Nghiên cứu tính toán các thông số cài đặt cho rơle kỹ thuật số SEL-387A bảo vệ máy biến áp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu tính toán các thông số cài đặt cho rơle kỹ thuật số SEL-387A bảo vệ máy biến áp nghiên cứu nhằm trình bày phương pháp tính và cài đặt các thông số bảo vệ cho rơle so lệch số SEL-387A để bảo vệ máy biến áp trong mô hình hệ thống điện tại phòng thí nghiệm rơle của khoa Điện, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tính toán các thông số cài đặt cho rơle kỹ thuật số SEL-387A bảo vệ máy biến áp

50 Phạm Văn Kiên, Hoàng Trần Thế NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CÀI ĐẶT CHO RƠLE KỸ THUẬT SỐ SEL-387A BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP STUDYING AND CALCULATING PARAMETERS FOR SETTING DIGITAL RELAY SEL-387A TO PROTECT TRANSFORMERS Phạm Văn Kiên, Hoàng Trần Thế Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; pvkien@ac.udn.vn Tóm tắt - Trong những năm qua, hệ thống điện hiện đại ngày càng Abstract - For the past few years, modern power system has been phát triển cả về số lượng nút và cấu trúc phức tạp nên việc tính developing more and more both in number of nodes as well as in toán các thông số cài đặt cho rơle không chỉ vừa đáp ứng các yêu complex structures, so it is necessary to calculate parameters for cầu bảo vệ cho từng phần tử chính trong hệ thống điện, mà còn relay settings not only to meet the security requirements for each phải được phối hợp với nhau để thực hiện các các nhiệm vụ bảo element in the power system but also to ensure coordination to vệ dự phòng và tăng tốc độ cắt sự cố là rất cần thiết. Để đáp ứng perform the backup protection and to increase cutting speeds. In các điều kiện trên, hiện nay các loại rơle số đã được sử dụng rất order to meet the conditions, the current types of digital relays are rộng rãi trong các hệ thống điện trên thế giới nói chung và Việt Nam widely used in the power grid in the world in general and in Vietnam nói riêng. Trên cơ sở đó, bài báo này nhằm trình bày phương pháp in particular. On this basis, this paper presents the method to tính và cài đặt các thông số bảo vệ cho rơle so lệch số SEL-387A calculate and set the protection parameters for differential relay để bảo vệ máy biến áp trong mô hình hệ thống điện tại phòng thí SEL-387A to protect the transformer in the grid module at the relay nghiệm rơle của khoa Điện, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà laboratory of Faculty of Electricity, Da Nang University of Nẵng. Các thông số tính toán sẽ được cài đặt cho rơle SEL-387A Technology. The calculated parameters will be set for the SEL- và kiểm tra thử nghiệm tại phòng thí nghiệm trên. 387A and experimentally tested in the laboratory. Từ khóa - rơle; rơle số; rơle so lệch; SEL-387A; bảo vệ máy biến Key words - relay, digital relay; current differential relay; SEL- áp. 387A; transformer protection. 1. Đặt vấn đề vào cuộn sơ cấp I1S và đi ra từ cuộn thứ cấp I2S của MBA Hơn hai mươi năm qua, kể từ ngày đóng điện vận hành được cảm biến qua hai máy biến dòng 1BI và 2BI. Dòng hệ thống điện 500kV Bắc Nam (27/5/1994), đến nay hệ điện đi vào bảo vệ so lệch IR quy đổi về phía thứ cấp của thống điện Việt Nam đã phát triển rất nhanh chóng cả về máy biến dòng được xác định theo công thức (1): quy mô và mức độ tự động hóa. Tổng dung lượng máy biến IR = I1T − I2T (1) áp (MBA) ở các cấp điện áp 220kV, 500kV đã tăng hơn I1S − I1 I 2S − I 2 4,7 lần, lên 23.517 MVA, tổng chiều dài đường dây truyền Với: I1T = ;I 2T = tải điện 220kV, 500kV tăng gần 3,5 lần, lên 11.443 km [4]. n1BI n 2BI Cấu trúc lưới điện ngày càng phức tạp, đan xen nhau giữa Suy ra: các cấp điện áp, dẫn đến nhiều tình trạng sự cố đã xảy ra  I I   I 2 I1  gây mất điện cục bộ hoặc trên diện rộng. Trong các nguyên I R =  1S − 2S + −  = ISL + I KCB (2) nhân khách quan hay chủ quan gây ra mất điện một phần  1BI n n 2BI   n1BI n 2BI  đang được cho là do các thông số, thông tin chỉnh định cài Trong đó: đặt cho rơle chưa chính xác dẫn đến nhiều trường hợp rơle + I1 ,I2: dòng từ hóa lõi thép của máy biến dòng 1BI và 2BI; tác động nhầm, trong đó có rơle bảo vệ so lệch cho máy phát điện, đường dây và máy biến áp. Như vậy, bên cạnh + n1BI , n 2BI: tỉ số biến đổi của máy biến dòng 1BI và 2BI; việc làm chủ công nghệ khi các đơn vị quản lý vận hành + ISL: dòng điện so lệch; rơle tại các nhà máy điện và trạm biến áp nhận chuyển giao + I KCB: dòng điện không cân bằng. sử dụng từ các hãng cung cấp thiết bị thì cần phải nắm và hiểu rõ cách tính toán các thông số cài đặt cho các rơle bảo 1.1.1. Ở chế độ làm việc bình thường hoặc khi ngắn mạch vệ, để đảm bảo rơle không còn bị tác động nhầm khi thực ngoài vùng bảo vệ tại N1 (Hình 1) hiện các chức năng theo yêu cầu. Nếu bỏ qua tổn thất trong MBA (I1S = I2S) và xem như 1.1. Nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch dòng điện tỉ số biến đổi của máy biến dòng giống nhau (n1BI = n2BI), N2 N1 khi đó dòng điện so lệch ISL = 0, nên công thức (2) có thể được viết lại như sau: I R = I1T − I 2T = I KCB (3) Như vậy, ở chế độ này dòng điện đi vào rơle là dòng không cân bằng, giá trị dòng điện không cân bằng phụ thuộc vào sự sai lệch của các thông số của máy biến dòng Hình 1. Nguyên lý của bảo vệ so lệch MBA dùng SEL-387A 1BI và 2BI; đường đặc tính từ hóa lõi thép của 1BI và 2BI. Xét sơ đồ nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch cho Trường hợp có xét đến tổn thất trong MBA thì dòng MBA ba pha hai cuộn dây như trong Hình 1, dòng điện đi điện đi vào rơle được tính theo công thức (2). Để bảo vệ so
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(88).2015 51 lệch không được tác động trong trường hợp này người ta điện áp xung kích, còn gọi là quá điện áp, có giá trị lớn gấp sử dụng chức năng có hãm của các rơle so lệch số. nhiều lần điện áp định mức, gây nên hiện tượng quá kích thích. 1.1.2. Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ tại N2 (Hình 1) Nếu mạch từ bị bão hòa thì dòng chạy qua rơle của bảo vệ so lệch sẽ khác không, rơle có nguy cơ tác động nhầm. Tương tự Lúc này, giá trị dòng điện đi vào 1BI là dòng điện ngắn như dòng từ hóa xung kích khi đóng MBA không tải, dòng mạch tại N2: I1S = IN2, dòng điện đi vào 2BI: I2S = 0. Khi điện chạy qua MBA bão hòa mạch từ không sin, với tỷ lệ đó công thức (2) được viết lại như sau: thành phần dòng hài bậc 5 rất lớn. Khi đó, người ta có thể dựa I N2 − I1 vào tỷ lệ thành phần dòng điện hài bậc 5 với dòng điện tần số I R = I1T − I 2T = (4) n1BI cơ bản (I5/I1) để hãm, ngăn chặn tác động nhầm [1-3]. Trong công thức (4), mặc dù dòng điện đi vào rơle vẫn 1.2. Rơle số bảo vệ so lệch SEL-387A tồn tại thành phần dòng điện từ hóa lõi thép của máy biến 1.2.1. Đặc tính tác động dòng 1BI (I1µ) nhưng do ở chế độ ngắn mạch có dòng IN2 Rơle SEL-387A sử dụng các đại lượng tác động (IOP - lớn hơn nhiều so với dòng điện làm việc bình thường, nên Operate Quantities) và đại lượng hãm (IRT-Restraint ở trường hợp này ảnh hưởng của dòng điện I1µ có thể bỏ Quantities). Rơle tính toán dựa vào việc phân tích các giá qua và rơle so lệch sẽ tác động gửi tín hiệu đi cắt máy cắt trị dòng điện đầu vào từ 1BI và 2BI. Đặc tính tác động của ở hai đầu MBA để bảo vệ MBA không bị hư hỏng. rơle SEL-387A được trình bày trên Hình 2 [1]. 1.1.3. Các ảnh hưởng đến khả năng tác động đúng của bảo vệ so lệch cho MBA Khi áp dụng nguyên lý so lệch dòng điện để bảo vệ cho MBA, cần lưu ý các vấn đề như sau: a. Sự khác biệt về trị số và góc pha dòng điện sơ cấp của máy biến dòng 1BI và 2BI Dòng điện sơ cấp của máy biến dòng BI ở hai (hay nhiều phía) của MBA thường khác nhau về trị số theo tỷ số biến đổi điện áp ở các phía. Để cân bằng dòng điện thứ cấp của các BI trong chế độ làm việc bình thường, người ta chọn lựa tỷ số biến đổi của BI các phía hoặc nối tiếp qua các BI trung gian (BIG), sao cho trị số các dòng điện đưa vào trong rơle phải gần bằng nhau. Hình 2. Đặc tính tác động của rơle SEL-387A Do máy biến áp thường có tổ nối dây khác nhau, ví dụ Đường đặc tính tác động của rơle SEL-387A được xác Y/∆, Y0/∆…, nên dòng điện sơ cấp của BI ở các phía MBA định bởi 4 đại lượng [3]: thường lệch pha nhau. Để các dòng thứ cấp đưa vào rơle - O87P = dòng khởi động mức thấp; (tính đến sai số của có cùng góc pha, các BI ở các phía MBA và BIG cần phải các máy biến dòng BI, rơle, sai lệch do thay đổi đầu phân có tổ nối dây phù hợp với tổ nối dây của MBA. áp, dòng từ hóa của MBA ở chế độ làm việc bình thường); b. Sử dụng chức năng hãm của bảo vệ so lệch khi đóng - vSPL1 = đường độ dốc ban đầu, đi qua gốc tọa độ, có độ không tải MBA dốc SPL1 (Hình 2), giao với đường thẳng nằm ngang O87P Tùy thuộc vào thời điểm đóng không tải MBA với nguồn tại IRT = (O87P*100)/SLP1; (tính đến khả năng sai số của điện mà trị số ban đầu của dòng điện từ hóa MBA có thể lớn máy biến dòng điện BI, rơle, sai lệch do thay đổi đầu phân áp hơn gấp nhiều lần dòng điện định mức của MBA. Trường hợp tăng lên khi có dòng ngắn mạch ngoài lớn đi qua bảo vệ); xấu nhất tương ứng với dòng từ hóa lớn nhất sẽ xảy ra khi - IRS1 = giới hạn đường độ dốc SPL1 và cũng là điểm đóng máy cắt vào thời điểm điện áp nguồn có giá trị tức thời bắt đầu đường độ dốc SPL2 (Hình 2); bằng không. Khi quá trình quá độ chấm dứt, dòng điện từ hóa - SPL2 = đường độ dốc thứ hai; (tính đến khả năng các MBA trở lại trị số xác lập khoảng vài phần trăm dòng định BI bị bão hòa làm tăng sai số gây nên độ sai lệch lớn của mức. Vì vậy, dòng từ hóa quá độ chỉ chạy qua cuộn dây MBA dòng điện thứ cấp các BI). nối với nguồn và MBA khi MBA đang làm việc ở chế độ 1.2.2. Mô tả cài đặt cho rơle SEL-387A không tải, nên dòng điện ở cuộn dây các phía còn lại đều bằng không. Trong trường hợp này, nếu không có biện pháp hãm - Kích hoạt chức năng bảo vệ so lệch (Differential Element thích hợp, bảo vệ so lệch có thể tác động nhầm do nhìn nhận Enable - E87): Vùng chọn (Range): Y, N: chọn Y nếu kích hiện tượng đóng MBA không tải giống như có ngắn mạch bên hoạt chức năng bảo vệ so lệch dòng điện, N nếu không dùng. trong MBA. Khi phân tích, người ta thấy rằng dòng từ hóa lõi - Tổ nối dây của BI phía sơ cấp W1CT và thứ cấp W2CT thép MBA không có dạng sóng sin với thành phần sóng hài của MBA (CT connection): Vùng chọn (Range): D, Y: chọn bậc hai chiếm tỷ lệ lớn. Do đó, trong rơle bảo vệ so lệch dòng D nếu tổ nối dây của MBA là tam giác, chọn Y nếu nối sao. điện thường có thêm chức năng khóa sóng hài bậc hai để ngăn - Tỷ số biến dòng của máy biến dòng (CT Ratio - CTR1 chặn tác động nhầm khi đóng MBA không tải [1, 2, 6]. and CTR2): Vùng chọn (Range): 1 ÷ 50000 cài đặt tỉ số c. Sử dụng chức năng hãm của bảo vệ so lệch khi xảy ra biến dòng của máy biến dòng. bão hòa mạch từ MBA - Công suất định mức của MBA (Maximum Transformer Khi làm việc trong hệ thống, MBA thường chịu những Capacity, Three - Phase (MVA)): Dải công suất cài đặt
52 Phạm Văn Kiên, Hoàng Trần Thế (Range: OFF): dải công suất MBA có thể cài đặt từ 0,2 đến Fundamental - PCT5):có thể chọn hoặc không, giá trị cài 5000 MVA với mỗi bước thay đổi là 0,1MVA. đặt từ 5% đến 100%, mỗi bước đặt là 1%. - Kích hoạt hoặc ẩn chức năng hiệu chỉnh góc pha của - Cài đặt ngưỡng cảnh báo sóng hài bậc năm (Fifth dòng điện đưa vào rơle (ICOM): chọn Y nếu cần kích hoạt Harmonic Alarm Threshold - TH5P): có thể kích hoạt hoặc hoặc chọn N nếu không cần kích hoạt chức năng này. không, giá trị đặt trong khoảng từ 0,02 đến 3,2, mỗi bước - Chọn tổ nối dây của BI để bù, hiệu chỉnh góc pha và thay đổi là 0,01. khử dòng thứ tự không của các dòng điện đưa vào rơle - Điều kiện kiểm tra dải thông số đã nhập có phù hợp (Connection Compensation -W1CTC and W2CTC): dải không theo điều kiện sau: thông số có thể bù được từ 0; 1 …; 12. 1A: TAPmin∙TH5P ≥0,05; - Cài đặt điện áp dây của MBA (Line to Line Voltage - TAPmax∙TH5P ≤ 31; kV): dải lựa chọn trong phạm vi từ 1kV đến 1000 kV, mỗi 5A: TAPmin∙TH5P ≥0,25; bước thay đổi cho phép là 0,01kV. TAPmax∙TH5P ≤ 155; - Cài đặt chức năng chuyển sang giá trị dòng điện cơ bản, dùng để biến đổi tất cả các dòng điện chạy vào rơle từ 1.2.3. Tính toán các thông số cài đặt cho rơle SEL-387A các phía của MBA sang các đại lượng tương đối (Current a. Tính toán bù dòng điện thứ cấp cho các máy biến TAP - TAP1 and TAP2): đối với đầu vào là 1A (TAP1): có dòng BI ở hai phía sơ cấp và thứ cấp của MBA thể cài đặt từ 0,1A đến 31A, mỗi bước thay đổi là 0.01A; Biểu thức tổng quát tính bù dòng điện như công thức (5): trường hợp dùng đầu dòng vào là 5A (TAP2): có thể thay đổi giá trị trong giải điều chỉnh từ 0,5A đến 155A, với mỗi  IAWnC   IAnC   IBWnC  = CTC ( m ) *  IBnC  bước điều chỉnh là 0,01A.     (5) - Điều kiện kiểm tra dải thông số đã nhập có phù hợp  ICWnC   ICnC  không theo điều kiện sau: TAPmax/TAPmin ≤ 7,5. Trong đó: - Cài đặt giá trị dòng điện khởi động ban đầu có sử dụng + IAWn; IBWn; ICWn: dòng điện ba pha A, B, C đi vào chức năng hãm (Restrained Element Operating Current rơle. Pickup - O87P): Dải thông số có thể lựa chọn nằm trong + IAWnC; IBWnC; IBWnC: dòng điện tương ứng với khoảng từ 0,1 đến 1,0*TAP. các pha sau khi bù. - Điều kiện kiểm tra dải thông số đã nhập có phù hợp + CTC ( m ): ma trận bù. không theo điều kiện sau: 1A: TAPmin*O87P≥0,1*In; Việc cài đặt WnCTC = m sẽ xác định ma trận nào sẽ được rơle sử dụng để hiệu chỉnh góc pha của các dòng điện 5A: TAPmin*O87P ≥ 0,1*In. đưa vào rơle. Các giá trị cài đặt là 0, 1, 2, …, 11, 12. - Cài đặt độ dốc của các đường đặc tính làm việc Bảng 1. Bảng tổng hợp các ma trận bù (m =1 đến 12) (Restraint Slope Percentage - SPL1, SPL2): Đoạn đặc tuyến SPL1 có thể chọn trong khoảng: (5 ÷ 100)%, mỗi m CTC ( m )  m CTC ( m )  m CTC ( m )  bước thay đổi là 1%; đoạn đặc tuyến SPL2: có thể kích hoạt  1 −1 0   −1 0 1   0 1 −1 1  0 1 −1 1  1 −1 0  1  hay không, khoảng lựa chọn cài đặt là từ: (25÷200)%. 1 5 9 −1 0 1  3 3  0 1 −1 3  1 −1 0   −1 0 1  - Giới hạn đường độ dốc - SPL1 (Restraint Current Slope 1 Limit - IRS1): lựa chọn giá trị nằm trong khoảng  1 −2 1   −2 1 1   1 1 −2  1 1 1 −2  1 1 −2 1  1 −2 1 1  (1÷20)%, mỗ bước chỉnh là 1%. 2 3 6 3 10 3  −2 1 1   1 1 −2   1 −2 1  - Điều kiện kiểm tra dải thông số đã nhập có phù hợp  0 −1 1   −1 1 0   1 0 −1 không theo điều kiện sau: 1  1 0 −1 1  0 −1 1  1  −1 1 0  3 3 7 3 11 3 1A: TAPmax*IRS1 ≤ 31;  −1 1 0   1 0 −1  0 −1 1  5A: TAPmax*IRS1 ≤ 155;  −1 −1 2   −1 2 −1  2 −1 −1 1 2 −1 −1 1 −1 −1 2  1 4 8 12 −1 2 −1 - Cài đặt dòng khởi động không hãm (Unrestrained 3 3 3  −1 2 −1  2 −1 −1  −1 −1 2  Element Current Pickup - U897P): Dải cài đặt có thể chọn từ 1A đến 20A, mỗi bước điều chỉnh là 0,1A. b. Tính dòng điện cơ bản – Current TAP - Cài đặt tỷ lệ hãm sóng hài bậc hai đối với thành phần cơ Dòng điện cơ bản được xác định dựa vào biểu thức sau [2]: bản (Second Harmonic Blocking Percentage of Fundamental MVA *1000 TAPn = *C (6) - PCT2): có thể kích hoạt hoặc không, giá trị cài đặt nằm trong 3 *VWDGn * CTRn khoảng từ 5% đến 100%, mỗi bước thay đổi 1%. Trong đó: - Cài đặt tỷ lệ hãm sóng hài bậc bốn đối với thành phần + C = 1 nếu BI nối sao Y. cơ bản (Fouth Harmonic Blocking Percentage of Fundamental - PCT4): Có thể kích hoạt hoặc không, giá trị + C = 3 nếu BI nối tam giác D. cài đặt từ 5% đến 100%, mỗi bước thay đổi là 1%. + MVA – công suất định mức của MBA. - Cài đặt tỷ lệ hãm sóng hài bậc năm đối với thành phần + VWDGn – điện áp dây của cuộn dây MBA, (kV). cơ bản (Fifth Harmonic Blocking Percentage of + CTRn – tỷ số biến dòng của BI.
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(88).2015 53 Giá trị của TAPn phải thỏa mãn điều kiện sau: 230kV 138kV 0,1* I N  TAPn  31* I N W1CT = Y W2CT = Y  (7)  TAPmax TAPmin  7,5 CTR1 = 120 CTR2 = 240 c. Tính toán độ dốc của các đường đặc tính hãm - Cài đặt công suất MBA: MVA = 100 Để tính toán độ dốc của các đường đặc tính hãm đối với bảo vệ so lệch dòng điện, chúng ta cần quan tâm đến các - Kích hoạt chức năng bù dòng điện thứ cấp của BI và thông tin sau [1]: ma trận bù:ICOM = Y; W1CTC = 11; W2CTC = 11 - Sai số của các máy biến dòng điện BI (e) thường cho phép - Điện áp các cuộn dây MBA: VWDG1 = 230; trong khoảng ± 10%, do đó trong hệ đơn vị tương đối e = 0,1. VWDG2 = 138 - Sai số do thay đổi đầu phân áp của MBA (a), khoảng - Cài đặt đường đặc tính cho bảo vệ so lệch:O87P = 0,3; từ 90 đến 110%. Trong hệ đơn vị tương đối a = 0,1. SPL1 = 25; SPL2 = 50; IRS1 = 3; U87P = 10; - Trong trường hợp có ngắn mạch ngoài, dòng không PTC2 = 15; PTC4 = 15; PCT5 = 35; TH5P = OFF (khóa cân bằng sẽ có giá trị lớn nhất khi các dòng điện vào MBA chức năng cảnh báo sóng hài bậc năm); DCRB = N; được đo với sai số dương lớn nhất của các máy biến dòng HRSTR = N; IHBL = N điện BI và các dòng điện ra khỏi MBA được đo với sai số ICWW1 IBW1 IAW1 INW1 ICWW1 IBW1 IAW1 INW1 t ga N4 f aul t N3 âm lớn nhất của BI, cũng như đầu phân áp ở nấc cao nhất. point 1 ct s ft ct s rl1 cr 1 r1 ct 1 ct 4 Công thức tính dòng điện không cân bằng lớn nhất khi có ct s p2 t1 s2 ct s rl1 ngắn mạch ngoài là: ct 2 ct 5 r2 0v ps ~ t2 (1 − e ) p2 s2 f aul t ct s point 2 ct s rl1 ct 3 ct 6 r3 I d max = (1 + e )   IWn − (1 + a )  0v  IWn (8) p2 t3 s2 0v in out uf m b1 Trong đó: k1-a l ine t o l ine f aul t cr 1 t o f aul t  IWn - tổng các dòng điện thứ cấp của BI đặt ở phía point 1 or 2 b2 in cuộn sơ cấp của MBA; 387A  IWn - tổng các dòng điện thứ cấp của BI đặt ở phía out ia W1 ia c ont r ol r el ay 1 cuộn thứ cấp của MBA. ib W1 o u t 101 Các tổng  IWn và  IWn phải bằng nhau khi có ngắn ib c r 1-c c r 1-b ic W1 dc po w er in out in W1 ic r es et s u ppl y mạch ngoài và trong chế độ làm việc bình thường, do đó ta o u t 102 ia W2 có thể biểu diễn dòng không cân bằng cực đại theo phần ia trăm dòng điện trong cuộn dây MBA: ib W2 o u t 103 cr 1 (1 − e ) 2* e + a + e * a ib (1 + e ) − = *100% = 28,18% ic W2 (1 + a ) 1+ a in W2 ic b1 b2 Ngoài ra, ta còn phải tính đến sai số do dòng từ hóa của MBA va (khoảng 3%) và sai số do đo lường của rơle (≤5%). Sai số tổng vb = cộng lớn nhất có thể lên đến 36%. Vì vậy, nếu chỉ sử dụng một po w er = 120VDC p o w e r s u ppl y đường đặc tính hãm thì ta chọn SPL1 trong khoảng 40%. vc n Tuy nhiên, để tăng độ nhạy của bảo vệ trong các chế độ khi sai số của máy biến dòng điện BI nhỏ và tăng độ an toàn Hình 3. Sơ đồ nguyên lý nối dây và đấu nối mạch nhị thứ trong các chế độ khi dòng lớn và sai số của BI lớn, chúng ta vào rơle SEL-387A nên sử dụng 2 đường đặc tính hãm với hai độ dốc khác nhau, trong đó SPL1 khoảng 25%, IRS1 khoảng 3 (đơn vị tương đối) và SPL2 khoảng từ 50 đến 60% (Hình 2) [1, 3, 5]. d. Ví dụ tính toán và cài đặt các thông số của bảo vệ so lệch SEL–387A bảo vệ cho MBA ba pha hai cuộn dây tại phòng thí nghiệm rơle Sơ đồ nguyên lý trong mô hình thí nghiệm của bảo vệ so lệch SEL-387A tại phòng thí nghiệm rơle thuộc Khoa Điện như Hình 3. - Thông số của MBA ba pha hai cuộn dây: công suất 100MVA; tổ nối dây Y/Y; tỷ số BI: 600/5A ở phía điện áp Hình 4. Màn hình giao diện cài đặt rơle SEL-387A của ACSELERATOR QuickSet® 230kV và 1200/5A ở phía 138kV. - Kích hoạt chức năng bảo vệ so lệch: E87 = Y; Các thông số trên được cài đặt vào rơle SEL-387A bằng phần mềm ACSELERATOR QuickSet®SEL-5030 - Cài đặt thông số của BI: tổ nối dây và tỷ số biến dòng: Software của hãng SEL (Hình 4).
54 Phạm Văn Kiên, Hoàng Trần Thế 2. Kết quả và bàn luận Ưu điểm của việc sử dụng phần mềm ACSELERATOR QuickSet®SEL-5030 Software để cài đặt cho rơle SEL- 387A là truy cập và cài đặt các thông số chỉnh định rất nhanh chóng và dễ dàng. Bên cạnh đó chức năng cài đặt còn cho phép tự động kiểm tra các điều kiện trong công thức (7) và một số điều kiện về độ nhạy, độ dốc đường đặc tính tác động. Sau khi cài đặt xong, người dùng có thể truy cập chức năng Human Machine Interface để hiển thị các thông tin đo lường online về giá trị dòng điện, góc pha hoặc Hình 6. Thông tin đo lường phía sơ cấp của MBA hiển thị thông tin đo lường dưới dạng đồ thị véctơ trên màn hình giao diện máy tính thông qua cổng truyền thông của rơle SEL-387A (Hình 5; 6; 7). Hình 7. Thông tin đo lường phía thứ cấp của MBA Điều chỉnh giá trị tải và nguồn, rồi cho ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ của hai pha A và B tại N3 trên Hình 3, ta đo Hình 5. Giao diện thông tin đo lường của rơle SEL-387A được các dạng sóng như trong Hình 8. (a) IA W 1 IB W 1 IC W 1 VDC 10 IA W 1 IB W 1 IC W 1 5 0 -5 -1 0 125 100 75 V D C 50 25 0 2 ,5 5 ,0 7 ,5 1 0 ,0 1 2 ,5 1 5 ,0 90 90 (a) C yc le s 90 135 45 135 45 90 135 45 135 45 IA W 2 IA W 1 IW 2 1 IW 1 1 IB W 1 IC W 2 IC W 1 180 IB W 2 0 180 0 IC W 1 180 0 IB W 1 IA W 1 180 IW 1 1 0 IC W 2 IA W 2 IW 2 1 IB W 2 225 315 225 315 (b) 270 (c) 270 225 315 225 315 90 90 (b) 270 (c) 270 135 IA W 2 IA W 1 45 135 IW 1 1 45 90 90 IW 1 2 IA W 1 IW 2 1 IW 1 1 135 45 135 45 IW 1 2 IW 2 1 IW 2 2 180 0 180 IW 1 0 0 IA W 2 IC W 1 IW 2 2 180 IB W 2 0 180 0 IC W 1 IC W 2 IC W 2 225 IB W 2 IB W 1 315 225 315 225 IB W 1 315 225 315 (d) 270 (e) 270 (d) 270 (e) 270 Hình 8. Dạng sóng và góc pha đo được lúc vận hành bình Hình 9. Dạng sóng và góc pha đo được lúc vận hành bình thường (tại thời điểm chu kỳ 1,75 (a); (b); (c)) và khi ngắn mạch thường (tại thời điểm chu kỳ 1,75 (a);(b); (c)) và khi ngắn mạch hai pha A và B ngoài vùng bảo vệ (từ sau chu kỳ 3 (a); (d); (e)) hai pha A và B trong vùng bảo vệ (từ sau chu kỳ 3 (a); (d); (e))
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(88).2015 55 Ở chế độ làm việc bình thường, xét tại thời điểm từ chu ứng với thời gian tại 17,3 giây. Thời gian tác động của toàn kỳ đầu tiên đến thời điểm chu kỳ 1,75 (tương ứng từ bộ hệ thống bảo vệ rơle, từ khi xảy ra ngắn mạch đến khi khoảng thời gian 0 giây đến thời điểm 39,62 giây). Đồ thị máy cắt cắt hoàn toàn là 0,1 giây. dạng sóng của dòng điện mà rơle đo lường được trên Hình 3. Kết luận 8 a và đồ thị véctơ trên Hình 8 b cho thấy giá trị dòng điện đi vào MBA của từng pha A,B,C là IAW1, IBW1, ICW1 Như vậy, từ việc phân tích các thông số cần thiết để tính bằng nhau về độ lớn với giá trị dòng điện đi ra khỏi MBA toán cài đặt chỉnh định cho rơle SEL-387A, khi có xét đến IAW2, IBW2, ICW2, tuy chúng có lệch nhau khoảng các yếu tố ảnh hưởng đến tính tác động chắc chắn cũng như 16,220. Nếu gióng thông số này lên đường đặc tính tác động kết quả kiểm nghiệm thực tế các thông số trên tại phòng thí của rơle thì điểm làm việc nằm trong vùng hãm, do vậy rơle nghiệm rơle của Khoa Điện, đã giải quyết được các yêu cầu SEL-387A sẽ không tác động, điều này đúng với thực tế thực tế đặt ra. Kết quả này được nhóm tác giả đánh giá là thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. khá quan trọng, khi nâng cao khả năng phân tích cho sinh viên trong các báo cáo thí nghiệm và là minh chứng cho Sử dụng bộ tạo ngắn mạch hai pha A và B ngoài vùng phần lý thuyết đã được học trên giảng đường. Bên cạnh đó, bảo vệ tại điểm N3 trên Hình 3, ngay lập tức dòng điện đo kết quả của bài báo có thể được sử dụng để giúp các học được tăng lên khá cao (hiển thị dạng sóng trên Hình 8a), viên cao học phát triển hướng nghiên cứu chuyên sâu khi đồng thời từ đồ thị véctơ Hình 8d, dòng điện ngắn mạch xét chi tiết đến khả năng hãm các thành phần sóng hài bậc IAW1 = IAW2 và IBW1 = IBW2 còn dòng điện ICW1, cao, sử dụng các công cụ phân tích kết quả bổ sung như ICW2 gần như không đổi. Như vậ,y giá trị dòng điện khi phần mềm SIGRA của hãng Siemens, AcSELerator® xảy ra sự cố ngắn mạch đi vào MBA bằng giá trị dòng điện Analytic Assistant SEL-5601 của SEL. đi ra khỏi MBA, và điểm làm việc này cũng nằm trong vùng hãm (vùng 3) trên đường đặc tính tác động của SEL- 387A nên rơle không tác động, do đó dòng điện ngắn mạch TÀI LIỆU THAM KHẢO vẫn duy trì (thể hiện trên đồ thị dạng sóng Hình 8a). [1] SEL, SEL-387A Two winding current differential protection, Pullman-Washington, SUA, 1996-1997. Xét trường hợp khi ngắn mạch hai pha A và B trong [2] L. Hewitson, M. Brown, B. Ramesh, Practical Power Systems vùng bảo vệ của rơle SEL-387A tại N4 trên Hình 3, ta đo Protection, Elsevier Science&Technology Books, 2004. được các dạng sóng như trong Hình 9. [3] SEL, SEL-387A Current differential and Overcurrent protection Từ đồ thị véctơ trên Hình 9d, giá trị dòng điện ngắn Relay. mạch sau thời điểm 1,75 chu kỳ (tương ứng với thời gian [4] TS. Đặng Phan Tường, Vài nét về lịch sử của hệ thống truyền tải điện Quốc gia, Chủ tịch HĐTVTổng công ty Truyền tải điện Quốc 17,2 giây) đi vào MBA là IAW1 và IBW1 tăng lên rất lớn, gia, Website NangluongVietnam.vn còn dòng điện ra khỏi MBA: IAW2, IBW2 rất bé, điểm sự [5] *** SEL, Technical Documentations SEL-387, Pullman- cố này khi gióng trên đường đặc tính bảo vệ hoàn toàn nằm Washington, SUA, 1996-1997. trong vùng tác động của rơle SEL-387A. Do vậy, rơle SEL- [6] G. Ziegler, Numerical Differential Protection: Principles and 387A tác động đi cắt máy cắt tại thời điểm 7 chu kỳ tương Applications, Siemens, Berlin, 2005. (BBT nhận bài: 25/12/2014, phản biện xong: 29/12/2014)