BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HOÀNG VIỆT PHƯƠNG BẢO VE ROLE KỸ THUAT SO CHO TRAM BIEN ÁP 110/22KV SON HAI Chuyên ngành: Ky thuật điện Mã số: 60520202 NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HỌC PGS.TS Lê Công Thanh HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và đưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tac giả luận văn Hoàng Việt Phương LỜI CÁM ƠN Tôi xin trân trọng cám ơn PGS.TS Lê Công Thành đã tận tinh chỉ bảo, giúp đỡ và hướng dẫn cho tôi hoàn thành luận vặn này.
Ngoài ra tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thé quy thay cô trong bộ môn Kỹ thuật điện, khoa Năng lượng trường Dai hoc Thủy lợi đã truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điện kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn này. il MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HINH ẢNH.-- 2-2-5522 £2SE‡EE‡EE22EE2E1E2E21121122171 71. v DANH MUC BANG BIEBU .cescssessessssssessessssssssessscssssvssssssscsessusssessecsucsussssssessusauesseeseeses vi MO DAU oaeccecccscssssssessessesssessessessussssssessessussssssessessussssssessessussisssessessusssessessessssseesessesesen vii CHUONG | GIỚI THIEU VE TRAM BIEN AP 110KV SON HẢI.1 Vị trí, vai trò, lịch sử phat triỀn.-- ¿- ¿- - ©E+EE#EE2EE2E2EEEEEEEEEEEEkerkrrkrrres 1 1.2 Nguyên lý lam Vide .-- kh TH TH HH HH TT nh th nành 2 1.3 Thông số và các thiết bị chínhh.--- ¿- 2s x+SE+EE+EE+EE2EE2EEEEEEeEkerkerkrrerrees 5 1.1 Thông số thiết bị phía 110kV của trạm.2 Thông số thiết bị phía 22kV của trạm. re 13 CHUONG2 NGHIÊN CỨU TONG QUAN VỀ ROLE KY THUAT SÓ.1 Cơ sở role kỹ thuật $6 .2 Cấu trúc phần cứng của role kỹ thuật SỐ.---2- 2 5+ 5z+zz+zz+zxezse2 16 2.3 Giao diện cua role kỹ thuật SỐ.4 Môi trường làm viéc cla TOÏ€.2 Role kỹ thuật số của hãng SIEMENS.1 Role bảo vệ so lệch 7U T633.2 Role số 7SJ621.3 Role kỹ thuật số của hãng ALSTOM — Role kỹ thuật số họ MICOM P63x.2 Các thông số kỹ thuật của ho Micom P63xX .3 Các chức năng chính của ho role Micom P63x .-ccc t2 2222122121121 2112111211211211111211 1e 56 CHƯƠNG 3 NGHIÊN CUU THIET KE HE THONG RO LE KỸ THUAT SO BAO VE CHO TRAM BIEN ÁP 110kV SƠN HAL .1 Cơ sở bảo vệ role trạm biến 08800 .1 Các dang hư hỏng của máy biến Ap .2 Các yêu cầu với hệ thống bảo V6.3 Nguyên lý hoạt động của các loại bảo VỆ.2 Lựa chọn phương thức bảo vệ role cho trạm biến áp 110kV Sơn Hải.1 Lựa chọn phương thức bảo vệ máy biến áp.----- 2 2s s+cs+cs+csez 67 3.2 Lựa chọn phương thức bảo vệ đường dây.
Tính toán ngắn mach. ---¿- 2s +E+E£+EE+EE+EE£EEE2EEEEEEEE2E1211271712711211 E1 Lee, 69 3.1 Điện kháng các phan tử và sơ đồ thay thế.2 Tính toán ngắn mạch khi TBA nhận điện từ nguồn 110kV Ninh Phước (E1) ¬ 71 3.3 Tinh toán ngăn mach khi TBA nhận điện từ nguồn 110kV Tháp Cham (E2) ¬— 72 3.4 Tính toán ngăn mạch khi TBA nhận điện từ 2 nguồn do 2 TBA 110kV Ninh Phước và 110kV Tháp Chàm cung câp.4 Tính toán chỉnh đổịnh.---- - <2 + 22 1132231132231 11 2531 1112111 281 vn ng nen 79 3.1 Những chức năng bảo vệ dùng role 7U T633 .2 Những chức năng bảo vệ dùng role 7SJ621 .3 Cài đặt thông sỐ rơÏ€.11 1g 90 KẾT LUẬN VÀ KIEN NGHỊ,.91 TAI LIEU THAM KHẢO.--2- 2: 5£2S2SE9SE92E£2EE9EEEEEE2E12E127171711211211 2121.92 iV DANH MỤC CÁC HÌNH ANH Hình 1.1 Sơ đồ nối điện trạm biến 2.1 Cấu trúc phan cứng (điển hình) của role kỹ thuật số .2 Cấu trúc phần cứng của bảo vệ so lệch 7UT633.3 Nguyên lý bảo vệ so lệch MBA role 7U T633.4 Đặc tính tác động của role TUT633 .5 Vùng hãm bổ sung bảo vệ so lệch.-- ¿5 s¿ s+Sx+££+E++E2EczEerxerxerserxee 30 Hình 2.6 Nguyên lý bảo vệ chống cham đất hạn chế trong 7UT633.7 Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế.8 Cau trúc phần cứng của role 7SJ62l.-- 2: 2 ++S£+E+2E2Ec£EeExerxerxsreee 37 Hình 2.9 Đặc tính dốc bình thường bảo vệ quá dong có thời gian.10 Đặc tính rất dốc thường bảo vệ quá dong có thời gian.11 Đặc tính cực dốc thường bảo vệ quá dòng có thời gian.12 Nguyên lý chống hư hỏng máy cắt.13 Sơ đồ chức năng của role Mieom P63x .14 Đặc tính cắt của bảo vệ so lệch .- - cv ‡E+EEEEEESEEEEEEeEeEervrkererrree 51 Hình 2.15 Đặc tính cắt của bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn.16 Đồ thị biểu diễn đặc tính cắt với Öp=0%.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm .-- - 2-2 2 2+s£Ee£xe£e£+xezz 60 Hình 3.2 Đồ thị vectơ của dòng điện làm việc và dòng điện hãm khi có ngắn mạch ngoài và trong vùng bảo VỆ.ccQQn SH SH TT TT TH TT ket 60 Hình 3.3 Đặc tính tac động của bảo vệ so lệch có hãm.4 Bảo vệ chống cham đất hạn chế của MBA 3 cuộn đây.5 Nơi đặt role khí và cấu tao role khí .6 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp.7 Sơ đồ tính toán ngắn mạch.----2- ¿+ 2+E+EE+2E2EE2EEEEEEEEEEEkrrkrrrrres 71 Hình 3.8 Sơ đồ tính toán ngắn mach .---¿- 2 2 +k+SE+EE+EE+EE+E2EeEEerEerxerxrreee 73 Hình 3.9 Sơ đồ tính toán ngắn mach .---- 2-22 +22++2+++Ex++Extzrxerxesrxrre 75 Hình 3.10 Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch có hãm .- ------++<<++<<++ss2 82 DANH MỤC BANG BIEU Bảng 2.1 Ví dụ minh hoạt cai dat role hãng Siemens .2 Vi dụ minh họa cài đặt role 7SJ621 .-- c5 1+ EE+seEEseereeeereseers 44 Bang 2.3 Các chức năng bảo vệ của role Micom P63x.1 Dòng điện ngắn mạch qua các máy biến dòng.2 Dòng điện ngắn mach qua các máy biến đòng.3 Dong điện ngắn mạch qua các máy biến dòng.4 Bang kết quả tính toán ngắn MaCh.5 Bang tính toán ngắn mach sau quy đổi.----2- 2©2+2++x+zxczxe+rxerxeres 79 Bang 3.6 Các thông số kỹ thuật của máy biến áp.7 Kết quả tính toán ngắn mach ở các phía .---- 2-2 2+ 2+x+zxe£xerxerssreee 79 Bảng 3.8 Cài đặt thông số máy biến áp.9 Cài đặt thông số cho role phía 1 10KV.--- 2 5c 22££+£E+£EtzE+zEzrxerxzes 89 Bảng 3.10 Cài đặt thông số cho role phía 22KV.cccccsscssssssessessesssssessessessssssessesseeseeess 90 VI MỞ DAU 1. Tính cấp thiết của Đề tài: — Trạm biến áp là một trong ba thành phần quan trọng không thê thiếu của hệ thống điện; — Trạm biến áp 110/22kV tại thôn Sơn Hải, xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận có vai trò cấp điện cho công tác thi công xây dựng nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1 tại thôn Sơn Hải, các công trình xây dựng lân cận va đảm bảo năng lượng cho sự phát triển kinh tế-xã hội của địa phương; — Hệ thống bảo vệ rơle quyết định đến sự hoạt động an toàn ồn định của trạm biến áp và lưới điện khu vực; — Hiện nay công trình trạm biến áp nói trên đã được đưa vào vận hành từ giữa năm 2017. Chính vì thế đề tài nghiên cứu về hệ thống bảo vệ rơle của trạm là vô cùng cần thiết để làm cơ sở cho sự đánh giá, so sánh với hệ thong bao vệ hiện thời đang sử dung trong trạm và có khả năng ứng dụng vào thực tiễn trong trường hợp cần thay thế hệ thống bảo vệ role mới do hệ thống hiện thời hoạt động không ồn định hoặc không đáp ứng được các yêu câu vận hành thực tê.
Mục đích của Đê tài: — Nghiên cứu và đánh giá tổng quan về hiện trạng trạm biến áp 110kV nói trên, đặc biệt về hệ thống bảo vệ role; — Nghiên cứu và đánh giá tổng quan về các loại rơle kỹ thuật số chính đang sử dụng trong các trạm biến áp điện lực; — Tính toán, lựa chọn, chỉnh định các rơle kỹ thuật số cho trạm biến áp nói trên. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Tram biến áp 110kV tai thôn Sơn Hải, xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: — Thu thập phân tích số liệu; Vil — Nghiên cứu giáo trình, lý thuyết về bảo vệ role trạm biến áp, về role kỹ thuật số lựa chọn hệ thống role số phù hợp; h toán và mô phỏng để xác định các thông số chinh định của hệ théng role đã đẻ 5. Cấu trúc của luận văn “Gồm 03 chương với các nội dung về: Giới thiệu v tram bin dp 110KV Sơn Hải, Nghiên cứu tổng quan về role kỹ thuật số và Nghiên cứu thiết k hệ thống role ho trạm biển áp 110kV Sơn Hải.
Ngoài ra sau khi hoàn thành nội dung Kết luận và kiến nghị cho toàn bộ luận văn sẽ được đưa ra 'CHƯƠNG L GIỚI THIỆU VE TRAM BIEN ÁP 110KV SON HAI 1.1 Vị trí, vai trò, lịch sử phát triển Tram biến áp 110kV được xây dựng tại thôn Sơn Hải, xã Phước Dinh, huyện Thuận [Nam, tỉnh Ninh Thuận nằm trong dự án đầu tư xây dụng hệ thống cắp điện phục vụ thi công nhà máy điện hạt nhân (NMDHN) Ninh Thuận 1 (cing được xây dụng tại thôn Sơn Hai) do Tập đoàn Diện lực Việt Nam (EVN) làm chủ đầu tư. Hệ thông cắp điện phục vụ thi công NMDHN Ninh Thuận 1 gồm 2 hạng mục: đường dây 110kV và tram biến áp 11022kV-25MVA. Trong tai đoạn này, để đáp ứng công suất iêu thụ yêu cầu, trạm biển p sẽ lắp đặt 01 mây biến áp 110/22kV-25 MVA, Mục dich của trạm biến dp 1 cung cấp điện phục vụ quá tình thi công xây dựng NMĐHN và cấp điện cho các phụ tải trong khu vực lân cận. Trong giai đoạn sau (sau khi hoàn thành công tic xây dựng NMBIIN Ninh Thuận 1) sẽ tùy theo yêu cầu thực ế để xem xét việc lắp đặt thêm 01 máy biến áp.
“Công tá thiết kế công trình hệ thống cấp điện phục vụ thi công NMDHN Ninh Thuận 1 được tổ chức thực hiện bất đầu từ năm 2012 và được phê duyệt trong năm 2014. Các công ác thi công xây dụng công trình (đường đây 110kV và trạm biến áp 11022kV- 25MVA) được tiến hành từ đầu năm 2015 và hoàn thành, bản giao đưa vào sử dụng từ giữa năm 2017, Viti trạm biến áp: Phía Đông giáp với tuyển đường ven biển (cách tuyển đường 31m). “Các phía Bắc, phía Nam và phía Tây giáp với khu vực đổi núi trồng cây nem và bụi rậm, “Cách thành phổ Phan Rang ~ Tháp Chim khoảng 15km về phía Đông-Nam. Toàn bộ mặt bằng tram với diện tích 4371 m? được chia lim 2 khu vực chính: sân phân phối LI0kV và khu vực nhà điều khiển- phân phối Sân phân phối 110kV được thiết ké xây dựng với 03 nhịp 10m để có thé lắp đặt 02 ngăn.