Khảo Sát Hệ Thống Rơle Bảo Vệ Trạm Biến Áp 220kV Hưng Đông - Nghệ An

Khảo sát hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 220kV Hưng Đông, TP Vinh, Nghệ An, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong vận hành điện năng.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Khảo Sát Hệ Thống Rơle Bảo Vệ Trạm Biến Áp 220kV Hưng Đông
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220KV HƯNG ĐÔNG - TP VINH
• 1.1. Tổng quan về rơle bảo vệ
• 1.2. Khái niệm về rơle bảo vệ
• 1.3. Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ
• 1.4. Các chỉ danh của rơle đang sử dụng trong hệ thống điện
• 1.5. Nguyên lý hoạt động của các loại rơle bảo vệ trạm
• 1.6. Bảo vệ máy biến áp ba pha ba cuộn dây
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ RƠLE BẢO VỆ
• 2.1. Các sự cố thiết bị và chế độ làm việc bất thường trong hệ thống điện
• 2.2. Các thiết bị tự động trong bảo vệ rơle
• 2.3. Phân loại bảo vệ chính và bảo vệ dự phòng
• 2.4. Các yêu cầu cơ bản đối với rơle bảo vệ
• 2.4.1. Tính chọn lọc
• 2.4.2. Tác động nhanh
• 2.4.3. Độ nhạy
• 2.4.4. Độ tin cậy
• 2.4.5. Tính kinh tế
• 2.5. Các chỉ danh rơle đang sử dụng trong hệ thống
• 3. CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU NGUYÊN LÍ CẤU TẠO, THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
• 3.1. Máy biến áp chính
• 3.2. Máy cắt điện cao áp
• 3.3. Dao cách ly cao áp
• 3.4. Máy biến dòng TH
• 3.5. Các loại rơle bảo vệ trong trạm biến áp
• 4. CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
• 4.1. Số liệu tính toán
• 4.2. Tính toán dòng điện ngắn mạch
• 5. CHƯƠNG V: VẬN HÀNH VÀ AN TOÀN ĐIỆN
• 5.1. An toàn điện
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU

Tóm tắt

I. Toàn Cảnh Về Khảo Sát Hệ Thống Rơle Bảo Vệ Trạm Hưng Đông

Hệ thống điện quốc gia là huyết mạch của nền kinh tế, và Trạm biến áp 220kV Hưng Đông đóng vai trò là một nút giao thông quan trọng trong mạng lưới này. Để đảm bảo sự ổn định và an toàn tuyệt đối, việc khảo sát hệ thống rơle bảo vệ định kỳ là một nhiệm vụ tối quan trọng. Hệ thống này được ví như hệ thần kinh của trạm biến áp, có chức năng phát hiện và cô lập các sự cố lưới điện một cách nhanh chóng và chính xác. Bất kỳ sai sót nào trong hệ thống rơle bảo vệ đều có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị trị giá hàng triệu đô la và gây mất điện trên diện rộng. Do đó, một cuộc khảo sát toàn diện không chỉ là kiểm tra kỹ thuật mà còn là một biện pháp đảm bảo an ninh năng lượng. Nội dung khảo sát bao gồm việc đánh giá hiện trạng thiết bị, kiểm tra các thông số cài đặt rơle, và thực hiện các quy trình thí nghiệm rơle chuyên sâu để đảm bảo chúng hoạt động đúng theo thiết kế. Mục tiêu cuối cùng là duy trì độ tin cậy cung cấp điện, đảm bảo an toàn điện cho nhân viên vận hành và bảo vệ tài sản của Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT). Báo cáo từ cuộc khảo sát là cơ sở để lập kế hoạch bảo trì hệ thống điện và nâng cấp khi cần thiết, giữ cho trạm Hưng Đông luôn vận hành ở hiệu suất cao nhất.

1.1. Vai trò của Trạm Biến Áp 220kV Hưng Đông trong lưới điện

Trạm biến áp 220/110kV Hưng Đông, được đưa vào vận hành từ năm 1983 và nâng cấp lên 220kV vào năm 1990, là một điểm điều hòa công suất trọng yếu cho khu vực Bắc Miền Trung. Trạm có nhiệm vụ cung cấp điện an toàn và liên tục cho thành phố Vinh và các khu vực lân cận. Với các máy biến áp có tổng dung lượng lớn (1x125MVA, 1x250MVA, 2x63MVA), trạm kết nối với các đường dây 220kV quan trọng, liên kết lưới điện khu vực với các nguồn lớn như nhà máy thủy điện Bản Vẽ. Quá trình vận hành trạm biến áp đòi hỏi sự giám sát chặt chẽ và hệ thống bảo vệ đáng tin cậy để xử lý mọi tình huống bất thường.

1.2. Tầm quan trọng của việc kiểm định thiết bị điện định kỳ

Việc kiểm định thiết bị điện và rơle bảo vệ định kỳ là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác. Như tài liệu gốc đã nêu: 'Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống... cần phải phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly nó ra khỏi phần tử bị hư'. Quá trình này giúp phát hiện sớm các dấu hiệu suy giảm chất lượng của thiết bị, sự sai lệch trong các thông số cài đặt rơle do lão hóa hoặc tác động từ môi trường. Việc này không chỉ giảm thiểu rủi ro sự cố mà còn kéo dài tuổi thọ của các thiết bị quan trọng như máy biến áp và máy cắt 220kV.

II. Top Thách Thức Khi Vận Hành Hệ Thống Rơle Bảo Vệ Trạm 220kV

Vận hành một hệ thống bảo vệ phức tạp tại trạm biến áp 220kV luôn đối mặt với nhiều thách thức. Thách thức lớn nhất là đảm bảo sự cân bằng giữa độ nhạy và tính ổn định. Một hệ thống quá nhạy có thể gây ra các tác động sai, cắt điện không cần thiết và ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện. Ngược lại, một hệ thống kém nhạy sẽ không thể phát hiện và loại trừ kịp thời các sự cố lưới điện, dẫn đến hư hỏng thiết bị nặng nề. Ngoài ra, sự lão hóa của các thiết bị như máy biến dòng (CT) và máy biến điện áp (VT) có thể làm sai lệch tín hiệu đầu vào, khiến rơle hoạt động không chính xác. Việc phối hợp chọn lọc giữa các cấp bảo vệ trong một lưới điện phức tạp cũng là một bài toán khó, đòi hỏi tính toán chính xác và kinh nghiệm vận hành. Đặc biệt, với sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo, đặc tính của lưới điện thay đổi liên tục, yêu cầu hệ thống rơle bảo vệ phải có khả năng thích ứng cao. Do đó, việc khảo sát và thí nghiệm rơle định kỳ là giải pháp không thể thiếu để đối mặt với những thách thức này, đảm bảo hệ thống luôn sẵn sàng phản ứng đúng đắn trong mọi tình huống.

2.1. Phân biệt chế độ làm việc bất thường và các sự cố ngắn mạch

Chế độ làm việc không bình thường (như quá tải) làm cho các thông số như dòng điện, điện áp lệch khỏi giới hạn cho phép. Nếu kéo dài, chúng có thể tiến triển thành sự cố. Sự cố ngắn mạch là tình trạng nguy hiểm hơn, khi các pha chập nhau hoặc chạm đất, gây ra dòng điện tăng đột biến và sụt áp nghiêm trọng. Hệ thống rơle bảo vệ phải có khả năng phân biệt rõ hai trạng thái này. Đối với quá tải, rơle có thể chỉ phát tín hiệu cảnh báo, trong khi đối với ngắn mạch, nó phải ra lệnh cho máy cắt 220kV tác động tức thời để cô lập vùng bị sự cố.

2.2. Bốn yêu cầu cốt lõi đối với hệ thống rơle bảo vệ hiệu quả

Theo tài liệu nghiên cứu, một hệ thống rơle bảo vệ hiệu quả phải đáp ứng bốn yêu cầu cơ bản: Tính chọn lọc (chỉ cắt phần tử bị hư hỏng, không ảnh hưởng đến phần còn lại của hệ thống), Tác động nhanh (cô lập sự cố trong thời gian ngắn nhất để giảm thiểu thiệt hại và duy trì ổn định hệ thống), Độ nhạy (phát hiện được cả những sự cố nhỏ nhất, ví dụ ngắn mạch qua điện trở lớn), và Độ tin cậy (hoạt động chắc chắn khi cần và không tác động sai trong các trường hợp khác). Việc khảo sát chính là để kiểm chứng hệ thống có còn đáp ứng đủ bốn yêu cầu này hay không.

III. Phân Loại Các Rơle Bảo Vệ Chính Trong Hệ Thống Trạm 220kV

Tại Trạm biến áp 220kV Hưng Đông, một hệ thống rơle bảo vệ đa lớp được trang bị để bảo vệ toàn diện cho các thiết bị quan trọng. Mỗi loại rơle có một nguyên lý hoạt động và chức năng riêng, phối hợp với nhau để tạo thành một mạng lưới bảo vệ vững chắc. Các loại rơle kỹ thuật số hiện đại ngày càng thay thế các rơle điện cơ cũ, mang lại độ chính xác và tin cậy cao hơn. Nổi bật nhất là rơle bảo vệ so lệch (87T), được xem là bảo vệ chính cho các máy biến áp công suất lớn. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc so sánh dòng điện đi vào và đi ra khỏi thiết bị. Bên cạnh đó, rơle bảo vệ quá dòng điện (50/51) là loại bảo vệ phổ biến, có chức năng tác động khi dòng điện vượt ngưỡng cài đặt, thường được dùng làm bảo vệ dự phòng hoặc bảo vệ chính cho các thiết bị nhỏ hơn. Đối với các đường dây 220kV dài, rơle khoảng cách (21) là không thể thiếu. Nó đo lường tổng trở từ vị trí đặt rơle đến điểm sự cố để xác định vị trí và ra quyết định tác động. Ngoài ra, các chức năng bảo vệ chống chạm đất cũng được tích hợp để xử lý các sự cố một pha, vốn là loại sự cố phổ biến nhất trong lưới điện.

3.1. Nguyên lý hoạt động của rơle bảo vệ so lệch mã 87T

Bảo vệ so lệch (ANSI 87T) là bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối. Nó hoạt động dựa trên định luật Kirchhoff I, so sánh tổng vector các dòng điện đi vào và đi ra khỏi vùng bảo vệ (được giới hạn bởi các máy biến dòng - CT). Ở chế độ bình thường hoặc sự cố ngoài vùng, tổng dòng điện này bằng không, rơle không tác động. Khi có sự cố bên trong (ví dụ chạm chập giữa các vòng dây máy biến áp), sự cân bằng dòng điện bị phá vỡ, tạo ra một dòng điện chênh lệch đi vào rơle, khiến nó tác động cắt máy cắt ngay lập tức. Đây là bảo vệ chính, nhạy và tác động nhanh nhất cho máy biến áp.

3.2. Chức năng của rơle bảo vệ quá dòng điện và chạm đất 50 51N

Bảo vệ quá dòng (ANSI 50/51) là loại bảo vệ cơ bản và phổ biến nhất. Phần tử 50 (cắt nhanh) tác động tức thời khi dòng điện sự cố rất lớn, thường dùng để bảo vệ cho các sự cố ngắn mạch gần nguồn. Phần tử 51 (có thời gian) tác động trễ theo một đặc tuyến đã chọn, cho phép phối hợp chọn lọc với các bảo vệ khác trong lưới. Tương tự, bảo vệ quá dòng chạm đất (50N/51N) cũng được sử dụng rộng rãi, nó lấy tín hiệu từ tổng dòng điện 3 pha để phát hiện dòng chạm đất, đảm bảo an toàn cho các sự cố một pha.

IV. Quy Trình Khảo Sát Thí Nghiệm Rơle Bảo Vệ Tại Trạm Hưng Đông

Quy trình khảo sát và thí nghiệm hệ thống rơle bảo vệ là một công việc phức tạp, đòi hỏi chuyên môn cao và tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp an toàn điện. Mục tiêu là kiểm tra toàn diện, từ khâu vật lý đến chức năng logic của từng rơle và toàn bộ mạch bảo vệ. Quy trình bắt đầu bằng việc nghiên cứu tài liệu, bao gồm các sơ đồ nhị thứ, bản vẽ thiết kế và các báo cáo khảo sát hiện trạng trước đó. Tiếp theo là giai đoạn kiểm tra tại hiện trường, bao gồm việc kiểm tra ngoại quan thiết bị, siết lại các đầu cốt nối và đo đạc các thông số cách điện. Phần quan trọng nhất là quy trình thí nghiệm hiệu chỉnh, sử dụng các thiết bị chuyên dụng để bơm dòng điện và điện áp giả lập các tình huống sự cố vào rơle. Các kết quả thí nghiệm như dòng khởi động, thời gian tác động sẽ được ghi lại và so sánh với thông số cài đặt rơle ban đầu. Cuối cùng, một báo cáo chi tiết sẽ được lập, trong đó phân tích, đánh giá tình trạng hoạt động của hệ thống và đưa ra các khuyến nghị cần thiết để đảm bảo hệ thống vận hành tin cậy.

4.1. Phân tích sơ đồ nhị thứ và các thông số cài đặt hiện hữu

Trước khi tiến hành bất kỳ thí nghiệm nào, kỹ sư phải nắm vững sơ đồ nhị thứ của tủ bảo vệ. Sơ đồ này mô tả chi tiết cách các máy biến dòng (CT) và máy biến điện áp (VT) được kết nối với rơle, cũng như mạch logic điều khiển đi đến cuộn cắt của máy cắt. Việc phân tích sơ đồ giúp hiểu rõ luồng tín hiệu và logic tác động của bảo vệ. Đồng thời, các thông số cài đặt rơle hiện hữu phải được ghi lại cẩn thận để làm cơ sở so sánh với kết quả thí nghiệm.

4.2. Thực hiện thí nghiệm rơle bằng thiết bị hợp bộ chuyên dụng

Đây là bước cốt lõi của quá trình khảo sát. Các thiết bị thí nghiệm hiện đại (ví dụ như Omicron, Doble) được sử dụng để phát các tín hiệu dòng, áp chính xác vào rơle. Các bài thí nghiệm cơ bản bao gồm: kiểm tra ngưỡng tác động (pickup), kiểm tra đặc tuyến thời gian của rơle quá dòng điện, kiểm tra các vùng tác động của rơle khoảng cách, và kiểm tra độ dốc hãm của rơle bảo vệ so lệch. Kết quả đo được phải nằm trong sai số cho phép của nhà sản xuất để đảm bảo rơle hoạt động chính xác.

V. Phương Pháp Tính Toán Ngắn Mạch Để Cài Đặt Thông Số Rơle

Việc cài đặt đúng các thông số cho rơle bảo vệ là yếu tố quyết định đến hiệu quả của toàn bộ hệ thống. Để làm được điều này, việc tính toán dòng điện ngắn mạch là bước không thể thiếu. Theo tài liệu nghiên cứu tại Trạm Hưng Đông, các kỹ sư phải tính toán các dạng ngắn mạch khác nhau (3 pha, 1 pha chạm đất, 2 pha chạm đất...) tại nhiều vị trí trên lưới. Quá trình này giúp xác định hai giá trị quan trọng: dòng ngắn mạch cực đại và dòng ngắn mạch cực tiểu. Dòng ngắn mạch cực đại được dùng để chỉnh định các bảo vệ cắt nhanh, đảm bảo chúng không tác động nhầm với sự cố ở phía xa. Dòng ngắn mạch cực tiểu được dùng để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ, đảm bảo rơle vẫn có thể phát hiện được sự cố trong những điều kiện vận hành yếu nhất của hệ thống. Việc tính toán này là cơ sở khoa học để thiết lập các thông số cài đặt rơle, đảm bảo tính chọn lọc và độ tin cậy khi có sự cố lưới điện xảy ra.

5.1. Xác định dòng ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất qua bảo vệ

Dòng ngắn mạch lớn nhất (I_Nmax) xảy ra khi hệ thống vận hành với cấu hình mạnh nhất (nhiều nguồn phát) và sự cố xảy ra ngay sau vị trí đặt bảo vệ. Ngược lại, dòng ngắn mạch nhỏ nhất (I_Nmin) xảy ra khi hệ thống vận hành ở chế độ yếu nhất và sự cố ở cuối vùng bảo vệ. Việc xác định chính xác hai giá trị này, như đã được tính toán chi tiết trong Chương 4 của tài liệu, là nền tảng để cài đặt và kiểm tra độ nhạy của rơle quá dòng điện và rơle khoảng cách.

5.2. Phối hợp bảo vệ theo nguyên tắc bậc thang thời gian

Để đảm bảo tính chọn lọc, thời gian tác động của các bảo vệ phải được phối hợp với nhau theo nguyên tắc bậc thang. Bảo vệ đặt gần phụ tải nhất sẽ có thời gian tác động ngắn nhất, và các bảo vệ lùi về phía nguồn sẽ có thời gian tác động lớn hơn một khoảng Δt (bậc chọn lọc thời gian). Bằng cách này, khi có sự cố, chỉ có bảo vệ gần nhất tác động để cô lập vùng nhỏ nhất có thể, tránh gây mất điện lan rộng. Đây là một phần quan trọng trong quy trình thí nghiệm hiệu chỉnh và cài đặt bảo vệ.

VI. Bí Quyết Vận Hành An Toàn Hệ Thống Rơle Bảo Vệ Trạm 220kV

Để hệ thống rơle bảo vệ hoạt động hiệu quả và an toàn, công tác khảo sát và thí nghiệm là chưa đủ. Yếu tố con người và quy trình vận hành đóng một vai trò cực kỳ quan trọng. Nhân viên vận hành tại Trạm biến áp 220kV Hưng Đông phải được đào tạo bài bản, nắm vững sơ đồ và quy trình xử lý sự cố. Việc giám sát liên tục các thông số vận hành qua hệ thống SCADA và kiểm tra trực quan tại trạm giúp phát hiện sớm các bất thường. Một yếu tố then chốt là tuân thủ tuyệt đối các quy trình về an toàn điện. Mọi công tác trên hệ thống nhị thứ đều phải được thực hiện theo phiếu công tác, có biện pháp ngăn ngừa nguy cơ hở mạch thứ cấp máy biến dòng (CT), vốn có thể gây ra điện áp cao nguy hiểm. Ngoài ra, việc lưu trữ hồ sơ, tài liệu kỹ thuật, và các báo cáo khảo sát hiện trạng một cách khoa học giúp cho việc tra cứu và xử lý sự cố sau này được nhanh chóng và chính xác. Sự kết hợp giữa công nghệ hiện đại, quy trình chặt chẽ và con người có chuyên môn cao chính là bí quyết để vận hành an toàn và hiệu quả hệ thống rơle bảo vệ.

6.1. Giám sát từ xa qua hệ thống SCADA và vai trò nhân viên vận hành

Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) cho phép các kỹ sư giám sát trạng thái của toàn bộ thiết bị trong trạm từ phòng điều khiển trung tâm. Nó cung cấp các cảnh báo sớm về những thay đổi bất thường. Tuy nhiên, vai trò của nhân viên vận hành tại chỗ là không thể thay thế. Họ thực hiện kiểm tra định kỳ, lắng nghe tiếng kêu bất thường của thiết bị, và là người trực tiếp thực hiện các thao tác theo lệnh của điều độ, đảm bảo quá trình vận hành trạm biến áp diễn ra suôn sẻ.

6.2. Các biện pháp tổ chức và kỹ thuật đảm bảo an toàn điện

An toàn là ưu tiên hàng đầu. Tài liệu gốc nhấn mạnh, 'Hàng năm nhân viên toàn trạm phải được kiểm tra sát hạch và xếp loại bậc an toàn'. Các biện pháp kỹ thuật bao gồm việc sử dụng các trang bị bảo hộ cá nhân, hệ thống nối đất an toàn, và các biển báo nguy hiểm. Về mặt tổ chức, mọi công việc đều phải tuân thủ quy trình phiếu công tác, chỉ huy trực tiếp tại hiện trường. Đặc biệt, công tác phòng chống cháy nổ được chú trọng với hệ thống cứu hỏa và bể gom dầu, đảm bảo xử lý kịp thời các tình huống khẩn cấp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TONG QUAN VE RO LE BAO VE.1, Khái nigm vé ro-le bao vé. Các yêu cầu đối ñ rơle bão vệ. Các chĩ danh ciia role đang sử dụng trong hệ thống điện. Nguyên lý hoạt động của các loại rơle bảo vệ trạm 2.

Bảo vệ máy biến áp ba pha ba cuộn dây 35 CHUONG IIL: GI6I THIEU NGUYÊN LÍ CẤU TẠO, THONG SO KI THUAT CUA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH. Máy biến áp chính 3. Máy cắt điện cao áp.8, Dao cách ly cao áp.4, Máy biến dòng TH. Các loại Rơle bão vệ trong trạm biến áp.

'CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NGẢN MẠCH PHUC Vy BAO VE ROLE 4. Số liệu tính toán 4. Tính toán dòng điện ngắn mạch. CHƯƠNG V: VAN HANH VA AN TOÀN ĐIỆN.

An toàn điện KET LUẬN. TÀI LIỆU CHUONG I: GIGI THIEU VE TRAM BIEN ÁP 220KV HƯNG ĐÔNG - TP VIN! Nghệ An là một tính nằm ở phí i miễn trung, é dia lý là một tinh có diện tích rộng trên 16.000km° có số dân trên ba triệu người gồm 20 huyệt thị xã và một thành phố về kinh tế là một tỉnh có tốc độ tăng trưởng nhanh. Vinh là thành phổ tỉnh ly của Tỉnh Nghệ An nằm ở phía nam của Tỉnh Nghệ An được công nhận là đô thị loại III năm 1960, loại II năm 1998 theo quy hoạch đến năm 2010 dua Vinh lên là đô thị loại I, Tỉnh Nghệ An lưới điện quốc gia đã được phủ hầu hết các huyện, thị về cung cấp điện vùng phía bắc của tình được cấp điện từ Trạm 220kV Nghĩ Sơn (Thanh Hoá) bằng đường dây mạch kép 110kV cấp cho trạm 110kv Xi măng Hoàng Mai, 110kv Quỳnh lưu, 110kV Nghĩa Đân, 110kV Quỳ Hợp vùng phía nam và phía tây của Nghệ An được cung cấp điện từ Trạm biến áp 220kV Vinh.1: Trạm biển áp Hưng Đông Trạm biến áp 220/110kV Vinh nằm ở phía bắc thành phố Vinh nhiệm vụ cung cấp điện an toan liên tục, chất lượng cho thành phố Vinh và khu vực, trạm được đưa vào vận hành năm 1983 với cấp điện áp II0kV năm 1990 trạm được mớ rộng nõng cấp lên 220kV. Trạm được cung cấp điện từ các đường dây 220kV Vinh(275) - Hà Tĩnh 1 (a/d 275) và Vinh (274)- Hà Tĩnh 2 (đ/d 276) và đường dây Vinh(271)~ Nghỉ Sơn 1(đ/d 273), 9 đường đây Vinh(276) - Nghỉ Sơn 2(đ/d 274), Vinh(272) - Đô Lương 2 (đid 271), Vinh(273) - Đô Lương 1 (đd 272).

Sơ đồ nổi điện chính phía 220kv lùng hệ thống 2 thanh góp và thanh góp vòng, I máy biến áp 220/110/10kV với tổng dung lượng 1x125MVA, 1 máy biển áp 220/110/22kV với tổng dung lượng Ix250MVA. và 2 máy biến áp 110/35/22 dung lượng 2x63MVA. Hệ thống phân phối phía 110kV dùng hệ thống. 2 thanh góp và thanh góp vòng gỗm 11 ngăn lộ máy cắt cung cấp cho lưới điện 110kV.

khu vực nam Nghệ An và phía bắc Hà Tĩnh, phía 35kV dùng sơ đồ 2 thanh góp gồm 8 ngăn lộ máy cắt cung cấp cho các huyện ven thành phố, phía 22kv dùng sơ đồ 2 thanh sóp có 8 ngăn lộ máy cắt đáp ứng yêu cầu nõng cắp từ lưới 22kV lên 22kVcho thành phố. Vinh, phía I0KV dùng sơ đỗ 1 thanh góp có 9 ngăn lộ máy cắt cung cấp điện cho các phường trong thành phố. Với sự phát triển của các công trình thuỷ điện Bản Vẽ với công, suất lắp đặt 320MW với chiều dài gần 200km đường dây được đầu nối vào phía thanh cái 220kV sơ đồ đó nõng cấp từ sơ đồ ngũ giác lên sơ đỏ hai thanh góp và thanh góp vòng. đảm bảo là điểm điều hoà công suất trong khu vực.

Trạm 220/110kV Vinh với vai trò vị trí quan trong đây là điểm điều hoả công suất cho khu vực bắc Miền trung. Một số hình ảnh về các máy biển áp chính trong trạm: Hình 1.2: Máy biển áp AT4 Hình 1. CHƯƠNG II: TÔNG QUAN VẺ RƠ LE BẢO VỆ ¡ng như trong quá trình vận hành hệ thống. liện nói chung; có thể xuất hiện tình trạng sự cố thiết bị,đường dây hoặc do chế độ làm việc bất thường của các phần tử trong hệ thống.

Các sự cố này thường kèm theo hiện tượng dòng điện tăng lên khá cao và điện áp giảm thấp, gây hư hỏng thiết bị và có thể làm định hệ thống. Các chế độ làm việc không bình thường làm cho điện áp, dòng điện và tin số lệch khỏi giới hạn cho phép. Nếu để tình trạng này kéo dài, thỉ có thể sẽ xuất hiện sự cổ lan rộng. Muến duy trì hoạt động bình thường của hệ thông và các hộ tiêu thụ khi xuất hiện sự.

cố, cẳn phải phát hiện cảng nhanh cảng tốt chỗ sự có và cách ly nó ra khỏi phần tứ bị hư. Nhờ vậy các phần còn lại sẽ duy tri được hoạt động bình thưởng, đồng thời cũng. giam được mức độ hư hại cúa phần tử bị sự có. Làm được điều này chỉ có các thiết bị tự động mới thực hi được.

Các thiết bị này gọi chung là role bao vệ. Trong hệ thống điện. rơle bảo vệ sẽ theo đõi một cách liên tục tinh trạng và chế độ làm việc của cả các phần tử trong hệ thống điện. Khi xuất hiện sự có, rơle bảo vệ phát hiện và cô lập phần từ bị sự có nhờ máy cắt điện thông qua mạch điện kiểm soát.

Khi xuất hiện chế độ làm iệc không bình thường, rơle bảo vệ sẽ phát tin hiệu và tuỳ theo yêu. cầu cài đặt, có thẻ tác động khôi phục chế độ làm việc bình thường hoặc báo động cho nhân viên vận hành. Tuy theo ách thiết kế và lắp đặt mà phân biệt rơle bảo vệ chính, rơle bảo vệ dự. phòng + Bảo vệ chính trang thiết bị là bảo vệ thực hiện tác động nhanh khi có sự cố xảy ra trong phạm vi giới hạn đối với trang thiết bị được bảo vệ.

+_ Bảo vệ dự phòng đối với cùng trang thiết bị này là bảo vệ thay thé cho bảo vệ chính trong trường hợp bảo vệ chính không tác động hoặc trong tình trạng sửa chữa nhỏ. Bảo vệ dự phòng cần phải tác động với thời gian lớn hơn thời gian tác động của bảo vệ chính, nhằm đề cho bảo vệ chính loại phần tử bị sự cỗ ra khỏi hệ thống trước tiên (khi bảo vé nay tác động đúng) 3. Các yêu cầu đối với role bảo vệ Rơle bảo vệ phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau đây : + Tính chọn lọc: Là khả ¡ng phân biệt các phần tứ hư hỏng và bảo vệ bằng cách chỉ cắt (cô lập) các phan tir do, “Tỉnh chọn lọc là yêu cầu cơ bản nhất của bảo vệ rơle để đảm bảo cung cắp điện an toàn liên tục. Nếu bảo vệ tác động không chọn lọc, sự cố có thể lan rộng.

Cần phân biệt hai khái ni: cất chọn lọc : + Chọn lọc tương đổi: Theo nguyên tắc tác động của mình,bảo vệ có thẻ làm việc như là bảo vệ dự trữ khi ngắn mạch phân tử lân cận. + Chọn lọc tuyệt đổi: Bảo vệ chỉ làm việc trong trường hợp ngắn mạch ở chính phần từ được bảo vệ, *_Tác động nhanh Yêu cầu nảy chỉ cần đáp ứng đối với sự cô ngắn mạch. Bảo vệ phải tác động nhanh để kịp thời cô lập các phần tử hư hỏng thuộc phạm vi bảo vệ nhằm : ~_ Đảm bảo tính én định của hệ thống. ~ _ Giảm tác hại của đồng điện ngắn mạch đối với thiết bị ~_ Giảm ảnh hưởng của điện áp thấp (khi ngắn mạch) lên các phụ tải Bảo vệ tác động nhanh phải có thời gian tác ông nhỏ hơn 0, giây.

* Độ nhị Bảo vệ cần tác độ Iø không chỉ với các trường hợp ngắn mạch trực tiếp mà cả khi ngăn mạch qua điện trở trung gian. Ngoải ra báo vệ phải tác động khi ngắn mạch xảy ra trong lúc hệ thống làm việc ở chế độ cực tiểu, tức là một số nguồn được cắt ra nên dòng. ngắn mạch nhỏ. Kyoto Tuy Độ nhạy được đánh giá bằng hệ số nhạy : Tu, : dòng điện ngắn mạch nhỗ nhất.

Iạ„ : giá trị dòng điện nhỏ nhất mà bảo vệ có thể tác động. Đối với các bảo vị tác động theo giá trị cực tiểu (ví dụ như bảo vệ thiếu điện áp), hệ số nhạy được xác định ngược lại : trị số khởi é * Dé tine: Bảo vệ phải tác động cÍ chắn khi xảy ra sự có trong vùng được giao và không được tác động sai đối với các trường hợp mà nó không có nhiệm vụ tác động. Một bảo vệ không tác động hoặc tác động sai có thể sẽ dẫn đến hậu quả là một số lớn phụ tải bị mắt điện hoặc sự cố lan rộng trong hệ thống. Xem sơ đỏ minh họa sau Ái By 6H lục, MC; — IMC ù Am Hình 2.1: Cắt chọn lọc các phân tử bị hư hỏng trong mạng * Tính kinh tế: Đối với lưới trung, hạ áp, số lượng các phần tử cần được bảo.

vệ lớn, yêu cầu bảo. vệ không cao bằng lưới truyền tải cao áp nên cần cân nhắc tính kinh tế sao cho thiết bị bảo vệ có thể đảm bảo được các yêu cầu về kĩ thuật với chỉ phí nhỏ nhất. Các chỉ danh của role dang sữ dụng trong hệ thống, 1: Phần tử chỉ huy khởi động 2: Role trung gian (chỉ huy đóng hoặc khởi động) có trễ thời gian 3: Rơle liên động hoặc kiểm tra 4: Côngtắctơ chính. 5: Thiết bị làm ngưng hoạt động.

6: Máy cắt khởi động 7: Role tang tỷ lệ 8: Thiết bị cách ly nguồn điều khiển 9; Thiết bị phục hồi 10: Đóng cắt phối hợp thiết bị 11: Thiết bị đa chức năng. 12: Thiết bị chống vượt tố: 13: Thiết bị tác động theo tốc 14: Chức năng giảm tốc độ 15: Thiết bị bám tốc độ hoặc tần số phù hợp với thiết bị song hành 16: Dự phòng cho tương lai hiện chưa sử dụng, 17: Khóa đóng cắt mạch shunt hoặc phóng điện 18: Thiết bị gia tốc hoặc giảm tốc độ đóng, 19: Công tắc tơ khởi động thiết bị có quá độ (thiết bị khởi động qua nhiều mức tăng. din) 20: Van vận hành bằng điện 21. Rơle khoảng cách 22: Mắy cắt tác động điều khiển cân bằng.

23: Thiết bị điều khiển nhiệt độ 24: Rơle tỷ số V/Hz (điện áp/tần số), chức năng quá kích thích. 25: Chức năng kiểm tra đồng bộ.