1
B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO
ĐI HC ĐÀ NNG
------------------------
LÊ TH KIM NHUNG
NGHIÊN CU NH HƯNG CA VIC
ĐIU CHNH ĐU PHÂN ÁP ĐN ĐC TÍNH
LÀM VIC CA RƠLE SO LCH K THUT S
CHUYÊN NGÀNH: MNG VÀ H THNG ĐIN
MÃ S: 60.52.50
TÓM TT LUN VĂN THC SĨ K THUT
Đà Nng - Năm 2011
2
Công trình ñưc hoàn thành ti
TRƯNG ĐI HC BÁCH KHOA, ĐI HC ĐÀ NNG
Ngưi hưng dn khoa hc: PGS.TS. LÊ KIM HÙNG
Phn bin 1: PGS.TS ĐINH THÀNH VIT
Phn bin 2: PGS.TS NGUYN HOÀNG VIT
Lun văn ñã ñưc bo v trưc Hi ñng chm lun văn tt nghip
Thc sĩ K thut hp ti Đi hc Đà Nng vào ngày 14 tháng 01 năm
2012.
Có th tìm thy lun văn ti:
- Trung tâm thông tin - hc liu, Đi hc Đà Nng.
- Trung tâm hc liu Đi hc Đà Nng.
1
M ĐU
1. Lý do chn ñ tài
Thông thưng, các nhà máy ñin ñưc ñt ti v trí ngun
năng lưng, nơi vn ñ! v! truy!n ti, ñin năng phát ra thông
qua ñưng dây truy!n ti dài. Đin áp phát ra thưng là 10kV bao
gm các gii hn k"t cu. Tuy nhiên ñin áp ñưc tăng lên hàng trăm
kilovôn nh các máy bi"n áp. Các cp ñin áp cao thông thưng s#
d$ng ñ truy!n ti. Tuy nhiên vic phân phi ñin năng th%c hin &
cp ñin áp 10kV yêu c'u các máy bi"n áp gim áp.
Thêm vào ñó, các máy bi"n áp tăng áp, ñưng dây truy!n ti,
máy bi"n áp gim áp phân phi, các h thng ñin ch(a ñ%ng nhi!u
thi"t b và h thng khác nhau nh)m nâng cao hiu qungăn ng*a
s% c. Đng thi, các b ñin kháng ñưc trang b vi các thi"t b
FACTS thưng ñưc s# d$ng ñ gim t+n tht tăng hiu qu
truy!n ti, tăng ñ +n ñnh.
Khi s% c xut hin trên ñưng dây truy!n ti thì các thi"t b
bo v (rơle, máy c,t,...) ñáp (ng ñ loi tr* s% c, duy trì nh trng
làm vic cho các ph'n t#n li trong h thng.
Trong h thng ñin, máy bi"n áp mt trong nh-ng ph'n t#
quan trng nht liên k"t h thng sn xut, truy!n ti phân phi.
vy, vic nghiên c(u các tình trng làm vic không bình thưng,
s% c…xy ra vi máy bi"n áp là rt c'n thi"t.
2
Đ bo v cho máy bi"n áp làm vic an toàn c'n phi tính ñ'y
ñ. các hư h/ng bên trong máy bi"n áp các y"u t bên ngoài nh
hư&ng ñ"n s% làm vic bình thưng c.a máy bi"n áp. T* ñó ñ! ra các
phương án bo v tt nht, loi tr* các hư h/ng và ngăn ng*a các y"u
t bên ngoài nh hư&ng ñ"n s% làm vic c.a máy bi"n áp.
Hin nay, ñi!u ñ h thng ñin ch0 tính toán giá tr ch0nh ñnh
rơle cho mt nc phân áp chung nht c.a MBA (thưng nc 9).
H'u như cách tính toán các dòng so lch và dòng hãm ñưc th%c hin
không dùng các v trí ñ'u phân áp vào trong tính toán. Trong khi
h'u h"t c máy bi"n áp ñưc trang b b ñi!u áp dưi ti ñ ñi!u
ch0nh ñin áp trong h thng ñin. Các tham s bo v phicác v
trí ñ'u phân áp khác nhau xét ñ"n ñ tránh tác ñng nh'm. Đc bit
ti các v tbiên các sai s khác nhau làm cho dòng sai lch khác
nhau. N"u ñi!u ñ h thng ñin ch0nh ñnh giá tr rơle không thích
hp s1 gây tác ñng nh'm. Đng thi n"u gi- ñin áp & Uñm khi
s% c trong, ngoài vùng bo v thì ñim s% c trên ñưng ñc nh s1
khác ñi. vy vic “nghiên c(u nh hư&ng c.a vic ñi!u ch0nh
ñ'u phân áp ñ"n ñc tính làm vic c.a rơle so lch k thut s” là rt
c'n thi"t.
2. M!c ñích nghiên c"u
- ph/ng ñưc ñc tính c.a bo v so lch máy bi"n áp khi
thay ñ+i các nc phân áp máy bi"n áp nh)m chng s% c bên trong
máy bi"n áp
3
- Nghiên c(u y"u t thay ñ+i ñ'u phân áp máy bi"n áp nh
hư&ng ñ"n ñc tính c.a bo v so lch.
3. Đ#i tư$ng và ph%m vi nghiên c"u
Đi tưng nghiên c(u là phi hp rơle bo v so lch k thut
s trong lưi truy!n ti, trong ñó khai thác trit ñ các (ng d$ng sn
trong các rơle k thut s, b ñi!u áp chuyn nc phân áp c.a
máy bi"n áp nh)m xóa nhanh s% c và tránh tình trng nhy vưt cp.
Phm vi nghiên c(u c.a ñ! tài tp trung vào vic nghiên c(u
nh hư&ng c.a vic ñi!u ch0nh ñ'u phân áp ñ"n bo v so lch ñng
thi tìm hiu các phương pháp nâng cao ñ nhy c.a bo v so lch
ñi vi máy bi"n áp có b OLTC. Đ! tài s# d$ng Matlab & Simulink
ñ mô ph/ng vic ci thin ñc tính c.a bo v so lch khi ñi!u ch0nh
ñ'u phân áp
4. B# c!c c&a lu'n văn
Ngoài ph'n m& ñ'u và k"t lun chung, ni dung c.a ñ! tài ñưc
biên ch" thành 3 chương :
Chương 1: 2nh hư&ng c.a vic ñi!u ch0nh ñ'u phân áp ñ"n bo v so
lch
Chương 2: Nâng cao ñ nhy c.a bo v so lch ñi vi máy bi"n áp
ñi!u áp dưi ti
Chương 3: Mô ph/ng bo v so lch máy bi"n áp OLTC
4
CHƯƠNG I
NH HƯNG CA VIC ĐIU CHNH ĐU PHÂN ÁP ĐN
BO V SO LCH
1.1 KHÁI QUÁT
1.2 T(NG QUAN V K THUT ĐIU CHNH ĐIN ÁP
1.2.1 S) c*n thi+t ph,i ñi u ch-nh ñi.n áp
Trong h thng phân phi bao gm ñưng dây ñ truy!n ti ñin
năng ñ"n h tiêu th$. Các ñưng dây này tr& kháng n"u dòng
ñin chy trên ñưng dây s1 làm gim ñin áp qua các tr& kháng này.
Các ñưng dây cũng nh hư&ng c.a ñin dung, nh hư&ng này
th b/ qua ñi vi ñưng dây ng,n.
rt nhi!u phương pháp s# d$ng ñ ñi!u ch0nh ñin áp như
tăng ñin áp thanh cái, s# d$ng máy bi"n áp b ñi!u áp dưi ti,
s# d$ng ñin dung m,c shunt ñ ci thin h s công sut trm, hoc
s# d$ng b khu"ch ñi ñin áp cp 1 trên ñưng dây phân phi.
1.2.2 Đ*u phân áp máy bi+n áp
Cu to chung :
- B phn chn nc bao gm các ti"p ñim dao l%a chn (mt
ti"p ñim chn mt ti"p ñim l4 cho 01 pha) ti"p ñim dao ño
c%c n)m trong thùng d'u chính c.a máy bi"n áp.
5
- B ti"p ñim dp l#a các ñin tr& hn ch" n)m trong mt
thùng d'u riêng (gi thùng công tăc) cách ly vi thùng d'u chính
c.a máy bi"n áp .
- C 02 b ñ!u d5n ñng b)ng các tr$c, thanh, cơ cu cơ khí .
Nguyên lý hot ñng chung:
B ñi!u áp dưi ti loi tác ñng nhanh s# d$ng nguyên t,c thay
ñ+i ñ'u phân áp có xy ra quá trình ng,n mch gi-a các ñ'u phân th"
ñưc chuyn ñ+i qua ñin tr& hn ch". Ti"p ñim l%a chn trưc,
chn nc & tình trng h& mch không h quang. Sau ñó ti"p ñim
Contactor ñóng, m& ñ chuyn nc phân áp, lúc này vic ñóng c,t vi
dòng ti nên có h quang. Quá trình này di6n ra rt nhanh khong vài
ms ñ"n vài ch$c ms, nhc ti"p ñim tác ñng nhanh.
B ñi!u áp dưi ti thông thưng yêu c'u 4 ñim sau:
1. Cp ñin áp: ñây giá tr th( cp c.a MBA (s# d$ng bi"n
ñin áp)
2. Di ñin áp ñi!u ch0nh: ñưc cài ñt trên rơle ng ñ ñi!u
khin ñ'u phân áp tăng hoc gim nc.
3. Thi gian tr6: Đưc cài ñt nh)m tránh trưng hp ñi!u khin
ñ'u phân áp ngay t(c thì khi giá tr ñ lch ñin áp nh/ hơn giá tr cài
ñt.
6
4. H s ñưng dây (LDC): ñưc cài ñt ñ cho ñin áp
gim khi ti ñưng dây tăng cao. H s ñưng dây thưng ñưc
chia ra b&i 2 ph'n là ñin áp tr&ñin áp kháng trên ñưng dây.
1.2.3 Các phương pháp ñi u ch-nh ñ*u phân áp
- Phương pháp ñi!u ch0nh song song ñin kháng ngưc
- Phương pháp ñi!u ch0nh song song master/follower
- Phương pháp ñi!u ch0nh song song dùng h s công sut
- Phương pháp ñi!u ch0nh b)ng dòng vòng
- Phương pháp +n ñnh Var
1.3 T(NG QUAN V RƠLE SO LCH S MÁY BIN ÁP
1.3.1 Các s) c# thưng x,y ra vi máy bi+n áp
1.3.1.1 S) c# bên trong máy bi+n áp
1.3.1.2. S) c# bên ngoài máy bi+n áp
1.3.2 Nguyên lý làm vi.c c&a rơle so l.ch
Sơ ñ nguyên lý làm vic c.a rơle so lch như hình 1.6. Bo v
so lch dòng ñin hot ñng trên nguyên t,c so sánh các giá tr biên
ñ dòng ñin ñi vào ñi ra c.a máy bi"n áp. N"u s% sai khác gi-a
7
hai dòng ñin vưt quá giá tr nào ñó thì bo v s1 cm nhn ñó s%
c trong khu v%c bo v và s1 tác ñng.
Hình 1.6: Sơ ñ nguyên lý bo v so lch dòng ñin
1.3.3 Ch"c năng b,o v. c&a rơle so l.ch
Rơle so lch ñưa ra các tính cht sau:
- Hãm b)ng sóng hài
- Khoá b)ng sóng hài.
- Khóa theo t7 l thành ph'n mt chi!u.
Hãm các thành ph'n sóng hài bc cao vì giá tr c.a dòng ñin so
lch không ch0 do ng,n mch ngoài còn do mt s nguyên nhân
như:
- Do dòng ñin kích t* hoá khi ñóng máy bi"n áp không ti gây
nên.
Máy bi"n
áp
I
I
1
+ I
2
CT
I
S1
I
T1
I
T2
CT
I
S2
N
2
N
1
8
- Do hin tưng quá kích t* máy bi"n áp.
Các nguyên nhân này khi phân tích thành ph'n dòng ñin ñ!u có
ch(a các thành ph'n sóng hài bc cao như dòng ñin xung kích t*
hoá th4 phân tích ra các thành ph'n sóng hài bc 2, bc 3, bc 4,
bc 5…. nhưng trong ñó thành ph'n ng hài bc 2 là ln hơn c.
Hơn n-a, trong dòng ñin ng,n mch, thành ph'n sóng hài bc 2
không nên ñưc s# d$ng cho m$c ñích +n ñnh bo v chng li
hin tưng quá dòng xung kích t* hoá khi ñóng máy bi"n áp không
ti, khi thành ph'n bc 2 ln hơn giá tr ñt, bo v s1 b khoá, khi
xut hin quá kích t* máy bi"n áp, thành ph'n sóng hài bc 5,
thành ph'n sóng i bc 5 cũng ñưc dùng cho m$c ñích +n ñnh,
bo v s1 khoá khi thành ph'n sóng hài ln hơn giá tr ñt c.a rơ le.
1.4 NH HƯNG CA OLTC ĐN ĐC TÍNH BO V SO
LCH
Xét bài toán tính toán cài ñt cho bo v so lch ñi vi máy
bi"n áp ba pha hai cun dây trang b b ñi!u áp dưi ti theo s
liu sau:
Máy bi"n áp 50MVA, 115kV/23kV, dãy ñi!u ch0nh ñin áp -
15%/+5%, CT
1
= 400 (1A), CT
2
= 2000 (5A)
400A
W1
115kV
50 MVA
23kV
2000A
I
1
I
2
Hình 1.8: Ví d