Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao tính tác động chọ lọc của các Recloser trên lộ 373E 13.2 Điện lực Lộc Bình – Công ty Điện lực Lang Sơn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

VI HỒNG TUYẾN

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH TÁC ĐỘNG CHỌN LỌC

CỦA CÁC RECLOSER TRÊN LỘ 373E13.2 ĐIỆN LỰC

LỘC BÌNH TỈNH LẠNG SƠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN

Thái Nguyên - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

VI HỒNG TUYẾN

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TÍNH TÁC ĐỘNG CHỌN LỌC

CỦA CÁC RECLOSER TRÊN LỘ 373E13.2 ĐIỆN LỰC

LỘC BÌNH TỈNH LẠNG SƠN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

MÃ SỐ: 8.52.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. NGUYỄN HIỀN TRUNG

Thái Nguyên - 2020

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn: Vi Hồng Tuyến.

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Hiền Trung

Đề tài luận văn: Nghiên cứu nâng cao tính tác động chọ lọc của các Recloser

trên lộ 373E 13.2 Điện lực Lộc Bình – Công ty Điện lực Lang Sơn.

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện

Mã số: 8.52.02.01

Tác giả, Cán bộ hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác

giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 04/10/2020 với

các nội dung sau:

Đã sửa một số lỗi chính tả, bảng thông số đã lập đầy đủ.

Đã chỉnh sửa lỗi câu chữ, thuật ngữ trong luận văn cho phù hợp với chuyên

ngành theo theo góp ý của Hội đồng.

Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2020

Cán bộ hướng dẫn Tác giả luận văn

TS. Nguyễn Hiền Trung Vi Hồng Tuyến

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS Nguyễn Duy Cương

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi,

được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham

khảo khác nhau. Qua số liệu thu thập thực tế, tổng hợp tại Điện lực Lộc Bình - Công ty

Điện lực Lạng Sơn - nơi tôi làm việc, không sao chép bất kỳ luận văn nào trước đó và

dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Hiền Trung - giảng viên trường Đại học

Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên.

Các số liệu và những kết quả trong luận văn là trung thực, các đánh giá, kiến

nghị đưa ra xuất phát từ thực tiễn và kinh nghiệm làm việc trong công ty Điện lực

Lạng Sơn; kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào

trước khi trình, bảo vệ và công nhận bởi “Hội Đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc

sĩ kỹ thuật”.

Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên./.

Tác giả luận văn

Vi Hồng Tuyến

ii

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học kỹ thuật điện của

trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, đã giúp tác giả nhận thức sâu sắc về cách thức

nghiên cứu, phương pháp tiếp cận các đối tượng nghiên cứu và lựa chọn đề tài luận

văn tốt nghiệp cao học; đồng thời góp phần nâng cao kiến thức chuyên môn vững

vàng, nâng cao năng lực thực hành, khả năng thích ứng cao trước sự phát triển của

khoa học, kĩ thuật và kinh tế; có khả năng phát hiện, giải quyết độc lập những vấn đề

thuộc chuyên ngành được đào tạo và phục vụ cho công tác được tốt hơn. Việc thực

hiện nhiều bài tập nhóm trong thời gian học đã giúp tác giả sớm tiếp cận được cách

làm, phương pháp nghiên cứu, tạo tiền đề cho việc độc lập trong nghiên cứu và hoàn

thành luận văn này.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

TS. Nguyễn Hiền Trung đã giúp đỡ, hướng dẫn hết sức chu đáo, nhiệt tình

trong quá trình thực hiện để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này;

Các CBCNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi

cho tác giả trong quá trình tiến hành thực nghiệm đề tài và bảo vệ luận văn thạc sĩ;

Các đồng chí lãnh đạo và tập thể cán bộ công nhân viên của Công ty Điện lực

Lạng Sơn đã giúp đỡ tác giả thực hiện việc nghiên cứu, thu thập các số liệu để tác giả

hoàn thành luận văn thạc sĩ này; các đồng nghiệp là những người đã hoàn thành

chương trình cao học, đã dành thời gian đọc, đóng góp, chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ

này hoàn thiện tốt hơn;

Gia đình, bạn bè của tác giả đã giúp đỡ, tạo điều kiện về thời gian, động viên

tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này;

Tác giả mong muốn tiếp tục nhận được sự chia sẻ, hỗ trợ và tạo điều kiện của

Hội đồng Chấm luận văn thạc sĩ, để bản luận văn này hoàn thiện hơn.

Xin trân trọng cám ơn.

Lạng Sơn, ngày 15 tháng 08 năm 2020

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... ii

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. iii

MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vii

DANH MỤC CÁC BẢNG ......................................................................................... viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..................................................................... ix

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1

1. Lý do thực hiện đề tài .............................................................................................. 1

2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................ 3

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 3

4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 3

5. Cấu trúc của luận văn .............................................................................................. 4

CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ HẠ TẦNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH LẠNG

SƠN ................................................................................................................................. 5

1.1. Khái quát mô hình chỉ huy điều độ tại Công ty Điện lực Lạng Sơn .................... 5

1.1.1. Mô hình tổ chức công tác chỉ huy điều độ .................................................... 5

1.1.2. Mô hình quản lý Đội QLVH lưới điện cao thế Lạng Sơn. ........................... 7

1.1.3. Mô hình quản lý Điện lực Thành Phố Lạng Sơn .......................................... 8

1.1.4. Mô hình quản lý các Điện lực còn lại ........................................................... 9

1.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện tỉnh Lạng Sơn .................................................... 10

1.2.1. Hiện trạng ................................................................................................... 10

1.2.1.1 Nguồn điện ................................................................................................... 10

1.2.1.2 Lưới điện ...................................................................................................... 11

1.2.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện lộ đường dây 373 trạm E13.2 Lạng Sơn ... 13

1.2.2.1. Nguồn điện.................................................................................................. 13

1.2.2.2. Lưới điện ..................................................................................................... 14

1.3. Hiện trạng thiết bị bảo vệ ................................................................................... 15

1.3.1. Thiết bị bảo vệ và đo lường tại trạm 110 kV-E13.2 Lạng Sơn .................. 15

1.3.2. Thiết bị bảo vệ đường dây 373-E13.2 Lạng Sơn ........................................ 17

iv

1.3.3. Chức năng của thiết bị bảo vệ trên lộ đường dây 373-E13.2 Lạng Sơn ..... 19

1.3.3.1. Chức năng bảo vệ của rơle 7SJ600 5-5EA00-0DA0/BB xuất tuyến lộ

đường dây 373-E13.2 Lạng Sơn ............................................................................ 19

1.3.3.2. Thông số cài đặt bảo vệ trên lộ đường dây 373-E13.2 Lạng Sơn ........ 21

1.3.4. Hiện trạng sự cố trên đường dây 373E13.2 Lạng Sơn ............................... 22

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .......................................................................................... 24

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG BẢO VỆ TRONG RECLOSER ........ 25

2.1. Tổng quan về Recloser ....................................................................................... 25

2.1.1. Đặc tính Recloser ........................................................................................ 27

2.1.2. Phối hợp Recloser và Recloser ................................................................... 28

2.1.3. Phối hợp Recloser và Rơle ......................................................................... 28

2.2. Thông số kỹ thuật, chức năng các loại Recloser dùng trên lộ 373 .................... 30

2.2.1. Recloser Cooper Nova i .............................................................................. 30

2.2.2. Recloser Nu-Lec ......................................................................................... 34

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .......................................................................................... 50

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ NGẮN MẠCH, LỰA

CHỌN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT NÂNG CAO TÍNH TÁC ĐỘNG CHỌN LỌC

CHO RECLOSER ....................................................................................................... 51

3.1. Giải tích lưới điện .............................................................................................. 51

3.1.1. Thông số tính toán ...................................................................................... 51

3.1.2. Tính toán phân bố công suất ....................................................................... 56

3.1.2.1 Giải tích lưới điện ....................................................................................... 57

3.1.3. Tính toán ngắn mạch theo IEC60909 ......................................................... 59

3.2. Thiết lập thông số bảo vệ ................................................................................... 63

3.2.1. Bảo vệ quá dòng xuất tuyến lộ 373 ............................................................ 63

3.2.2. Cài đặt, lựa chọn đường đặc tính cho Recloser .......................................... 65

3.2.2.1. Recloser tại MC373E13.2/155-01 Bằng Khánh – Mẫu Sơn ................ 66

3.2.2.2. Recloser tại máy cắt MC373E13.2/174-1A Xuân Mãn ........................ 68

3.2.2.3. Recloser tại Máy cắt MC373E13.2/05 Pò Lọi – Tú Đoạn .................... 69

3.2.2.4. Recloser tại Máy cắt MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na Dương. ......... 71

v

3.2.2.5. Recloser tại Máy cắt MC373E13.2/255 Nà Mằn – Đông Quan .......... 72

3.2.2.6. Recloser tại Máy cắt MC 353 Đình Lập - Nông trường Thái Bình ..... 74

3.3. Hiệu chỉnh đường đặc tính, phối hợp bảo vệ ..................................................... 77

3.3.1. Phối hợp các bảo vệ quá dòng pha ............................................................. 77

3.3.2. Cắt hẳn khi dòng sự cố lớn ......................................................................... 79

3.3.3. Lý giải Recloser cắt không chọn lọc ........................................................... 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 82

1. Kết luận ................................................................................................................. 82

2. Kiến nghị ............................................................................................................... 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 84

PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 86

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

EVN : Tập đoàn Điện lực Việt Nam;

EVNNPC : Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc;

PCLS : Công ty Điện lực Lạng Sơn;

LĐTM : Lưới điện thông minh;

QLVH : Quản lý vận hành;

NVVH : Nhân viên vận hành;

CNTT : Công nghệ thông tin;

TBA : Trạm biến áp;

NMĐ : Nhà máy điện;

B13 : Phòng Điều độ - Công ty Điện lực Lạng Sơn;

CBPT : Cán bộ phương thức;

ĐĐV : Điều độ viên;

PTT : Phiếu thao tác;

TTĐĐ : Trung tâm điều độ;

ĐQLVH : Đội QLVH lưới điện cao thế Lạng Sơn;

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Thông số nguồn điện ................................................................................ 10

Bảng 1.2. Thông số máy biến áp T1, T2 .................................................................. 14

Bảng 1.3. Thiết bị bảo vệ và đo lường tại TBA 110kV-E13.2 ................................. 15

Bảng 1.4. Thống kê các Recloser trên đường dây 373E13.2 ................................... 18

Bảng 1.5. Hiện trạng số thông số cài đặt trên các Recloser ..................................... 21

Bảng 1.6. Thống kê sự cố trên lộ 373E13.2 ............................................................. 23

Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của Recloser Cooper 31

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của Recloser Nu-Lec 44

Bảng 3.1. Thông số nguồn hệ thống 52

Bảng 3.2. Thông số tính toán của máy biến áp T1, T2 53

Bảng 3.3. Dòng điện làm việc lớn nhất (A) qua các Recloser 58

Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả tính toán ngắn mạch 61

Bảng 3.5. Tổng hợp giá trị đặt cho các recloser cần phối hợp 75

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức điều độ HTĐ ............................................................................. 5

Hình 1.2. Sơ đồ điều độ tại PCLS ................................................................................... 5

Hình 1.3. Mô hình đội QLVH lưới điện cao thế truyền thống. ....................................... 8

Hình 1.4. Mô hình Điện lực thành phố. ........................................................................... 8

Hình 1.5. Mô hình Điện lực Lộc Bình. ............................................................................ 9

Hình 1.6. Mô hình Điện lực trực thuộc PCLS ................................................................. 9

Hình 1.7. Sơ đồ một sợi lưới điện 110 kV Lạng Sơn (chi tiết xem bản vẽ phần phụ lục)12

Hình 2.1. Đường đặc tính thời gian/dòng điện cho Recloser [10] ................................ 25

Hình 2.2. Trình tự làm việc của Recloser ...................................................................... 26

Hình 2.3. Phối hợp recloser và rơ le: A- đặc tính thời gian – dòng điện của recloser mở

nhanh; B tính thời gian – dòng điện của recloser mở chậm; C- đặc tính thời gian –

dòng điện của rơle. ........................................................................................................ 29

Hình 2.4. Hình ảnh Recloser Cooper NOVA i .............................................................. 31

Hình 2.5. Cấu hình tủ điều khiển của recloser với nguồn máy biến điện áp cung cấp . 33

Hình 2.6. Cấu trúc bên trong Recloser NOVAi ............................................................ 33

Hình 2.7. Recloser Nu-Lec (Schneider Electric) ........................................................... 34

Hình 2.8. Đường cong thời gian – dòng điện theo IEC60255 trước (a) và sau (b) khi

hiệu chỉnh theo dòng ngưỡng. ....................................................................................... 38

Hình 2.9. Cửa sổ cài đặt chế độ đóng lặp lại và chức năng bảo vệ ............................... 40

Hình 2.10. Cửa sổ cài đặt bội số khởi động và thiết lập lại trình tự hoạt động (30s).... 40

Hình 2.11. Cửa sổ cài đặt đặt cho bảo vệ quá dòng pha và chạm đất Trip 1 ................ 41

Hình 2.12. Cửa sổ cài đặt đặt cho bảo vệ quá dòng pha và chạm đất Trip 2 ................ 41

Hình 2.13. Cửa sổ cài đặt đặt cho Single Shot .............................................................. 42

Hình 2.14. Cửa sổ cài đặt đặt cho cắt hẳn khi dòng cao................................................ 42

Hình 2.15. Cửa sổ cài đặt đặt cho mất pha .................................................................... 43

Hình 2.16. Cửa sổ cài đặt đặt hãm dòng khởi động ...................................................... 43

Hình 2.17. Cửa sổ cài đặt lựa chọn tính năng của recloser ........................................... 44

ix

Hình 3.1. Trang cài đặt thông số nguồn trong ETAP .................................................... 52

Hình 3.2. Trang cài đặt Rating và Impedance cho MBA T1 và T2 .............................. 54

Hình 3.3. Trang cài đặt Rating và Impedance cho MBA 2 cuộn dây ........................... 55

Hình 3.4. Trang cài đặt thông số và cấu hình cho một đường dây 35kV ...................... 56

Hình 3.5. Trang cài đặt thông số cho tải Hòa Bình ....................................................... 57

Hình 3.6. Màn hình mô phỏng lưới điện 373-E13.2 trong ETAP ................................. 60

Hình 3.7. Trang cài đặt bảo vệ quá dòng 51 và bảo vệ tức thời 50 ............................... 64

Hình 3.8. Đường đặc tính kết hợp giữa bảo vệ 51 và 50 trong rơle 7SJ600 ................. 65

Hình 3.9. Sơ đồ mô phỏng phối hợp Recloser rút gọn trong ETAP ............................. 66

Hình 3.10. Trang Rating và cài đặt bộ điều khiển cho Recloser ................................... 67

Hình 3.11. Thông số cài đặt đường cong đặc tính của Recloser MC373E13.2/155-01 67

Hình 3.12. Trang cải đặt thông số cho MC373E13.2/174-1A ...................................... 68

Hình 3.13. Thông số cài đặt đường cong cho Recloser MC373E13.2/174-1A ............ 69

Hình 3.14. Trang Rating và cải đặt thông số bộ điều khiển .......................................... 70

Hình 3.15. Thông số cài đặt đường đặc tính Kyle 161 cho Recloser ............................ 70

Hình 3.16. Thông số cài đặt đường cong của Recloser MC373E13.2/235 ................... 71

Hình 3.17. Thông số cài đặt đường đặc tính cho Recloser MC373E13.2/235 .............. 72

Hình 3.18. Thông số cài đặt đường cong của Recloser MC373E13.2/255 ................... 73

Hình 3.19. Thông số cài đặt đường đặc tính cho Recloser MC373E13.2/255 .............. 73

Hình 3.20. Thông số cài đặt đường cong của Recloser MC 353 Đình Lập – Nông

trường Thái Bình ........................................................................................................... 74

Hình 3.21. Thông số cài đặt đường đặc tính của Recloser MC 353 Đình Lập – Nông

trường Thái Bình ........................................................................................................... 75

Hình 3.22. Phối hợp bảo vệ rơle - các recloser và giữa các recloser ............................ 76

Hình 3.23. Thông số Recloser MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na Dương sau khi hiệu

chỉnh .............................................................................................................................. 78

Hình 3.24. Thông số rơ le sau khi hiệu chỉnh ............................................................... 78

Hình 3.25. Các đường đặc tính sau khi hiệu chỉnh ....................................................... 79

Hình 3.26. Chức năng cắt hẳn khi dòng sự cố lớn cho Recloser................................... 80

x

MỞ ĐẦU

1. Lý do thực hiện đề tài

Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện đưa điện năng trực tiếp đến

các hộ tiêu thụ điện. Trong quá trình sản xuất, truyền tải và phân phối điện thường xảy

các sự cố lưới điện đặc biệt là sự cố ngắn mạch.

Ở Việt Nam, nhiệm vụ kỹ thuật và mục tiêu nói chung đặt ra cho các Công ty

Điện lực/Tổng Công ty Điện lực trực thuộc EVN là phải đưa ra các giải pháp tính toán

tối ưu nhằm vận hành ổn định hệ thống điện… Trong đó, việc nghiên cứu lựa chọn

đúng thông số để cài cho các Recloser trong các chế độ vận hành sẽ mang lại hiệu quả

vận hành an toàn, tin cậy cho lưới điện.

Lộ đường dây 373 trạm E13.2 hiện tại đang cấp điện cho phụ tải toàn huyện

Lộc Bình, Đình lập, phần lớn phụ tải các xã của huyện Cao Lộc và một số xã của

huyện Chi Lăng (các xã Vân An, Chiến Thắng, Vân Thủy). Lộ liên kết cấp điện với lộ

375 E13.1 trạm 110 kV Lạng Sơn, liên hệ mạch vòng với lộ 373 trạm 110 kV Tiên

Yên,Quảng Ninh.

Hiện nay trên đường dây 373 trạm E13.2 được Công ty Điện lực Lạng Sơn

trang bị các thiết bị bảo vệ trong đó có thiết bị Recloser gồm 13 chiếc, trong quá trình

vận hành thực tế vẫn xảy ra hiện tượng bảo vệ tác động không đúng, tác động vượt

cấp, cho dù việc chỉnh định các thông số cài đặt cho bảo vệ đã được các cán bộ kỹ

thuật phòng ban chuyên môn quan tâm tính toán.

Thống kê cho thấy đối với lộ đường dây 373 trạm E13.2 có tổng công suất đặt

là 50.193 kVA (216 TBA) và tổng chiều dài đường dây là 539,124km. Trong những

năm gần đây số vụ sự cố nhìn chung đều tăng so với những năm trước, có nhiều

nguyên nhân dẫn đến tình trạng này:

- Nguyên nhân khách quan như tình hình thời tiết diễn biến xấu bất thường

cùng với địa hình đồi núi phức tạp trên địa bàn tỉnh. Cụ thể là do mưa, sét gây ra đứt

dây dẫn, cây đổ vào đường dây. Các sự cố chủ yếu xảy ra ở lưới 35 kV với tính chất

thoáng qua, đường dây đi qua địa hình đồi núi phức tạp, chiều dài đường trục lớn.

Bảng 1 thể hiện số vụ sự cố trên lưới điện tỉnh Lạng Sơn. Trong đó Điện lực Lộc Bình

có số vụ sự cố nhiều nhất (55%).

- Các nguyên nhân chủ quan liên quan nhiều về thiếu kinh phí đầu tư đổi mới

thiết bị và đặc biệt là do công tác vận hành.

1

Bảng 1. Thống kê sự cố đường dây 373 E13.2 Lạng Sơn lũy kế 12 tháng năm 2019

Số vụ sự cố vĩnh cửu

Số vụ Sét Nổ Cây Chim, Cháy Cháy Ôtô Điện sự cố Cháy đánh Gẫy TT chống Vỡ Đứt đổ Đổ Rắn dơi Nổ TU TI đâm Đứt Cháy Tổng lực thoáng đầu cháy Khác đầu sét sứ dây vào cột bò bay mìn đo đo đổ lèo MBA cộng qua cáp thiết cốt van ĐZ vào đếm đếm cột bị

Cao 1 7 1 3 - - - - - - - - - - - - 1 1 12 - Lộc

Lộc 2 26 1 8 1 6 - - - - - 1 - - - - 2 - 43 - Bình

Đình 3 12 1 6 - 4 - - - - - - - - - - 1 - 23 - Lập

2

Để khắc phục các nhược điểm trong công tác vận hành cần khảo sát các chế độ

lưới điện, sự thay đổi phụ tải…để làm cơ sở nghiên cứu lựa chọn thông số cài đặt cho

Recloser đảm bảo các thông số được cài đặt đúng, vận hành ổn định liên tục lưới điện.

Xuất phát từ những lý do trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu nâng cao tính

tác động chọn lọc của các Recloser trên lộ 373 E13.2 điện lực Lộc Bình tỉnh Lạng

Sơn” là thiết thực góp phần vào nâng cao hiệu quả trong vận hành lưới điện phân phối

tỉnh Lạng Sơn để làm vấn đề nghiên cứu cho mình.

2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung:

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán các thông số vận hành trong hệ thống

điện, từ đó áp dụng một số phương pháp tính toán để xác định các thông số cài đặt

chính xác cho chức năng bảo vệ trong Recloser, góp phần đảm bảo độ tin cậy, tính

chọn lọc và liên tục cung cấp điện của huyện cũng như của toàn tỉnh Lạng Sơn.

Mục tiêu cụ thể:

Tính toán lựa chọn các thông số cài đặt cho Recloser trong các chế độ vận hành

để cài đặt chính xác cho các bảo vệ đường dây trục chính, phối hợp giữa các bảo vệ và

các nhánh rẽ trên lưới điện phân phối:

- Đánh giá hiện trạng đường dây 373 trạm E13.2 thuộc Công ty Điện lực Lạng

Sơn.

- Ứng dụng chức năng tính phân bố công suất và ngắn mạch trong ETAP để mô

phỏng lấy kết quả dòng điện, điện áp nút. Xử lý kết quả để lựa chọn cài đặt thông số

cho bảo vệ quá dòng pha.

- Phân tích lý giải hiệu quả của Recloser cho lộ đường dây phân phối 373 trạm

biến áp 110 kV E13.2 Lạng Sơn trước và sau khi cài đặt mới.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Các trạm đóng cắt Recloser và đường dây 373 trạm E13.2 Lạng Sơn.

4. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích đánh giá và hệ thống hóa các công trình

nghiên cứu được công bố thuộc lĩnh vực liên quan: Bài báo, sách tham khảo, tài liệu

hướng dẫn…

3

- Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tế thiết bị, các số liệu kỹ thuật cần

thiết của lộ đường dây 373 trạm E13.2 Lạng Sơn.

5. Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Mô hình tổ chức và hạ tầng lưới điện tỉnh Lạng Sơn

Chương 2: Phân tích chức năng bảo vệ trong recloser

Chương 3: Tính toán phân bố công suất và ngắn mạch, lựa chọn thông số cài

đặt nâng cao tính tác động chọn lọc cho recloser.

4

CHƯƠNG 1

MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ HẠ TẦNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH LẠNG SƠN

1.1. Khái quát mô hình chỉ huy điều độ tại Công ty Điện lực Lạng Sơn

1.1.1. Mô hình tổ chức công tác chỉ huy điều độ

Sơ đồ tổ chức điều độ chung như hình 1.1

A0

A1

ĐIỀU ĐỘ TỈNH

TBA …

TBA 1

Đường dây, thiết bị ….

Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức điều độ HTĐ

Mô hình phòng Điều độ hiện tại PCLS như hình 1.2

TRƯỞNG PHÒNG

Trực điều độ

Phó phòng, bộ phận phương thức

Hình 1.2. Sơ đồ điều độ tại PCLS

5

Chỉ huy điều độ lưới điện thuộc quyền điều khiển, nhân lực

+ Trưởng phòng: 01 người; Phó phòng: 01 người.

+ Kỹ sư phương thức: 01 người (viết phiếu và duyệt PTT, lập phương thức cắt

điện, tính toán chỉnh định rơ le bảo vệ lưới điện thuộc quyền điều khiển).

+ Bộ phận trực điều độ: Đi ca theo chế độ 3 ca - 5 kíp, nhiệm vụ chỉ huy điều

độ lưới điện thuộc quyền điều khiển và theo dõi tính toán các chỉ số độ tin cậy lưới

điện.

Tổng số lao động hiện tại tại phòng Điều độ PCLS: 11 người (01 trưởng phòng,

01 phó phòng, 10 điều độ viên, 01 học kèm cặp điều độ viên).

Công ty Điện lực Lạng Sơn trang bị các thiết bị Recloser với tổng số 98 trạm,

trong đó lộ đường dây 373 có 13 trạm với hai loại là Cooper và Nulec. Trong đó đại đa

số các Recloser đã được kết nối từ xa bằng sóng 3G và đường truyền có dây, kết nối

đến Phòng điều độ Công ty. Phần mềm theo dõi online đồng thời thể hiện hết trạng

thái các máy cắt, muốn khai thác và cài đặt các thông số trên MC các điều độ viên phải

thực hiện thao tác vào từng MC mới làm được.

Sau các sự cố việc xác định đúng nguyên nhân phân vùng sự cố còn gặp nhiều

khó khăn do công tác cài đặt các thông số bảo vệ trên Recloser còn bất cập, các

Recloser còn có hiện tượng tác động đồng thời và vượt cấp.

Phân cấp quyền điều khiển, quyền kiểm tra của các cấp điều độ như sau:

- Tuân thủ theo quy định tại thông tư 40/TT – BCT do Bộ Công thương ban

hành ngày 05/11/2015 và tại công văn 342/EVN-ĐĐQG-KTSX của Tập đoàn Điện lực

Việt Nam.

- Các thiết bị từ máy cắt tổng trung áp và thiết bị đóng cắt đi kèm đến cấp 110

kV thuộc quyền của A1; thiết bị bù, các thiết bị đóng cắt phía hạ áp của các MBA 110

kV cấp điện cho khu vực địa phương thuộc quyền điều khiển của Điều độ lưới điện

phân phối.

- Chỉ huy thao tác:

+ Cấp điều độ có quyền điều khiển (A1, Bx) viết phiếu, duyệt phiếu và chỉ huy

thực hiện thao tác khi phải phối hợp thao tác thiết bị tại nhiều trạm điện, nhà máy điện

hoặc trong trường hợp thao tác xa từ cấp điều độ có quyền điều khiển.

6

+ Đơn vị quản lý vận hành viết phiếu, duyệt phiếu và thực hiện thao tác trong

nội bộ phạm vi 01 trạm điện. Trước khi thực hiện phiếu thao tác phải được cấp điều độ

có quyền điều khiển cho phép.

+ Thực hiện thao tác: Điều độ viên chỉ huy thao tác trên thiết bị thuộc quyền

điều khiển tương ứng với trực ca vận hành các đơn vị QLVH.

- Giao nhận lưới điện:

+ Đối với các thao tác do A1 lập, phê duyệt và chỉ huy trực tiếp: Giao/nhận

thiết bị qua điều độ Bx, sau đó điều độ Bx giao/nhận với đội đường dây Chi nhánh

lưới điện cao thế hoặc trực trạm 110 kV hoặc TVH các Điện lực để bàn giao/tiếp nhận

với đơn vị công tác.

+ Đối với thao tác trong phạm vi nội bộ 01 trạm điện (110 kV): Sau khi thao tác

xong và làm các biện pháp an toàn cần thiết, việc giao nhận thiết bị với đội công tác do

trực chính TBA thực hiện.

+ Đối với các thao tác do B13 lập, phê duyệt và chỉ huy trực tiếp: Giao/nhận

thiết bị qua trực ban các đơn vị QLVH thiết bị như trực ca TBA 110 kV, trực ban các

tổ trực vận hành các Điện lực… để bàn giao/tiếp nhận với đơn vị công tác.

1.1.2. Mô hình quản lý Đội QLVH lưới điện cao thế Lạng Sơn.

Thực hiện Quyết định số: 3569/QĐ-EVNNPC ngày 23/11/2018 của Tổng Công

ty Điện lực Miền Bắc về việc chuyển giao Chi nhánh lưới điện cao thế Lạng Sơn từ

Công ty lưới điện cao thế Miền Bắc về trực thuộc PCLS, trong đó lao động vận hành

trạm khu vực Lạng Sơn: 38 người.

Tổ chức tại Đội QLVH lưới điện cao thế Lạng Sơn như hình 1.3, gồm đội

trưởng, phó đội trưởng; khối văn phòng; tổ đường dây và các trạm 110 kV.

7

ĐỘI TRƯỞNG (01)

PHÓ ĐỘI TRƯỞNG (01)

NV kinh tế (01)

NV Lái xe (01)

Kỹ sư an toàn (01)

Kỹ sư vận hành (01)

Tổ QLVH đường dây 110kV (01TT và 09 CN))

Trạm 110kV Đồng Mỏ – E13.1 (01 TT và 05 trực VH)

Trạm 110kV Lạng Sơn – E13.2 (01 TT và 06 trực VH)

Trạm 110kV Đồng Đăng – E13.3 (01 TT và 06 trực VH)

Trạm 110kV Chợ Hữu Lũng – E13.4 (01 TT và 04 trực VH)

Hình 1.3. Mô hình đội QLVH lưới điện cao thế truyền thống.

1.1.3. Mô hình quản lý Điện lực Thành Phố Lạng Sơn

Tổng số lao động: 96 người, có sơ đồ như hình 1.4

GIÁM ĐỐC (01)

PHÓ GIÁM ĐỐC (02)

PHÓ GIÁM ĐỐC PHỤ TRÁCH CAO LỘC (01)

Tổ trực vận hành

Phòng tổng hợp

Phòng KH- KT-AT

Phòng kinh doanh

Tổ kiểm tra giám sát mua bán điện

05 đội sản xuất

Hình 1.4. Mô hình Điện lực thành phố.

8

GIÁM ĐỐC (01)

PHÓ GIÁM ĐỐC (01)

PHÓ GIÁM ĐỐC PHỤ TRÁCH ĐÌNH LẬP (01)

Tổ trực vận hành

Phòng tổng hợp

Phòng KH- KT-AT

Phòng kinh doanh

Tổ kiểm tra giám sát mua bán điện

03 đội sản xuất

Hình 1.5. Mô hình Điện lực Lộc Bình.

1.1.4. Mô hình quản lý các Điện lực còn lại

GIÁM ĐỐC (01)

PHÓ GIÁM ĐỐC PHỤ TRÁCH KT (01)

Tổ trực vận hành

Phòng KH- KT-AT

Tổ kiểm tra giám sát mua bán điện

Phòng kinh doanh tổng hợp

01 đội sản xuất

Hình 1.6. Mô hình Điện lực trực thuộc PCLS

9

1.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện tỉnh Lạng Sơn

1.2.1. Hiện trạng

1.2.1.1 Nguồn điện

Hiện tại, tỉnh Lạng Sơn được cấp điện từ các nguồn (hình 1.6):

- Nguồn điện 110 kV cấp từ trạm biến áp 220 kV Đồi Cốc Bắc Giang qua

đường dây 171-E13.1 Lạng Sơn.

- Nguồn điện 110 kV cấp từ nhà máy Nhiệt điện Na dương 110kV qua đường

dây 171A13.0 Nhiệt Điện Na dương – 171 E13.2 Lạng Sơn.

- Nguồn điện 110 kV cấp từ nhà máy Nhiệt điện Na dương 110kV qua đường

dây 172A13.0 Nhiệt Điện Na dương – 172 E13.2 Lạng Sơn.

- Nguồn điện 110 kV cấp từ nhà máy Thủy điện Thác Xăng 110kV qua đường

dây 171A13.5 Thác Xăng – 171 E13.6 Lạng Sơn.

- Nguồn điện 35 kV cấp từ Quảng Ninh qua mạch vòng đường dây 372 E5.6

Tiên Yên - Lạng Sơn (Điểm đo đếm 300 tại ranh giới Tiên Yên – Đình lập).

- Nguồn điện 35 kV cấp từ Cao Bằng qua mạch vòng đường dây 374 E16.1 Cao

Bằng - Lạng Sơn (Điểm đo đếm mạch vòng Cao Bằng - Lạng Sơn tại huyện Đông

Khê, Cao Bằng ).

- Nguồn điện 35 kV cấp từ Thái Nguyên qua mạch vòng đường dây 371 E6.8

Thái Nguyên - Lạng Sơn (Điểm đo đếm mạch vòng Thái Nguyên - Lạng Sơn tại huyện

Võ Nhai).

- Ngoài ra trên đại bàn tỉnh còn có nhà máy thuỷ điện: Thuỷ điện Bắc Khê,

Khánh Khê các nhà máy phát lên lưới 35 kV.

Thông số nguồn do điều độ cung cấp ở thanh cái 110 kV

Bảng 1.1. Thông số nguồn điện

Trạm biến áp Thứ tự thuận Thứ tự nghịch Thứ tự không

Lạng sơn 8,6+j30,3 () 8,6+j30,3 () 18,2+j77,3 ()

10

1.2.1.2 Lưới điện

(i) Lưới điện 110 kV:

- Lộ đường dây 171-E7.1 Bắc Giang - 171 E13.2 Lạng Sơn - sử dụng dây dẫn

AC 185/29 có tổng chiều dài 98km.

- Lộ đường dây 171 A13.0 Nhiệt Điện Na dương - 171 E13.2 TP Lạng Sơn sử

dụng dây dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 38,20km.

- Lộ đường dây 171 A13.5 Thác Xăng – 171 E13.6 Đồng Đăng - sử dụng dây

dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 15km.

(ii) Lưới điện trung thế:

* Xuất tuyến từ TBA 110 kV-E13.2 Lạng Sơn:

- Lộ đường dây 373 (Bản vẽ phần phụ lục) cấp điện cho phụ tải toàn huyện.

Hiện tại đang cấp điện cho phụ tải cho phần lớn phụ tải các xã của huyện Lộc Bình,

Đình Lập và một số xã của huyện Cao Lộc (Công Sơn, Ngân Sơn, Ngàn Pặc). Lộ liên

kết cấp điện với lộ 373 trạm 110 kV Tiên Yên, liên hệ mạch vòng với lộ 373, 376 trạm

110 kV Tiên Yên – Quảng Ninh với tổng chiều dài đường dây 539,124 km gồm

216TBA với tổng công suất đặt là 50.193 Kva.

- Lộ đường dây 374 cấp điện cho phụ tải một phần cho khu vực thành phố Lạng

Sơn và một phần cho huyện Cao Lộc. Lộ liên kết cấp điện với lộ 374 trạm 110 kV

Đồng Đăng, với tổng chiều dài đường dây 46,7km gồm 35TBA với tổng công suất đặt

là 3250 kVA.

- Lộ đường dây 372 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thành phố

Lạng Sơn và cho một phần huyện Văn Quan với tổng chiều dài đường dây 85,7km

gồm 72TBA với tổng công suất đặt là 68,50 kVA.

11

Hình 1.7. Sơ đồ một sợi lưới điện 110 kV Lạng Sơn (chi tiết xem bản vẽ phần phụ lục)

12

- Lộ đường dây 375 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thành phố

Lạng Sơn và cho toàn huyện Văn Lãng, Tràng Định với tổng chiều dài đường dây

185,28km gồm 182TBA với tổng công suất đặt là 11.560 kVA

- Lộ đường dây 471 cấp điện cho khu vực thành phố Lạng Sơn với tổng chiều

dài đường dây 12,74 km gồm 22 TBA với tổng công suất đặt là 12.050 kVA

- Lộ đường dây 472 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Lạng Sơn với tổng

chiều dài đường dây 22,6 km gồm 42 TBA với tổng công suất đặt là 12.230kVA

- Lộ đường dây 474 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Lạng Sơn với tổng

chiều dài đường dây 18,33 km gồm 47 TBA với tổng công suất đặt là 13920 kVA

* Xuất tuyến từ TBA 110 kV – E13.1 Đồng Mỏ:

- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Chi lăng với tổng chiều

dài đường dây 78km gồm 92TBA với tổng công suất đặt là 10.250kVA

- Lộ đường dây 375 cấp điện cho phụ tải khu vực Chi Lăng, Văn Quan, Bình

Gia với tổng chiều dài đường dây 128,536km gồm 146TBA với tổng công suất đặt là

18.252kVA

- Lộ đường dây 377 cấp điện cho phụ tải khu vực Lân Bông, Huyện Hữu Lũng

với tổng chiều dài đường dây 62,377 km gồm 37 TBA với tổng công suất đặt là

21,5kVA

- Lộ đường dây 372 cấp điện cho phụ tải khu vực Một phần huyện Hữu Lũng,

Cấm Sơn với tổng chiều dài đường dây 52.652 km gồm 18TBA với tổng công suất đặt

là 1672,5kVA

Sơ đồ kết dây các lộ đường dây được thể hiện trong phụ lục 1

1.2.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện lộ đường dây 373 trạm E13.2 Lạng Sơn

1.2.2.1. Nguồn điện

Hiện nay đường dây 373E13.2 Lạng Sơn được cấp nguồn từ các nguồn sau:

- Nguồn được cấp từ TBA 110 kV - E13.2 Lạng Sơn:

Trạm biến áp 110 kV Lạng Sơn đặt tại Thành phố Lạng Sơn với công suất

1x40MVA -110/35/22 kV và 1x40MVA-110/35/22 kV, riêng MBA T1 cấp nguồn cho

lộ đường dây 373 và 375. Thông số kỹ thuật được cho trong bảng 1.2.

13

1.2.2.2. Lưới điện

Trạm biến áp 110 kV Lạng Sơn đặt tại Thành phố Lạng Sơn với 2 MBA công

suất mõi máy 40MVA-110/35/22 kV; MBA T1 cấp nguồn cho lộ đường dây 373 và

375:

Bảng 1.2. Thông số máy biến áp T1, T2

Tham số T2 T1

Công suất định mức các cuộn dây (MVA)

Cao thế 40 40

Trung thế 40 40

Hạ thế 40 40

Điện áp định mức (kV)

Cao thế 115 115

Trung thế 38,5 38,5

Hạ thế 23 23

Tổ nối dây Yo/Y/∆-11 Yo/Y/∆-11

Dòng điện không tải (%) 1,02 1,02

Tổn thất không tải (kW) 36 36

Điện áp ngắn mạch (%)

Cao - Trung 10,96 10

Cao - Hạ 17,09 18,62

Trung - Hạ 6,18 6,59

Tổn thất ngắn mạch (kW)

Cao - Trung 137 137

Cao - Hạ 139 139

Trung - Hạ 109,5 109,5

- Lộ đường dây 373 Hiện tại đang cấp điện cho phụ tải cho phần lớn phụ tải các

xã của huyện Lộc Bình, Đình Lập và một số xã của huyện Cao Lộc (Công Sơn, Ngân

Sơn, Ngàn Pặc). Lộ liên kết cấp điện với lộ 373 trạm 110 kV Tiên Yên, liên hệ mạch

14

vòng với lộ 373, 376 trạm 110 kV Tiên Yên – Quảng Ninh với tổng chiều dài đường

dây 539,124km gồm 216 TBA với tổng công suất đặt là 50.193 kVA.

- Hiện nay theo kết dây tại lưới điện Lạng Sơn, lộ đường dây 373 được đóng

điện qua mạch vòng đường dây 376-E13.2 Lạng Sơn cấp điện cho phụ tải toàn huyện

Một phần huyện Cao Lộc và một phần phụ tải các xã của huyện Chi Lăng.

1.3. Hiện trạng thiết bị bảo vệ

1.3.1. Thiết bị bảo vệ và đo lường tại trạm 110 kV-E13.2 Lạng Sơn

Bảng 1.4 thống kê các thiết bị bảo vệ và đo lường tại TBA 110kV-E13.2

Bảng 1.3. Thiết bị bảo vệ và đo lường tại TBA 110kV-E13.2

Khả Loại thiết TT Ngăn lộ Mã hiệu Hãng sản xuất năng bị kết nối

Tapcon 230 MR

F90 KVGC20201V51GEC AREVA RS232

NĐ dầu

NĐ cuộn MBA 1 dây 110kV MÁY USSR T1 NĐ cuộn

dây 35kV

NĐ cuộn

dây 22kV

F87 SEL-387-604X13XX5XX SEL RS232

F50 2 131 SEL-551-006X131X SEL RS232

Multimeter PD561E-9SY CSQ

F90 VC100-BU MR RS232

NĐ dầu

MBA NĐ cuộn 3 T2 dây 110kV MÁY USSR

NĐ cuộn

15

dây 35kV

NĐ cuộn

dây 10kV

IEC618

F87 P6431AA6M0048K SCHNEIDER 50

7VH6002-0EA20- 4 132 0AA0/BB SIEMENS RS485

F50 7SJ6105-5EB01-1FA0 SIEMENS RS232

Multimeter PECA300 ARDETEM Modbus

SEL - 311C -

F21 00324215XX SEL RS232

SEL - 351A - 5 171 F67 SEL RS232 00324515XX

CSQ PD561E-9SY

Multimeter EMA 96n Contrel Modbus

F21 7SA5225-5AB00-OHN0 SIEMENS RS232

F67 6 172 7SJ6221-6EB21-1FE1 SIEMENS RS232

Multimeter EMA 96n Contrel Modbus

SEL - 311C -

F21 00324215XX SEL RS232

SEL - 351A - 7 173 F67 00324515XX SEL RS233

Elite 440 CEWE

Multimeter MV2307 Selec Modbus

F87BB1 không

F87BB2 không 8 112 F50 7SJ6221-6EB21-1FE1

Multimeter Không

16

F50 SEL-551-006X131X SEL RS232 9 331 Multimeter EMA 96n Contrel Modbus

7SJ600 5-5EA00-

F50 0DA0/BB SIEMENS RS485 10 373

Multimeter PECA300 ARDETEM Modbus

F81 7RW6000 Siemens 11 TUC31 Multimeter không có

F50 không có 12 TD31 Multimeter không có

F50 SEL-551-006X131X SEL RS232 13 312 Multimeter Không

F50 7SJ6105-5EB01-1FA0 SIEMENS RS232 14 332 Multimeter PECA300 ARDETEM Modbus

F81 P923 0ASM311 AREVA RS232 15 TUC32 Multimeter cơ

F50 không 16 TD32 Multimeter không

1.3.2. Thiết bị bảo vệ đường dây 373-E13.2 Lạng Sơn

Hiện nay Công ty Điện lực Lạng Sơn trang bị các thiết bị Recloser trên đường

dây 373, có 13 trạm với 02 loại là Cooper và Nu-Lec. Trong đó đại đa số các Recloser

đã được kết nối từ xa bằng sóng 3G và đường truyền có dây, các kết nối đến phòng

điều độ công ty, tuy nhiên tại phòng điều độ chưa có phần mềm theo dõi online đồng

thời thể hiện hết các máy cắt, muốn khai thác và cài đặt các thông số trên máy cắt các

điều độ viên phải thực hiện thao tác vào từng máy cắt mới làm được.

Sau các sự cố việc xác định đúng nguyên nhân phân vùng sự cố còn gặp nhiều

khó khăn do công tác cài đặt các thông số bảo vệ trên Recloser còn bất cập, các

Recloser còn có hiện tượng tác động đồng thời và vượt cấp.

Thống kê các Recloser trên đường dây 373 hiện có như bảng 1.5

17

Bảng 1.4. Thống kê các Recloser trên đường dây 373E13.2

Kết Kết Không nối từ nối từ Ghi kết Chủng loại TT Máy cắt xa xa chú nối (3G) (cáp)

Máy cắt

1 MC373E13.2/134 Bản x Schneider - Úc

ngà – Lộc Bình

Máy cắt

2 MC373E13.2/235 Lộc x Schneider - Úc

Bình – Na Dương.

Máy cắt MCMBA tự ngẫu Bảo vệ rơ le 3 Đình Lập hơi

Máy cắt

4 MC373E13.2/460-1 x Nu-Lec

Cường Lợi.

Máy cắt

5 MC373E13.2/55A Đ Đ x Cooper - Mỹ

Cao Lộc – Chi Lăng.

Máy cắt

x 6 MC373E13.2/174-1A Cooper - Mỹ

Xuân Mãn

Máy cắt

7 MC373E13.2/209-2 Lộc x Cooper - Mỹ

Bình – Chi Ma.

Máy cắt MC373E13.2/05 8 x Schneider - Úc Pò Lọi – Tú Đoạn.

Máy cắt MC373E13.2/69 9 x Schneider - Úc Khuất Xá – Bản Chắt.

18

Máy cắt

10 MC373E13.2/255 Nà Schneider - Úc x

Mằn – Đông Quan.

Máy cắt MC 353 Đình

11 Lập – Nông trường Thái x Cooper - Mỹ

Bình.

Máy cắt MC359 Đình Lập 12 x x Schneider - Úc – Bính Xá.

Máy cắt

13 MC373E13.2/155 Bằng x Cooper - Mỹ

Khánh – Mẫu Sơn.

1.3.3. Chức năng của thiết bị bảo vệ trên lộ đường dây 373-E13.2 Lạng Sơn

1.3.3.1. Chức năng bảo vệ của rơle 7SJ600 5-5EA00-0DA0/BB xuất tuyến lộ đường

dây 373-E13.2 Lạng Sơn

+ Bảo vệ quá dòng có thời gian:

- Cấp bảo vệ quá dòng pha mức cao I>>, phát hiện sự cố từng pha và thời gian

trễ riêng.

- Cấp bảo vệ quá dòng chạm đất mức cao Ie>> với các thời gian trễ riêng biệt.

- Cấp bảo vệ quá dòng thời gian phụ thuộc Ip, phát hiện sự cố riêng biệt từng pha

và thời gian trễ từng pha được xử lý riêng biệt.

- Cấp bảo vệ quá dòng thời gian độc lập I>, phát hiện sự cố riêng biệt từng pha

và thời gian trễ từng pha được xử lý riêng biệt.

- Cấp bảo vệ quá dòng chạm đất thời gian phụ thuộc Iep, xử lý thời gian riêng

biệt.

- Cấp bảo vệ quá dòng chạm đất thời gian độc lập Ie>, có thời gian trễ riêng biệt.

- Các đặc tính thời gian - dòng điện có thể đặt cho các dòng pha và đất.

- Có thể lựa chọn trong 3 đặc tính tiêu chuẩn của bảo vệ quá dòng có thời gian

phụ thuộc cho dòng pha và đất.

+ Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ:

19

- Cung cấp bản sao nhiệt độ của nhiệt đốt nóng.

- Đo dòng hiệu dụng thực sự của từng dòng pha riêng biệt.

- Các cấp cảnh báo có thể điều chỉnh.

+ Chức năng tự động đóng lặp lại:

- Có thể đóng lặp lại một hoặc nhiều lần (như: RAR và DAR).

- Có thể cài đặt thời gian trễ cho các lần đóng lặp lại.

- Có thể lựa chọn được các phần tử để kích hoạt chế độ đóng lặp lại, có thể chọn

các sự cố pha - pha, pha - đất khác nhau.

- Việc giám sát sự phản ứng của máy cắt trong quá trình đóng lặp lại có thể thực

hiện được.

+ Chức năng bảo vệ biến động tải (tải không cân bằng):

- Bảo vệ động cơ được đóng cắt bằng các bộ đóng ngắt khí kết hợp với các cầu

chì.

- Phát hiện sự hở mạch, ngắn mạch và đấu đảo pha của các mạch dòng.

+ Chức năng giám sát thời gian khởi động:

Giám sát thời gian khởi động động cơ tránh động cơ bị hư hỏng do thời gian khởi

động kéo dài

+ Chức năng giám sát mạch cắt:

Sử dụng giám sát mạch cắt với một hoặc hai đầu vào nhị phân tuỳ thuộc vào số

đầu vào nhị phân. Khi đầu vào nhị phân không được cấp nguồn có nghĩa là hư hỏng

máy cắt.

+ Các chức năng tiêu chuẩn:

- Xử lý các thông báo.

- Ghi lại các thông số sự cố.

- Thông báo các đại lượng đo lường.

- Thông báo các thủ tục thí nghiệm.

- Các chức năng giám sát.

- Có cổng kết nối SCADA và máy tính (RS485 tốc độ chuyển từ 300 tới 19200

Baud).

20

1.3.3.2. Thông số cài đặt bảo vệ trên lộ đường dây 373-E13.2 Lạng Sơn

(i) Rơle 7SJ600 5-5EA00-0DA0/BB xuất tuyến lộ đường dây 373-E13.2

- Bảo vệ cấp I: I=400A; t=1,5s

- Bảo vệ cấp II: I=600A; t= 0,3s

(ii) Recloser trên đường dây 373 E13.2

Bảng 1.5. Hiện trạng số thông số cài đặt trên các Recloser

TT MC Tỷ số CT Trị số T/gian Ghi chú

(A) chỉnh định tác

phía sơ cấp động

(A) (s)

1 Máy cắt 2000/1 Iph=1550 Đặt tự đóng lại 0,0

MC373E13.2/134 Bản I0=24 1,1 sau 30s (Chỉ

ngà – Lộc Bình TĐL 1 lần)

2 2000/1 Iph=1140 Đặt tự đóng lại 0,0 Máy cắt I0=32 0,8 sau 30s (Chỉ MC373E13.2/235 Lộc TĐL 1 lần) Bình – Na Dương. Cooper

3 2000/1 Iph=380 Không đóng lặp 0,0

Máy cắt MCMBA tự I0=24 0,5 lại cho các BV

ngẫu Đình Lập của MC MBA

tự ngầu

4 Máy cắt 2000/1 0,0 Đặt tự đóng lại Iph=420

MC373E13.2/460-1 Io=24 0,1 sau 30s (Chỉ

Cường Lợi. TĐL 1 lần)

5 Máy cắt 2000/1 Đặt tự đóng lại 0,0 Iph=300

MC373E13.2/55A Đ Io=30 0,1 sau 30s (Chỉ

Đ Cao Lộc – Chi TĐL 1 lần)

Lăng.

6 Máy cắt 2000/1 Iph=400 0,0 Schneider – Úc

21

MC373E13.2/174-1A I0=30 0,3

Xuân Mãn

0,0 7 Máy cắt 2000/1 Iph=100 Schneider – Úc

0,3 MC373E13.2/209-2 I0=30

Lộc Bình – Chi Ma.

0,0 8 Máy cắt 2000/1 Iph=420 Cooper – Mỹ

0,4 MC373E13.2/05 Pò I0=23

Lọi – Tú Đoạn.

0,0 9 Máy cắt 2000/1 Iph=100 Schneider – Úc

0,1 MC373E13.2/69 I0=24

Khuất Xá – Bản Chắt.

0,0 10 Máy cắt 2000/1 Iph=100 Schneider – Úc

0,1 MC373E13.2/255 Nà I0=34

Mằn – Đông Quan.

0,0 11 Máy cắt MC 353 Đình 2000/1 Iph=100 Cooper – Mỹ

0,1 Lập – Nông trường I0=30

Thái Bình.

0,0 12 Máy cắt MC359 Đình 2000/1 Iph=100 Schneider – Úc

0,1 I0=26 Lập – Bính Xá.

0,0 13 Máy cắt 2000/1 Iph=100 Schneider – Úc

0,3 I0=28 MC373E13.2/155

Bằng Khánh – Mẫu

Sơn.

...

1.3.4. Hiện trạng sự cố trên đường dây 373E13.2 Lạng Sơn

Thống kê sự cố trên lưới điện Lạng Sơn đã trình bày trong bảng 1 phần mở đầu.

Qua thống kê cho thấy, khi sự cố xảy ra vẫn có những trường hợp nhảy vượt cấp, có

thể mô tả như bảng 1.7

22

Bảng 1.6. Thống kê sự cố trên lộ 373E13.2

Dạng sự cố MC lộ Bảo Ngày đường Nguyên nhân Giải thích ngoài Vượt Thoáng vệ dây cấp qua

Dòng sự cố Ia= 5A; Máy cắt

Ib= 124A; Ic= 158A. MC nhẩy đồng MC373E 11/06 13.2/134 1 Cây đổ vào đường thời, đến 04:37 /19 dây VT 67-68 sau CD đóng lại tốt. Bản ngà –

373-7/1 nhánh rẽ Lộc Bình

Dòng sự cố Ia= 5A; Máy cắt Ib= 189A; Ic= 8A. MC nhẩy đồng MC373E Do tụt lèo dây rơi 21/08 13.2/134 1 thời, đến 08:23 xuống xà VT 15 sau /19 đóng lại tốt. Bản ngà – CD 373-7/1 nhánh rẽ Lộc Bình Bản Quang

Dòng sự cố Ia= 5A; Máy cắt Ib= 149A; Ic= 150A. MC nhẩy đồng MC373E Do dân chặt cây đổ 21/12 13.2/134 1 thời, đến 14:28 vào đường dây VT /19 đóng lại tốt. Bản ngà – 24-25 sau CD 373- Lộc Bình 7/1 nhánh rẽ

Dòng sự cố Ia = Kiểm tra có dòng

1360A, Ib = 1280A, sự cố Ia = 1303A, 29/12 MC373 I 1 Ic = 140A (bị nhảy Ib = 1363A, Ic = /18 E13.2 vượt cấp từ 98A MC nhảy

MC373/35A) đóng lặp lại tốt.

23

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này đã giới thiệu mô hình tổ chức công ty Điện lực Lạng Sơn,

phân tích đặc điểm nguồn điện, lưới điện, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ trên lưới điện

35 kV nói chung và lộ 373-E13.2. Tìm hiểu chức năng bảo vệ, thông số cài đặt cho

một số Recloser lộ 373. Đây là những thông tin ban đầu quan trọng để nghiên cứu

trong chương tiếp theo.

24

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG BẢO VỆ TRONG RECLOSER

2.1. Tổng quan về Recloser

Recloser là một thiết bị có khả năng phát hiện các điều kiện quá dòng pha và

pha – đất, để ngắt mạch nếu quá dòng vẫn tồn tại sau một thời gian xác định trước, và

sau đó tự động đóng lại để cấp lại năng lượng cho đường dây. Nếu sự cố vẫn tồn tại,

thì recloser sẽ vẫn mở sau một số thao tác được cài đặt trước, do đó cách ly phần bị sự

cố với phần còn lại của hệ thống. Đối với đường dây phân phối trên không, từ 75 đến

95% các sự cố có tính chất tạm thời, nhiều nhất là trong một vài chu kỳ hoặc vài giây.

Do đó, recloser, với đặc tính mở / đóng của nó, sẽ ngăn chặn một mạch phân phối bị

loại khỏi hệ thống đối với các sự cố tạm thời. Thông thường, recloser được thiết kế để

có tối đa ba thao tác mở - đóng và sau đó, một thao tác mở cuối cùng để khóa chuỗi

làm việc. Một hoạt động đóng thêm bằng phương tiện thủ công thường được cho phép.

Đường đặc tính thời gian / dòng điện của recloser thường kết hợp ba đường cong, một

nhanh và hai trễ, được chỉ định lần lượt là A, B và C [10]. Hình 2.1 cho thấy một tập

hợp các đường cong thời gian / dòng điện điển hình cho các recloser. Tuy nhiên, các

recloser mới với các bộ điều khiển dựa trên bộ vi xử lý có bàn phím cho phép kỹ sư

tạo ra bất kỳ đường cong nào cho cả sự cố pha và pha đất.

Hình 2.1. Đường đặc tính thời gian/dòng điện cho Recloser [10]

25

Phối hợp với các thiết bị bảo vệ khác là rất quan trọng để đảm bảo rằng, khi xảy

ra sự cố, phần mạch điện bị ngắt kết nối là nhỏ nhất để giảm thiểu sự gián đoạn nguồn

cung cấp cho khách hàng. Nói chung, đặc tính thời gian và trình tự hoạt động của

recloser được lựa chọn để phối hợp với các cơ cấu ngược về nguồn. Sau khi chọn công

suất và trình tự hoạt động của recloser, các thiết bị phía sau được điều chỉnh để đạt

được sự phối hợp chính xác. Một chuỗi điển hình của thao tác recloser cho một sự cố

vĩnh cửu được biểu diễn trong hình 2.2. Giai đoạn đầu tiên được thực hiện ở chế độ

tức thời để xóa các sự cố tạm thời trước khi chúng gây thiệt hại cho các đường dây. Ba

giai đoạn sau hoạt động với thời gian cài đặt định trước. Nếu sự cố là cố định, hoạt

động trễ thời gian cho phép các thiết bị bảo vệ khác gần sự cố hơn mở ra, giới hạn số

lượng lưới điện bị ngắt kết nối.

Hình 2.2. Trình tự làm việc của Recloser

Sự cố chạm đất ít nghiêm trọng hơn sự cố pha, nhưng vấn đề phức tạp là

recloser cần có độ nhạy thích hợp để phát hiện ra chúng. Một phương pháp là sử dụng

các CT được kết nối để tạo ra dòng dư mà trong điều kiện bình thường xấp xỉ bằng

không. Recloser chỉ hoạt động khi dòng điện dư vượt quá giá trị cài đặt, như sẽ xảy ra

trong các sự cố chạm đất.

Hiện nay, recloser dùng cho lưới phân phối điện áp đến 35 kV, nó là thiết bị

hợp bộ gồm các bộ phận chính sau:

26

- Bảo vệ quá dòng

- Tự đóng lại (TĐL)

- Thiết bị đóng cắt

- Điều khiển bằng tay

Recloser có thể đặt bất kỳ nơi nào trên hệ thống mà thông số định mức của nó

thỏa mãn các đòi hỏi của hệ thống. Những vị trí hợp lý có thể đặt là:

- Tại trạm như thiết bị bảo vệ chính

- Trên đường dây trục chính nhưng cách xa trạm để phân đoạn các đường dây

dài, như vậy ngăn chặn sự ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống khi có sự cố cách xa

nguồn.

- Trên đầu các nhánh rẽ của đường dây trục chính nhằm bảo vệ đường dây trục

chính khỏi bị ảnh hưởng do các sự cố trên nhánh rẽ gây ra.

2.1.1. Đặc tính Recloser

Thời gian cắt của recloser được mô tả bởi phương trình [13] , [14]

(2.1)

trong đó:

- thời gian đặt (time dial setting), thông thường bằng 1 cho recloser kiểu

chậm và bằng 0,5 cho recloser kiểu nhanh.

- bội số dòng khởi động: , - dòng sự cố, - dòng

khởi động (dòng đặt). Dòng điện của CB và Recloser có thể tính toán theo dòng

định mức theo phương trình

(2.2)

trong đó là hệ số quá tải dựa trên thiết bị đươc bảo vệ.

là các hệ số tùy vào loại đặc tính và được cung cấp bời nhà sản xuất

(tiêu chuẩn IEC hay IEEE) [11]:

- Các đường cong phụ thuộc theo IEC60255

Dốc chuẩn

Rất dốc

Cực dốc

27

- Các đường cong phụ thuộc theo IEEE C37.112- 1996

Trung bình

Rất dốc

Cực dốc

- Các đường cong phi tiêu chuẩn (Kyle:101, 102, 103, 104, 105, 106,

107,111,112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119,120, 121, 122,131,

132,133,134,135,136,137,138,139,140,141,142,151,

152,161,162, 163, 164, 165, 200, 201, 201).

2.1.2. Phối hợp Recloser và Recloser

Recloser đoạn sau phải nhanh hơn recloser đoạn trước và thời gian giải trừ của

recloser phía sau cộng với sai số của nó phải thấp hơn thời gian giải trừ recloser đoạn

trước (đã cộng với sai số). Thông thường, cài đặt của recloser tại trạm biến áp được sử

dụng để đạt được ít nhất một lần đóng lại nhanh, để xóa các sự cố tạm thời trên đường

truyền giữa trạm biến áp và recloser. Số lần đóng lại nhanh của các recloser phía sau

nên được đặt cùng hoặc lớn hơn recloser tại trạm biến áp.

2.1.3. Phối hợp Recloser và Rơle

Hai yếu tố cần được tính đến cho sự phối hợp của các thiết bị này, bộ ngắt mở

mạch một số chu kỳ sau khi rơle liên quan tác động và rơle phải tích hợp thời gian giải

trừ của recloser. Thời gian trở về của rơle thường dài, nếu dòng điện sự cố được áp

dụng lại trước khi rơle trở về hoàn toàn, rơle sẽ di chuyển điểm vận hành của nó đến vị

trí trở về riêng này.

Ví dụ, một recloser với trình tự tác động hai nhanh và hai trễ với khoảng thời gian

lặp lại là 2 giây, cần thiết để phối hợp với rơle quá dòng pha, mất 0,6 giây để đóng các

tiếp điểm của nó và 16 s để rơ le hoàn toàn trở về. Thời gian hoạt động nhanh của

recloser là 0,03 giây và thời gian hoạt động chậm là 0,3 giây.

- Tỷ lệ phần trăm của hoạt động chuyển tiếp trong đó mỗi lần mở recloser nhanh

là (0,03 s / 0,6 s) x 100 % = 5%. Tỷ lệ trở về của rơle diễn ra trong khoảng thời

gian recloser là (2 s / 16 s) x 100% = - 12,5%. Do đó, rơle hoàn toàn trở về sau

cả hai lần mở nhanh của recloser.

- Tỷ lệ phần trăm của hoạt động chuyển tiếp trong lần đầu tiên mở trễ của

recloser là (0,3 s / 0,6 s) x 100 % = 50 %. Tỷ lệ trở về của rơle cho lần mở thứ

ba của recloser là - 12,5%, như trước đây, do đó tỷ lệ phần trăm ròng của hoạt

28

động chuyển tiếp sau lần mở thứ ba của recloser = 50 % - 12,5 % = 37,5%. Tỷ

lệ phần trăm của hoạt động chuyển tiếp trong lần mở trễ thứ hai của recloser =

(0,3 giây / 0,6 giây) x 100 = 50% và tổng tỷ lệ phần trăm của hoạt động chuyển

tiếp sau lần mở thứ tư của recloser = 37,5% + 50% = 87,5%. Có nghĩa hành

trình của rơ le vẫn còn khoảng 15% (15%x0,6=0,09s) để đóng tiếp điểm và cắt

máy cắt.

Từ phân tích trên, có thể kết luận rằng rơle không đạt đến 100% hoạt động tại thời

điểm mở cuối cùng của recloser, và do đó sự phối hợp được đảm bảo.

Hình 2.3. Phối hợp recloser và rơ le: A- đặc tính thời gian – dòng điện của recloser mở

nhanh; B tính thời gian – dòng điện của recloser mở chậm; C- đặc tính thời gian –

dòng điện của rơle.

Nếu các recloser được sử dụng tại trạm như bộ ngắt trung chuyển trên đường

dây, cần phải chọn phù hợp để đáp ứng các điều kiện sau [14]:

- Khả năng ngắt của recloser phải lớn hơn dòng sự cố tính toán tối đa trên thanh

cái.

29

- Dòng định mức cuộn dây của recloser phải lớn hơn dòng tải cực đại của mạch.

Dòng định mức cuộn dây reclose phải đủ lớn đối với sự tăng tải bình thường và những

nhiễu loạn ngẫu nhiên liên quan. Thông thường phạm vi giữa tải đỉnh trên mạch và

dòng định mức cuộn dây recloser khoảng 30 %.

- Dòng điện khởi động (pick-up) tối thiểu của recloser là hai lần dòng định mức

cuộn dây của nó. Điều này xác định vùng bảo vệ của nó như được thiết lập bởi dòng

sự cố tính toán tối thiểu trong mạch. Dòng khởi động tối thiểu phải vượt ra ngoài điểm

phân chia của recloser đường dây đầu tiên, tức là, bảo vệ chồng lấn phải được cung

cấp giữa recloser của trạm và recloser đường dây đầu tiên. Nếu không thể có được bảo

vệ chồng lấn, thì cần phải di chuyển recloser đường dây đầu tiên để nó nằm trong vùng

bảo vệ của recloser trạm.

2.2. Thông số kỹ thuật, chức năng các loại Recloser dùng trên lộ 373

Như đã trình bày trong chương 1, hiện nay lưới điện 373 E13.2 sử dụng 2 loại

recloser là Cooper và Nu-Lec

2.2.1. Recloser Cooper Nova i

Recloser Nova i 3 pha là loại có buồng cắt chân không cho hệ thống điện phân

phối dưới 38 kV. Recloser Nova i được thiết kế và kiểm tra tương thích với tủ điều

khiển của hãng Cooper Power Systems. Hệ thống hợp chất cách điện rắn không sử

dụng khí, chất lỏng, xốp cách điện. Recloser Nova i có khả năng chịu đựng với oxi,

ozôn, hơi ẩm, bụi bẩn, tia cực tím cao. Recloser Nova i có 03 môđun buồng cắt đúc

trong chất rắn, biến dòng lắp sẵn và cơ cấu chấp hành từ. Recloser phù hợp cho vận hành ở nhiệt độ từ -400C đến +650C. Hình 2.4 là hình ảnh của một Recloser Nova i.

Bảng 2.1 là thông số kỹ thuật của Recloser Cooper

30

Hình 2.4. Hình ảnh Recloser Cooper NOVA i

Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của Recloser Cooper

Điện áp định mức

38,8 kV Điện áp lớn nhất

170,0 kV Định mức xung cơ bản (BIL)

100@ 23,0 Giới hạn nhiễu vô tuyến (µV)

Mức cách điện khô ở tần số công nghiệp kV

Mức cách điện ướt ở tần số công nghiệp 70 kV

60 kV

Dòng điện định mức

630 A Dòng liên tục định mức

12,5 kA Dòng ngắn mạch đối xứng

31,0 kA Dòng đóng ngắn mạch đỉnh, không đối

20,0 kA xứng

Dòng đóng ngắn mạch, không đối xứng

RMS

Định mức cơ khí

Số lần thao tác điện/cơ nhỏ nhất 10000

Khối lượng kg(lbs) 125(275)

31

Số lần cắt ngắn mạch

% dòng cắt định mức Số lần thao X/R nhỏ

15-20 tác nhất

45-55 88 4

90-100 112 8

32 17

Tổng 232

1000:1 Máy biến dòng (CT) tích hợp sẵn [13]

Giao diện nguồn điều khiển

Recloser Nova i (hình 2.5 và 2.6) với giao diện nguồn - điều khiển hoàn toàn

hoạt động được cùng với tủ vi điều khiển có trang bị bộ chuyển đổi DC- DC, mạch

giao diện, cáp điều khiển 19 chân. Giao diện nguồn - điều khiển bao gồm đầu cắm 19

chân trên recloser và bộ sưởi bên trong (điều khiển độ ẩm) được cấp nguồn từ nguồn

vào của tủ điều khiển.

Bo mạch chuyển đổi DC-DC chuyển đổi 24VDC từ ắc quy thành 53VDC để

nạp tụ điện trong Nova i. Ngoài bo mạch chuyển đổi DC-DC còn có mạch giám sát

điện áp để bảo vệ cho ắc uy khỏi hỏng hóc và cấp nguồn để thao tác đóng/cắt khi

không có nguồn AC. Khi không có nguồn cấp AC thì ắc quy sẽ cấp nguồn để thao tác

đóng/cắt. Một trình tự 4 lần cắt với khoảng thời gian đóng lại cực tiểu được thiết lập

cho mỗi tủ điều khiển mà không cần nguồn AC. Bộ recloser và tủ điều khiển có thể

thao tác hơn 1000 lần chỉ với nguồn ắc quy.

32

Hình 2.5. Cấu hình tủ điều khiển của recloser với nguồn máy biến điện áp cung cấp

Hình 2.6. Cấu trúc bên trong Recloser NOVAi

Chức năng bảo vệ của Recloser Cooper

- Bảo vệ 51N-P/50N-P. Đặc tuyến I-t (TCC) theo tiêu chuẩn IEC, ANSI có thể

lựa chọn. Các chức năng hiệu chỉnh đường cong TCC1 (cũng như TCC2) gồm có:

+ Thời gian tác động nhỏ nhất (Minimum Response Time)

+ Hệ số cộng thời gian (Time Adder)

+ Hệ số nhân thời gian (Time Multiplier)

- Bảo vệ quá dòng chạm đất nhạy (Sensitive Earth Fault)

- Bảo vệ quá dòng có hướng pha/đất (Directional Overcurrent 67N-P)

33

- Chức năng cắt hẳn khi dòng cao (High current lockout)

- Bảo vệ thấp áp/quá áp (Under/Over Voltage 27/59)

- Bảo vệ thấp tần số/quá tần số (Under/Over Frequency 81)

- Chức năng tự động đóng lại (Reclosing)

- Chức năng phát hiện dòng xung khởi động trên lưới khi đóng Recloser (Cold

Load Pickup).

- 4 nhóm giá trị cài đặt thông số bảo vệ độc lập nhau

- Chức năng đo lường:

+ dòng điện

+ điện áp

+ công suất P, Q, S

+ hệ số công suất

+ tần số

- Chức năng ghi sự kiện vận hành: lưu trữ 100 sự kiện gần nhất trong bộ nhớ

2.2.2. Recloser Nu-Lec

Hình 2.7. Recloser Nu-Lec (Schneider Electric)

34

Recloser 3 pha treo trụ hiệu Nu-Lec Industries (Schneider Electric) là máy cắt

đóng lặp lại, gồm các chức năng chính:

- Bảo vệ quá dòng chạm đất nhạy (SEF)

Bảo vệ SEF có thể được cài đặt các giá trị Available (Sẵn Sàng) hoặc Not

Available (không sẵn sàng), và là một trang chức năng bảo vệ bằng mật mã, được đặt

trong trang màn hình {SYSTEM STATUS – OPTIONS 1: SEF Available}. Điều này

giúp bạn bảo đảm rằng bảo vệ SEF không thể được kích hoạt tại những vị trí không

thích hợp.

Nếu SEF được cài đặt ở giá trị available thì có thể kích hoạt chức năng này trên

trang màn hình {SYSTEM STATUS – OPERATOR SETTINGS} mà không cần mật

mã bằng cách chọn xoay vòng một trong các giá trị sau:

• E/F OFF, SEF OFF –Bảo Vệ Quá Dòng Đất tắt và Bảo Vệ SEF tắt.

• E/F ON, SEF OFF - Bảo Vệ Quá Dòng Đất mở và Bảo Vệ SEF tắt.

• E/F ON, SEF ON - Bảo Vệ Quá Dòng Đất mở và Bảo Vệ SEF mở.

Không thể chọn lựa giá trị E/F OFF (tắt Bảo Vệ Quá Dòng Đất) nếu thông số E/F

OFF được cài ở giá trị Not Allowed (Không cho phép tắt Bảo Vệ Quá Dòng Đất).

Phần tử Bảo Vệ SEF hoạt động như một phần tử bảo vệ thời gian xác định song

song. Các Bội Số Dòng Ngưỡng Pha/ Đất, các Thời Gian Cộng Thêm, Cắt Tối Đa, Cắt

Tối Thiểu không có tác dụng đối với bảo vệ SEF.

Bảo Vệ SEF sẽ cắt recloser khi dòng đất vượt qua giá trị dòng đặt SEF và tồn tại

trong khoảng thời gian lâu hơn thời gian cắt xác định của bảo vệ SEF. Thời gian cắt

xác định bảo vệ SEF có thể được cài đặt khác nhau cho từng lần cắt trong chuỗi tự

đóng lại.

SEF làm cho recloser tác động khi dòng điện chạm đất tăng lên trên mức đã đặt

lâu hơn thời gian đã đặt.

Phạm vi dòng điện tác động của SEF: 4 - 20 A

Phạm vi thời gian hoạt động của SEF: 0,1 - 999 s

Độ phân giải cài đặt dòng điện SEF: 1 A

Độ phân giải thời gian hoạt động của SEF: 0,1 s

- Bảo vệ quá dòng đất (E/F)

35

Có thể khóa chức năng bảo vệ quá dòng đất bằng thông số {SYSTEM STATUS

– OPTIONS 1: E/F OFF Allowed/Not Allowed} (TẮT BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐẤT

Cho phép/ Không cho phép).

Khi thông số E/F OFF (Tắt Bảo Vệ Quá Dòng Đất) được đặt ở giá trị Not

Allowed (Không cho phép), việc điều khiển bảo vệ này ở cấp nhân viên vận hành sẽ bị

khóa (và bảo vệ Quá Dòng Đất sẽ mãi ở chế độ MỞ). Việc cài thông số đặt này có thể

dùng kết hợp với thông số SEF Available để giới hạn mức điều khiển của nhân viên

vận hành ở mức chỉ điều khiển bảo vệ SEF mà thôi.

- Bảo vệ mất pha (LOP)

Bảo vệ mất pha (LOP) sẽ ngay lập tức cắt máy cắt và chuyển sang trạng thái

Lockout nếu điện áp pha của một hoặc hai pha giảm xuống dưới một ngưỡng gọi là

Điện Ap Mất Pha được chỉ định trước và duy trì trong khoảng thời gian lâu hơn Thời

Gian Mất Pha được chọn.

Có thể mở hoặc tắt chức năng bảo vệ Mất Pha trên trang màn hình,

{PROTECTION SETTING 4 (A … J): Loss Phase Prot OFF/ON}.

Ngoài ra, bảo vệ mất pha còn tác động cắt và chuyển sang trạng thái lockout cho

máy cắt trên một nhánh mất điện sau thời gian mất pha nếu nhánh đó chỉ được cấp

nguồn trên một hoặc hai pha.

Khi xảy ra tác động cắt do bảo vệ mất pha, thì nhật ký vận hành của tủ điều khiển

sẽ ghi lại pha (hoặ các pha) bị mất.

Có thể cấu hình cho Bảo vệ Mất Pha ở trang màn hình{PROTECTION

SETTING 4 (A … J)}.

- Bảo vệ thấp tần và quá tần (FRQ)

Khi tần số đo được bằng hay vượt quá ngưỡng cắt thấp tần hay quá tần thì một sự

kiện Khởi Động Thấp hay Quá Tần được ghi lại và một Bộ Đếm Thời Gian Cắt (TDC)

bắt đầu đếm.

Bộ Đếm Thời Gian Cắt trở về (reset) và một sự kiện Bảo Vệ Thấp hay Quá Tần

Trở Về được phát ra mỗi khi tần số đo được bằng hay thấp hơn giá trị ngưỡng cộng

với dải tần chết (dead band) trong bất kỳ một khoảng thời gian nào đó. Dải tần chết

được sử dụng để ngăn ngừa những giá trị tần số dao động xung quanh giá trị ngưỡng

36

tạo ra những sự kiện khởi động (pickup)/ trở về (reset).

Nếu tần số duy trì ở giá trị bằng hay lớn hơn Ngưỡng Đặt Thấp hay Quá Tần

trong khoảng thời gian vài chu kỳ được định trước bộ đếm TDC đếm hết giá trị và một

sự kiện Cắt Thấp hay Quá Tần được ghi lại và một Lệnh Cắt được ban ra.

Nếu tính năng “Normal Frequency Close” (Đóng Lại Khi Tần Số Bình Thường)

được cài OFF (tắt), thì một sự kiện “Lockout” sẽ được ghi lại sau tác động cắt và Màn

Hình Bảng Điều Khiển sẽ hiển thị Tình trạng “Lockout”.

Tự đóng lại không xảy ra sau một tác động cắt thấp hay quá tần

* Đóng lại khi tần số bình thường:

Tính năng “đóng lại khi tần số bình thường” sẽ tự động đóng recloser sau một tác

động Cắt Thấp hay Quá Tần khi tần số đã trở về bình thường. Để tính năng này làm

việc đúng phải đấu nối phía nguồn vào cực phía U1.

Tác động đóng lại sẽ xảy ra khi:

• Recloser cắt do thấp hay quá tần.

• Thông số “Normal Frequency Close” (Đóng Lại Khi Tần Số Bình thường) đã

được mở (ON) sẵn trước khi tác động cắt xảy ra và vẫn được duy trì chế độ MỞ sau

đó.

• Tần số đã trở về giá trị nhỏ hơn hay bằng ngưỡng Tần Số Bình Thường và duy

trì dưới giá trị này cộng với dải tần chết và điện áp trên cả ba cực sứ phía nguồn duy trì

trên ngưỡng LVIT, trong khoảng “Thời Gian Đóng Lại Khi Tần Số Bình Thường”.

Việc đếm thời gian đóng lại khi tần số bình thường bị hủy bỏ mỗi khi tần số vượt

quá ngưỡng Tần Số Bình Thường cộng với dải tần chết hay điện áp trên bất kỳ cực nào

của ba cực sứ phía nguồn đã giảm xuống bằng hay thấp hơn ngưỡng LVIT.

- Bảo vệ quá dòng pha (O/C):

Mạch Điều Khiển Và Bảo Vệ (CAPM) liên tục lấy mẫu dòng điện chảy qua thứ

cấp các biến dòng. Mạch CAPM xử lý số các mẫy này để theo dõi dòng điện trên các

pha cho mục đích bảo vệ quá dòng.

Các tín hiệu dòng pha này sẽ được lấy tổng đại số để cho ra dòng đất dùng cho

bảo vệ quá dòng đất. Các thuật toán lọc kỹ thuật số được ứng dụng cho việc đo lường

các dòng pha để giảm thiểu quá tầm quá độ.

37

Ngoài ra, các tín hiệu tương tự từ 3 biến dòng cũng được cộng với nhau để đo

được dòng đất. Dòng đất này sau đó được lấy mẫu và xử lý số dùng cho bảo vệ quá

dòng đất nhạy (SEF). Mạch sử dụng một bộ lọc thông thấp cho dòng đất để giảm ảnh

hưởng của các hài trên 60 Hz, từ đó làm giảm độ nhạy của bảo vệ SEF đối với dòng

nhảy vọt máy biến áp và các nhiễu hài khác.

Nếu một trong các tín hiệu này (Dòng pha, đất hay SEF) vượt qua ngưỡng

Dòng Đặt tương ứng (Pha, Đất, SEF) thì rơ le sẽ Khởi Động. Sau khi khởi động các

đặc tính Thời Gian Phụ Thuộc, bảo Vệ Thời Gian Xác Định, Cắt Tức Thời sẽ được

dùng để tác động cắt máy cắt:

• Bảo vệ thời gian phụ thuộc là một chức năng trong đó đường cong bảo vệ có

đặc tính thời gian tỉ lệ nghịch với dòng điện. Schneider cung cấp tổng cộng 48 đường

cong bảo vệ thời gian phụ thuộc có thể lựa chọn [12] .

• Bảo vệ thời gian xác định là một thay thế cho bảo vệ thời gian phụ thuộc. Nó

có thể được cài đặt để cắt recloser tại một thời điểm cố định sau khi rơle khởi động.

Khi ở chế độ này việc đếm thời gian được bắt đầu ngay sau khi khởi động.

Phạm vi dòng điện cài đặt: 10 - 1260 A

Đặt độ phân giải dòng điện: 1 A

Phạm vi thời gian xác định: 0,01 - 100 s

Độ phân giải thời gian xác định: 0,1 s

Hình 2.8. Đường cong thời gian – dòng điện theo IEC60255 trước (a) và sau (b) khi

hiệu chỉnh theo dòng ngưỡng.

38

• Bảo vệ cắt tức thời là một phần tử bảo vệ song song. Nó sẽ cắt recloser nếu

dòng điện vượt quá dòng đặt một số lần, gọi là bội số cắt tức thời.

Phạm vi bội số: 1 - 30

Độ phân giải cài đặt: 0,1

Tối đa cài đặt hiệu quả: 12,5 kA

Đối với bảo vệ thời gian phụ thuộc và bảo vệ cắt tức thời rơle sẽ bắt đầu đếm

thời gian khi tín hiệu bảo vệ vượt quá dòng ngưỡng (Threshole Current). Dòng ngưỡng

được xác định bằng tích số dòng đặt và bội số ngưỡng (Threshole Multiplier) hình

2.1b. Nếu dòng ngưỡng giảm xuống thấp hơn 90% trị số dòng đặt trong khoảng thời

gian lâu hơn thời gian trở về (Fault Reset Time) thì việc đếm thời gian của phần tử bảo

vệ đó sẽ được hủy bỏ và trở về trạng thái ban đầu.

Khi tất cả các phần tử bảo vệ đã trở về thì dòng đỉnh mà các phần tử bảo vệ ghi

nhận được sẽ được ghi lại trong nhật ký vận hành.

Các giá trị dòng đặt được cài đặt một lần và dùng chung cho tất cả các lần cắt

còn các thông số bảo vệ khác (ví dụ như loại đường cong, các bội số và các thời gian

chờ đóng lại) thì cần phải cài đặt riêng cho từng lần cắt. Điều này cho phép, chẳng

hạn, bảo vệ cắt tức thời cho lần cắt đầu tiên và bảo vệ thời gian phụ thuộc cho các lần

cắt sau trong một chuỗi tự đóng lại.

Để thực hiện điều này, mỗi lần cắt đều có hai trang cài đặt bảo vệ riêng biệt.

Một trang cho bảo vệ quá dòng pha, trang kia cho bảo vệ quá dòng đất.

- Recloser còn có các chức năng:

Bảo vệ thấp/quá áp (UOV)

Quá dòng thứ tự nghịch (NPS)

Đếm số lần thao tác (OPS)

Tự đóng lại

Cấm đóng vào tải mang điện

Cắt hẳn khi có dòng sự cố lớn (High Current Lockout)

Khoá khi áp suất khí thấp (Gas Low Lockout)

Cắt Hẳn Khi Mất Điện Phía Nguồn (Dead Lockout)

Chế Độ Chỉ Cắt Một Lần (Single Shot)

39

Hãm dòng khởi động (Inrush Restraint)

Bù tải nguội (CLP)

- Một số thông số cài đặt thực tế cho recloser (Schneider Electric) tại điện lực

Hình 2.9. Cửa sổ cài đặt chế độ đóng lặp lại và chức năng bảo vệ

Hình 2.10. Cửa sổ cài đặt bội số khởi động và thiết lập lại trình tự hoạt động (30s)

40

Hình 2.11. Cửa sổ cài đặt đặt cho bảo vệ quá dòng pha và chạm đất Trip 1

Hình 2.12. Cửa sổ cài đặt đặt cho bảo vệ quá dòng pha và chạm đất Trip 2

41

Hình 2.13. Cửa sổ cài đặt đặt cho Single Shot

Hình 2.14. Cửa sổ cài đặt đặt cho cắt hẳn khi dòng cao

42

Hình 2.15. Cửa sổ cài đặt đặt cho mất pha

Hình 2.16. Cửa sổ cài đặt đặt hãm dòng khởi động

43

Nhận xét Các bảo vệ đặt thời gian tác động xác định (khoảng 0,01s), chức năng

Hình 2.17. Cửa sổ cài đặt lựa chọn tính năng của recloser

cắt hẳn khi dòng sự cố cao được kích hoạt khi dòng sự cố lớn hơn 10 lần dòng đặt.

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của Recloser Nu-Lec

Đơn Mô tả Yêu cầu vị

Máy cắt Recloser

Nu-Lec Industries Pty Ltd Nhà sản xuất

44

Nước sản xuất Australia

Chế độ làm việc Đặt ngoài trời (trên cột)

Điều kiện khí hậu

Nhiệt đới hoá - 30 đến + 500C Nhiệt độ môi trường làm việc

Số pha 3 pha

- Điện áp định mức 38 kV - Điện áp làm việc lớn nhất 38

Tần số định mức 50 Hz

Dòng điện định mức 630 A

Dòng cắt ngắn mạch định kA 12,5 mức (3s)

Chân không Buồng dập hồ quang

SF6 Cách điện trung gian

Điện áp chịu đựng tần số

công nghiệp định mức (khô, kV 70

1 phút)

Điện áp chịu xung sét tiêu kVp 170kVp chuẩn 1,2/50μs

Cơ cấu truyền động Điện từ, cơ khí

Điều khiển Điện tử - vi xử lý

Số lần đóng cắt trước khi bảo

dưỡng: Lần 10.000

- Số lần cắt với tải định mức :

- Số lần cắt ngắn mạch theo

tiêu chuẩn ANSI : Lần 1500

• 15  20% dòng cắt định

Lần 1000 mức (X/R=3)

• 45  55% dòng cắt định

Lần 520 mức (X/R=7)

45

• 90 100% dòng cắt định

mức (X/R=7)

- Có ắc quy tự sạc lắp sẵn. - Điện áp cấp cho tủ điều

khiển 110V/50Hz - Có CT và cảm biến điện áp lắp trong - Cảm biến dòng điện và điện Recloser phù hợp với phụ tải và tủ điều áp của mạch cao thế khiển.

Tủ điều khiển

Chức năng bảo vệ:

Bảo vệ quá dòng có thời gian Có

với cắt nhanh 50/51

Bảo vệ quá dòng chạm đất có Có

thời gian với cắt nhanh

50/51N Có

Bảo vệ quá dòng có hướng

67/67N Có

Bảo vệ chạm đất nhậy có Có

hướng 67Ns Có

Bảo vệ tự động đóng lại 79 Có

Bảo vệ tần số 81

-Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch NPS, dùng Đo lường U, I, P, Q, cos...

phát hiện các sự cố đứt dây dẫn, sự cố và lưu trữ dữ liệu

chạm đất có điện trở lớn (dùng trong lưới Các chức năng bảo vệ khác:

trung tính cách ly)

-Bảo vệ mất pha

-Chống đóng vào tải đang mang điện

Khả năng kết nối với hệ Máy được tích hợp sẵn bộ đầu cuối (RTU)

thống giám sát, điều khiển đo và các giao thức truyền thông hiện đại

lường từ xa (DNP, IEC, Modbus...) để kết nối với các

46

hệ thống SCADA. Ngoài ra Recloser có thể

được điều khiển từ xa bằng phần mềm

WSOS (kèm theo) qua đường điện thoại

hay radio.

Bằng bàn phím của tủ điều khiển hoặc từ Cài đặt chức năng máy tính

Khoảng cài đặt giá trị cắt A Từ 10A  1260A theo dòng pha

Khoảng cài đặt giá trị cắt A Từ 10A  1260A theo dòng thứ tự không.

Khoảng cài đặt giá trị cắt A Từ 4A  20A nhạy theo dòng thứ tự không

- Đặc tính quá dòng cắt - Có

nhanh (50)

- Đặc tính bảo vệ (3 Đường - Có

cong IEC): quá dòng có thời

gian (51):

- Standard inverse

- Very inverse

- Extremely inverse

Và các đường cong tự đặt

được theo nhu cầu của người

vận hành. - Có

- Chức năng bảo vệ mất pha - Có

- Chức năng đóng lại vào phụ

tải nguội (Cold load pickup)

Tự ghi và lưu trữ sự cố Tối thiểu 3000 sự kiện gần nhất

Hộp điều khiển Đã đấu nối, lắp sẵn

Số lần đóng lại Lần 3

47

Đo lường:

- Có - Dòng rms sau 5 15 phút

- Có - Dòng rms cực đại của các

- Có pha

- Giá trị tức thời: đo điện áp trên cả 6 sứ, - Dòng rms đất cực đại

dòng điện 3 pha, dòng đất, dòng thứ tự - Các giá trị đo lường khác:

nghịch (NPS), tần số, công suất kW, kVAr,

hệ số công suất PF.

- Lưu trữ điện năng kWh đi qua máy mỗi

tuần và mỗi tháng.

- Lưu trữ thời điểm và giá trị xảy ra công

suất cực đại.

- Lưu trữ số lần mất điện và tổng thời gian

mất điện cả hai phía của recloser.

- Số lượng dữ liệu được lưu trữ tối thiểu 78

ngày.

Lưu trữ đồ thị phụ tải này - Dòng các pha, dòng đất RMS, công suất

- Giá trị lưu trữ kW, hệ số công suất PF cùng thời điểm ghi

nhận.

- 22464 số giá trị lưu trữ, mỗi giá trị lưu trữ

cách nhau 15 phút (lưu trong 234 ngày)

- Số giá trị lưu trữ Ngoài ra máy cũng có khả năng lưu trữ các

giá trị khác như: kW, kVA, kVAR, PF,

điện áp trên các cực sứ, nhiệt độ trong thân

máy, điện áp ắc quy, áp suất khí.

Lưu trữ tình trạng vận hành

Giá trị lưu trữ - Có

- Thời điểm xảy ra sự kiện.

- Các dòng rms pha, dòng đất - Có

48

- Số lần đóng cắt trước khi

- Có lockout xẩy ra

Có Ắc quy có sẵn bộ sạc

5 năm Tuổi thọ ắc qui

Thời gian lưu điện khi được giờ 120 giờ

nạp đầy

Thiết bị phụ kiện đi kèm

- Có cơ cấu đóng cắt tại chỗ - Có

bằng tay

- Có - Giá treo Recloser trên cột

- Có - Giá lắp chống cột

- Có - Tủ điều khiển.

- Có

06 - Dây cáp điều khiển - Cáp lực XLPE 185mm2 mỗi Sợi sợi 3m

- Bao sứ Silicon kèm theo

các đai chặn bằng thép không Cái 06

rỉ

- ống mỡ Silicon kèm theo ống 06 vòi bơm bằng Plastic

Phần mềm cài đặt và hướng Bộ Có dẫn vận hành

Trình tự vận hành của recloser loại N của Schneider Electric như sau:

O - 1 rt - CO - 2 rt - CO - 3 rt - CO

trong đó:

rt = thời gian đóng lại

O = mở.

C = đóng.

Thời gian đóng lại

Phạm vi thời gian đóng lại lần 1: 0,5 - 180 giây

49

Phạm vi thời gian đóng lại thứ 2: 2.0 - 180 giây

Phạm vi thời gian đóng lại thứ 3: 2.0 - 180 giây

Độ phân giải thời gian: 0,1 s

Thời gian thiết lập lại trình tự vận hành

Thời gian đặt lại trình tự: 3 - 180 giây

Độ phân giải thời gian: 1 s

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Chương này đã giải quyết được các vấn đề sau đây:

- Tìm hiểu tổng quan về recloser, bao gồm các vấn đề về đặc tính nhanh/chậm,

trình tự làm việc, cấu tạo cơ bản, vị trí đặt hợp lý của recloser trên lưới điện phân phối.

- Nguyên tắc tính toán phối hợp bảo vệ, các phương trình đường cong theo IEC và

IEEE, các đường cong phi tiêu chuẩn khi cài đặt recloser.

- Trình bày thông số kỹ thuật, chức năng của các loại recloser hiện có trên lưới

điện 373-E13.2 đó là recloser Cooper NoVa i và recloser Nu-Lec của Schneider.

- Tìm hiểu các thông số cài đặt thực tế cho một recloser Pò Lọi – Tú Đoạn, làm

căn cứ để lựa chọn thông số cài đặt mô phỏng trong chương tiếp theo của luận văn.

50

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ NGẮN MẠCH, LỰA CHỌN THÔNG

SỐ CÀI ĐẶT NÂNG CAO TÍNH TÁC ĐỘNG CHỌN LỌC CHO RECLOSER

3.1. Giải tích lưới điện

Để cài đặt thông số cho các recloser ta cần phải tính toán dòng điện chạy trên

các đoạn đường dây có đặt recloser ở chế độ binh thường cũng như khi xảy ra sự cố.

Công việc tính toán này được thực hiện bằng phần mềm ETAP. Đây là phần mềm

được phát triển bởi công ty Operation Technology, Inc (OTI) có trụ sở đặt tại

California, Mỹ, với các văn phòng bán lẻ và hỗ trợ khách hàng ở hơn 80 quốc gia trên

thế giới. Tại Việt Nam Etap được phân phối chính thức qua công ty ESEC tại Thành

phố Hồ Chí Minh. OTI được thành lập từ năm 1986, chuyên cung cấp các giải pháp để

phân tích, mô phỏng, thiết kế, vận hành, kiểm soát, tối ưu hóa và tự động hóa hệ thống

điện. Phiên bản mới nhất hiện nay là Etap 16.1. Hiện OTI đã cung cấp hơn 50000 giấy

phép cho các công ty, tổ chức, doanh nghiệp trên toàn thế giới. Điểm nổi bật nhất của

Etap là kiểm soát và điều khiển hệ thống trực tiếp theo thời gian thực nhằm tăng cường

độ tin cậy, và vận hành hệ thống một cách tối ưu và tiết kiệm. OTI sở hữu một đội ngũ

kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm hàng đầu thế giới luôn tiếp cận những tiến bộ công

nghệ mới nhất.

Etap gồm nhiều chức năng phân tích tính toán hệ thống điện như: Tính trào lưu

công suất; Tính ngắn mạch; Khảo sát ổn định hệ thống; Phối hợp các thiết bị bảo vệ;

Quản lý hệ thống theo thời gian thực; Quản lý lưới điện trên sơ đồ địa lý GIS. Ở chức

năng tính ngắn mạch Etap cho phép tính theo hai tiêu chuẩn ANSI/IEEE và IEC.

Trong luận văn này chỉ tính ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC.

3.1.1. Thông số tính toán

- Thông số nguồn

Với số liệu nguồn trong Bảng 1.1 ta tính được các thông số liên quan cài đặt

trong ETAP tổng hợp trong bảng sau

51

Bảng 3.1. Thông số nguồn hệ thống

Tổng trở TTT TTK

22,7% ở 23,05 % ở 30,3  77,3 

100MVA 100MVA

6,5 % ở 5,42 % ở 8,6  18,2 

100MVA 100MVA

422,6 167,6 (MVA)

Cài đặt thông số nguồn trong ETAP như hình 3.1

Hình 3.1. Trang cài đặt thông số nguồn trong ETAP

52

- Thông số máy biến áp nguồn

Từ bảng 1.2 ta tính được thông số qui đổi về phía 110 kV để cài đặt cho MBA

trong ETAP như bảng 3.2. Trang cài đặt tổng trở MBA T1 và T2 trong ETAP như

hình 3.2

Bảng 3.2. Thông số tính toán của máy biến áp T1, T2

MBA T1

X/R R () X () Z ()

0,69 36,42 52,92 Zc- Cao

36,42 t=11,15%

0,44 0,00 0,00 Zc- Trung

0,44 h=18,62%

0,46 25,14 54,57 Zt-h=7,74% 25,15 Hạ

MBA T2

Zc- Cao

36,16 0,69 36,15 52,54 t=11,07%

Zc- Trung

0,45 0,44 0,08 0,19 h=17,09%

20,36 0,46 20,35 44,16 Zt-h=6,29% Hạ

53

Hình 3.2. Trang cài đặt Rating và Impedance cho MBA T1 và T2

- Thông số MBA phân phối 35/0,4

Được trình bày trong phụ lục 1. Hình 3.3 là trang cài đặt thông số cho một

MBA 2 cuộn dây trong ETAP. Các thông số quan trọng là công suất, điện áp sơ/thứ và

tổng trở (%) cuộn dây.

- Thông số đường dây

54

Được trình bày trong phụ lục 2. Hình 3.4 là trang cài đặt thông số và cấu hình

cho một đường dây 35kV trong ETAP: các thông số quan trọng là chiều dài đường

dây, loại đường dây, tổng trở đơn vị, và cách bố trí dây, độ cao sao với mặt biển.

- Thông số phụ tải

Các phụ tải này được lấy theo thực tế do PCLS cung cấp. Hình 3.5 là thông số

cài đặt cho một tải trong ETAP, các tải tại khu dân cư lấy tỷ lệ 100% tĩnh, các tải tại

khu vực nhà máy lấy 80% tải tĩnh còn 20% tải động.

Hình 3.3. Trang cài đặt Rating và Impedance cho MBA 2 cuộn dây

55

Hình 3.4. Trang cài đặt thông số và cấu hình cho một đường dây 35kV

3.1.2. Tính toán phân bố công suất

Dựa trên các thông số tính toán được cho từng phần tử và cài đặt chúng vào

trong ETAP ta xây dựng được sơ đồ mô phỏng lưới điện như hình 3.6 (một phần).

56

3.1.2.1 Giải tích lưới điện

Với mục đích tính dòng điện làm việc lớn nhất qua các recloser đặt trên đường

trục chính lộ 373 và đầu các đoạn nhánh rẽ. Kết quả tính toán được xử lý đưa vào bảng

3.3 ứng với chế độ phụ tải chỉ nhận điện từ thanh cái 35kV của trạm E13.2.

Hình 3.5. Trang cài đặt thông số cho tải Hòa Bình

57

Bảng 3.3. Dòng điện làm việc lớn nhất (A) qua các Recloser

STT Vị trí recloser Chế độ mùa khô Ghi chú

Máy cắt MC373E13.2/134 Bản 461,9 Bus974 1

ngà – Lộc Bình

Máy cắt MC373E13.2/235 Lộc 201,3 Bus1019 2

Bình – Na Dương.

Máy cắt MCMBA tự ngẫu Đình 126,5 Bus1008 3

Lập

Máy cắt MC373E13.2/460-1 16,3 Bus1006 4

Cường Lợi.

Máy cắt MC373E13.2/55A Đ Đ 113,6 Bus1005 5

Cao Lộc – Chi Lăng.

Máy cắt MC373E13.2/174-1A 29 Bus1010 6

Xuân Mãn

Máy cắt MC373E13.2/209-2 Lộc 91,1 Bus268 7

Bình – Chi Ma.

Máy cắt MC373E13.2/05 Pò Lọi 106,6 Bus1017 8

– Tú Đoạn.

Máy cắt MC373E13.2/69 Khuất 15,6 Bus1018 9

Xá – Bản Chắt.

37,9 Bus1007 10 Máy cắt MC373E13.2/255 Nà

Mằn – Đông Quan.

31,5 Bus1003 11 Máy cắt MC 353 Đình Lập –

Nông trường Thái Bình.

24,3 Bus1004 12 Máy cắt MC359 Đình Lập –

Bính Xá.

7,1 Bus1009 13 Máy cắt MC373E13.2/155-01

Bằng Khánh – Mẫu Sơn.

58

Chi tiết báo cáo phần tính toán phân bố công suất xem phần Phụ lục 3

3.1.3. Tính toán ngắn mạch theo IEC60909

Kết quả chi tiết trình bày trong phụ lục 4. Kết quả xử lý số liệu tổng trong bảng

3.4 ứng với 2 dạng ngắn mạch trong lưới 35kV là ngăn mạch 3 pha và ngắn mạch 2

pha. Trị số dòng điện ghi trong bảng là trị số dòng điện qua các Recloser theo hường

công suất từ thanh cái 35kV trạm E13.2 về phía cuối phụ tải.

59

Hình 3.6. Màn hình mô phỏng lưới điện 373-E13.2 trong ETAP

60

Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả tính toán ngắn mạch

Dòng điện chạy

qua CB/Recloser Dòng điện chạy qua CB/Recloser

STT Vị trí recloser Bus ID khi NM 3 pha khi NM 2 pha theo hướng thuận

theo hướng thuận (kA)

(kA)

A B C

Bus974 0,008 2,570 2,570 3,303 1 Máy cắt MC373E13.2/134 Bản ngà – Lộc

Bình

Bus1019 1,629 0,010 1,080 1,070 2 Máy cắt MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na

Dương.

1,129 0 0,977 0,977 Bus1008 3 Máy cắt MCMBA tự ngẫu Đình Lập

0,828 0 0,719 0,719 Bus1006 4 Máy cắt MC373E13.2/460-1 Cường Lợi.

0,953 0 0,823 0,823 Bus1005 5 Máy cắt MC373E13.2/55A Đ Đ Cao Lộc –

Chi Lăng.

2,442 0 2,121 2,121 Bus1010 6 Máy cắt MC373E13.2/174-1A Xuân Mãn

1,950 0 1,690 1,690 Bus268 7 Máy cắt MC373E13.2/209-2 Lộc Bình – Chi

Ma.

61

Bus1017 1,695 1,475 1,475 0 8 Máy cắt MC373E13.2/05 Pò Lọi – Tú Đoạn.

Bus1018 1,289 1,120 1,120 0 9 Máy cắt MC373E13.2/69 Khuất Xá – Bản

Chắt.

Bus1007 1,552 1,350 1,350 0 10 Máy cắt MC373E13.2/255 Nà Mằn – Đông

Quan.

Bus1003 0,856 0,738 0,738 0 11 Máy cắt MC 353 Đình Lập – Nông trường

Thái Bình.

Bus1004 0,924 0,804 0804, 0 12 Máy cắt MC359 Đình Lập – Bính Xá.

Bus1009 2,714 2,355 2,355 0 13 Máy cắt MC373E13.2/155-01 Bằng Khánh –

Mẫu Sơn.

62

3.2. Thiết lập thông số bảo vệ

3.2.1. Bảo vệ quá dòng xuất tuyến lộ 373

Theo bảng 1.4 rơle quá dòng là loại 7SJ600 của SIEMENS.

- Bảo vệ quá dòng - 51

Chỉnh theo dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua chỗ đặt bảo vệ

trong đó: Kdt=1,5÷4 là hệ số dự trữ tùy thuộc vào đặc điểm đối tượng, chọn Kdt =

đt=1,2.

Các máy biến dòng xuất tuyến 35 kV được cài đặt với tỷ số 2000/1 bởi vậy dòng

khởi động phía thứ cấp máy biến dòng là

Chọn dòng đặt cho rơle là , tương ứng dòng đặt phía sơ cấp

Vì bội số dòng điện ngắn mạch thay đổi không nhiều, để phối hợp tốt với recloser

chọn đặc tính ANSI cực dốc

Từ phương trình (2.1) với ta có

(3.1)

Với yêu cầu bảo vệ xuất tuyến cắt với thời gian

Bội số dòng qua rơle khi ngắn mạch tại cuối vùng của bảo vệ tại

MC373E13.2/134, tức là bảo vệ đặt tại MC373E13.2/235. Tra bảng 3.4 ta được dòng

ngắn mạch bằng 1,629 kA

thay vào (3.1) được , chọn thời gian đặt cho rơ

le bằng 0,5

- Bảo vệ cắt nhanh – 50

Chỉnh theo dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất tại cuối vùng bảo vệ

trong đó: Kdt=1,1÷1,3 là hệ số dự trữ, chọn Kdt = 1,1

63

Chọn dòng đặt cho rơle là

Thời gian đặt 0,1s

Cài đặt trong ETAP: Hình 3.7 là trang cài đặt bảo vệ quá dòng 51 và bảo vệ 50 theo

các giá trị tính toán ở trên. Hình 3.8. là kết quả phối hợp bảo vệ 50 và 51 trên đồ

thị. Các đường đặc tính sẽ được hiệu chỉnh lại (nếu cần thiết) cho phù hợp với các

Recloser đoạn sau liền kề.

Hình 3.7. Trang cài đặt bảo vệ quá dòng 51 và bảo vệ tức thời 50

64

Hình 3.8. Đường đặc tính kết hợp giữa bảo vệ 51 và 50 trong rơle 7SJ600

Trong hình 3.8, với thời gian đặt cho rơle TDS = 0,1s, khi bội số dòng bằng 3

(MP=3) thay vào (3.1) ta tính được thời gian tác động là 0,365s. Tương tự cho các bội

số dòng bằng 5, bằng 8 ta lần lượt tính được thời gian tác động là 0,13s và 0,0569s.

3.2.2. Cài đặt, lựa chọn đường đặc tính cho Recloser

Một trong những vấn đề khó khăn trong việc lựa chọn đặc tính cho recloser cho

phù hợp vì trong bộ cài đặt có rất nhiều (48 đường đặc tính khác nhau). Việc cài đặt

chủ yếu dựa vào kinh nghiệm. Với mô phòng trong ETAP người sử dụng hoàn toàn có

thể lựa chọn chính xác để phối hợp.

Với lưới điện lộ 373E13.2 cần phối hợp giữa các recloser theo sơ đồ hình 3.9

với phương thức: Rơ le tại máy cắt MC373E13.2/134 Bản ngà – Lộc Bình (1) phối

hợp với: Recloser nhánh rẽ MC373E13.2/155-01 Bằng Khánh – Mẫu Sơn (2),

Recloser nhánh rẽ MC373E13.2/174-1A Xuân Mãn (3), Recloser nhánh rẽ

MC373E13.2/05 Pò Lọi – Tú Đoạn (4), Recloser trục chính MC373E13.2/235 Lộc

Bình – Na Dương (5). (5) phối hợp với Recloser nhánh rẽ MC373E13.2/255 Nà Mằn –

Đông Quan (6). (6) phối hợp với Recloser MC 353 Đình Lập – Nông trường Thái Bình

(7).

65

Hình 3.9. Sơ đồ mô phỏng phối hợp Recloser rút gọn trong ETAP

3.2.2.1. Recloser tại MC373E13.2/155-01 Bằng Khánh – Mẫu Sơn

Hiện tại (Bảng 1.6) đang sử dung của recloser Cooper – Mỹ dòng chỉnh định là

100A, thời gian tác động bằng 0s.

- Vào trang Rating, trong thư viện Library chọn Standard (ANSI/IEC), chọn

hãng sản xuất (Manufacturer) Cooper, chọn loại thiết bị (Device type), chọn kiểu

recloser (Model) là Fom 6 như hình 3.10. Ngoài ra trong trang này còn khai báo thêm

khoảng thời gian ngắt, thời gian mở (không được lớn hơn thời gian ngắt), thời gian

giải trừ.

- Dòng khởi động

Theo mục 2.1.2 tính dòng khởi động của recloser:

, chọn Model từ From 6

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch tính toán lớn nhất qua recloser là 2714 A,

để chọn được đường đặc tính phù hợp với phạm vi dòng tác động 20-3200 A trong

trang Controller như hình 3.10, chọn dòng tác động 50A, tương ứng dòng thứ cấp là

50/2000=0,025A.

Trong trang này điều quan trọng nhất là chọn được đường đặc tính phù hợp

TCC 1 với loại đường cong là Kyle 161. Kết quả lựa chọn đường đặc tính

recloser như hình 3.11.

66

Hình 3.10. Trang Rating và cài đặt bộ điều khiển cho Recloser

Hình 3.11. Thông số cài đặt đường cong đặc tính của Recloser MC373E13.2/155-01

67

3.2.2.2. Recloser tại máy cắt MC373E13.2/174-1A Xuân Mãn

- Dòng khởi động của recloser

PCLS hiện tại dùng Recloser của Schneider – Úc với dòng khởi động là 400A,

thời gian tác động bằng 0s.

Tính dòng khởi động:

, chọn dòng đặt 80 A

Ta thấy rằng dòng khởi động đặt thực tế quá lớn, không phù hợp với giá trị tính

toán.

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch lớn nhất qua recloser là 2442 A, vì bộ điều

khiển của Nulec chỉ phản ứng trong phạm vi dòng sơ cấp từ 10-1260 A, nên để phù

hợp ta sử dung recloser Cooper – Mỹ, có phạm vi dòng tác động 20-3200 A như trang

cài đặt ở hình 3.12. Hình 3.13 là đường đặc tính lựa chọn Kyle 161 cho recloser.

Hình 3.12. Trang cải đặt thông số cho MC373E13.2/174-1A

68

Hình 3.13. Thông số cài đặt đường cong cho Recloser MC373E13.2/174-1A

3.2.2.3. Recloser tại Máy cắt MC373E13.2/05 Pò Lọi – Tú Đoạn

Hiện tại đang sử dụng của recloser Cooper – Mỹ, với trị số chỉnh định Iph =

420 A, thời gian tác động 0s.

- Vào trang Rating, trong thư viện Library chọn Standard (ANSI/IEC), chọn

hãng sản xuất (Manufacturer) là Cooper, chọn loại thiết bị (Device type) là NOVA38,

như hình 3.14. Ngoài ra trong trang này còn khai báo thêm khoảng thời gian ngắt, thời

gian mở, thời gian giải trừ.

- Dòng khởi động

Theo mục 2.1.2 tính dòng khởi động của recloser:

, chọn dòng đặt là 300 A

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch lớn nhất qua recloser là 1695 A, để chọn

được đường đặc tính phù hợp với phạm vi dòng tác động 20-3200 A trong trang

Controller như hình 3.14, chọn dòng tác động tối thiểu 300 A.

69

Trong trang này điều quan trọng nhất là chọn được đường đặc tính phù hợp.

Đường cong là Kyle 161. Kết quả chọn đường đặc tính recloser như hình 3.15.

Hình 3.14. Trang Rating và cải đặt thông số bộ điều khiển

Hình 3.15. Thông số cài đặt đường đặc tính Kyle 161 cho Recloser

70

3.2.2.4. Recloser tại Máy cắt MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na Dương.

Recloser này cần phối hợp với bảo vệ xuất tuyến đường dây.

PCLS hiện tại dùng Recloser của Cooper – Mỹ với dòng khởi động là 1140A,

thời gian tác động bằng 0s.

- Dòng khởi động của recloser

, chọn dòng đặt là 600 A

Ta thấy rằng dòng khởi động đặt thực tế quá lớn, không phù hợp với giá trị tính

toán.

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch lớn nhất qua recloser là 1629 A, để chọn

được đường đặc tính phù hợp phạm vi dòng tác động 20-3200 A như trang cài đặt ở

hình 3.14. Hình 3.15 là đường cong Kyle 161 của recloser.

Hình 3.16. Thông số cài đặt đường cong của Recloser MC373E13.2/235

71

Hình 3.17. Thông số cài đặt đường đặc tính cho Recloser MC373E13.2/235

3.2.2.5. Recloser tại Máy cắt MC373E13.2/255 Nà Mằn – Đông Quan

Recloser này cần phối hợp với Recloser số 5.

PCLS hiện tại dùng Recloser của Schneider – Úc với dòng khởi động là 100A,

thời gian tác động bằng 0s.

- Dòng khởi động tính toán của recloser

, chọn dòng đặt là 100A.

Ta thấy rằng dòng đặt thực tế là phù hợp với tính toán.

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch lớn nhất qua recloser là 1552 A, vì

Recloser Schneider - Nulec chỉ làm việc với phạm vi dòng từ 10-1260 A, nên ta dùng

recloser Cooper – Mỹ có phạm vi dòng tác động tử 10-1600A như trang cài đặt ở hình

3.18. Để phối hợp tốt với Recloser số 5 ta chọn đường đặc tính Kyle 161 như hình

3.19.

72

Hình 3.18. Thông số cài đặt đường cong của Recloser MC373E13.2/255

Hình 3.19. Thông số cài đặt đường đặc tính cho Recloser MC373E13.2/255

73

3.2.2.6. Recloser tại Máy cắt MC 353 Đình Lập - Nông trường Thái Bình

Recloser này phải phối hợp với Recloser số 5

PCLS hiện tại dùng Recloser của Cooper – Mỹ với dòng khởi động là 100A,

thời gian tác động bằng 0s.

- Dòng khởi động tính toán của recloser

, chọn dòng đặt là 90A

Ta thấy rằng dòng đặt thực tế là phù hợp với tính toán.

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch lớn nhất qua recloser là 856 A, chọn

đường đặc tính Kyle 161 phù hợp với phạm vi dòng 10-1600 A như hình 3.20. Hình

3.21 là đường đặc tính của recloser.

Hình 3.20. Thông số cài đặt đường cong của Recloser MC 353 Đình Lập – Nông

trường Thái Bình

74

Hình 3.21. Thông số cài đặt đường đặc tính của Recloser MC 353 Đình Lập – Nông

trường Thái Bình

Bảng 3.5. Tổng hợp giá trị đặt cho các recloser cần phối hợp

Vị trí recloser Dòng điện Dòng điện Quá Thời Ký

làm việc lớn khởi động dòng pha gian ngắt hiệu

nhất (A) sơ cấp tính (A) (ms)

toán (A)

Máy cắt

MC373E13.2/134 461,9 693 700 1,5s 1

Bản ngà – Lộc Bình

Máy cắt

MC373E13.2/155-01 7,1 18,5 50 40 2 Bằng Khánh – Mẫu

Sơn.

Máy cắt

MC373E13.2/174- 29 75,4 80 35 3

1A Xuân Mãn

75

Máy cắt

MC373E13.2/05 Pò 106,6 277,2 300 30 4

Lọi – Tú Đoạn.

Máy cắt

MC373E13.2/235 201,3 523,4 600 42 5 Lộc Bình – Na

Dương.

Máy cắt

MC373E13.2/255 Nà 37,9 98,5 100 30 6

Mằn – Đông Quan.

Máy cắt MC 353

Đình Lập – Nông 31,5 81,9 90 25 7

trường Thái Bình.

Hình 3.22. Phối hợp bảo vệ rơle - các recloser và giữa các recloser

76

3.3. Hiệu chỉnh đường đặc tính, phối hợp bảo vệ

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 dòng 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 Nông 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 toán 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 còn 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 mô

phỏng cho thấy, các đường đặc tính không giao cắt nhau, đảm bảo cắt chính xác chọn

lọc khi xảy ra sự cố trong vùng, đồng thời có tính dự phòng cao.

77

Hình 3.23. Thông số Recloser MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na Dương

sau khi hiệu chỉnh

Hình 3.24. Thông số rơ le sau khi hiệu chỉnh

78

Hình 3.25. Các đường đặc tính sau khi hiệu chỉnh

3.3.2. Cắt hẳn khi dòng 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 dòng 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 dòng 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.

79

Quá dòng pha đất, quá dòng chạm đất nhạy không 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.

80

(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, ngoài phạm vi này recloser có thể

tác động không chính xác.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

- Xây dựng được mô hình mô phỏng toàn lưới điện 373-E13.2 trong ETAP: Cách

tính toán thông số, khai báo thông số để chạy lấy kết quả.

- Tính toán được phân bố công suất trên các đoạn đường dây.

- Tính toán ngắn mạch trên các thanh cái, biết được chính xác dòng điện ngắn

mạch từ các phía cấp dòng điện cho điểm ngắn mạch, biết được dòng điện chạy

trên các pha , các thành phần thứ tự dòng điện , kiểm tra

thông số cho các bộ điều khiển recloser.

- Tính toán 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.

81

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 toán các thông số vận hành trong hệ thống

điện, từ đó áp dụng để xác định các thông 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

công 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 thông 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 toán 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 mô hình mô phỏng toàn lưới điện 373E13.2 trong phần mềm

ETAP16, tính toán được phân bố công suất trên các đoạn đường dây, tính toán được

dòng điện ngắn mạch trên từng pha, từng phía để cài đặt, kiểm tra thông số cho các bộ

điều khiển recloser.

- Tính toán bảo vệ rơle xuất tuyến đường dây 373E13.2; lựa chọn, hiệu chỉnh lại

các đường đặc tính bảo vệ quá dòng pha cho các recloser nâng cao tính tác động chọn

lọc chính xác theo yêu cầu kỹ thuật.

82

- Chỉ ra được 2 vị trí MC373E13.2/174-1A và MC373E13.2/255 dùng recloser

của Schneider – Úc không phù hợp, vì lý do dòng điện ngắn mạch tính toán quá 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 toán.

Do hạn chế về thời gian nên các thông số tính toán 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 toán dòng 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 thông 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, Cô 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 hoàn thiện công tác

quản lý vận hành lưới điện trong Công ty Điện lực Lạng Sơn.

83

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 Công Thương. Thông 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 Công Thương. Thông 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 Công Thương. Thông 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.

84

[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/

85

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 toán phân bố công suất.

Phụ lục 4: Báo cáo kết quả tính toán ngắn mạch.

86