Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Lª xu©n sanh Trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ------------------------------------- luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc M¹ng vµ hÖ thèng ®IÖn ngµnh: m¹ng vµ hÖ thèng ®iÖn phèi hîp c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ vµ tù ®éng ho¸ trong líi ®iÖn trung ¸p Lª xu©n sanh 2004 - 2006 Hµ néi 2006 Hµ néi 2006 17061131625211000000 Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i. C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ trong luËn v¨n lµ trung thùc. T¸c gi¶ Môc Lôc Lêi nãi ®Çu ix Danh môc c¸c thuËt ng÷ ix Danh môc c¸c b¶ng biÓu ix Danh môc c¸c h×nh vÏ ix Më ®Çu ix Ch¬ng 1 C¸c yÕu tè liªn quan ®Õn viÖc lùa chän ph¬ng thøc b¶o 1 vÖ cña líi ®iÖn trung ¸p 1.1 C¸c cÊu tróc thêng gÆp cña líi trung ¸p 1 1.1 Líi ph©n phèi h×nh tia 3 1.2 Líi ph©n phèi kÝn vËn hµnh hë 4 1.2 C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn ph¬ng thøc b¶o vÖ cña líi ®iÖn 6 trung ¸p 1.1 Tæng quan vÊn ®Ò nèi ®Êt trung tÝnh líi trung ¸p 7 1.2 HÖ thèng cã trung tÝnh c¸ch ®iÖn 9 1.3 HÖ thèng cã trung tÝnh nèi ®Êt trùc tiÕp 11 1.4 HÖ thèng nèi ®Êt qua ®iÖn trë 13 1.5 HÖ thèng nèi ®Êt qua ®iÖn kh¸ng 14 1.6 HÖ thèng cã trung tÝnh nèi ®Êt céng hëng 15 1.3 ¶nh hëng cña chÕ ®é nèi ®Êt trung tÝnh ®Õn b¶o vÖ r¬ - le 16 1.1 B¶o vÖ ch¹m ®Êt cho c¸c thiÕt bÞ trªn líi cã trung 16 tÝnh c¸ch ly.1 B¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt 16 1.2 B¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt cã híng 19 1.2 B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt trong líi cã trung tÝnh nèi 21 ®Êt qua cuén dËp hå quang 1.1 B¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt cã híng 21 1.2 B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt chËp chên 23 1.3 B¶o vÖ ch¹m ®Êt cã híng sãng hµi 24 1.3 B¶o vÖ chèng sù cè ch¹m ®¸t trong líi cã trung 24 tÝnh nèi ®Êt qua tæng trë nhá 1.4 B¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt cho líi cã trung tÝnh nèi 27 ®Êt trùc tiÕp. Ch¬ng 2 C¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t vµ b¶o vÖ cho líi trung ¸p 30 2.2 M¸y c¾t kh«ng khÝ nÐn 31 2.3 M¸y c¾t tõ kh«ng khÝ 33 2.5 M¸y c¾t ch©n kh«ng 35 2.2 CÇu dao vµ dao c¸ch ly 40 2.1 CÇu dao khÝ tr¬ 41 2.2 CÇu dao c¾t b»ng kh«ng khÝ 41 2.3 CÇu dao SF 6 41 2.4 CÇu dao ch©n kh«ng 42 2.5 Dao c¸ch ly 42 2.1 CÇu ch× tù r¬i 44 2.2 CÇu ch× chøa khÝ 44 2.3 CÇu ch× h¹n chÕ dßng ®iÖn 45 2.4 CÇu ch× dù phßng 46 2.5 Hîp bé cÇu dao – cÇu ch× 46 2.6 Phèi hîp m¸y c¾t tù ®ãng l¹i víi c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ kh¸c 49 2.1 Phèi hîp ACR vµ cÇu ch× 49 2.2 Phèi hîp ACR víi ACR 52 2.3 Phèi hîp ACR víi r¬ le 52 2.1 Chèng sÐt van cã khe hë phãng ®iÖn 53 2.2 Chèng sÐt van kh«ng cã khe hë phãng ®iÖn 54 Ch¬ng 3 N©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn b»ng ph¬ng ph¸p 55 ph©n ®o¹n líi ®iÖn trung ¸p 3.1 Ph©n ®o¹n líi trung ¸p b»ng thiÕt bÞ ®ãng c¾t b»ng tay vµ tù 55 ®éng kh«ng ®iÒu khiÓn tõ xa 3.1 Líi mét nguån ph©n ®o¹n b»ng dao c¸ch ly, ph©n 55 ®o¹n b»ng thiÕt bÞ tù ®ãng l¹i (recloer) 3.2 Líi trung ¸p c¸p ngÇm víi hai nguån cÊp, sö dông 56 thiÕt bÞ ®ãng c¾t RMU 3.2 ThiÕt bÞ tù ®éng dïng cho líi ph©n phèi 57 3.1 HÖ thèng tù ®éng ph©n phèi cho ®êng d©y trªn 60 kh«ng 3.2 HÖ thèng tù ®éng ph©n phèi cho líi c¸p ngÇm 71 3.3 C¸c gi¶i ph¸p th«ng tin ®Ó kÕt nèi gi÷a TCR vµ 73 RTU 3.4 CÊc hÖ thèng th«ng tin kÕt nèi gi÷a TCM vµ TCR 76 3.3 Giíi thiÖu chi tiÕt c¸c thiÕt bÞ trong giai ®o¹n 1 79 3.1 HÖ thèng ph©n phèi tù ®éng cho ®êng d©y trªn 79 kh«ng, giai ®o¹n 1 3.2 HÖ thèng ph©n phèi tù ®éng cho ®êng d©y trªn 87 kh«ng, giai ®o¹n 2,3.3 HÖ thèng tù ®éng ph©n phèi ¸p dông víi líi ®iÖn ngÇm 91 3.4 HiÖu qu¶ cña viÖc x©y dùng hÖ thèng tù ®éng ph©n phèi ®iÖn 93 3.5 Nh÷ng øng dông tiªn tiÕn kh¸c cña DAS 99 3.1 C¸c møc mang t¶i kh¸c nhau cña ®êng d©y 99 3.2 DAS cho phÐp c¾t t¶i kh«ng u tiªn 100 3.3 TÝnh to¸n sù trao ®æi c«ng suÊt tíi bé phËn mÊt ®iÖn 100 Ch¬ng 4 ¸p dông DAS vµo líi trung ¸p quËn CÇu GiÊy 101 4.1 Giíi thiÖu líi trung Êp quËn CÇu GiÊy 101 4.2 C¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t, b¶o vÖ vµ t×nh h×nh sù cè trªn líi ®iÖn 102 trung ¸p cña quËn 4.3 §Ò xuÊt ph¬ng ¸n vµ khu vùc ¸p dông DAS trªn líi ®iÖn 102 trung ¸p quËn CÇu GiÊy 4.1 HÖ thèng tù ®éng ph©n phèi cho §DK 102 4.2 HÖ thèng tù ®éng ph©n phèi cho c¸p ngÇm 103 4.4 TÝnh to¸n cô thÓ ®Ó l¾p ®Æt thö nghiÖm DAS cho lé 476E9 103 4.2 Ph¬ng ¸n l¾p ®Æt thÝ ®iÓm 104 4.3 Khèi ®iÒu khiÓn t¹i tr¹m biÕn ¸p ph©n phèi 108 4.4 Ph¬ng ¸n cô thÓ 111 4.5 §¸nh gi¸ thö nghiÖm hÖ thèng tù ®éng ph©n phèi cho lé 112 476E9 4.1 Gi¶m thêi gian ngõng cung cÊp ®iÖn do sù cè.2 TÝnh to¸n lîng gi¶m thiÕu hôt ®iÖn n¨ng do l¾p ®Æt 113 DAS 4.3 T¨ng ®îc kh¶ n¨ng t¶i do ®iÒu khiÓn tèi u viÖc 114 ph©n bè c«ng suÊt trªn líi 4.4 Gi¶m tæn thÊt ®iÖn n¨ng 116 4.5 Gi¶m thêi gian vµ chi phÝ qu¶n lý vËn hµnh b¶o dìng 116 4.6 Thu håi ®îc tñ RMU chuyÓn sang dù ¸n kh¸c 116 4.6 Ph©n tÝch kinh tÕ – tµi chÝnh 117 4.1 Môc ®Ých ph©n tÝch kinh tÕ – tµi chÝnh 117 4.2 Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch 117 4.3 TÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ – tµi chÝnh cña dù ¸n ®Çu t 118 l¾p ®Æt DAS cho lé 476E9 KÕt luËn chung ix Tµi liÖu tham kh¶o ix Phô lôc ix Danh môc c¸c thuËt ng÷, tõ viÕt t¾t ACR Automatic circuit recloser M¸y c¾t tù ®ãng l¹i ADC Area Dispatch Center Trung t©m ®iÒu ®é khu vùc ARR auto reclosing relay ThiÕt bÞ tù ®éng ®ãng l¹i Asynchronous Transmission ATM Mode Device Ph¬ng thøc truyÒn phi ®ång bé BI M¸y biÕn dßng ®iÖn BI0 M¸y biÕn dßng ®iÖn pha kh«ng.
CB Circuit breaker M¸y c¾t CD Console desk Bµn ®iÒu khiÓn CDL Computer data linker unit Khèi kÕt nèi d÷ liÖu m¸y tÝnh CDS Central distribution subtation Tr¹m ph©n phèi trung t©m CPU Central processing unit Bé xö lý trung t©m CRT Cathode Ray Tube Mµn h×nh ®iÖn tö DAS Distribution automation system HÖ thèng tù ®éng ph©n phèi DGR Directional Grounding Relay R¬ le ph¸t hiÖn ch¹m ®Êt trùc tiÕp FCB Feeder Circuit Breaker M¸y c¾t ®êng d©y FCO Fuse cut out CÇu ch× tù r¬i FDR Fault detecting relay R¬ le ph¸t hiÖn sù cè FSI Fault section indicator ThiÕt bÞ chØ thÞ vïng bÞ sù cè G-CRT Graphic CRT Mµn h×nh ®å ho¹ HC Hard Copier Sao lu æ cøng HT§ HÖ thèng ®iÖn IRR Internal rate of return Tû suÊt hoµn vèn néi t¹i LAN Local Area Network M¹ng néi bé LBS Load break switch CÇu dao c¾t t¶i LP Line Printer M¸y in kÕt d©y LPP Líi ph©n phèi MBA M¸y biÕn ¸p MC M¸y c¾t NPV Net present value Gi¸ trÞ lîi nhuÇn rßng hiÖn t¹i PRN Printer M¸y in PVS Pole-mounted vacuum switch CÇu dao phô t¶i tù ®éng REC Reclosing relay R¬ le tù ®éng ®ãng l¹i RMS Ring main switchgear Tñ cÇu dao phô t¶i RMU Ring main unit ThiÕt bÞ më vßng chÝnh RTU Remote Terminal Units ThiÕt bÞ ®Çu cuèi Ry Protection relay R¬ le b¶o vÖ SAS Substation Automation System HÖ thèng tù ®éng ho¸ TBA SCADA Supervisory control and data acquisition M¸y biÕn ®iÖn ¸p cÊp nguån cho SPS Switch power supply cÇu dao c¾t t¶i tù ®éng SW automatic load break switch CÇu dao phô t¶i tù ®éng TBA Tr¹m biÕn ¸p TCM Tele control master unit M¸y chñ ®iÒu khiÓn tõ xa TCR Telecontrol receiver unit Bé tiÕp nhËn ®iÒu khiÓn tõ xa TRD Transducer Bé biÕn ®æi VCB Vacuum circuit breaker M¸y c¾t khÝ VS Vacuum switch Dao c¾t ch©n kh«ng Danh môc c¸c b¶ng biÓu Ký hiÖu Tªn b¶ng Trang B¶ng 2.1 HÖ sè chuyÓn m¸y biÕn ¸p ∇/Y 50 B¶ng 2.2 HÖ sè K khi phèi hîp ACR víi cÇu ch× phÝa t¶i 51 B¶ng 3.1 So s¸nh c¸c c¸ch kh¸c nhau cña c¸ch truyÒn th«ng tin h÷u 74 tuyÕn B¶ng 3.2 So s¸nh c¸c ph¬ng ph¸p th«ng tin 76 B¶ng 3.3 HÖ thèng m¸y tÝnh DAS giai ®o¹n 2 vµ giai ®o¹n 3 78 B¶ng 3.4 Th«ng sè kü thuËt chÝnh cña PVS 81 B¶ng 3.5 Th«ng sè c¬ b¶n cña FDR 82 B¶ng 3.6 §Æc tÝnh kü thuËt cña SPS 83 B¶ng 3.7 C¸c ®Æc tÝnh cña FSI 84 B¶ng 3.8 C¸c ®Æc tÝnh cña r¬ le tù ®ãng l¹i 84 B¶ng 3.9 C¸c th«ng sè kü thuËt chÝnh cña tñ ®ãng c¾t ®Çu nguån 86 B¶ng 3.10 Giao thøc gi÷a TCR vµ RTU 87 B¶ng 3.11 Th«ng sè kü thuËt chÝnh cña ATM 89 B¶ng 3.12 §Æc tÝnh kü thuËt chÝnh cña Auto-RMS 24kV 92 B¶ng 3.13 C¸c ®Æc ®iÓm vµ chøc n¨ng chÝnh cña TOSDAG – G303 93 B¶ng 4.1 Chi tiÕt kü thuËt chÝnh cña Auto - RMS 109 B¶ng 4.2 Kh¶ n¨ng b¶o vÖ cña TOSDAG – G303 110 B¶ng 4.3 TÝnh thêi gian tiÕt kiÖm ®îc khi øng dông DAS 113 B¶ng 4.4 C«ng suÊt t¶i trªn mét ph©n vïng cña lé 476E9 113 B¶ng 4.5 S¶n lîng ®iÖn n¨ng tiÕt kiÖm cña mçi lÇn sù cè 114 B¶ng 4.6 TÝnh NPV cho dù ¸n l¾p ®Æt DAS 119 Danh môc c¸c h×nh vÏ Ký hiÖu Tªn h×nh vÏ Trang H×nh 1.1 Líi ph©n phèi h×nh tia kh«ng ph©n ®o¹n 3 H×nh 1.2 Líi ph©n phèi h×nh tia cã ph©n ®o¹n 3 H×nh 1.3 Líi ph©n phèi kÝn vËn hµnh hë 5 H×nh 1.4 VÐc t¬ dßng vµ ¸p lóc b×nh thêng 10 HÝnh 1.5 VÐc t¬ dßng vµ ¸p lóc 1 pha ch¹m ®Êt 10 H×nh 1.6 Dßng vµ ¸p lóc 1 pha ch¹m ®Êt 11 H×nh 1.7 HÖ thèng cã trung tÝnh nèi ®Êt lÆp l¹i 13 H×nh 1.8 Dßng vµ ¸p lóc 1 pha ch¹m ®Êt 14 H×nh 1.9 Dßng vµ ¸p lóc 1 pha ch¹m ®Êt 15 H×nh 1.10 Dßng vµ ¸p lóc 1 pha ch¹m ®Êt 15 H×nh 1.11 S¬ ®å nguyªn lý ®o dßng ®iÖn cho b¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt 17 H×nh 1.12 Ph©n bè trÞ sè vµ híng cña dßng sù cè trªn c¸c ®êng d©y 19 kh¸c nhau ë líi ®iÖn h×nh tia cã trung tÝnh c¸ch ly H×nh 1.13 B¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt cã híng 20 H×nh 1.14 M¹ch b¶o vÖ ch¹m ®Êt cã híng trong líi cã trung tÝnh nèi 22 ®Êt qua cuén dËp hå quang H×nh 1.15 S¬ ®å nguyªn lý b¶o vÖ chèng ch¹m ®Êt chËp chên 23 H×nh 1.16 S¬ ®å nguyªn lý m¹ch b¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt 25 H×nh 1.17 S¬ ®å nguyªn lý m¹ch b¶o vÖ qu¸ dßng ch¹m ®Êt 27 H×nh 2.1 DËp hå quang ë m¸y c¾t Ýt dÇu 31 H×nh 2.