ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

HỒ VĂN NGHĨA

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT CHO RECLOSER TRÊN ĐƯỜNG DÂY 371 TRẠM E26.1 LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

Thái Nguyên - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

HỒ VĂN NGHĨA NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT CHO RECLOSER TRÊN ĐƯỜNG DÂY 371 TRẠM E26.1 LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN

Ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN HIỀN TRUNG

Thái Nguyên - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

Công ty Điện lực Bắc Kạn - 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 Bắc Kạn; 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hồ Văn Nghĩa

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;

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

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Xin trân trọng cám ơn. Bắc Kạn, ngày 15 tháng 04 năm 2019

MỤC LỤC

Lời cam đoan ...................................................................................................... i

Lời cảm ơn ........................................................................................................ ii

Mục lục ............................................................................................................. iii

Danh mục chữ viết tắt ....................................................................................... v

Danh mục các bảng .......................................................................................... vi

Danh mục các hình .......................................................................................... vii

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

CHƯƠNG 1. MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ HẠ TẦNG LƯỚI ĐIỆN

TỈNH BẮC KẠN ............................................................................................. 6

1.1. Khái quát mô hình chỉ huy điều độ tại Công ty Điện lực Bắc Kạn ........... 6

1.1.1. Mô hình tổ chức công tác chỉ huy điều độ .............................................. 6

1.1.2. Mô hình quản lý Đội QLVH lưới điện cao thế Bắc Kạn ........................ 8

1.1.3. Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn ....................................... 9

1.1.4. Mô hình quản lý các Điện lực còn lại ................................................... 10

1.1.5. Mô hình tổ chức các nhà máy thuỷ điện Tà Làng và thuỷ điện

Thượng Ân, thuỷ điện Nặm Cắt ...................................................................... 10

1.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện tỉnh Bắc Kạn ........................................... 10

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

1.2.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện lộ đường dây 371 trạm E26.1 Bắc Kạn ....... 14

1.3. Hiện trạng thiết bị bảo vệ ......................................................................... 18

1.3.1. Thiết bị bảo vệ và đo lường tại trạm 110 kV-E26.1 Bắc Kạn .............. 18

1.3.2. Thiết bị bảo vệ đường dây 371-E26.1 Bắc Kạn .................................... 20

1.3.3. Chức năng của thiết bị bảo vệ trên lộ đường dây 371-E26.1 Bắc Kạn ........ 22

1.3.4. Hiện trạng sự cố trên đường dây 371E26.1 Bắc Kạn ........................... 25

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ................................................................................ 25

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG BẢO VỆ TRONG

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

RECLOSER ................................................................................................... 26

2.1. Tổng quan về Recloser ............................................................................. 26

2.1.1. Đặc tính Recloser .................................................................................. 28

2.1.2. Phối hợp Recloser và Recloser ............................................................ 29

2.1.3. Phối hợp Recloser và Rơle ................................................................... 29

2.2. Thông số kỹ thuật, chức năng các loại Recloser dùng trên lộ 371 .......... 32

2.2.1. Recloser Cooper Nova i ........................................................................ 32

2.2.2. Recloser Nu-Lec .................................................................................... 36

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ................................................................................ 52

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ NGẮN

MẠCH, LỰA CHỌN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT CHO RECLOSER ........... 53

3.1. Giải tích lưới điện..................................................................................... 53

3.1.1. Thông số tính toán ................................................................................. 53

3.1.2. Tính toán phân bố công suất ................................................................. 59

3.1.3. Tính toán ngắn mạch theo IEC60909 ................................................... 60

3.2. Thiết lập thông số bảo vệ ......................................................................... 64

3.2.1. Bảo vệ quá dòng xuất tuyến lộ 371 ....................................................... 64

3.2.2. Cài đặt, lựa chọn đường đặc tính cho Recloser .................................... 67

3.3. Hiệu chỉnh đường đặc tính, phối hợp bảo vệ ........................................... 78

3.3.1. Phối hợp các bảo vệ quá dòng pha ........................................................ 78

3.3.2. Cắt hẳn khi dòng sự cố lớn .................................................................... 81

3.3.3. Lý giải Recloser cắt không chọn lọc ..................................................... 82

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ................................................................................ 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 84

1. Kết luận ....................................................................................................... 84

2. Kiến nghị ..................................................................................................... 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 86

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

PHỤ LỤC ....................................................................................................... 88

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

EVN : Tập đoàn Điện lực Việt Nam;

EVNNPT : Tổng Công ty truyền tải điện Quốc gia;

EVNNPC : Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc;

EVNICT : Trung tâm Viễn thông và Công nghệ thông tin;

PCBK : Công ty Điện lực Bắc Kạn;

LĐTM : Lưới điện thông minh;

TBAKNT : Trạm biến áp không người trực;

TTLĐ : Thao tác lưu động;

QLVH : Quản lý vận hành;

NVVH : Nhân viên vận hành;

CNTT : Công nghệ thông tin;

PCCC : Phòng cháy chữa cháy;

TBA : Trạm biến áp;

NMĐ : Nhà máy điện;

B26 : Phòng Điều độ - Công ty Điện lực Bắc Kạn;

CBPT : Cán bộ phương thức;

ĐĐV : Điều độ viên;

ĐĐV-TrK : Điều độ viên - Trưởng kíp;

PTT : Phiếu thao tác;

TTĐĐ : Trung tâm điều độ;

ĐQLVH : Đội QLVH lưới điện cao thế Bắc Kạn;

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

GIS : Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System);

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. Thống kê sự cố đường dây 371 E26.1 Bắc Kạn lũy kế 12 tháng

năm 2018 ......................................................................................... 3

Bảng 1.1. Thông số nguồn điện ...................................................................... 11

Bảng 1.2.Thông số tuabin và máy phát Thượng Ân ....................................... 16

Bảng 1.3.Thông số NM thủy điện Tà Làng .................................................... 17

Bảng 1.4.các thiết bị bảo vệ và đo lường tại TBA 110kV-E26.1 ................... 18

Bảng 1.5.Thống kê các Recloser trên đường dây 371 hiện có ........................ 20

Bảng 1.6. Một số thông số cài đặt chung trên Recloser .................................. 24

Bảng 1.7.Thống kê sự cố vượt cấp .................................................................. 25

Bảng 2.1. là thông số kỹ thuật của Recloser Cooper ...................................... 33

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của Recloser Nu-Lec ........................................ 47

Bảng 3.1.Thông số liên quan cài đặt trong ETAP .......................................... 54

Bảng 3.2.Trang cài đặt tổng trở MBA T1 ....................................................... 55

Bảng 3.4. Kết quả tính toán ngắn mạch chế độ max ....................................... 62

Bảng 3.5. Kết quả tính toán ngắn mạch chế độ min ....................................... 63

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Bảng 3.6. Tổng hợp giá trị đặt cho recloser .................................................... 68

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức điều độ HTĐ .............................................................. 6

Hình 1.2. Sơ đồ điều độ tại PCBK .................................................................... 6

Hình 1.3. Mô hình đội QLVH lưới điện cao thế truyền thống. ........................ 9

Hình 1.4. Mô hình Điện lực thành phố. ............................................................ 9

Hình 1.5. Mô hình Điện lực trực thuộc PCBK ............................................... 10

Hình 1.6 Sơ đồ một sợi lưới điện 110 kV Bắc Kạn ........................................ 12

Hình 2.1. Đường đặc tính thời gian/dòng điện cho Recloser ......................... 26

Hình 2.2. Trình tự làm việc của Recloser ....................................................... 27

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. .................. 31

Hình 2.4. Hình ảnh Recloser Cooper Nova i .................................................. 32

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

cung cấp ......................................................................................... 34

Hình 2.6. Cấu trúc bên trong Recloser NOVAi .............................................. 35

Hình 2.7. Recloser Nu-Lec (Schneider Electric) ............................................ 36

Hình 2.9. Cửa sổ cài đặt chế độ đóng lặp lại và chức năng bảo vệ ................ 42

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

động (30s) ...................................................................................... 43

Hình 2.11. Cửa sổ cài đặt đặt cho bảo vệ quá dòng pha và chạm đất Trip 1 .. 43

Hình 2.12. Cửa sổ cài đặt đặt cho bảo vệ quá dòng pha và chạm đất Trip 2 .. 44

Hình 2.13. Cửa sổ cài đặt đặt cho Single Shot ................................................ 44

Hình 2.14. Cửa sổ cài đặt đặt cho cắt hẳn khi dòng cao ................................. 45

Hình 2.15. Cửa sổ cài đặt đặt cho mất pha ..................................................... 45

Hình 2.16. Cửa sổ cài đặt đặt hãm dòng khởi động ........................................ 45

Hình 2.17. Cửa sổ cài đặt lựa chọn tính năng của recloser ............................. 46

Hình 3.1. Trang cài đặt thông số nguồn (max) trong ETAP. .......................... 54

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.2. Trang cài đặt Rating và Impedance cho một MBA T1 ................... 56

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

TRUNG DOAN750 ....................................................................... 57

Hình 3.4. Trang cài đặt thông số và cấu hình cho một đường dây 35kV ....... 58

Hình 3.5. Trang cài đặt thông số cho tải TRUNG DOAN750 ........................ 59

Hình 3.6. Sơ đồ mô phỏng lưới điện 371-E26.1 trong ETAP ........................ 61

Hình 3. 7. Cửa sổ chọn loại rơle và chọn đặc tính đường cong TCC ............. 65

Hình 3.8. Trang cài đặt bảo vệ quá dòng 51 và bảo vệ tức thời 50 ................ 66

Hình 3.9. Phối hợp giữa các loại bảo vệ 51 và 50 trong rơle 7SJ602 ............. 67

Hình 3.10. Trang Rating cài đặt recloser 371/1A ........................................... 70

Hình 3.11. Trang cài đặt bộ điều khiển cho Recloser 371/1A ....................... 70

Hình 3.12. Thông số cài đặt các đường cong nhanh và chậm của Recloser

MC371/1A (NGUYÊN PHÚC) .................................................... 71

Hình 3.13. Trang Rating của Recloser 371/35A ............................................. 72

Hình 3.14. Trang cải đặt thông số cho MC371/35A ....................................... 73

Hình 3.15. Thông số cài đặt các đường cong của Recloser MC371/35A ....... 74

Hình 3.16. Trang Rating của Recloser MC371/91B ....................................... 75

Hình 3.17. Trang cải đặt thông số bộ điều khiển cho MC371/91B ................ 76

Hình 3.18. Thông số cài đặt các đường cong của Recloser MC371/91B ....... 77

Hình 3.19. Phối hợp bảo vệ rơle và 3 recloser ................................................ 78

Hình 3.20. Các đường đặc tính sau khi hiệu chỉnh ......................................... 80

Hình 3.21. Các đường đặc tính kết hợp (Combined) sau khi hiệu chỉnh........ 81

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.22. Chức năng cắt hẳn khi dòng sự cố lớn cho Recloser .................... 82

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 371 trạm E26.1 hiện tại đang cấp điện cho phụ tải toàn

huyện Pác Nặm, huyện Ngân Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể

và một số xã của huyện Bạch Thông (các xã Nguyên Phúc, Cẩm Giàng, Sỹ

Bình, Vũ Muộn, Cao Sơn, Phương Linh, Tú Trĩ, Vị Hương và Thị trấn Phủ

Thông). Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ mạch

vòng với lộ 373, 376 trạm 110 kV Bắc Kạn.

Hiện nay trên đường dây 371 trạm E26.1 được Công ty Điện lực Bắc

Kạn trang bị các thiết bị bảo vệ trong đó có thiết bị Recloser gồm 28 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 371 trạm E26.1 có tổng công

suất đặt là 43197 kVA (484 TBA) và tổng chiều dài đường dây là 712,5 km.

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,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

sét gây ra đứt dây dẫn, cây đổ vào đường dây. Các sự cố chủ yếu xảy ra ở lưới

35 kV, 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 Bắc Kạn.

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

Bảng 1. Thống kê sự cố đường dây 371 E26.1 Bắc Kạn lũy kế 12 tháng năm 2018

Số vụ sự cố vĩnh cửu

TT

Điện lực

Khác

Vỡ sứ

Đứt dây

Đổ cột

Rắn bò

Nổ mìn

Đứt lèo

Cháy MBA

Tổng cộng

Số vụ sự cố thoáng qua

Cháy đầu cáp

Gẫy đầu cốt

Nổ chống sét van

Cây đổ vào ĐZ

Chim, dơi bay vào

Cháy TU đo đếm

Cháy TI đo đếm

Ôtô đâm đổ cột

Sét đánh cháy thiết bị

Ngân

1

7

1

5

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

1

8

Sơn

Pác

2

2

1

2

1

3

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

2

-

10

Nặm

3

Ba Bể

12

1

2

-

3

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2

-

9

Bạch

4

31

3

2

-

1

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

2

-

9

Thông

371

24

3

1

-

1

-

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

2

-

8

376

7

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

378

-

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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 lựa chọn

thông số cài đặt cho Recloser trên đường dây 371 trạm E26.1 lưới điện

tỉnh Bắc Kạn” là thiết thực góp phần vào nâng cao hiệu quả trong vận hành

lưới điện phân phối tỉnh Bắc Kạn 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

Bắc Kạn.

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 371 trạm E26.1 thuộc Công ty Điện lực Bắc

Kạn.

- 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

371 trạm biến áp 110 kV E26.1 Bắc Kạn trước và sau khi cài đặt mới.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

- Các trạm đóng cắt Recloser và đường dây 371 trạm E26.1 Bắc Kạn.

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…

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

cần thiết của lộ đường dây 371 trạm E26.1 Bắc Kạn.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

+ Ý nghĩa khoa học:

Đề xuất phương án lựa chọn các thông số cài đặt phù hợp và tin cậy

trên lưới điện trung áp.

Dựa vào các chỉ tiêu đánh giá trong quản lý vận hành lưới điện để xây dựng

các chương trình tính toán phân tích lưới điện trong chế độ xác lập và chế độ quá

độ.

+ Ý nghĩa thực tiễn:

Đề tài nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu thực tế của đường dây 371 trạm

E26.1 Bắc Kạn, do đó các kết quả mang tính thực tiễn cao, có thể tham khảo

để áp dụng trên địa bàn khác trong tỉnh Bắc Kạn.

6. 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 Bắc Kạn

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 hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

số cài đặt cho recloser.

CHƯƠNG 1

MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ HẠ TẦNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN

1.1. Khái quát mô hình chỉ huy điều độ tại Công ty Điện lực Bắc Kạn

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

A0

A1

ĐIỀU ĐỘ TỈNH

TBA …

TBA 1

Đường dây, thiết bị ….

Sơ đồ tổ chức điều độ chung như hình 1.1

Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức điều độ HTĐ

TRƯỞNG PHÒNG

Trực điều độ

Phó phòng, bộ phận phương thức

Mô hình phòng Điều độ hiện tại PCBK như hình 1.2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 1.2. Sơ đồ điều độ tại PCBK

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 PCBK: 11 người (01

trưởng phòng, 01 phó phòng, 08 điều độ viên, 01 học kèm cặp điều độ viên).

Công ty Điện lực Bắc Kạn trang bị các thiết bị Recloser với tổng số 59

trạm, trong đó lộ đường dây 371 có 28 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. Tuy nhiên, tại phòng điều

độ chưa có 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.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

- 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.

+ 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 B26 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 Bắc Kạn

Thực hiện Quyết định số 3559/QĐ-EVNNPC ngày 23/11/2018 của

Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc về việc chuyển giao Chi nhánh lưới điện

cao thế Bắc Kạn từ Công ty lưới điện cao thế Miền Bắc về trực thuộc PCBK,

trong đó lao động vận hành trạm khu vực Bắc Kạn: 29 người.

Tổ chức tại Đội QLVH lưới điện cao thế Bắc Kạn như hình 1.3, gồm đội

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

ĐỘI TRƯỞNG (01)

PHÓ ĐỘI TRƯỞNG (01)

Kỹ sư an toàn (01)

NV kinh tế (01)

NV Lái xe (01)

Kỹ sư vận hành (01)

Tổ QLVH đường dây 110kV (01TT và 07 CN))

Trạm 110kV Bắc Kạn - E26.1 (01 TT và 06 trực HV)

Trạm 110kV Chợ Đồn - E26.2 (01 TT và 06 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 Bắc Kạn

Tổng số lao động: 99 người, có sơ đồ như hình 1.4

GIÁM ĐỐC (01)

PHÓ GIÁM ĐỐC (01)

PHÓ GIÁM ĐỐC PHỤ TRÁC H BẠCH THÔNG (01)

Tổ trực vận hành

Phòng KH- KT-AT

Phòng kinh doanh

Phòng tổng hợp

Tổ kiểm tra giám sát mua bán điện

03 đội sản xuất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 1.4. Mô hình Điện lực thành phố.

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 1.5. Mô hình Điện lực trực thuộc PCBK

1.1.5. Mô hình tổ chức các nhà máy thuỷ điện Tà Làng và thuỷ điện Thượng

Ân, thuỷ điện Nặm Cắt

* Ban Giám đốc:

* Tổ trực vận hành

- 01 tổ vận hành nhà máy

- 01 tổ vận hành đập

1.2. Hiện trạng nguồn và lưới điện tỉnh Bắc Kạn

1.2.1. Hiện trạng

1.2.1.1 Nguồn điện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hiện tại, tỉnh Bắc Kạn được cấp điện từ các nguồn (hình 1.6):

- Nguồn điện 110 kV cấp từ trạm biến áp 220 kV Cao Bằng qua đường

dây 171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng.

- Nguồn điện 110 kV cấp từ trạm biến áp 220 kV Phú Lương Thái

Nguyên qua đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú Lương.

- Nguồn điện 35 kV cấp từ Thái Nguyên qua mạch vòng đường dây

373 Thái Nguyên - Bắc Kạn (Điểm đo đếm 104 tại huyện Chợ Mới tỉnh Bắc

Kạn).

- Nguồn điện 35 kV cấp từ Lạng Sơn qua mạch vòng đường dây 373

Lạng Sơn - Bắc Kạn (Điểm đo đếm mạch vòng Lạng Sơn - Bắc Kạn tại huyện

Na Rì).

- Ngoài ra trên đại bàn tỉnh còn có nhà máy thuỷ điện: Thuỷ điện Tà

Làng, Thuỷ điện Thượng Ân, Thuỷ điện Nặm Cắt các nhà máy phát lên lưới

35 kV.

Thông số nguồn do điều độ cung cấp ở

Bảng 1.1. Thông số nguồn điện

max min Chế độ

0,4082 0,7103

0,1540 0,1680

1.2.1.2 Lưới điện

(i) Lưới điện 110 kV:

- Lộ đường dây 171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng - sử dụng

dây dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 34,7km.

- Lộ đường dây 172 E26.1 Bắc Kạn - 171E26.2 Chợ Đồn sử dụng dây

dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 38,75km

- Lộ đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú Lương - sử dụng dây

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 61,233km

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 1.6. Sơ đồ một sợi lưới điện 110 kV Bắc Kạn

(ii) Lưới điện trung thế:

* Xuất tuyến từ TBA 110 kV-E26.1 Bắc Kạn:

- Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải toàn huyện Pác Nặm, huyện

Ngân Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể và một số xã của huyện

Bạch Thông . Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ

mạch vòng với lộ 373, 376, 378 trạm 110 kV Bắc Kạn với tổng chiều dài

đường dây 712,5 km gồm 484TBA với tổng công suất đặt là 43197kVA

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

Bắc Kạn và một phần cho huyện Bạch Thông. Lộ liên kết cấp điện với lộ 371

trạm 110 kV Chợ Đồn và liên kết với lưới điện thuỷ điện Nặm Cắt với tổng chiều

dài đường dây 50,8km gồm 27TBA với tổng công suất đặt là 2680 kVA

- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực

thành phố Bắc Kạn và cho toàn huyện Chợ Mới, huyện Na Rì với tổng chiều

dài đường dây 520km gồm 301TBA với tổng công suất đặt là 34068 kVA

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

thành phố Bắc Kạn và cho toàn huyện Chợ Mới với tổng chiều dài đường dây

49,28km gồm 22TBA với tổng công suất đặt là 10090 kVA

- Lộ đường dây 376 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực

huyện Bạch Thông với tổng chiều dài đường dây 8,8km.

- Lộ đường dây 378 cấp điện cho phụ tải một phần huyện Bạch Thông

với tổng chiều dài đường dây 4 km với tổng công suất đặt là 250 kVA

- Lộ đường dây 471 cấp điện cho khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng

chiều dài đường dây 10,51 km gồm 22 TBA với tổng công suất đặt là 10040 kVA

- Lộ đường dây 472 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn

với tổng chiều dài đường dây 20,4 km gồm 57 TBA với tổng công suất đặt là

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

13447 kVA

- Lộ đường dây 474 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn

với tổng chiều dài đường dây 24,33 km gồm 59 TBA với tổng công suất đặt là

12905 kVA

* Xuất tuyến từ TBA 110 kV - E26.2 Chợ Đồn:

- Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Chợ Đồn với

tổng chiều dài đường dây 125km gồm 79TBA với tổng công suất đặt là

9809kVA

- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải khu vực Nam Cường, huyện

Chợ Đồn với tổng chiều dài đường dây 96,266 km gồm 46 TBA với tổng

công suất đặt là 10282 kVA

- Lộ đường dây 375 cấp điện cho phụ tải khu vực Nghĩa Tá, huyện Chợ

Đồn với tổng chiều dài đường dây 57,266 km gồm 42 TBA với tổng công

suất đặt là 19267,5 kVA

- Lộ đường dây 377 cấp điện cho phụ tải khu vực Bản Thi, huyện Chợ

Đồn với tổng chiều dài đường dây 41,734 km gồm 17 TBA với tổng công

suất đặt là 1451,5 kVA

- Lộ đường dây 379 cấp điện cho phụ tải khu công nghiệp Bản Thi,

huyện Chợ Đồn với tổng chiều dài đường dây 30,491 km gồm 6 TBA với

tổng công suất đặt là 3031,5 kVA

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 371 trạm E26.1 Bắc Kạn

1.2.2.1. Nguồn điện

Hiện nay đường dây 371E26.1 Bắc Kạn được cấp nguồn từ các nguồn sau:

- Nguồn được cấp từ TBA 110 kV - E26.1 Bắc Kạn:

+ Trạm biến áp 110 kV Bắc Kạn đặt tại Thành phố Bắc Kạn với công

suất 1x25MVA -110/35/22 kV và 1x25MVA-110/35/22 kV, riêng MBA T1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

cấp nguồn cho lộ đường dây 371. Thông số kỹ thuật được cho trong bảng 1.2

Bảng 1.2. Thông số MBA T1

Tham số T1 T2

Công suất định mức các cuộn dây

(MVA) 25 25

Cao thế 25 25

Hạ thế 25 25

Trung thế

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 10,96

Cao - Hạ 18,62 17,09

Trung - Hạ 6,59 6,18

Tổn thất ngắn mạch (kW)

Cao - Trung 137 137

Cao - Hạ 139 139

Trung - Hạ 109,5 109,5

+ Nguồn được cấp từ nhà máy thuỷ điện Thượng Ân được lắp đặt tại xã

thượng ân huyện Ngân Sơn được phát hoà lên lưới 35 kV. Thông số tuabin và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

máy phát như bảng 1.2

Bảng 1.2.1.Thông số tuabin và máy phát Thượng Ân

Nội dung Số liệu Đơn vị

Tuabin HLA548-WJ-60 03 chiếc

Công suất định mức 800 kW

Số vòng quay định mức 1000 v/ph

Số vòng quay lồng tốc lớn nhất 1500 v/ph

Cột nước nhỏ nhất 92.90 m

Cột nước lớn nhất 95.10 m

Máy phát SFW800-6/118

Tổng công suất nhà máy 2.4 MW

Công suất định mức H1 0.8 MW

Công suất định mức H2 0.8 MW

Công suất định mức H3 0.8 MW

Dải công suất khả dụng 1 máy 0.8 MW

Điện áp đầu cực máy phát 0.4 kV

cos φ 0.9

Tốc độ quay định mức 1000 v/ph

Tần số 50 Hz

Máy biến áp

Dung lượng 3200 kVA

Điện áp 0.4/38.5 kV

Tổ đấu dây ∆/Y-11

+ Nguồn được cấp từ nhà máy thuỷ điện Tà Làng được lắp đặt tại

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

huyện Ba Bể được phát hoà lên lưới 35 kV. Thông số như bảng 1.3

Bảng 1.3.Thông số NM thủy điện Tà Làng

Nội dung Số liệu Đơn vị

Tuabin CJA475-W-150/2x8 03 chiếc

Công suất định mức 2394 kW

Số vòng quay định mức 750 v/ph

Số vòng quay lồng tốc lớn nhất 1036 v/ph

Cột nước nhỏ nhất 370 m

Cột nước lớn nhất 402 m

Máy phát: SFW800-6/118

Tổng công suất nhà máy 4.5 MW

Công suất định mức H1 2.25 MW

Công suất định mức H2 2.25 MW

Dải công suất khả dụng 1 máy MW

Thời gian khởi động nhỏ nhất phút

Điện áp đầu cực máy phát 6.3 kV

cos φ 0.8

Tốc độ quay định mức 750 v/ph

Tần số 50 Hz

Máy biến áp

Dung lượng 6300 kVA

Điện áp 6.3/38.5 kV

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Tổ đấu dây ∆/Y-11

1.2.2.2. Lưới điện

Trạm biến áp 110 kV Bắc Kạn đặt tại Thành phố Bắc Kạn với 2 MBA

công suất 25MVA-110/35/22 kV; MBA T1 cấp nguồn cho lộ đường dây 371:

- Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải toàn huyện Pác Nặm, huyện

Ngân Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể và một số xã của huyện

Bạch Thông. Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ

mạch vòng với lộ 373, 376, 378 trạm 110 kV Bắc Kạn với tổng chiều dài

đường dây 712,5 km gồm 484TBA với tổng công suất đặt là 43197 kVA.

- Hiện nay theo kết dây tại lưới điện Bắc Kạn, lộ đường dây 371 được

đóng điện qua mạch vòng đường dây 376-E26.1 Bắc Kạn cấp điện cho phụ tải

toàn huyện Pác Nặm, huyện Ngân Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba

Bể và một số xã của huyện Bạch Thông và một phần huyện Na Rì.

1.3. Hiện trạng thiết bị bảo vệ

1.3.1. Thiết bị bảo vệ và đo lường tại trạm 110 kV-E26.1 Bắc Kạn

Bảng 1.4. Các thiết bị bảo vệ và đo lường tại TBA 110kV-E26.1

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

Tapcon 230 KVGC20201V51GEC MR AREVA RS232

1 MBA T1

2 131 SEL-387-604X13XX5XX SEL-551-006X131X RS232 RS232

VC100-BU SEL SEL CSQ MR RS232

3 MBA T2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

F90 NĐ dầu NĐ cuộn dây 110kV MÁY USSR NĐ cuộn dây 35kV NĐ cuộn dây 22kV F87 F50 Multimeter PD561E-9SY F90 NĐ dầu NĐ cuộn dây 110kV MÁY USSR NĐ cuộn dây 35kV

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

NĐ cuộn dây 10kV F87 SCHNEIDER

4 132

P6431AA6M0048K 7VH6002-0EA20-0AA0/BB SIEMENS SIEMENS 7SJ6105-5EB01-1FA0 ARDETEM

F50 Multimeter PECA300 F21 F67 IEC61850 RS485 RS232 Modbus RS232 RS232 5 171

6 172

SEL - 311C - 00324215XX SEL SEL - 351A - 00324515XX SEL CSQ PD561E-9SY Contrel EMA 96n SIEMENS 7SA5225-5AB00-OHN0 SIEMENS 7SJ6221-6EB21-1FE1 Contrel

Multimeter F21 F67 Multimeter EMA 96n F21 F67 Modbus RS232 RS232 Modbus RS232 RS233 7 173

CEWE Selec Modbus

8 112 SEL - 311C - 00324215XX SEL SEL - 351A - 00324515XX SEL Elite 440 MV2307 không không 7SJ6221-6EB21-1FE1

SEL-551-006X131X 9 331 SEL Contrel

RS232 Modbus RS485 7SJ6005-5EA00-0DA0/BB SIEMENS 10 371

ARDETEM Modbus Siemens 11 TUC31

12 TD31

SEL-551-006X131X SEL RS232 13 312

7SJ6105-5EB01-1FA0 14 332

SIEMENS ARDETEM AREVA RS232 Modbus RS232 15 TUC32

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

16 TD32 Multimeter F87BB1 F87BB2 F50 Multimeter Không F50 Multimeter EMA 96n F50 Multimeter PECA300 F81 7RW6000 Multimeter không có F50 không có Multimeter không có F50 Multimeter Không F50 Multimeter PECA300 F81 P923 0ASM311 Multimeter cơ không F50 Multimeter không

1.3.2. Thiết bị bảo vệ đường dây 371-E26.1 Bắc Kạn

Hiện nay Công ty Điện lực Bắc Kạn trang bị các thiết bị Recloser trên

đường dây 371, có 28 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 371 hiện có như bảng 1.5

Bảng 1.5.Thống kê các Recloser trên đường dây 371 hiện có

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

Máy cắt MC371/5C Nghiên Loan 1 x

2 Máy cắt MC371/118A x

3 Máy cắt MC371/105A x Schneider - Úc Schneider - Úc Schneider - Úc

Nu-Lec Máy cắt MC371/2A Cao Tân

x x x Cooper - Mỹ Cooper - Mỹ

Cooper - Mỹ 7 x

8 x

9 x Schneider - Úc Schneider - Úc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Cooper - Mỹ 4 5 Máy cắt MC371/163A 6 Máy cắt MC371/140 Máy cắt MC371/81A Quảng Khê Máy cắt MC371/91B (đường trục) Máy cắt MC23 (đi Ba Bể) Máy cắt MC371/5A (Sỹ Bình) 10 x

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

x

x x Schneider - Úc Cooper - Mỹ

Cooper - Mỹ 11 Máy cắt MC371/52 12 Máy cắt MC371/35A Máy cắt MC371/1A Nguyên Phúc 13 x

x 14 MC 371/1A Hà Vị

15 MC371/1A Cacbonnat x

16 Máy cắt MC371/91 x

17 Máy cắt MC371/1A Máy cắt MC371/1A Thượng Quan 18 x

19 Máy cắt MC371/02 Schneider - Úc Schneider - Úc Schneider - Úc Schneider - Úc Schneider - Úc Schneider - Úc x

Máy cắt MC371/32 Cooper - Mỹ

20 x đang đấu tắt

x Schneider - Úc

22 x Cooper - Mỹ 21 Máy cắt MC371/79 Máy cắt MC371/5 Thượng Ân

23 MC 371/1A Trung Hòa x

24 Schneider - Úc Schneider - Úc x

Cooper-Mỹ Máy cắt MC371/1A Giáo Hiệu Máy cắt MC371/2A Bằng Thành 25 x

26 MC371/1A An Thắng x

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

27 MC 371/2B Nhạn Môn 28 MC AT1 x Schneider - Úc Schneider - Úc x

1.3.3. Chức năng của thiết bị bảo vệ trên lộ đường dây 371-E26.1 Bắc Kạn

1.3.3.1. Chức năng bảo vệ của rơle 7SJ6005-5EA00-0DA0/BB xuất tuyến lộ

đường dây 371-E26.1 Bắc Kạn

+ 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:

- 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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).

1.3.3.2. Thông số cài đặt bảo vệ trên lộ đường dây 371-E26.1 Bắc Kạn

(i) Rơle 7SJ6005-5EA00-0DA0/BB xuất tuyến lộ đường dây 371-E26.1

- Bảo vệ cấp I: I=400A; t=1,5s

- Bảo vệ cấp II: I=600A; t= 0,3s

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(ii) Recloser trên đường dây 371 E26.1

Bảng 1.6. Một số thông số cài đặt chung trên Recloser

TT MC Ghi chú Tỷ số CT (A)

371/35A 2000/1 1

Trị số chỉnh định phía thứ cấp (A) Iph=500 I0=24 T/gian tác động (s) 0,1 5,0

2000/1 2

371/5 Thượng Ân Iph=200 I0=32 0,01 1,0

2000/1 3

371/02 Iph=380 I0=24 0,0 5,0

2000/1 4

371/1A Iph=420 Io=24 0,0 5,0

2000/1 5

371/79 Iph=300 Io=30 0,0 5,0

Đặt tự đóng lại sau 30s (Chỉ TĐL 1 lần) Đặt tự đóng lại sau 30s (Chỉ TĐL 1 lần) Cooper Đặt tự đóng lại sau 30s (Chỉ TĐL 1 lần) Schneider Đặt tự đóng lại sau 30s (Chỉ TĐL 1 lần) Đặt tự đóng lại sau 30s (Chỉ TĐL 1 lần) Schneider – Úc 371/91 2000/1 6

Schneider – Úc 2000/1 7

Iph=400 I0=30 Iph=100 I0=30 0,0 5,0 0,0 5,0

Cooper – Mỹ 371/1A Thượng Quan 371/32 2000/1 8

Schneider – Úc 2000/1 9

Schneider – Úc 2000/1 10

Cooper – Mỹ 2000/1 11

Schneider – Úc 2000/1 12

Schneider – Úc 2000/1 13

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

371/2A Trung Hòa 371/1A Giáo Hiệu 371/2A Bằng Thành 371/1A An Thắng 371/2B Nhạn Môn Iph=420 I0=23 Iph=100 I0=24 Iph=100 I0=34 Iph=100 I0=30 Iph=100 I0=26 Iph=100 I0=28 0,0 5,0 0,0 5,0 0,01 5,0 0,01 2,0 0,1 5,0 0,1 5,0 ...

1.3.4. Hiện trạng sự cố trên đường dây 371E26.1 Bắc Kạn

Thống kê sự cố trên lưới điện Bắc Kạn 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

Bảng 1.7.Thống kê sự cố vượt cấp

Dạng sự cố Ngày Nguyên nhân Giải thích ngoài Bảo vệ MC lộ đường dây VC TQ

1 24/1 2/18

MC 371/2B Nhạn Môn MC 371/5C Nghiêm Loan nhẩy đồng thời, đến 14:28 đóng lại tốt.

Dòng sự cố Ia= 5A; Ib= 149A; Ic= 150A. Do dân chặt cây đổ vào đường dây VT 24-25 sau CD 371-7/1 nhánh Phiêng Tạc

I 1 29/1 2/18 MC371 E26.1

Dòng sự cố Ia = 1360A, Ib = 1280A, Ic = 140A (bị nhảy vượt cấp từ MC371/35A)

Kiểm tra MC371/35A có dòng sự cố Ia = 1303A, Ib = 1363A, Ic = 98A MC nhảy đóng lặp lại tốt.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Trong chương này đã giới thiệu mô hình tổ chức công ty Điện lực Bắc

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

trên lưới điện 35 kV nói chung và 371-E26.1. Tìm hiểu chức năng bảo vệ,

thông số cài đặt cho một số Recloser lộ 371. Đây là những thông tin ban đầu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

quan trọng để nghiên cứu trong chương tiếp theo.

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 [9]. 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 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.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 2.1. Đường đặc tính thời gian/dòng điện cho Recloser [9]

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 điều quan trọng

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 nên hoạt động khi dòng điện dư vượt quá

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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:

- 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)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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) [10]:

- Các đường cong phụ thuộc theo IEC60255

Dốc chuẩn

Rất dốc

Cực dốc

- 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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 [13]:

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

trên thanh cái.

- 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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 371

Như đã trình bày trong chương 1, hiện nay lưới điện 371 E26.1 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.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 2.4. Hình ảnh Recloser Cooper Nova i

Bảng 2.1 là thông số kỹ thuật của Recloser Cooper

Điện áp định mức Điện áp lớn nhất Định mức xung cơ bản (BIL) Giới hạn nhiễu vô tuyến (µV) Mức cách điện khô ở tần số công nghiệp Mức cách điện ướt ở tần số công nghiệp

38,8 kV 170,0 kV 100@ 23,0 kV 70 kV 60 kV

630 A 12,5 kA 31,0 kA 20,0 kA

Dòng điện định mức Dòng liên tục định mức Dòng ngắn mạch đối xứng Dòng đóng ngắn mạch đỉnh, không đối xứng Dòng đóng ngắn mạch, không đối xứng RMS

Định mức cơ khí Số lần thao tác điện/cơ nhỏ nhất Khối lượng kg(lbs) 10000 125(275)

Số lần cắt ngắn mạch % dòng cắt định mức 15-20 45-55 90-100

X/R nhỏ nhất 4 8 17

Số lần thao tác 88 112 32 Tổng 232

1000:1 Máy biến dòng (CT) tích hợp sẵn [12]

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 -

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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.

Hình 2.5. Cấu hình tủ điều khiển của recloser với nguồn máy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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)

- 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

- 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)

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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)

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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 Áp 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 tạo ra những sự kiện khởi động (pickup)/ trở

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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.

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 [11] .

• 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

• 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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)

Hãm dòng khởi động (Inrush Restraint)

Bù tải nguội (CLP)

- Một số thông số cài đặt thực tế cho recloser Hạ Vị (Schneider Electric)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

Hình 2.15. Cửa sổ cài đặt đặt cho mất pha

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

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

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

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

dòng đặt.

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

Yêu cầu Mô tả

Đơn vị Nu-Lec Industries Pty Ltd Máy cắt Recloser Nhà sản xuất

Australia Nước sản xuất

Đặt ngoài trời (trên cột) Chế độ làm việc

Nhiệt đới hoá Điều kiện khí hậu

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

Số pha 3 pha

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

Hz 50 Tần số định mức

A 630 Dòng điện định mức

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

Chân không Buồng dập hồ quang

SF6 Cách điện trung gian

kV 70

Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp định mức (khô, 1 phút)

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

Điện từ, cơ khí Cơ cấu truyền động

Điện tử - vi xử lý Điều khiển

Số lần đóng cắt trước khi bảo dưỡng: - Số lần cắt với tải định mức : - Số lần cắt ngắn mạch theo tiêu chuẩn ANSI :

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

• 15  20% dòng cắt định mức (X/R=3) Lần Lần Lần 10.000 1500 1000

Mô tả Yêu cầu

Đơn vị Lần 520

• 45  55% dòng cắt định mức (X/R=7)

• 90 100% dòng cắt định mức (X/R=7)

- Có ắc quy tự sạc lắp sẵn. - Có CT và cảm biến điện áp lắp trong Recloser phù hợp với phụ tải và tủ điều khiển. - Điện áp cấp cho tủ điều khiển 110V/50Hz - Cảm biến dòng điện và điện áp của mạch cao thế

Tủ điều khiển

Chức năng bảo vệ:

Có

Bảo vệ quá dòng có thời gian với cắt nhanh 50/51

Có

Bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian với cắt nhanh 50/51N Có

Bảo vệ quá dòng có hướng 67/67N Có

Có Bảo vệ chạm đất nhậy có hướng 67Ns Có Bảo vệ tự động đóng lại 79 Có Bảo vệ tần số 81

Đo lường U, I, P, Q, cos... và lưu trữ dữ liệu

Các chức năng bảo vệ khác: -Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch NPS, dùng phát hiện các sự cố đứt dây dẫn, sự cố chạm đất có điện trở lớn (dùng trong lưới trung tính cách ly)

-Bảo vệ mất pha

-Chống đóng vào tải đang mang điện

Khả năng kết nối với hệ thống giám sát, điều khiển đo lường từ xa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Máy được tích hợp sẵn bộ đầu cuối (RTU) và các giao thức truyền thông hiện đại (DNP, IEC, Modbus...) để kết nối với các hệ thống SCADA. Ngoài ra Recloser có thể được điều khiển từ xa

Mô tả Yêu cầu Đơn vị

bằng phần mềm WSOS (kèm theo) qua đường điện thoại hay radio.

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

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

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

A Từ 4A  20A

Khoảng cài đặt giá trị cắt nhạy theo dòng thứ tự không

- Có

- Đặc tính quá dòng cắt nhanh (50)

- Có

- Đặc tính bảo vệ (3 Đường 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

- Có - Chức năng bảo vệ mất pha

- 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

Đo lường:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

- Có - Dòng rms sau 5 15 phút

Mô tả Yêu cầu Đơn vị

- Có

- Dòng rms cực đại của các pha - Có

- Dòng rms đất cực đại

- Các giá trị đo lường khác:

- Giá trị tức thời: đo điện áp trên cả 6 sứ, dòng điện 3 pha, dòng đất, dòng thứ tự 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

- Giá trị lưu trữ

- Dòng các pha, dòng đất RMS, công suất 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.

- Có - Các dòng rms pha, dòng đất

- Có - Số lần đóng cắt trước khi lockout xảy ra

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Ắc quy có sẵn bộ sạc Có

Mô tả Yêu cầu

Tuổi thọ ắc qui Đơn vị 5 năm

giờ 120 giờ

Thời gian lưu điện khi được nạp đầy

Thiết bị phụ kiện đi kèm

- Có

- Có cơ cấu đóng cắt tại chỗ bằng tay

- Giá treo Recloser trên cột - Có

- Giá lắp chống cột - Có

- Tủ điều khiển. - Có

- Dây cáp điều khiển - Có

06 Sợi - Cáp lực XLPE 185mm2 mỗi sợi 3m

Cái 06

- Bao sứ Silicon kèm theo các đai chặn bằng thép không rỉ

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

Bộ Có

Phần mềm cài đặt và hướng 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

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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 371-E26.1 đó là recloser Cooper NoVa i và recloser Nu-Lec

của Schneider.

- Tìm hiểu các thông số cài đặt thực tế cho một recloser Hạ vị, làm căn

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

văn.

CHƯƠNG 3

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

THÔNG SỐ CÀI ĐẶT 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 bình 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

Bảng 3.1.Thông số liên quan cài đặt trong ETAP min max Chế độ

40,82 % 71,03 % 53,98  93,94 

4,082 % 7,103 % 5,398  9,394 

243,76 140,09 (MVA)

15,4 % 16,8 % 20,37  22,22 

1,54 % 1,68 % 2,037  2,222 

Cài đặt thông số nguồn trong ETAP như hình 3.1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.1. Trang cài đặt thông số nguồn (max) trong ETAP.

- 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. Trang cài đặt tổng trở MBA T1 như hình 3.2

Bảng 3.2.Trang cài đặt tổng trở MBA T1 MBA T1

X/R Z () R () X ()

58,27 1,76 58,24 33,06 Zc- Cao

t=11,23%

1,14 1,14 0,001 0,001 Zc- Trung

h=18,62%

40,23 1,18 40,21 34,09 Zt- Hạ

h=7,82%

MBA T2

57,85 1,76 57,82 32,82 Zc- Cao

t=11,15%

1,14 1,14 0,001 0,001 Zc- Trung

h=17,09%

32,56 1,18 32,54 27,58 Zt- Hạ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

h=6,37%

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

- 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

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

với mặt biển.

- Thông số phụ tải

Các phụ tải này được lấy theo thực tế do PCBK 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.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.3. Trang cài đặt Rating và Impedance cho MBA 2 cuộn dây TRUNG DOAN750

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

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

Hình 3.5. Trang cài đặt thông số cho tải TRUNG DOAN750

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).

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

đường trục chính lộ 371 và đầu các đoạn nhánh rẽ.

Bảng 3.3.Dòng điện làm việc lớn nhất qua các recloser đặt trên đường trục

chính lộ 371 và đầu nhánh rẽ

STT Vị trí recloser Dòng điện làm Ghi chú

việc lớn nhất (A)

223 Trục chính 1 MC 371

17,1 Nhánh rẽ 2 MC371/1A (NGUYÊN

PHÚC)

110,5 Trục chính 3 MC371/35A

15,7 Nhánh rẽ 4 MC371/1A (HÀ VỊ)

15,9 Nhánh rẽ 5 MC 371/5A (SỸ BÌNH)

81,1 Trục chính 6 MC 371/91B

11,8 Nhánh rẽ 7 MC 371/91

24 Nhánh rẽ 8 MC371/02

96,6 Trục chính 9 MC 371/1A

97,4 Nhánh rẽ 10 MC371/1A (TRUNG HÒA)

Chi tiết phần tính toán phân bố công suất xem phần phụ lục 3

3.1.3. Tính toán ngắn mạch theo IEC60909

Tính toán ngắn mạch trong 2 chế độ max và min

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Chi tiết chế độ max min trình bày trong phụ lục 4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.6. Sơ đồ mô phỏng lưới điện 371-E26.1 trong ETAP

Bảng 3.4. Kết quả tính toán ngắn mạch chế độ max

Dòng điện chạy

Dòng điện chạy

Dòng điện chạy qua

Dòng điện chạy qua

qua CB/Recloser

qua CB/Recloser

CB/Recloser khi NM 2

CB/Recloser khi NM 2

STT

Vị trí recloser

khi NM 3 pha theo

khi NM 3 pha theo

pha theo hướng thuận

pha theo hướng ngược

hướng thuận (kA)

hướng ngược (kA)

(kA)

(kA)

A

B

C

A

B

C

MC 371

1,760

0,127

0,003

1,530

1,520

0,003

0,110

0,112

1

MC371/1A (NGUYÊN PHÚC)

1,630

0,000

0,000

1,410

1,410

0,000

0,000

0,000

2

MC371/35A

1,425

0,130

0,003

1,235

1,235

0,003

0,112

0,115

3

MC371/1A (HÀ VỊ)

1,550

0,000

0,000

1,340

1,340

0,000

0,000

0,000

4

MC 371/5A (SỸ BÌNH)

1,210

0,000

0,000

1,050

1,050

0,000

0,000

0,000

5

MC 371/91B

1,029

0,134

0,003

0,892

0,892

0,003

0,116

0,119

6

MC 371/91

1,100

0,052

0,001

0,954

0,953

0,001

0,045

0,046

7

MC371/02

0,697

0,203

0,002

0,605

0,604

0,002

0,176

0,177

8

MC 371/1A

0,804

0,000

0,000

0,698

0,698

0,000

0,000

0,000

9

0,749

0,000

0,000

0,650

0,650

0,000

0,000

0,000

10 MC371/1A (TRUNG HÒA)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Bảng 3.5. Kết quả tính toán ngắn mạch chế độ min

Dòng điện chạy

Dòng điện chạy

Dòng điện chạy qua

Dòng điện chạy qua

qua CB/Recloser

qua CB/Recloser

CB/Recloser khi NM 2

CB/Recloser khi NM 2

STT

Vị trí recloser

khi NM 3 pha theo

khi NM 3 pha theo

pha theo hướng thuận

pha theo hướng ngược

hướng thuận (kA)

hướng ngược (kA)

(kA)

(kA)

A

B

C

A

B

C

MC 371

1,300

0,127

0,003

1,120

1,120

0,003

0,110

0,112

1

MC371/1A (NGUYÊN PHÚC)

1,276

0,000

0,000

1,110

1,110

0,000

0,000

0,000

2

MC371/5A

1,105

0,130

0,003

0,958

0,956

0,003

0,112

0,115

3

MC371/1A (HÀ VỊ)

1,231

0,000

0,000

1,067

1,067

0,000

0,000

0,000

4

MC 371/5A (SỸ BÌNH)

1,026

0,000

0,000

0,889

0,889

0,000

0,000

0,000

5

MC 371/91B

0,858

0,134

0,003

0,744

0,742

0,003

0,116

0,119

6

MC 371/91

0,932

0,052

0,001

0,809

0,808

0,001

0,045

0,046

7

MC371/02

0,615

0,191

0,002

0,533

0,532

0,002

0,165

0,167

8

MC 371/1A

0,731

0,000

0,000

0,634

0,634

0,000

0,000

0,000

9

0,687

0,000

0,000

0,596

0,596

0,000

0,000

0,000

10 MC371/1A (TRUNG HÒA)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

3.2. Thiết lập thông số bảo vệ

3.2.1. Bảo vệ quá dòng xuất tuyến lộ 371

Theo bảng 1.4 rơle quá dòng là loại 7SJ6xx 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 = 1,5

Các máy biến dòng xuất tuyến 35 kV được cài đặt với tỷ số 400/5 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 MC371/1A (NGUYÊN PHÚC) - recloser Cooper và MC371/35A -

recloser Cooper chọn đặc tính theo IEC - cực dốc

Từ phường 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 bảo vệ

thay vào (3.1) được

- Bảo vệ cắt nhanh – 50

Chỉnh theo dòng ngắn mạch tại cuối vùng bảo vệ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

trong đó: Kdt=1,1÷1,3 là hệ số dự trữ, chọn kdt = 1,1

Chọn dòng đặt cho rơle là

Thời gian đặt 0,5s

Cài đặt trong ETAP:

Hình 3.7 là của sổ cài đặt loại rơ le và loại đường đặc tính: Rơ le được chọn là

Siemens loại 7SJ602, với đặc tính IEC cực dốc

Hình 3.8 là trang cài đặt bảo vệ quâ dòng 51 và bảo vệ 50 theo các giá trị tính

toán ở trên.

Hình 3.9. 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.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3. 7. Cửa sổ chọn loại rơle và chọn đặc tính đường cong TCC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.8. Trang cài đặt bảo vệ quá dòng 51 và bảo vệ tức thời 50

Hình 3.9. Phối hợp giữa các loại bảo vệ 51 và 50 trong rơle 7SJ602

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

người sử dụng hoàn toàn có thể lựa chọn chính xác để phối hợp.

Bảng 3.6. Tổng hợp giá trị đặt cho recloser

Dòng điện Thời Dòng điện Quá khởi động gian Vị trí recloser làm việc lớn dòng STT tính toán ngắt nhất (A) pha (A) (A) (ms)

223 334,5 400 340 1 MC371

17,1 44,46 45 20 2 MC371/1A

(NGUYÊN PHÚC)

110,5 287,83 300 50 3 MC371/35A

81,1 210 210 30 4 MC371/91B

3.2.2.1. Recloser tại MC371/1A (NGUYÊN PHÚC)

Hiện tại đang sử dung của recloser Cooper NOVA38 tại MC371/1A

(NGUYÊN PHÚC)

- 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 4C 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

1630 A, để chọn được đường đặc tính phù hợp với phạm vi dòng tác động 20-

3200 A trong trang Controller như hình 3.6, chọn dòng tác động tối thiểu 45

A, tương ứng dòng thứ cấp là 45/1000=0,045A.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Trong trang này điều quan trọng nhất là chọn được đường đặc tính phù hợp

Có 2 mức: TCC1 với loại đường cong là Kyle 161; TCC2 với loại

đường cong là Kyle 165. Kết quả lựa chọn đường đặc tính recloser như hình

3.11. Hình 3.12 là các đường cong phối hợp TCC1 và TCC2 của recloser, mỗi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

loại sẽ có mức nhanh và chậm.

Hình 3.10. Trang Rating cài đặt recloser 371/1A

Hình 3.11. Trang cài đặt bộ điều khiển cho Recloser 371/1A

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(NGUYÊN PHÚC)

Hình 3.12. Thông số cài đặt các đường cong nhanh và chậm của Recloser

MC371/1A (NGUYÊN PHÚC)

3.2.2.2. Recloser tại MC371/35A

- Dòng khởi động của recloser PCBK hiện tại dùng Recloser của Cooper – Mỹ như hình 3.13. Tính

được dòng khởi động

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hiện tại recloser này đang cài đặt bảo vệ quá dòng pha với dòng khởi động là 500A với thời gian cắt là 0,1s. Ta thấy rằng dòng khởi động đặt quá lớn, không phù hợp.

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch lớn nhất qua recloser là 1425 A,

để chọn được đường đặc tính phù hợp phạm vi dòng tác động 10-1600 A như

trang cài đặt ở hình 3.14. Hình 3.15 là các đường cong phối hợp TCC1 và

TCC2 của recloser MC371/35A, mỗi loại sẽ có mức nhanh và chậm.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.13. Trang Rating của Recloser 371/35A

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.14. Trang cải đặt thông số cho MC371/35A

Hình 3.15. Thông số cài đặt các đường cong của Recloser MC371/35A

3.2.2.3. Recloser tại MC371/91B

Hiện tại đang sử dụng của recloser Schneider - Úc

- Vào trang Rating, trong thư viện Library chọn Standard (ANSI/IEC),

chọn hãng sản xuất (Manufacturer) là Nu-Lec, chọn loại thiết bị (Device type)

là N38, như hình 3.16. Ngoài ra trong trang này còn khai báo thêm khoảng

thời gian ngắt, thời gian mở, thời gian giải trừ.

- Dòng khởi động

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Theo mục 2.1.2 tính dòng khởi động của recloser:

Theo bảng 3.2, dòng điện ngắn mạch lớn nhất qua recloser là 1029 A,

để chọn được đường đặc tính phù hợp với phạm vi dòng tác động 10-1260 A

trong trang Controller như hình 3.17, chọn dòng tác động tối thiểu 210 A.

Trong trang này điều quan trọng nhất là chọn được đường đặc tính phù

hợp. Có 2 mức: Trip1 với loại đường cong là TCC161 và Trip2 là TCC164.

Kết quả chọn đường đặc tính recloser như hình 3.18.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.16. Trang Rating của Recloser MC371/91B

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.17. Trang cài đặt thông số bộ điều khiển cho MC371/91B

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.18. Thông số cài đặt các đường cong của Recloser MC371/91B

Hình 3.19. Phối hợp bảo vệ rơle và 3 recloser

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 371 cần phối hợp với Recloser

nhánh rẽ đặt tại MC371/1A (NGUYÊN PHÚC) và recloser đặt tại

MC371/5A. Vì khi ngắn mạch trước máy cắt MC371/1A (NGUYÊN PHÚC)

cũng như khi ngắn mạch trước máy cắt MC371/5A chỉ có dòng qua rơle, nên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

2 recloser không cần phối hợp với nhau. Recloser MC371/35A sẽ phối hợp

với MC371/91B theo nguyên tắc trình bày trong mục 2.1.2. Kết quả của phần

phối hợp bảo vệ được thể hiện trên hình 3.19:

- Khi ngắn mạch sau recloser MC371/1A (NGUYÊN PHÚC) chỉ

recloser này tác động, không cần phối hợp với các recloser khác.

- Khi ngắn mạch sau recloser MC371/91B recloser này tác động trước

đối với lần cắt 1, tuy nhiên nếu ngắn mạch chưa giải trừ thì ở lần cắt 2

có thể cắt không chọn lọc vì đặc tính nhanh của recloser MC371/35A

có phần giao cắt với đặc tính Trip 2 của recloser MC371/91B.

- Khi ngắn mạch trước recloser MC371/91B và sau recloser MC371/35A

thì recloser MC371/35A cắt với đặc tính TCC1. Tuy nhiên nếu để cắt

với đặc tính TCC2 có thể không chọn lọc vì đường đặc tính 50+51 của

rơle có phần giao cắt và chồng lấn với nó.

Để đảm bảo cắt chính xác, cần điều chỉnh lại đường đặc tính

MC371/35A và của rơ le: (i) Dịch đường đặc tính recloser MC371/91B sang

trái, với giá trị đặt mới về dòng điện là 160A; (ii) Chỉ cài đặt TCC1 cho

MC371/35A; (iii) Chọn lại đường đặc tính 51 cho rơ le thành ANSI - Long

Inverser với thời gian đặt là 0,5s.

Kết quả của phần hiệu chỉnh được thể hiện trên hình 3.20. Để dễ quan

sát ta kết hợp (combined) các đường đặc tính của Rơle, các recloser lại với

nhau như hình 3.21. 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.

Trên đồ thị ta cũng có thể biết được khoảng sai lệch về thời gian giữa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

recloser MC371/91B - MC371/35A là t = 0,174 ở giá trị dòng điện 1501A...

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 3.20. Các đường đặc tính sau khi hiệu chỉnh

Hình 3.21. Các đường đặc tính kết hợp (Combined) sau khi hiệu chỉnh

3.3.2. Cắt hẳn khi dòng sự cố lớn

Mục đích chính sử dụng Recloser là 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

xem xét ở giai đoạn hoạt động thứ ba và thứ tư của chu kỳ. Hình 3.22 là kết

quả khi cài đặt chức năng này cho ba Recloser.

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 3.22. 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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

các recloser với nhau. Các đường đặc tính bị giao cắt khiến thời

gian cắt của recloser phía sau lại chậm hơn phía trước.

(ii) Chưa khảo sát phân bố dòng điện ngắn mạch trong lưới điện lộ

371. Dòng điện ngắn mạch theo hướng ngược còn lớn hơn dòng

hướng thuận (bảng 3.4 và 3.5) dẫn đến khi sự cố trước máy cắt

nhảy máy cắt cả hai phía.

(iii) Tỷ số CT được cài đặt không đúng như đối với Recloser Cooper

NoVa i (bảng 2.1). PCBK đang cài đặt tất cả CRT là 2000:1 (trên

catalog Recloser Cooper cài 1000:1).

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

- Xây dựng được mô hình mô phỏng toàn lưới điện 371-E26.1 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 (dòng điện

chạy qua recloser theo hướng thuận và hướng ngược), biết được dòng

điện chạy trên các pha , các thành phần thứ tự dòng điện

, tính toán được dòng điện ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất

trong các chế độ max, min để cài đặt, kiểm tra thông số cho các bộ điều

khiển recloser.

- Tính toán bảo vệ rơ le xuất tuyến đường dây 371; 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.

- Nêu ra được nguyên nhân recloser tác động vượt cấp và/hoặc đồng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

thời.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Bắc Kạn, 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 PCBK. Tuy nhiên, cùng với đó thì việc trang bị mật

độ dày (28 bộ) các recloser trên đường dây 371-E26.1, lấy điện cả từ trạm 110

kV Bắc Kạn và từ nguồn điện DG (thủy điện Thượng Ân) khiến việc quản lý

vận hành lưới điện phức tạp. Đề tài “Nghiên cứu lựa chọn thông số cài đặt

cho Recloser trên đường dây 371 trạm E26.1 lưới điện tỉnh Bắc Kạn” 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 PCBK

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 thông qua các nội dung sau:

- Tìm hiểu thu thập số liệu về nguồn điện, trạm biến áp, đường dây,

thiết bị đóng cắt và bảo vệ (rơle + recloser) của đường dây 371-E26.1. 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 371-E26.1 trong

phần mềm ETAP 16, tính toán được phân bố công suất trên các đoạn đường

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

dây, tính toán được dòng điện ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất trong các chế

độ max, min 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 371; lựa chọn, hiệu chỉnh

lại các đường đặc tính bảo vệ quá dòng pha cho các recloser đảm bảo tác

động chọn lọc chính xác theo yêu cầu kỹ thuật.

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 cài đặt thực tế

trên phần mềm giao diện reclocser để vận hành lưới điện tại đơn vị.

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, PCBK hạn chế dùng nhiều loại

recloser khác nhau gây khó khắn khi phối hợp đường đặc tính.

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

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

lực Bắc Kạn.

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 1772/QĐ-BCT ngày 18/5/2017 của Bộ Công Thương về

việc phê duyệt “Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Bắc Kạn giai đoạn

2016-2025 có xét đến 2035 - Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110

kV”.

Tiếng Anh

[7]. J.K. Wang, and Christian Moya Calderon (2018). A Protection Method in

Active Distribution Grids with High Penetrationof Renewable Energy

Sources. IEEE

[8]. P. Anderson (1998), Power System Protection. IEEE Press Series on

Power

Engineering, Wiley.

[9]. Hesam Hosseinzadeh (2008). Power System Protection. University of

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Western Ontario.

[10]. 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.

[11]. Schneider Electric’s (2013). N-Series. Three phase recloser with ADVC

controller.

[12]. Cooper Power. User Manual FXD Control

www.eaton.com.cn/electrical

[13]. Distribution System Feeder Overcurrent Protection. GE Power

Management.

[14]. Website:

 Bộ Công thương: http://www.mot.gov.vn/web/guest/home

 Công ty Điện lực Bắc Kạn: http://pcbackan.npc.com.vn/

 Tập đoàn điện lực Việt Nam: http://www.evn.com.vn/

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

 Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc: http://npc.com.vn/

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Số liệu kỹ thuật máy biến áp phân phối 35/0,4 kV

Phụ lục 2: Số liệu kỹ thuật đường dây 371-E26.1

Phụ lục 3: Báo cáo kết quả tính toán phân bố công suất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Phụ lục 3: Báo cáo kết quả tính toán ngắn mạch chế độ max.