ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN ANH TUẤN

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RƠLE REG 670 BẢO VỆ

MÁY PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện

Mã số : 60.52.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018

Công trình được hoàn thành tại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. LÊ KIM HÙNG

Phản biện 1: PGS.TS. ĐINH THÀNH VIỆT

Phản biện 2: TS. BẠCH QUỐC KHÁNH

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt

nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật họp tại Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào

ngày 03 tháng 03 năm 2018.

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa

- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3 nối vào lưới điện quốc gia qua 02

đường dây 220KV và truyền tải công suất 180MW từ nhà máy tới trạm

500KV ĐăkNông

Đây là nhà máy có vị trí quan trọng trong việc cung cấp nguồn

điện cho lưới điện khu vực miền nam, đặc biệt trong giai đoạn hiện nay

khi nhu cầu phụ tải ngày càng phát triển. Do đó yêu cầu nhà máy phải

vận hành an toàn liên tục tin cậy để đảm bảo cung cấp nguồn cho phụ

tải.

Hiện nay hệ thống rơle bảo vệ được trang bị để đảm bảo an toàn

trong quá trình vận hành tổ máy. Vì Vậy việc tìm hiểu, nghiên cứu và

trang bị kiến thức lý thuyết và ứng dụng các thiết bị rơle số là cần thiết

sẽ mang lại hiệu quả ứng dụng cao và an toàn tin cậy khi vận hành hệ

thống bảo vệ.

2. Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu kiểm tra khả năng đáp ứng của các chức năng rơle

bảo vệ đang sử dụng tại nhà máy Đồng Nai 3;

Nghiên cứu và kiểm tra các giá trị seting đáp ứng yêu cầu trong

bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai 3.

Đánh giá mức độ làm việc an toàn, tin cậy của hệ thống đang sử

dụng và mức độ vận hành máy phát khi có sự cố bên trong và bên

ngoài.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu:

Nghiên cứu cấu trúc phần cứng và phần mềm của rơ le kỹ thuật

số đang sử dụng: REG670 của hãng ABB.

Nghiên cứu, kiểm tra giá trị cài đặt của hệ thống bảo vệ đang cài

đặt;

Khả năng đáp ứng vận hành của máy phát khi có sự cố;

Phạm vi nghiên cứu:

2

Hệ thống rơ le bảo vệ nhà máy Đồng Nai 3 bao gồm rơ le kỹ

thuật số: REG670.

Tính toán kiểm tra các chức năng cơ bản của rơle bảo vệ máy

phát.

Sự cố cắt tải 1 đường dây Đồng Nai 3 – Đắk Nông và khả năng

vận hành máy phát.

4. Phương pháp nghiên cứu.

Nghiên cứu tài liệu về rơ le REG670, nghiên cứu giá trị setting

các chức năng cơ bản do trung tâm điều độ HTĐ A0, A3 cung cấp để

cài đặt. Kết hợp tính toán kiểm tra một số chức năng cơ bản.

Sử dụng số liệu thực tế sửa chữa bảo dưỡng thiết bị của đơn vị

thí nghiệm hiệu chỉnh để kiểm tra đánh giá.

Kiểm tra làm việc của các chức năng qua phần mềm giao tiếp rơ

le PCM 600.

5. Bố cục luận văn.

Chương 1: Tổng quan về rơ le REG 670 bảo vệ máy phát nhà

máy Đồng nai 3

Chương 2: Đánh giá khả năng làm việc của rơ le REG bảo vệ

Đồng nai 3 hiện nay.

Chương 3: Thử nghiệm kiểm tra làm việc của các chức năng với

phần mềm giao tiếp rơle pcm 600

Chương 4: Đánh giá khả năng vận hành máy phát khi có sự cố

bên trong và bên ngoài

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT

NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3

1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ROLE REG 670

REG670 do hãng chế tạo ABB sản xuất, được sử dụng để bảo

vệ, giám sát hoạt động của máy phát điện. Đây là một thiết bị điện tử

thông minh đáp ứng được sự đòi hỏi cao về độ tin cậy. Ngoài ra

3

REG670 còn có khả năng phối hợp với nhau trong quá trình làm việc

để tạo một hệ thống bảo vệ dự phòng chắc chắn.

REG670 luôn tương thính với những yêu cầu bảo vệ của hầu

hết các nhà máy, trạm biến áp và đường dây truyền tải.

REG670 được giao tiếp với máy tính cài đặt thông qua phần

mềm PCM600 hoặc có thể cài đặt các chức năng và thông số của bảo

vệ thông qua hệ thống bàn phím trên relay.

1.2. CẤU TẠO RƠLE REG 670

Bao gồm phần cứng và giao diện người máy

Phần cứng gồm

Modul phản hồi tổng hợp UBM:

Modul nguồn cấp PSM

Modul số NUM:

1.3. CÁCH KẾT NỐI MÁY TÍNH VỚI RƠLE REG 670.

Kết nối máy tính cài đặt với relay giúp ta kiểm tra, thay đổi

thông số cài đặt cũng như tải những dữ liệu cần thiết khi phân tích,

đánh giá sự cố.

1.4. ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT

Thông qua việc tìm hiểu chức năng, cấu tạo và cách kết nối

với rơle qua phần mềm PCM 600 giúp hiểu rõ hơn về cấu hình và

nguyên lý của các rơle bảo vệ

Nắm rõ chức năng, cấu tạo giúp người vận hành làm chủ các

cảnh báo bất thường trên rơle cũng như nhiệm vụ của rơle

Cách kết nối phải theo 01 trình tự nhất định các bước thì mới

thực hiện kết nối được

Trong quá trình kết nối yêu cầu phải lưu ý lưu, sao các bộ dữ

liệu các chức năng bảo vệ cẩn thận, khoa học tránh nhầm lẫn.

Việc nắm bắt cấu hình giúp người vận hành truy cập nhanh và

chính xác các thông tin khi có sự cố và tình trạng làm việc bình thường

của rơle

4

CHƯƠNG 2

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA RƠ LE REG 670

BẢO VỆ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 HIỆN NAY

2.1. SƠ ĐỒ BẢO VỆ TỔ MÁY

Hình 2.1 .Sơ đồ bảo vệ tổ máy

2.2. SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI MẠCH DÒNG ÁP BẢO VỆ

Tại các relay REG670 tín hiệu dòng áp được đưa vào 2 modul

đầu vào là TRM1 và TRM2.

Đấu nối mạch dòng, áp tại relay REG670 đặt tại tủ bảo vệ

RJ1A.

Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1

5

Hình 2.2: Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1

2.3. CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG NAI 3

2.3.1 Tủ RJ1A

2.3.1.1. Chức năng 87G (bảo vệ so lệch dọc máy phát)

Nguyên lý bảo vệ

- Ngắn mạch giữa các cuộn dây của stator thường gây nên dòng

rất lớn, khi xảy ra ngắn mạch thường gây nên hỏng cách điện,cuộn dây

và lõi stator. Vì vậy khi xảy ra sự cố ngắn mạch giữa các cuộn dây

trong stator thì cần được loại trừ nhanh nhất.

Sơ đồ nguyên lý

- Vị trí Vùng bảo vệ so lệch máy phát là vùng được bảo vệ giữa

2 CT, CT phía sau trung tính máy phát và CT phía sau máy cắt đầu cực

Nguyên lý tác động của bảo vệ.

6

Khi có ngắn mạch trong vùng

Idiff_L1 2.IL1n lớn hơn nhiều so với dòng hãm nên bảo vệ sẽ

tác động.

Khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ

Idiff_L1 = IKCB (dòng điện không cân bằng chạy trong

CT) nhỏ hơn nhiều so với dòng điện hãm nên bảo vệ không tác động.

Tính toán cài đặt dòng so lệch

Tính toán dòng khởi động nhỏ nhất: idmin để tránh dòng

không cân bằng do CT máy phát

- IdMin = Kre1 x Ier.n x IG.N = 1.5 x 0.02 x 3881.5 = 116.445A

- Krel: là hệ số cân bằng = 1,5

- nerI : là sai số CT: lấy 0,06 cho 10P; 0,02 cho 5P.

- NGI : Dòng định mức của máy phát: 3881,5 A.

IB: 3881.5 A ( IB: là dòng định mức)

IdUnre: 10IB (tác động không điều khiện)

Thời gian tác động: 0 s

Vùng 1 Vùng 2 Vùng 3

IdMin: 0.2IB Dòng hãm: 3IB Độ dốc đặc tuyến: 80%

Dòng hãm: 0.5IB Độ dốc đặc tuyến: 30%

Độ dốc đặc tuyến: 0%

7

Đặc tuyến dòng so lệch

Đặc tuyến so lệch máy phát 87G

- Đường đặc tính này được xây dựng bởi 5 giá trị thông số

+ IdMin (độ nhạy của vùng 1, đặt theo dòng định mức)

+ EndSection1 (điểm cuối của vùng 1, đặt theo dòng định mức)

+ EndSection2 (điểm cuối của vùng 2, đặt theo dòng định mức)

+ SlopeSection2 (độ dốc của vùng 2, tính theo phần trăm)

+ SlopeSection3 (độ dốc của vùng 3, tính theo phần trăm)

- Vùng Operate unconditionally ( vùng bảo vệ không điều

kiện) : Ở vùng này dòng so lệch quá lớn 87G sẽ tác động không cần

quan tâm dòng hãm Ibias, với độ lớn được tính như sau:

+ Idnre = 10*Ibase , thời gian tác động 0s

- Vùng Operate conditionally ( vùng bảo vệ có điều kiện

dòng hãm Ibias): với độ lớn của dòng tác động thấp nhất là

Idmin = 0.2*Ibase, thời gian tác động 0s

+ Section 1 (Vùng 1): là vùng nhạy nhất của đặc tính. Trong

vùng 1, dòng điện chạy bình thường trong các mạch dòng và máy biến

dòng, nguy cơ xảy ra sự cố so lệch thấp. Với máy phát nguyên nhân duy

nhất tạo dòng so lệch trong vùng này là sai số của CT ở hai phía. Khi

8

dòng hãm nhỏ hơn dòng định mức Id > Idmin thì 87G sẽ tác động. Thông

thường dòng hãm sẽ được đặt bằng dòng định mức.

+ Section 2(vùng 2): khi dòng hãm lớn hơn dòng định mức từ 1

đến 3 lần. Trong trường hợp này dòng ngắn mạch lớn dẫn đến sai số

của CT tăng, vì vậy 1 độ dốc được thiết lập để chống tác động nhầm

khi ngắn mạch ngoài vùng

+ Section 3(vùng 3): khi dòng hãm lớn hơn dòng định mức từ

3.5 lần. Trong trường hợp này dòng ngắn mạch lớn dẫn đến sai số của

CT tăng, vì vậy 1 độ dốc được thiết lập để chống tác động nhầm khi

ngắn mạch ngoài vùng

Tác động

- Bảo vệ so lệch máy phát sẽ tác động khi xảy ra ngắn mạch

trong vùng bảo vệ, khi bảo vệ được tác động sẽ đi trip máy cắt kích từ,

máy cắt đầu cực, và đi dừng máy.

- Bảo vệ so lệch máy phát sẽ không tác động ngoài vùng bảo vệ.

Chức năng tác động : 87G

Gửi tín hiệu lên LCU x

Dừng máy x

Trip FCB cuộn trip 1 x

Khởi tạo chống lỗi máy cắt đầu

cực 901

x

Trip GCB 901 cuộn trip 1 x

2.3.1.2 Chức năng 51GN (Bảo vệ so lệch ngang máy phát)

2.3.1.3 Chức năng 24G (Bảo vệ quá kích từ máy phát)

2.3.1.4 Chức năng 59 (Bảo vệ quá điện áp)

2.3.1.5 Chức năng 27/50 (Bảo vệ đóng điện nhầm khi máy ngừng)

2.3.1.6 Chức năng 21 (Bảo vệ trở kháng thấp)

2.3.1.7 Chức năng 40 (Bảo vệ mất kích từ)

2.3.1.8 Chức năng 32 (Bảo vệ công suất ngược)

2.3.1.9 Chức năng 81 H,L (Bảo vệ quá tần số, kém tần số)

2.3.1.10 Chức năng 46 (Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch)

9

2.3.1.11 Chức năng 49G (Bảo vệ quá tải máy phát)

2.3.1.12 Chức năng 27 (Bảo vệ kém áp)

2.3.1.13 Chức năng 50BF (Bảo vệ lỗi máy cắt GCB1)

2.3.1.14 chức RELAY SPAJ140C – Bảo vệ quá dòng rotor 51R

2.3.2 Tủ APG2 (RJ1B)

2.3.2.1 Chức năng 51GN (Bảo vệ so lệch ngang máy phát)

- Giống bảo vệ 51GN tủ RJ1A

2.3.2.2 Chức năng 64R (Bảo vệ chạm đất rotor)

2.3.2.4 Chức năng 24G (Bảo vệ quá kích từ máy phát)

- Giống bảo vệ 24G của tủ RJ1A

2.3.2.5 Chức năng 59 (Bảo vệ quá điện áp máy phát)

- Giống bảo vệ 59 của tủ RJ1A

2.3.2.6 Chức năng 59N,64N (Bảo vệ chạm đất stator 0-95%, và

95%-100%)

2.3.2.7 Chức năng 38 (Bảo vệ dòng điện trục)

2.3.2.8 Chức năng 27/50 (Bảo vệ máy dừng)

Giống relay 27/50 của tủ RJ1A

2.3.2.9 Chức năng 21 (Bảo vệ trở kháng thấp)

- Giống relay 21 của tủ RJ1A

2.3.2.10 Chức năng 40 (Bảo vệ mất kích từ)

- Giống relay 40 của tủ RJ1A

2.3.2.11 Chức năng 32 (Bảo vệ công suất ngược)

- Giống relay 32 của tủ RJ1A

2.3.2.12 Chức năng 81 H,L (Bảo vệ quá tần số, kém tần số)

- Giống relay 81 H,L của tủ RJ1A

2.3.2.13 Chức năng 78 (Bảo vệ mất đồng bộ)

2.3.2.14 Chức năng 46 (Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch)

- Giống chức năng bảo vệ 46 của tủ RJ1A

2.3.2.15 Chức năng 49G (Bảo vệ quá tải máy phát)

- Giống chức năng bảo vệ 49G của tủ RJ1A

2.3.2.16 Chức năng 27 (Bảo vệ kém áp)

10

- Giống chức năng bảo vệ 27 của tủ RJ1A

2.3.2.17 Chức năng 50BF (Bảo vệ chống lỗi máy cắt đâu cực)

- Giống chức năng bảo vệ 50BF của tủ RJ1A

2.4 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ

- Các chức năng bảo vệ nêu trên của Rơle REG 670 đã được thiết

kế, tính toán cài đặt các giá trị cụ thể, đảm bảo chống được các dạng sự

cố của máy phát

- Việc tìm hiểu nguyên lý làm việc, tín hiệu đấu nối cho bảo vệ. đặc

tính và tính toán cài đặt cho các chức năng rơ le bảo vệ máy phát giúp cho

người vận hành nắm rõ từng chức năng bảo vệ thông qua đó làm cơ sở cho

việc tiến hành đánh giá, thử nghiệm chất lượng rơle .

- Mỗi máy phát được thiết kế 02 tủ bảo vệ với các chức năng bảo

vệ được dự phòng cho nhau, tăng cường khả năng làm việc và đảm bảo

an toàn cho vận hành máy phát.

- Mỗi chức năng cài đặt đều có thông số và nguyên lý làm việc

khác nhau nhưng kết quả chung lại là sự phối hợp tác động đảm bảo để

vận hành máy phát an toàn, ổn định.

- Các giá trị cài đặt và tác động đầu ra đảm bảo cho máy phát vận

hành an toàn khi có các sự cố nội bộ cũng như bên ngoài

- Một số các bảo vệ như 87T, 78, 21 đưa thêm các thành phần

hãm vào để nâng cao sự làm việc tin cậy tránh tác động nhầm gây sự cố

chủ quan.

CHƯƠNG 3

THỬ NGHIỆM KIỂM TRA LÀM VIỆC CỦA CÁC CHỨC

NĂNG BẢO VỆ VỚI PHẦN MỀM GIAO TIẾP

RƠ LE PCM 600.

3.1. THỬ NGHIỆM CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ

Quy trình thử nghiệm các chức năng bảo vệ

Sơ đồ Đấu nối các thiết bị thử nghiệm

11

Hình 3.1- Sơ đồ kết nối điển hình mạch đo giữa hợp bộ CMC 256Plus

với rơ le quá dòng điện (Ví dụ: Model REG670)

a)- Cổng đầu ra dòng điện; b)- Cửa tín hiệu đầu vào nhị phân

Hình 3.3- Giao diện phần mềm Quick CMC điều khiển hợp bộ

CMC256plus

12

- Trước khi thử phải tải các File gốc(setting, cấu hình...) về lưu

trong máy tính, Exported ra một bản riêng cần sửa các giá trị Setting để

thử.

- Máy tính (LAPTOP) có cài đặt phần mềm PCM 600 giao tiếp

với các relay số REG 670; cài đặt phần mềm “TEST UNIVERSE” giao

tiếp với hợp bộ thử nghiệm relay

- Khi thử chức năng nào thì “ON” chức năng đó.Các chức

năng còn lại “OFF”.

Các hạng mục thử nghiệm

- Kiểm tra SETING :Có thể kiểm tra trực tiếp trên Rơle hoặc từ

phần mềm PCM 600:

- Kiểm tra đo lường

- Kiểm tra các chức năng bảo vệ

- Kiểm tra mạch trip

Quy trình thử nghiệm cụ thể như sau:

Bước 1: Thiết lập sơ đồ đấu nối mạch đo (xem hình 3.1).

Bước 2: Kết nối dây nối đất đến vị trí nối đất của hợp bộ thử

nghiệm CMC 256plus.

13

Bước 3: Kết nối dây từ nguồn điện 220VAC đến đầu vào nguồn

nuôi của hợp bộ thử nghiệm CMC 256plus.

Bước 4: Đấu nối dây dẫn mạch dòng,áp từ vị trí 1, 2, 3, N của

cửa phát dòng điện ra, tương ứng đến các đầu vào pha A, B, C, N mạch

dòng,áp của rơ le.

Bước 5: Từ cửa tín hiệu đầu vào nhị phân vị trí số 1, đấu 2 dây

vào tiếp điểm đầu ra khởi động hoặc tác động của rơ le.

Bước 6: Bât nguồn máy đo, kết nối máy tính với máy đo, khởi

động phần mềm điều khiển máy đo:Test Universe Start Page 2.41 SR1

vào mục Quick CMC hiện ra giao diện như 0.

Bước 7: Cài đặt giá trị cho rơ le và tiến hành cho mức tải/điểm

đo đầu tiên như sau:

Đưa giá trị dòng điện, điện áp ban đầu vào rơ le vào pha A,

Đưa giá trị dòng điện, điện áp kết thúc vào.

Chờ đến khi rơ le tác động, đèn báo mục Trip sáng. Thời gian

tác động hoặc khởi động xác lập hiển thị ở mục Trip.

Ghi số liệu thời gian đo được lại.

Bước 8: Lặp lại bước 7 đối với giá trị nhập vào Pha B, Pha C.

3.2. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VỚI

PHẦN MỀM PCM 600

Thử nghiệm các chức năng của tủ RJ1A.

- Hợp bộ thử nghiệm: CMC 256.

- Sai số cho phép: ± 5% so với giá trị đặt, tính toán.

Bảo vệ dưới điện áp (27)

- Bảo vệ quá điện áp (59)

- Bảo vệ quá tần số, kém tần số (81H, L):

Chức năng 81H

- Chức năng 81L

- Bảo vệ quá kích từ (24G) :

- Bảo vệ công suất ngược: (32)

Bảo vệ mất kích từ (40)

14

- Bảo vệ trở kháng thấp (21)

- Bảo vệ 27/50 (50AE)

- Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch: (46)

Bảo vệ quá tải máy phát: (49G)

- Bảo vệ so lệch máy phát: (87G)

- Bảo vệ lấy tín hiệu từ BAT LV CT 5000/1A và G NEUTRAL

SIDE CT 5000/1A ,

- Thử đo lường BAT LV CT 5000/1A

Giá trị bơm

(A)

Giá trị hiển thị (A)

Giá trị tính

toán(A) Pha A Pha B Pha C

1

4995 00 5005 0240 4993 0120

5000 Sai số (%)

-0,1 0,1 -0,14

- Quy ước:

+Tín hiệu từ BAT LV CT 5000/1A: I1

+G NEUTRAL SIDE CT 5000/1A: I2

- Thử IdMin:

87G: IdMin

phía I1 Thử 3 pha Thử pha A Thử pha B Thử pha C

I tác động (A) 0,157 0,157 0,157 0,157

I tính toán (A) 0,155

Sai số % I 1,29

Thời gian tác

động(s) 0,04

Thời gian cài

đặt t(s) 0

15

87G:

IdMin phía

I2

Thử 3 pha Thử pha A Thử pha B Thử pha C

I tác động

(A) 0,157 0,157 0,157 0,157

I tính toán

(A) 0,155

Sai số % I 1,29

Thời gian

tác động (s) 0,036

Thời gian

cài đặt t (s) 0

-Thử độ dốc bộ phận 2 (30%):

87G: Bơm I1

cố định,

Thay đổi I2

Thử 3 pha Thử pha A Thử pha B Thử pha C

Ghi

chú

I 1 bơm(A) 1,55 1,55 1,55 1,55

Bơm

góc

lệch

pha 2

phía =

1800

I2 tác

động(A) 1,045 1,045 1,045 1,045

I2 tính toán

(A) 1,046 1,046 1,046 1,046

Sai số % I -0,09 -0,09 -0,09 -0,09

Thời gian tác

động (s)

0,03

Thời gian cài

đặt t(s) 0

-Thử độ dốc bộ phận 3(80%):

87G: Bơm

I1 cố định,

Thay đổi I2

Thử 3 pha Thử pha A Thử pha B Thử pha C

Ghi chú

I 1 bơm(A) 3,88 3,88 3,88 3,88 Bơm góc

16

I2 tác

động(A) 1,9 1,9 1,9 1,9

lệch pha

2 phía =

1800

I2 tính toán

(A) 1,9 1,9 1,9 1,9

Sai số % I 0 0 0 0

Thời gian tác

động (s)

0,03

Thời gian cài

đặt t(s) 0

- Trip GCB, FCB, Shutdown, Signal: tiếp điểm tác động tốt.

Bảo vệ so lệch ngang máy phát (51GN)

- Relay SPAJ140C: (K3) Bảo vệ quá tải Rotor

- Thử nghiệm các chức năng của tủ RJ1B

Bảo vệ dưới điện áp (27)

- Bảo vệ quá điện áp (59)

- Bảo vệ quá tần số, kém tần số (81H, L):

Chức năng 81L:

- Bảo vệ quá kích từ (24G)

Bảo vệ trở kháng thấp (21)

Bảo vệ mất kích từ (40)

- Bảo vệ 27/50

Bảo vệ công suất ngược: (32)

- Bảo vệ quá tải máy phát: (49G)

- Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch: (46)

- Bảo vệ so lệch ngang máy phát (51GN)

- Bảo vệ chạm đất 0-95% stator (59N) và 95-100% stator (64N):

- Bảo vệ chạm đất Rotor: (64R)

3.3. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ

- Thông qua việc thực hiện quy trình thử nghiệm giúp người

vận hành nắm bắt làm chủ được các chức năng bảo vệ.

- Việc kiểm tra các thông số đo lường, thử nghiệm tác động

locgic hay thử nghiệm chức năng bảo vệ giúp đánh giá và phát hiện kịp

17

thời sự làm việc không ổn định của thiết bị cũng như không chính xác

của các chức năng bảo vệ từ đó có các phương án thay thế hiệu chỉnh

phù hợp.

- Kết quả thử nghiệm các chức năng bảo vệ cho thấy các chức

năng của Rơ le làm việc chính xác, đảm bảo điều kiện cài đặt ban đầu.

một số các thông số có sai số tuy nhiên giá trị nằm trong giới hạn cho

phép và không ảnh hưởng đến sự làm việc an toàn của thiết bị

- Hệ thống bảo vệ tổ máy đủ điều kiện đưa vào vận hành.

- Các chức năng đã làm việc đúng và tác động theo đúng giá trị

cài đặt ban đầu. Các tín hiệu tác động bảo vệ truyền cắt tốt

- Chức năng 78 không giả lập được do không có đủ bộ thông số

đầu vào của đường dây.

CHƯƠNG 4

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VẬN HÀNH MÁY PHÁT KHI SỰ CỐ

BÊN TRONG VÀ BÊN NGOÀI

4.1. THÔNG SỐ MÁY PHÁT, ĐƯỜNG DÂY

Nhà máy Đồng Nai 3 gồm 02 tổ máy có tổng công suất

180Mw; điện áp danh định là 15,75KV. Được kết nối với hệ thống điện

quốc gia qua 02 máy biến áp tăng áp 106MVA-15,75/230 KV và phát

lên hệ thống điện quốc gia thông qua đường dây 220KV mạch kép loại

dây AC 400/51 dài 30,6km từ nhà máy Đồng Nai 3 về trạm biến áp

500KV ĐăkNông.

Thông số Máy Phát:

- Loại : SF90-28/7600

- Hãng : DEC, China

- Công suất định mức: 105,9 MVA (90MW)

- Cos φ: 0,85

- Điện áp định mức: 15,75 kV

- Dòng điện định mức : 3881 A

- Tốc độ quay định mức: 214 vòng/ phút

- Tần số định mức: 50 Hz

18

- Tốc độ quay lồng tốc định mức: 420 vòng/phút

- Công suất Qđm phát ra (Uđm, 0,85): 55,81 MVAR

- Công suất Qđm nhận vào (Uđm, 0,85): 55,81 MVAR

- Tổng tổn thất máy phát: 1720 kW

- Cấp cách điện : F

Thông số đường dây:

- Độ dài: 30,6 Km

- Mã Dây: AC 400

- Dòng định mức: 900 A

- R1: 0,075 Ohm/Km

- X1: 0,413 Ohm/Km

- R0: 0,211 Ohm/Km

- X0: 1,4455 Ohm/Km

4.2. PHÂN TÍCH VẬN HÀNH

Nhà máy Đồng Nai 3 được nối vào hệ thống thông qua đường

dây 220Kv mạch kép Đồng Nai 3- ĐăkNông. Nên chế độ vận hành phát

công suất của nhà máy Đồng Nai 3 phát ra hầu hết ảnh hưởng đến trào

lưu truyền tải từ phía 220KV lên phía 500KV trạm biến áp 500KV

ĐăkNông; Đồng Thời khi có sự cố trên đoạn đường dây 220KV hay

khu vực trạm 500KV đều có ảnh hưởng đến sự ổn định và vận hành của

02 tổ máy nhà máy Đồng Nai 3 và Lưới truyền tải trong khu vực phía

Nam.

Để Đánh giá xét các trường hợp:

Sự cố tổ máy phát: 01 tổ mát phát (tương ứng cắt tải 100%)

Sự cố 01 mạch đường dây 220Kv Đồng Nai 3 – ĐăkNông.

Chế độ phụ tải: xét ở chế độ phụ tải cực đại; 02 tổ máy phát

tối đa công suất.

Đánh giá chế độ ổn định quá độ trên cơ sở phối hợp thực tế

của các rơle bảo vệ trên lưới, đường dây truyền tải và máy phát nhà

máy Đồng Nai 3; Các bảo vệ đường dây 220KV bao gồm 87L, 21 có

truyền cắt theo sơ đồ POTT. Do vậy thời gian tác động các rơle bảo vệ

đối với các sự cố được coi như tức thì . có độ trễ thời gian tùy theo phối

hợp giữa các bảo vệ.

19

4.3. ỨNG DỤNG MÁY CHỤP SÓNG 16 KÊNH WR300-UM-153

Mô tả thiết bị

- Tên thiết bị: Máy chụp sóng 16 kênh WR300-UM-153.

- Kiểu: WR300-UM-153.

- Nhà chế tạo: Nhật bản

Quá trình Thực hiện ghi dạng sóng

Để tiến hành ghi dạng sóng ta tiến hành theo các bước sau:

Bước 1: cấp nguồn cho thiết bị

Bước 2: đấu nối các đầu vào đo

Bước 3: tiến hành cài đặt thông số

Bước 4: nhấn phím START/STOP và tiến hành đọc thông số

dạng sóng. Ta được màn hình sau:

Hình 4.11. Màn hình hiển thị đo lường dạng sóng

(1). Vùng hiển thị chế độ đo: hiển thị chế độ đo hiện hành được

chọn.

(2). Vùng hiển thị ngày/giờ: hiển thị ngày/giờ tại thời điểm đo.

(3). Vùng hiển thị tốc độ in (ghi) biểu đồ.

(4). Hiển thị trạng thái đang làm việc của thiết bị: ví dụ: thiết bị

báo “Awaiting trigger” khi đó thiết bị đang đợi để hiển thị tín hiệu

20

trigger

(5). Vùng giám sát: hiển thị các giá trị tín hiệu đầu vào cho mỗi

kênh.

(6). Vùng hiển thị vị trí: hiển thị các vị trí tín hiệu đầu vào cho

mỗi kênh.

(7). Vùng hiển thị cửa sổ các cài đặt/dạng sóng: hiển thị dạng

sóng của các tín hiệu đo lường

(8). Vùng hiển thị biên độ: hiển thị độ rộng vùng (biên độ) cho

giới hạn đặt.

(9). Giới hạn tỉ lệ dưới: hiển thị giới hạn dưới của tỉ lệ đặt cho

mỗi kênh.

(10). Giới hạn tỉ lệ trên: hiển thị giới hạn trên của tỉ lệ đặt cho

mỗi kênh.

(11). Chú thích kênh: hiển thị chú thích của người sử dụng cho

mỗi kênh.

4.4. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CẮT TẢI 01 MÁY PHÁT

Sơ đồ thử nghiệm

Xét Trường hợp cắt tải 01 máy phát tương đương mất tải đột

ngột do sự cố 01 đường dây 220K ĐăkNông

4.4.1. Trường hợp Sa thải tải tại MC 902

Ứng với trường hợp sự cố trong vùng bảo vệ nội bộ máy phát:

Trường hợp này các bảo vệ bao gồm: 87 G, 21G, 49G, 24G; 64R,

Với tải là 100% Pđm , Q= 33.5 Mvar

21

- Các thông số đo được :

- Tốc độ lớn nhất ; 153.0% tốc độ định mức

- Áp lực trước buồng xoắn lớn nhất : 1.389 Mpa

- Dòng kích từ lớn nhất : 989.478A

- Điện áp máy phát lớn nhất : 17.22 KV

- Thời gian ổn định của tần số : 50s

- Thời gian ổn định của điện áp : 40s

Hình 4.7: Cắt tải với 100%Pđm tại MC 271,273

Khi có sự cố trên đường dây. Do dao động trên lưới, ảnh

hưởng đến ,đường dây và máy phát, các bảo vệ sẽ tác động cắt máy cắt

đầu đường dây; tốc độ tổ máy sẽ tăng lên do mất tải, do tải lớn nên tốc

độ vượt định mức cấp 2. Các thông số khác như áp kích từ tăng lên

vượt quá giá trị định mức, tổ máy bị lồng tốc cấp 2.

4.4.3 Trường hợp cắt tải đồng thời cả 02 tổ máy

Với tải 100%Pđm

Các thông số đo được :

Tốc độ lớn nhất H1 =173,6 % tốc độ định mức

Tốc độ lớn nhất H2 =151,7 % tốc độ định mức

Áp lực trước buồng xoắn lớn nhất : 1.430 Mpa

Dòng kích từ lớn nhất : 950.86A

22

Điện áp máy phát lớn nhất : 16,98 KV

Thời gian ổn định của tần số : 50s

Thời gian ổn định của điện áp : 30s

Hình 4.8: Cắt tải 100%Pđm 02 tổ máy

Trường hợp khi sự cố đường dây hay dao động lưới lớn ảnh

hưởng đến cả 02 máy phát thì khi thử nghiệm tác động sự cố cho thấy

cả 02 máy phát khi đang phát đầy tải mà cắt tải đột ngột thì xảy ra lồng

tốc cấp 2 của cả 02 tổ máy. Khi đó các bảo vệ sẽ làm việc để tách tổ

máy ra khỏi lưới. Theo biểu đồ trên khi đó cánh hướng đóng lại nhanh

để hạn chế tốc độ tổ máy. Các bảo vệ phần điện liên quan máy phát

hoạt động đảm bảo tách máy phát khỏi lưới an toàn.

4.5. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ

Kết quả thử nghiệm khi cắt tải 01 tổ máy tương ứng với cắt

tải đột ngột do sự cố 01 đường dây 220KV đăknông cho thấy thời gian

ổn định của tần số và điện áp nằm trong giới hạn cho phép. Khi sự cố

xảy ra hệ thống vẫn làm việc ổn định. Các máy phát trong các trường

hợp thử nghiệm đều đáp ứng tốt, Đường dây còn lại vẫn làm việc bình

thường.

Khi xảy ra sự cố dao động lưới, máy phát đáp ứng tốt, các

chức năng bảo vệ tác động cắt máy cắt đường dây. Hoặc máy cắt đầu

cực để đảm bảo tách tổ máy ra khỏi sự cố. Phối hợp trên đường dây

23

truyền tải nếu sự cố thoáng qua thì đóng lập lại và hòa lại tổ máy.

Trường hợp tách hẳn 01 đường dây nhưng sự cố chưa ảnh hưởng đến

máy phát. Thì tổ máy vẫn vận hành bình thường và truyền tải công suất

trên xuất tuyến còn lại , tùy theo khả năng đáp ứng. Mức độ sự cố và sự

phối hợp giữa các bảo vệ.

Kết quả thử nghiệm cắt tải cho thấy khả năng đáp ứng của

máy phát khi làm việc nối lưới đồng thời cho thấy các chức năng bảo

vệ của Rơle REG 670 làm việc tin cậy và ổn định, đảm bảo an toàn cho

tổ máy vận hành khi có các sự cố nội bộ máy phát và các sự cố do ảnh

hưởng từ bên ngoài như dao động lưới hoặc sự cố 01 đường dây truyền

tải 220KV ĐăkNông.

Khi cắt tải bằng MC đầu cực 902 hoặc 271, 273 thì thời gian

cũng như các thông số, điện áp, tốc độ tổ máy có lệch nhau; Khi cắt tại

MC 902 thì do tổ máy có điều chỉnh tốc độ tự động, nên xét cùng tải

Pmax = 100% thì tốc độ khi cắt tại máy cắt đầu cực ít bị vọt lố hơn so

với khi cắt tại máy cắt 271, 273.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

- Việc tìm hiểu ứng dụng role REG 670 trong bảo vệ máy phát

nhà máy Đồng Nai 3 là rất cần thiết và thiết thực trong việc làm chủ các

thiết bị kỹ thuật số, đáp ứng được nhu cầu về áp dụng khoa học kỹ thuật

công nghệ trong thời kỳ phát triển công nghiệp mới.

- Luận văn đã nghiên cứu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý làm

việc chung của các rơle bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai 3

- Áp dụng phần mềm PCM 600 và hợp bộ thử nghiệm đánh giá

kiểm tra thử nghiệm được các giá trị cài đặt và locgic làm việc của các

chức năng bảo vệ máy phát .

- Giúp người vận hành và sửa chữa nắm bắt được quá trình thử

nghiệm một chức năng cơ bản tử đó tiến hành thực nghiệm. Kết quả thử

24

nghiệm trong chương 3 cho thấy sự làm việc tin cậy an toàn của các chức

năng bảo vệ đảm bảo cho tổ máy an toàn khi làm việc nối lưới.

- Sử dụng phần mềm chụp sóng đánh giá được sự làm việc của tổ

máy khi có dao động lưới; cụ thể là sự cố cắt tải đột ngột hay tương ứng

sự cố cắt 01 mạch đường dây truyền tải 220KV. Kết quả thử nghiệm

cho thấy máy phát nhờ có các chức năng bảo vệ cơ bản đã tác động tác.

Khi sự cố xảy ra máy phát có ảnh hưởng xong các kết quả đều nằm

trong giới hạn an toàn. Các chức năng hoạt trong role REG 670 đã đáp

ứng đầy đủ và an toàn đảm bảo cho việc vận hành máy phát chống lại

các dạng sự cố nội bộ và bên ngoài ảnh hưởng đến máy phát.

- Kiến nghị :

- Hạn chế của phần mềm PCM600 Với chức năng 78 là chức

năng bảo vệ tổ máy khi có dao động lưới; tuy nhiên phần mềm PCM

600 chưa thực hiện kiểm tra được. Vì yêu cầu tổ máy phải nối lưới,

đồng thời phải bổ sung thêm các thông số hệ thống lưới thì mới mô

phỏng thử nghiệm kiểm tra được.

- Nghiên cứu sâu hơn nữa về role REG 670 đồng thời thiết kế giả

lập 01 bộ thông số lưới để kiểm tra thử nghiệm chức năng 78, đồng thời

mở rộng mô phỏng thêm trong trường hợp sự cố 01 MBT trạm 500KV

Đăk Nông, sau đó phân tích và đánh giá sự làm việc và đáp ứng của các

tổ máy nhà máy Đồng Nai 3 và hệ thống mạch đường dây truyền tải.

- Mở rộng nghiên cứu phân tích thêm các loại rơle khác làm căn

cứ so sánh với rơle đang sử dụng REG 670 và đánh giá phân tích

mở rộng.