I. Giới thiệu về trạm biến áp 110 22kV Sơn Hải
Trạm biến áp 110/22kV Sơn Hải được xây dựng tại thôn Sơn Hải, xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam, tỉnh Ninh Thuận, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện cho các công trình xây dựng, đặc biệt là nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1. Trạm biến áp này không chỉ cung cấp điện cho các phụ tải lân cận mà còn đảm bảo năng lượng cho sự phát triển kinh tế - xã hội của khu vực. Hệ thống bảo vệ rơle là yếu tố quyết định đến sự an toàn và ổn định trong hoạt động của trạm. Được đưa vào vận hành từ giữa năm 2017, việc nghiên cứu và đánh giá hệ thống bảo vệ rơle của trạm là cần thiết để so sánh và cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống hiện tại.
1.1 Vị trí và vai trò của trạm
Trạm biến áp 110/22kV Sơn Hải nằm trong dự án cấp điện cho nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 1, với mục tiêu cung cấp điện cho các hoạt động thi công và các phụ tải trong khu vực. Sự phát triển của trạm biến áp này không chỉ giúp nâng cao khả năng cung cấp điện mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của địa phương. Hệ thống bảo vệ rơle tại trạm có vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo an toàn cho lưới điện và ngăn ngừa các sự cố có thể xảy ra.
1.2 Nguyên lý làm việc
Trạm được cấp điện qua đường dây 110kV mạch kép, đảm bảo tính ổn định và an toàn trong quá trình vận hành. Việc cấp điện từ hai nguồn khác nhau giúp giảm thiểu rủi ro trong trường hợp xảy ra sự cố. Hệ thống điều khiển và bảo vệ tự động được trang bị để theo dõi và điều chỉnh hoạt động của trạm, đảm bảo rằng mọi thông số đều nằm trong giới hạn an toàn. Điều này không chỉ giúp bảo vệ thiết bị mà còn nâng cao độ tin cậy của nguồn điện cung cấp.
II. Nghiên cứu tổng quan về rơle kỹ thuật số
Rơle kỹ thuật số là một phần quan trọng trong hệ thống bảo vệ trạm biến áp, giúp phát hiện và xử lý các sự cố nhanh chóng và hiệu quả. Các loại rơle hiện nay được sử dụng phổ biến bao gồm rơle bảo vệ so lệch, rơle bảo vệ quá dòng và các loại rơle khác. Sự phát triển của công nghệ rơle kỹ thuật số đã mang lại nhiều lợi ích, như khả năng tự động hóa cao, độ chính xác trong việc phát hiện sự cố và khả năng lưu trữ dữ liệu để phân tích sau này. Việc lựa chọn rơle phù hợp cho trạm biến áp Sơn Hải sẽ dựa trên các tiêu chí như tính năng bảo vệ, khả năng tương thích với hệ thống và chi phí đầu tư.
2.1 Cơ sở rơle kỹ thuật số
Rơle kỹ thuật số hoạt động dựa trên nguyên lý đo lường và phân tích các thông số điện như dòng điện, điện áp, tần số và các thông số khác. Các rơle này có khả năng xử lý tín hiệu nhanh chóng và đưa ra các quyết định bảo vệ trong thời gian thực. Điều này giúp nâng cao độ tin cậy và an toàn cho hệ thống điện. Hệ thống bảo vệ rơle kỹ thuật số còn có khả năng kết nối với các thiết bị giám sát từ xa, giúp người vận hành có thể theo dõi tình hình hoạt động của trạm một cách dễ dàng.
2.2 Các loại rơle kỹ thuật số
Các loại rơle kỹ thuật số hiện nay bao gồm rơle bảo vệ so lệch, rơle bảo vệ quá dòng, và rơle bảo vệ ngắn mạch. Mỗi loại rơle có chức năng và ưu điểm riêng, phù hợp với các yêu cầu bảo vệ khác nhau của trạm biến áp. Rơle bảo vệ so lệch giúp phát hiện các sự cố liên quan đến máy biến áp, trong khi rơle bảo vệ quá dòng giúp bảo vệ các thiết bị khỏi tình trạng quá tải. Sự đa dạng trong các loại rơle cho phép người vận hành có thể lựa chọn giải pháp bảo vệ tối ưu cho trạm biến áp Sơn Hải.
III. Nghiên cứu thiết kế hệ thống rơle kỹ thuật số bảo vệ cho trạm biến áp 110kV Sơn Hải
Hệ thống rơle kỹ thuật số bảo vệ cho trạm biến áp 110kV Sơn Hải được thiết kế với nhiều lớp bảo vệ khác nhau nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị và người vận hành. Các phương thức bảo vệ được lựa chọn dựa trên các tiêu chí kỹ thuật và yêu cầu thực tế của trạm. Tính toán ngắn mạch và các tình huống sự cố được thực hiện để xác định các thông số kỹ thuật cần thiết cho hệ thống rơle. Việc lựa chọn và cài đặt các rơle bảo vệ phù hợp không chỉ giúp bảo vệ thiết bị mà còn nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống.
3.1 Lựa chọn phương thức bảo vệ
Việc lựa chọn phương thức bảo vệ cho trạm biến áp 110kV Sơn Hải bao gồm việc xác định các loại rơle cần thiết để bảo vệ các thiết bị chính như máy biến áp và các đường dây. Các phương thức bảo vệ được lựa chọn dựa trên các tiêu chí như độ nhạy, thời gian phản hồi và khả năng tương thích với hệ thống. Tính toán ngắn mạch cũng được thực hiện để đảm bảo rằng các rơle sẽ hoạt động hiệu quả trong trường hợp xảy ra sự cố.
3.2 Tính toán ngắn mạch
Tính toán ngắn mạch là bước quan trọng trong thiết kế hệ thống bảo vệ rơle. Các tình huống ngắn mạch được mô phỏng để xác định dòng điện ngắn mạch và các thông số kỹ thuật cần thiết cho hệ thống rơle. Điều này giúp đảm bảo rằng các rơle sẽ hoạt động đúng cách khi xảy ra sự cố, bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng và đảm bảo an toàn cho người vận hành. Các kết quả tính toán sẽ được sử dụng để điều chỉnh và cài đặt các thông số của rơle.
