba pha điều khiển đồng thời nhờ bộ truyền động kiểu lò xo tích năng. - Khung được chế tạo bằng vật liệu cách điện đảm bảo độ tin cậy cao về cơ điện. Trên khung lắp đặt 3 buồng cắt chân không, cơ cấu truyền động cơ khí và các phụ kiện để kết nối. Khung máy cắt đảm bảo cách điện pha - pha và pha đất, nối đất được tạo thành từ phần kim loại của máy cắt. SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ - Buồng cắt chân không của máy cắt có sứ cách điện bảo vệ bên ngoài, các lớp đệm kim loại, hệ thống tiếp điểm động và tĩnh di chuyển dọc bên trong buồng dập hồ quang. Áp suất bên trong buồng cắt chân không có giá trị khoảng 10-6 bar - Nguyên tắc dập hồ quang: khi máy cắt cắt, các tiếp điểm động và tĩnh tách rời nhau, hồ quang được sinh ra do dòng plasma hình thành giữa hai tiếp điểm động và tĩnh, dòng hồ quang phát triển dọc trục và qua khe hở giữa hai tiếp điểm. Dưới tác động của áp suất bên trong buồng dập hồ quang, khi dòng điện đạt giá trị 0 (gần bằng 0) trong chu kỳ đổi chiều của dòng điện, hồ quang được dập tắt. 2.3.1 Các thông số kỹ thuật của máy cắt: TT 1 2 THÔNG SỐ ĐƠN VỊ Nhà chế tạo GIÁ TRỊ LG-Korea Kiểu - Lộ tổng và phân đoạn. - Xuất tuyến LVB-20M-25B/20-1B2H-BHS VN LVB-20M-25C/06-1B2H-BCIS VN 3 Điện áp định mức kV 24 4 Tần số định mức Hz 50/60 5 Dòng điện định mức - Lộ tổng 431 và phân đoạn 412 - Xuất tuyến A A 2000 630 kA/3s 25 kA 63 6 Dòng cắt ngắn mạch định mức (3s) 7 Dòng đóng định mức 8 Dung lượng cắt định mức MVA 1000 9 Thời gian ngắt mạch điện Cycle 3 10 Thời gian mở định mức Giây ≤ 0,04 11 Thời gian đóng không tải Giây ≤ 0,06 12 Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp kV/1,2x50µs 50 13 Điện áp xung chịu đựng được kV/1,2x50µs 125 14 Chu trình thao tác: 15 Thời gian bảo dưỡng: Cắt-0,3giây-đóng cắt-3phút-đóng cắt - Phần cơ khí Lần 30000 - Phần điện (khối ngắt mạch) Lần 30000 16 Số tiếp điểm phụ (250V/10A) 17 Trọng lượng: 10a, 10b - Lộ tổng kg 218 - Xuất tuyến kg 187 SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Trang 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN ĐỀ RƠLE KỸ THUẬT SỐ 18 Tiêu chuẩn sản xuất IEC 60056 19 Thời gian hoạt động 20 Bộ phận truyền động-điều khiển - Động cơ (tích năng lò xo) VDC 220 - Mạch điều khiển VDC 220 - Cuộn cắt/cuộn đóng VDC 220 2.4 DAO CÁCH LY 110KV 2.4.1 Đặc điểm cấu tạo: - Dao cách ly kiểu CD 212-163 do hãng COELME egic chế tạo cho lưới cao áp có kèm dao tiếp địa, lắp đặt ngoài trời, có thể điều khiển 3 pha đồng thời bằng động cơ hoặc tay quay - Ba cực liên kết bằng thanh truyền động, được điều khiển bằng bộ truyền động chung lắp bên cạnh giá đỡ, bộ này có thể vận hành bằng động cơ hoặc bằng tay quay theo chế độ REMOTE/LOCAL. - Bên trong bộ truyền động có lắp điện trở sấy chống ngưng tụ, điện trở này được điều khiển bằng bộ cảm biến nhiệt có thể chỉnh nhiệt độ, điện trở này có thể vận hành liên tục mà không bị hỏng - Dao tiếp địa lắp bên cạnh giá đỡ, điều khiển 3 lưỡi dao cùng lúc và chỉ điều khiển được khi dao cách ly ở vị trí mở (có liên động cơ khí), điều khiển bằng cần thao tác. Bên trong hộp điều khiển dao tiếp địa có điện trở sấy chống ngưng tụ và vận hành liên tục (không có bộ cảm biến nhiệt) 2.4.2 Thông số kỹ thuật của dao cách ly: STT Thông số 1 Kiểu Dao cách ly 2 Nước sản xuất 3 Năm sản xuất Mức cách điện - Điện áp định mức (Ur) 4 - Điện áp cao nhất tần số công nghiệp (Ud) - Điện áp xung sét định mức (Up) - Điện áp xung khi chuyển mạch định mức (Us) Khả năng chịu dòng: 5 - Dòng điện định mức (Id) - Khả năng chịu ngắn mạch ngắn hạn trong 3s (Ik) SVTH: HÀ CHÍ TRUNG http://www.ebook.edu.vn Đơn vị Giá trị CD 212-163 ITALI 2005 kV kV kV - 123 230 550 - A kA 1250 63 Trang 17