Đồ án: Nghiên cứu OPAL RT 5700 và Ứng dụng Hiệu Chuẩn Relay Siemens 7SA610

Hiệu chuẩn Relay khoảng cách OPAL RT 5700 & Siemens 7SA610. Tìm hiểu quy trình chuẩn, cài đặt và bảo trì relay bảo vệ đường dây hiệu quả.

• Tác giả: Bùi Thái Bảo
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Việt Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Điện - Điện Tử
• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Bị OPAL – RT 5700 Và Ứng Dụng Cho Việc Thí Nghiệm Hiệu Chuẩn Relay Bảo Vệ Khoảng Cách Siemens 7SA610
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
• NHẬN XÉT CỦA BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
• NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
• NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ
• 1. CHƯƠNG 1: Phương án xử lý . Kết quả đạt được.
• 2. GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ CÔNG CỤ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• 2.1. Thiết bị OPAL - RT 5700 (OP5700)
• 2.2. Giao diện mặt trước của thiết bị OP5700
• 2.3. Mặt sau của thiết bị OP5700
• 2.4. Phần mềm Hypersim
• 2.5. Bộ khuếch đại tín hiệu PONOVO PA30Bip
• 2.6. Relay bảo vệ khoảng cách Siemens 7SA610
• 3. MÔ PHỎNG ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 220KV TRÊN PHẦN MỀM HYPERSIM
• 3.1. Thông số đường dây 220kV Phong Điền – Đông Hà
• 3.2. Thiết kế mô hình mô phỏng trên Hypersim
• 3.3. Giải thích cách thức hoạt động của các thiết bị và khối trong mô hình mô phỏng
• 3.4. Đường dây truyền tải giả lập sự cố (3 phase PI with Fault)
• 3.5. Thiết kế bộ chuyển đổi tín hiệu nhị phân sang thập phân
• 3.6. Lựa chọn tỷ số CT, VT
• 4. TÍNH TOÁN, CHỈNH ĐỊNH RELAY SIEMENS 7SA610
• 4.1. Lý thuyết cơ bản về bảo vệ khoảng cách
• 4.2. Công thức tính toán chỉnh định
• 4.3. Tính toán chỉnh định cho Relay Siemens 7SA610
• 4.4. Chỉnh định Rơ le sử dụng phần mềm Digsi 4
• 4.4.1. Tạo dự án mới - Kết nối với rơ le
• 4.4.2. Kết quả chỉnh định trong Digsi 4
• 5. CẤU HÌNH I/Os HYPERSIM - KẾT NỐI RELAY
• 5.1. Kết nối tín hiệu từ PONOVO PA30Bip đến OPAL – RT 5700
• 5.2. Kết nối tín hiệu BO từ rơ le đến OPAL – RT 5700
• 5.3. Kết nối mạch áp và mạch dòng cho rơ le
• 5.4. Cấu hình I/Os Port trên phần mềm Hypersim
• 6. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
• 6.1. Kết quả mô phỏng khi dùng CT lý tưởng
• 6.2. Chức năng bảo vệ chính F21
• 6.3. Chức năng bảo vệ dự phòng F50/51 - F50N/51N
• 6.4. Nhận xét kết quả
• 7. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
• 7.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT BỊ PONOVO PA30Bip
• THÔNG SỐ KỸ THUẬT RƠ LE 7SA610
• BẢNG CÀI ĐẶT MASKING I/O DIGSI 4

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Tổng Quan Hiệu Chuẩn Relay Khoảng Cách Hiện Đại

Ngày nay, relay khoảng cách đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ hệ thống điện, đặc biệt là trong bối cảnh mạng lưới điện ngày càng phức tạp. Nhu cầu sử dụng điện tăng cao thúc đẩy sự phát triển của các nguồn cung cấp điện đa dạng, dẫn đến sự cố trên đường dây cũng tăng theo. Hiệu chuẩn relay trở nên quan trọng để đảm bảo relay bảo vệ hoạt động chính xác, kịp thời cô lập phần tử sự cố, giảm thiểu thiệt hại. Đề tài nghiên cứu về OPAL RT 5700 và ứng dụng nó để hiệu chuẩn relay Siemens 7SA610 là một hướng đi tiềm năng để giải quyết vấn đề này. Thay vì chỉ kiểm tra dựa trên các thông số tính toán, việc sử dụng OPAL RT 5700 cho phép mô phỏng hệ thống điện trong thời gian thực, đánh giá relay protection một cách toàn diện hơn trong các tình huống sự cố khác nhau. Phương pháp truyền thống chỉ kiểm tra tính toán chứ không thể kiểm tra được Relay có tác động đúng khi xảy ra sự cố trên đường dây đang vận hành hay không. Theo tài liệu gốc: "Để giảm tổn thất, thiệt hại khi xảy ra sự cố thì đòi hỏi Relay phải hoạt động chính xác để ngăn chặn kịp thời sự cố." Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc hiệu chuẩn relay khoảng cách một cách chính xác và hiệu quả, đặc biệt với những hệ thống phức tạp. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về phương pháp hiệu chuẩn relay này, các công cụ sử dụng và kết quả đạt được.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Relay Khoảng Cách Trong Hệ Thống Điện

Trong hệ thống điện, relay khoảng cách được xem là một trong những thiết bị quan trọng nhất để bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố. Chúng hoạt động bằng cách đo đạc trở kháng của đường dây và so sánh nó với một giá trị cài đặt sẵn. Nếu trở kháng đo được nằm trong phạm vi cho phép, relay sẽ không tác động. Ngược lại, nếu trở kháng vượt quá ngưỡng, relay sẽ kích hoạt và ngắt mạch để cô lập phần tử bị sự cố. Relay nhận nhiệm vụ hết sức quan trọng trong hệ thống điện của chúng ta. Với sự gia tăng của các nguồn năng lượng tái tạo và sự phức tạp của lưới điện, vai trò của relay càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Việc đảm bảo relay hoạt động chính xác và đáng tin cậy là điều kiện tiên quyết để duy trì sự ổn định và an toàn của hệ thống điện.

1.2. Giới Thiệu Về Thiết Bị OPAL RT 5700 Và Siemens 7SA610

OPAL RT 5700 là một thiết bị mô phỏng thời gian thực mạnh mẽ, được thiết kế để kiểm tra và hiệu chuẩn các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện. Nó có khả năng mô phỏng các tình huống sự cố khác nhau, cho phép kỹ sư kiểm tra relay khoảng cách trong môi trường an toàn và có thể kiểm soát được. Siemens 7SA610 là một loại relay khoảng cách phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện trên toàn thế giới. Nó được thiết kế để bảo vệ đường dây truyền tải và các thiết bị khác khỏi các sự cố. Sự kết hợp giữa OPAL RT 5700 và Siemens 7SA610 tạo ra một giải pháp hiệu chuẩn relay toàn diện và hiệu quả, giúp đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định và an toàn.

II. Thách Thức Sai Sót Hiệu Chuẩn Relay Khoảng Cách Truyền Thống

Phương pháp hiệu chuẩn relay truyền thống thường dựa trên các thiết bị như PONOVO L336i hoặc HVTEST HT-1200. Các thiết bị này tạo ra dòng điện và điện áp theo các thông số được nhập từ phiếu chỉnh định. Tuy nhiên, phương pháp này có những hạn chế nhất định. Nó chỉ giải quyết được vấn đề kiểm tra tính toán chứ không thể nào kiểm tra được Relay có tác động đúng khi xảy ra sự cố trên đường dây đang vận hành hay không và dạng sóng đưa vào Relay có đúng như của Biến dòng điện, Biến điện áp ngoài thực tế hay không. Quan trọng hơn, các thiết bị này không thể mô phỏng hệ thống điện trong thời gian thực, không thể tái tạo các dạng sóng thực tế, đặc biệt là dạng sóng bị bão hòa từ do dòng điện sự cố tăng cao. Điều này dẫn đến việc đánh giá relay chỉ mang tính chất khách quan, không thể đánh giá chính xác hoạt động thực tế của relay trong các tình huống sự cố khác nhau. Theo tài liệu gốc, "Để kiểm tra được điều này, cần phải có sự hỗ trợ của các thiết bị liên quan và phần mềm để mô phỏng đường dây mà Relay bảo vệ." Việc testing relay trong môi trường mô phỏng chân thực là yếu tố then chốt để đảm bảo relay hoạt động hiệu quả.

2.1. Hạn Chế Của Phương Pháp Thí Nghiệm Relay Khoảng Cách Cũ

Các phương pháp thí nghiệm relay khoảng cách truyền thống thường không thể mô phỏng chính xác các điều kiện thực tế trong hệ thống điện. Điều này bao gồm việc tái tạo các dạng sóng phức tạp, các hiện tượng quá độ và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động của relay. Đặc biệt, các thiết bị thí nghiệm cũ không thể mô phỏng hiện tượng bão hòa từ của biến dòng điện (CT), một yếu tố quan trọng có thể gây ra sai lệch trong hoạt động của relay. Vì vậy, việc sử dụng các phương pháp testing relay truyền thống có thể dẫn đến kết quả không chính xác và không đáng tin cậy.

2.2. Vì Sao Cần Mô Phỏng Đường Dây Truyền Tải Trong Thời Gian Thực

Việc mô phỏng đường dây truyền tải trong thời gian thực là rất quan trọng để hiệu chuẩn relay khoảng cách một cách chính xác. Mô phỏng thời gian thực cho phép kỹ sư tái tạo các tình huống sự cố khác nhau và quan sát cách relay phản ứng trong thời gian thực. Điều này giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn và tối ưu hóa cài đặt của relay để đảm bảo hoạt động tối ưu. Ngoài ra, mô phỏng thời gian thực cũng cho phép kiểm tra các tính năng nâng cao của relay, chẳng hạn như khả năng thích ứng với các điều kiện hệ thống khác nhau và khả năng tự động điều chỉnh cài đặt.

III. Giải Pháp Tối Ưu Hiệu Chuẩn Relay Với OPAL RT 5700 Hypersim

Để khắc phục những hạn chế của phương pháp truyền thống, OPAL RT 5700 cùng với phần mềm Hypersim là một giải pháp tối ưu. OPAL RT 5700 là thiết bị mô phỏng thời gian thực, cho phép mô phỏng hệ thống điện một cách chính xác và chân thực. Hypersim là phần mềm đi kèm, cung cấp các công cụ để xây dựng mô hình hệ thống điện, thiết lập các tình huống sự cố và phân tích kết quả mô phỏng. Việc sử dụng OPAL RT 5700 và Hypersim giúp kiểm tra sự tác động của relay một cách chính xác nhất. Đồng thời, tinh chỉnh lại relay trong trường hợp chỉnh định sai. OPAL - RT 5700 là một trong những thiết bị hiện đại, đi kèm theo đó là phần mềm Hypersim có thể mô phỏng hệ thống điện trong thời gian thực. Theo tài liệu gốc: "OPAL - RT 5700 là một trong những thiết bị hiện đại, đi kèm theo đó là phần mềm Hypersim có thể mô phỏng hệ thống điện trong thời gian thực." Điều này cho phép đánh giá hoạt động của relay trong các điều kiện khác nhau, đảm bảo relay hoạt động ổn định và tin cậy.

3.1. Mô Phỏng Hệ Thống Điện Thực Tế Bằng Hypersim

Hypersim cho phép xây dựng mô hình hệ thống điện một cách chi tiết, bao gồm các thành phần như đường dây truyền tải, máy biến áp, máy phát điện và relay khoảng cách. Mô hình này có thể được tùy chỉnh để phản ánh các đặc tính cụ thể của hệ thống điện đang được nghiên cứu. Bằng cách mô phỏng hệ thống điện trong Hypersim, kỹ sư có thể tạo ra các tình huống sự cố khác nhau và quan sát cách relay phản ứng trong thời gian thực. Điều này giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn và tối ưu hóa cài đặt của relay để đảm bảo hoạt động tối ưu. Khả năng này cho phép kỹ sư nghiên cứu tác động của các yếu tố khác nhau đến hoạt động của relay, chẳng hạn như sự thay đổi trong cấu hình hệ thống, sự xuất hiện của các nguồn năng lượng tái tạo và sự thay đổi trong điều kiện tải.

3.2. Kết Nối OPAL RT 5700 Với Relay Siemens 7SA610

Sau khi mô hình hệ thống điện đã được xây dựng trong Hypersim, OPAL RT 5700 có thể được kết nối với relay Siemens 7SA610 để kiểm tra hoạt động của relay trong thời gian thực. Việc kết nối này cho phép OPAL RT 5700 gửi các tín hiệu mô phỏng đến relay và nhận lại các tín hiệu phản hồi từ relay. Bằng cách phân tích các tín hiệu này, kỹ sư có thể xác định xem relay có hoạt động chính xác hay không và điều chỉnh cài đặt của relay nếu cần thiết. Khả năng này cho phép kỹ sư kiểm tra các tính năng bảo vệ của relay trong các tình huống sự cố khác nhau và đảm bảo rằng relay sẽ hoạt động chính xác và đáng tin cậy khi có sự cố xảy ra trong hệ thống điện thực tế.

IV. Hướng Dẫn Chi Tiết Hiệu Chuẩn Relay Khoảng Cách Bước Theo Bước

Quá trình hiệu chuẩn relay khoảng cách bằng OPAL RT 5700 và Hypersim bao gồm các bước chính sau: Xây dựng mô hình hệ thống điện trong Hypersim. Thiết lập các tình huống sự cố khác nhau. Kết nối OPAL RT 5700 với relay Siemens 7SA610. Chạy mô phỏng và quan sát cách relay phản ứng. Phân tích kết quả mô phỏng và điều chỉnh cài đặt của relay nếu cần thiết. Lặp lại các bước trên cho đến khi relay hoạt động chính xác trong tất cả các tình huống sự cố. Việc sử dụng máy tính mạnh để mô phỏng tất cả các phần tử trong hệ thống điện cho phép xuất tín hiệu điện trong thời gian thực, giả lập được hầu hết các thiết bị điện và hệ thống điện đặc biệt có khả năng mở rộng và nâng cấp. Bằng việc tuân thủ quy trình này, kỹ sư có thể đảm bảo relay hoạt động ổn định và tin cậy trong mọi tình huống.

4.1. Cấu Hình OPAL RT 5700 Để Mô Phỏng Đường Dây Truyền Tải

Để cấu hình OPAL RT 5700 để mô phỏng đường dây truyền tải, kỹ sư cần phải nhập các thông số của đường dây vào phần mềm Hypersim. Các thông số này bao gồm chiều dài đường dây, điện trở, điện kháng và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động của đường dây. Sau khi các thông số đã được nhập, kỹ sư có thể sử dụng Hypersim để tạo ra mô hình đường dây truyền tải và mô phỏng các tình huống sự cố khác nhau. Cần chú ý đến việc lựa chọn tỷ số CT và VT sao cho phù hợp với relay đang sử dụng.

4.2. Cài Đặt Và Chỉnh Định Relay Siemens 7SA610 Bằng Digsi 4

Để cài đặt và chỉnh định relay Siemens 7SA610, kỹ sư cần sử dụng phần mềm Digsi 4. Phần mềm này cung cấp các công cụ để cấu hình relay, thiết lập các thông số bảo vệ và kiểm tra hoạt động của relay. Kỹ sư cần phải nhập các thông số bảo vệ vào Digsi 4, chẳng hạn như giá trị ngưỡng dòng điện, thời gian trễ và các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động của relay. Chú ý đến việc kết nối cáp truyền thông RS232 từ PC đến relay để có thể truy xuất dữ liệu và chỉnh định.

4.3. Kết Nối Tín Hiệu Giữa OPAL RT 5700 Và Relay Bảo Vệ

Việc kết nối tín hiệu giữa OPAL RT 5700 và relay bảo vệ đòi hỏi sự chính xác và cẩn thận. Kỹ sư cần phải kết nối các tín hiệu dòng điện và điện áp từ OPAL RT 5700 đến relay, cũng như các tín hiệu trạng thái từ relay đến OPAL RT 5700. Việc kết nối này cho phép OPAL RT 5700 mô phỏng các tín hiệu đầu vào của relay và nhận lại các tín hiệu phản hồi từ relay. Bộ khuếch đại tín hiệu PONOVO PA30Bip đóng vai trò quan trọng trong việc khuếch đại tín hiệu và đảm bảo tín hiệu đủ mạnh để tác động lên relay.

V. Phân Tích Kết Quả Đánh Giá Hiệu Quả Hiệu Chuẩn Relay KC

Sau khi quá trình hiệu chuẩn hoàn tất, việc phân tích kết quả là rất quan trọng để đánh giá hiệu quả của quá trình. Kỹ sư cần phải quan sát cách relay phản ứng trong các tình huống sự cố khác nhau và so sánh kết quả với các giá trị cài đặt sẵn. Nếu relay hoạt động chính xác và đáng tin cậy trong tất cả các tình huống, có thể kết luận rằng quá trình hiệu chuẩn đã thành công. Tuy nhiên, nếu relay hoạt động không chính xác, kỹ sư cần phải điều chỉnh cài đặt của relay và lặp lại quá trình hiệu chuẩn cho đến khi đạt được kết quả mong muốn. Cần phân tích kỹ thời gian tác động, vùng tác động của relay để đảm bảo đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Theo tài liệu gốc: "Phương án trên đã đạt được các mục tiêu ngoài mong đợi. Nó khắc phục được hoàn toàn những nhược điểm đã nêu trong phần “Đặt vấn đề”, đồng thời mang lại cái nhìn tổng quan nhất cho người dùng.".

5.1. Đánh Giá Vùng Tác Động Của Relay Trong Các Tình Huống Sự Cố

Việc đánh giá vùng tác động của relay trong các tình huống sự cố khác nhau là rất quan trọng để đảm bảo relay hoạt động chính xác và đáng tin cậy. Kỹ sư cần phải kiểm tra xem relay có tác động đúng trong vùng bảo vệ của nó hay không và có tác động sai ngoài vùng bảo vệ hay không. Việc đánh giá này giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn và tối ưu hóa cài đặt của relay để đảm bảo hoạt động tối ưu. Cần đặc biệt chú ý đến việc kiểm tra chức năng bảo vệ chính F21 và các chức năng bảo vệ dự phòng F50/51 - F50N/51N.

5.2. Xác Định Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hoạt Động Của Relay KC

Trong quá trình phân tích kết quả, kỹ sư cần phải xác định các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hoạt động của relay khoảng cách. Các yếu tố này có thể bao gồm sự thay đổi trong cấu hình hệ thống, sự xuất hiện của các nguồn năng lượng tái tạo, sự thay đổi trong điều kiện tải và các yếu tố khác. Bằng cách xác định các yếu tố này, kỹ sư có thể đưa ra các biện pháp để giảm thiểu tác động của chúng và đảm bảo relay hoạt động ổn định và tin cậy. Một trong những yếu tố quan trọng cần xem xét là sự bão hòa từ của biến dòng điện (CT).

VI. Kết Luận Tương Lai Phát Triển Giải Pháp Hiệu Chuẩn Relay

Việc sử dụng OPAL RT 5700 và Hypersim để hiệu chuẩn relay khoảng cách là một giải pháp hiệu quả và đáng tin cậy. Giải pháp này cho phép kỹ sư mô phỏng hệ thống điện một cách chính xác và chân thực, kiểm tra relay trong các tình huống sự cố khác nhau và tối ưu hóa cài đặt của relay để đảm bảo hoạt động ổn định và tin cậy. Trong tương lai, giải pháp này có thể được phát triển thêm để tích hợp các tính năng nâng cao, chẳng hạn như khả năng tự động điều chỉnh cài đặt của relay dựa trên các điều kiện hệ thống khác nhau và khả năng dự đoán các sự cố trong hệ thống điện. Kết quả mang lại như: • Mô phỏng được hệ thống điện, nơi mà chúng ta sẽ đưa RLBV KC vào vận hành thực tế. • Dựa vào kết quả mô phỏng Local host để tính toán và chỉnh định cho rơ le. • Mô phỏng hệ thống trong thời gian thực (Real time simulator), giúp kiểm tra sự tác động của rơ le một cách chính xác nhất. Đồng thời, tinh chỉnh lại rơ le trong trường hợp chỉnh định sai. • Phát hiện các yếu tố làm ảnh hưởng đến vùng tác động của rơ le (rơ le tác động sai) và đưa ra hướng phát triển của đề tài. VD: Sự bão hòa từ của biến dòng điện. Theo tài liệu gốc: "Tóm lại, thiết bị OPAL – RT 5700 đáp ứng hoàn toàn những gì chúng ta cần, nó rất phù hợp cho những nghiên cứu khoa học và có độ tin cậy cao."

6.1. Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Về Bão Hòa Từ Của Biến Dòng

Một trong những hướng phát triển quan trọng của nghiên cứu về hiệu chuẩn relay khoảng cách là nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện tượng bão hòa từ của biến dòng điện (CT) đến hoạt động của relay. Bão hòa từ CT có thể gây ra sai lệch trong tín hiệu dòng điện, dẫn đến việc relay tác động không chính xác. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp để giảm thiểu tác động của bão hòa từ CT là rất quan trọng để nâng cao độ tin cậy của hệ thống bảo vệ. Có thể phát triển các giải thuật mới đưa vào relay, giúp relay hoạt động chính xác hơn.

6.2. Ứng Dụng IEC 61850 Trong Hiệu Chuẩn Relay Khoảng Cách Tương Lai

Tiêu chuẩn IEC 61850 đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện hiện đại. Tiêu chuẩn này cung cấp một khuôn khổ để trao đổi thông tin giữa các thiết bị bảo vệ và điều khiển, cho phép xây dựng các hệ thống bảo vệ thông minh và linh hoạt hơn. Việc tích hợp IEC 61850 vào quá trình hiệu chuẩn relay khoảng cách có thể giúp cải thiện hiệu quả và độ chính xác của quá trình, cũng như cho phép xây dựng các hệ thống bảo vệ có khả năng tự động điều chỉnh cài đặt dựa trên các điều kiện hệ thống khác nhau. Khả năng kết nối và trao đổi thông tin theo chuẩn IEC 61850 sẽ giúp quá trình bảo trì relay khoảng cách trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Phương án xử lý. Kết quả đạt được. GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ CÔNG CỤ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI.

Thiết bị OPAL - RT 5700 (OP5700) .1 Giao diện mặt trước của thiết bị OP5700 .2 Mặt sau của thiết bị OP5700. Phần mềm Hypersim. Bộ khuếch đại tín hiệu PONOVO PA30Bip. Relay bảo vệ khoảng cách Siemens 7SA610.

MÔ PHỎNG ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 220KV TRÊN PHẦN MỀM HYPERSIM .11 BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH 3. Thông số đường dây 220kV Phong Điền – Đông Hà. Thiết kế mô hình mô phỏng trên Hypersim.

Giải thích cách thức hoạt động của các thiết bị và khối trong mô hình mô phỏng. Đường dây truyền tải giả lập sự cố (3 phase PI with Fault). Thiết kế bộ chuyển đổi tín hiệu nhị phân sang thập phân. Lựa chọn tỷ số CT, VT.

TÍNH TOÁN, CHỈNH ĐỊNH RELAY SIEMENS 7SA610. Lý thuyết cơ bản về bảo vệ khoảng cách. Công thức tính toán chỉnh định. Tính toán chỉnh định cho Relay Siemens 7SA610.

Chỉnh định Rơ le sử dụng phần mềm Digsi 4. Tạo dự án mới - Kết nối với rơ le. Kết quả chỉnh định trong Digsi 4. CẤU HÌNH I/Os HYPERSIM - KẾT NỐI RELAY.

Kết nối tín hiệu từ PONOVO PA30Bip đến OPAL – RT 5700. Kết nối tín hiệu BO từ rơ le đến OPAL – RT 5700. Kết nối mạch áp và mạch dòng cho rơ le. Cấu hình I/Os Port trên phần mềm Hypersim.

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ. Kết quả mô phỏng khi dùng CT lý tưởng. Chức năng bảo vệ chính F21. Chức năng bảo vệ dự phòng F50/51 - F50N/51N.

Nhận xét kết quả. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .59 BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH 7. Hướng phát triển .60 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

THÔNG SỐ KỸ THUẬT THIẾT BỊ PONOVO PA30Bip. THÔNG SỐ KỸ THUẬT RƠ LE 7SA610. BẢNG CÀI ĐẶT MASKING I/O DIGSI 4 .70 BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xiii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH DANH MỤC HÌNH Hình 1.

Máy thí nghiệm Relay 6 pha - HVTEST HT 1200. Máy thí nghiệm Relay - PONOVO L336i. Mô hình thử nghiệm Relay sử dụng PONOVO L336i. Tổng quan về phương án xử lý.

Mô hình thử nghiệm Relay sử dụng phương án đề xuất. Thiết bị OPAL - RT 5700. Cấu tạo chính thiết bị OP5700. Giao diện mặt trước của thiết bị OP5700.

Giao diện mặt sau của thiết bị OP5700. Phần mềm Hypersim v. Giao diện mặt trước PONOVO PA30Bip. Relay Siemens 7SA610.

Sơ đồ kết nối mạch dòng Relay Siemens 7SA610. Sơ đồ kết nối mạch áp Relay Siemens 7SA610. Sơ đồ đơn tuyến đường dây truyền tải A Lưới - Phong Điền - Đông Hà. Mô hình mô phỏng đường dây truyền tải 220kV A Lưới - Phong Điền - Đông Hà.

Đường dây truyền tải 3 pha có giả lập sự cố. Thông số chung của mô hình đường dây giả lập sự cố. Thông số đường dây trong Tab Sequence. Tab Timing cấu hình sự cố đường dây.

Mô hình máy cắt 3 pha trong Hypersim. Tab Timing cấu hình trạng thái máy cắt. Các loại điều khiển máy cắt trong Tab General. Thiết kế bộ chuyển đổi tín hiệu từ nhị phân sang thập phân để điều khiển máy cắt.

Dạng sóng và giá trị dòng điện khi hệ thống hoạt động ổn định. Dạng sóng và giá trị điện áp khi hệ thống hoạt động ổn định .20 BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xiv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH Hình 4. Vùng tác động của RLBV KC.

Tạo dự án mới trên phần mềm Digsi 4. Cấu hình kết nối với rơ le. Thiết lập cổng COM kết nối rơ le. Kết quả chỉnh định Device Configuration.

Kết quả chỉnh định Power System Data 1. Kết quả chỉnh định Power System Data 2. Kết quả chỉnh định Zone 1. Kết quả chỉnh định Zone 2.

Kết quả chỉnh định Zone 3. Kết quả chỉnh định Zone 4. Kết quả chỉnh định Backup Overcurrent. Cổng DB37 Analog Out.

Kết nối các chân tín hiệu từ PONOVO PA30Bip đến cổng DB37 Analog Out. Kết nối chân tín hiệu từ rơ le, nguồn 5VDC đến cổng DB37 Digital In. Kết nối cổng DB37 với thiết bị OPAL - RT 5700. Sơ đồ kết nối mạch dòng và mạch áp cho rơ le.

Liên kết thiết bị thông qua địa chỉ IP. Tạo I/O Interface mới. Cài đặt Firmware cho thiết bị OPAL - RT 5700. Cấu hình I/O Port cho các cảm biến.

Cài đặt chế độ mô phỏng Real Time. Thao tác mô phỏng Real Time. Kết quả kiểm tra sự cố pha ABC Zone 1. Kết quả kiểm tra sự cố pha AG Zone 1.

Kết quả kiểm tra sự cố pha AB Zone 2. Kết quả kiểm tra sự cố pha ABC Zone 3 .52 BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH Hình 6. Kết quả kiểm tra sự cố pha AB Zone 4.

Kết quả kiểm tra sự cố pha AG Zone 4. Kết quả kiểm tra chức năng 50P cấp 1. Kết quả kiểm tra chức năng 51N. Kết quả kiểm tra khi hệ thống mất pha A.

Dạng sóng bão hòa từ của CT. Mô hình CT có đặc tuyến bão hòa từ. Kết quả kiểm tra sự cố pha AB Zone 1 đối với CT 5P10 - 800/5. Kết quả kiểm tra sự cố pha AB Zone 1 đối với CT 5P10 - 2000/5.

Dạng sóng trùng khớp giữa CT lý tưởng và CT 5P10 cùng tỷ số 2000/5 .64 BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xvi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Sơ đồ chân tín hiệu ngõ vào của PONOVO PA30Bip. Thông số kỹ thuật PONOVO PA30Bip.

Thông số đường dây truyền tải 220kV. Mô tả các thông số chung của đường dây giả lập sự cố. Mô tả các thông số định giờ đường dây giả lập sự cố. Phân tích tín hiệu điều khiển đối với trạng thái của máy cắt.

Phân tích chuyển đổi tín hiệu từ rơ le sang chân điều khiển máy cắt. Phiếu chỉnh định Rơ le Siemens 7SA610. Sơ đồ kết nối chân tín hiệu của PONOVO PA30Bip với DB37. Sơ đồ kết nối và quy đổi trạng thái cổng DB37 Digital In.

Danh sách tín hiệu cần được cấu hình I/O. 1 Kết quả kiểm tra sự cố Zone 1. Kết quả kiểm tra sự cố Zone 2. Kết quả kiểm tra sự cố Zone 3.

Kết quả kiểm tra sự cố Zone 4. Phân tích thời gian Trip chức năng 51N .56 BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xvii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ TT Từ viết tắt Nghĩa Tiếng Anh Nghĩa Tiếng Việt 1. BO : Binary Output : Ngõ ra nhị phân 2.

CT : Current Transformer : Máy biến dòng điện Chức năng bảo vệ 3. F21P/21N : Neutral/Phase Distance Function : khoảng cách pha/đất Chức năng quá dòng cắt Time Overcurrent/Instantaneous 4. F50/51 : : nhanh/có đặc tuyến phụ Overcurrent Function thuộc Neutral Time Chức năng quá dòng Overcurrent/Neutral 5. F50N/51N : : chạm đất cắt nhanh/có Instantaneous Overcurrent đặc tuyến phụ thuộc Function 6.

I/O : Input/Output : Ngõ vào/ngõ ra 7. KĐTH : : Khuếch đại tín hiệu 8. MC : : Máy cắt Thiết bị mô phỏng trong 9. OP5700 : OPAL – RT 5700 : thời gian thực loại 5700, hãng OPAL - RT Rơ le bảo vệ khoảng 10.

RLBV KC : : cách 11. TBA : : Trạm biến áp 12. VT : Voltage Transformer : Máy biến điện áp BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang xviii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH CHƯƠNG 1.

Đặt vấn đề Rơ le bảo vệ khoảng cách (RLBV KC) là thiết bị rất quan trọng được đặt trong các trạm biến áp (TBA) nhằm bảo vệ đường dây truyền tải. Chính vì sự quan trọng đó, rơ le cần phải được kiểm định nghiêm ngặt để không bị tác động sai, gây ảnh hưởng đến việc phân phối điện. Hiện nay, việc kiểm định rơ le được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị như HVTEST HT 1200 (hình 1. Máy thí nghiệm Relay 6 Hình 1.

Máy thí nghiệm Relay - pha - HVTEST HT 1200 PONOVO L336i Hình 1. Mô hình thử nghiệm Relay sử dụng PONOVO L336i Hình 1.3 là ví dụ khi sử dụng thiết bị PONOVO L336i để kiểm tra rơ le. Bằng cách này, người kiểm tra sẽ dựa vào phiếu chỉnh định và nhập các thông số này vào phần BÙI THÁI BẢO 18142253 - TRẦN MINH PHÚ 18142359 Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. TRƯƠNG VIỆT ANH mềm Power Test trên PC và kết nối với PONOVO thông qua cổng giao tiếp Lan.

Sau đó, kết nối mạch dòng, mạch áp, tiếp điểm từ PONOVO đến Relay. Việc kiểm tra như vậy chỉ tạo ra giá trị dòng điện, điện áp và bơm vào Relay tùy theo giá trị tổng trở mà chúng ta nhập. Do đó, khó có thể xác định được vị trí sự cố xảy ra. Đặc biệt, các thiết bị này không thể nào chạy mô phỏng trong thời gian thực.

Bên cạnh đó, dạng sóng xuất ra là dạng sóng chuẩn (hình Sine) khác với thực tế là dạng sóng bị bão hòa từ bởi dòng điện sự cố tăng quá cao (đây là hướng phát triển của đề tài). Do đó mà các kết quả nhận được có độ tin cậy không cao. Hay nói cách khác, việc sử dụng các thiết bị kiểm định này chỉ đánh giá được ở mức độ khách quan chứ không thể nào đánh giá đúng chính xác hoạt động của rơ le. Để đánh giá toàn bộ tính năng và hoạt động của rơ le, chúng ta cần phải có thiết bị mà có thể chạy mô phỏng hệ thống điện trong thời gian thực và dạng sóng của điện áp, dòng điện đưa vào rơ le phải đúng với các trường hợp như: Không có sự cố, sự cố nhỏ, sự cố lớn, để có thể đánh giá đúng tác động của rơ le.

Việc của chúng ta là đặt rơ le cần chỉnh định vào trình mô phỏng này, đảm bảo kết nối sao cho rơ le tác động cắt máy cắt (MC) trong trình mô phỏng đúng như khi chỉnh định khi cho sự cố xảy ra tại bất kỳ vị trí nào trên đường dây. Phương án xử lý Hình 1.