Cơ khí chế tạo máy - Chuyên đề Tự động hoá mạch vòng lưới phân phối

Chuyên đề: TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG LƯỚI PHÂN PHỐI GVHD : Ths. Lê Vân GVD : Ths. đoàn Ngọc Minh Tú CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ LPP PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ LPP NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH TRONG LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Máy cắt và rơle Recloser Cầu chì Thiết bị phân đoạn ( Sectionlizer) MÁY CẮT/RƠLE Máy cắt :  Máy cắt dầu  Máy cắt không khí nén  Máy cắt từ khí  Máy cắt khí SF6 CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH TRONG LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  Máy cắt chân không. Rơle :  Rơle quá dòng  Rơle đóng lặp lại. THIẾT BỊ TRỌN BỘ GỒM MC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN. Máy cắt tự động đóng lặp lại (Recloser) CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH TRONG LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN RECLOSER CẦU CHÌ : THIẾT BỊ BVQD ĐƠN GIẢN SỬ DỤNG RỘNG RÃI : CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH TRONG LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ĐẶC TUYẾN TCC CỦA CẦU CHÌ 15K-TIN  BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY  BẢO VỆ MBA  BẢO VỆ TỤ THIẾT BỊ PHÂN ĐOẠN (SEC) : KHÔNG CÓ KHẢ NĂNG CẮT DÒNG SỰ CỐ  ĐẾM ĐƯỢC SỐ LẦN MỞ CỦA THIẾT BỊ PHÍA TRƯỚC CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH TRONG LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  MỞ : SỐ LẦN ĐẾM >= SỐ LẦN TÁC ĐỘNG MỞ CỦA THIẾT BỊ PHÍA TRƯỚC.  Các thiết bị bảo vệ phải có ba chức năng cơ bản sau :  Đóng cắt không tải  Đóng cắt các dòng làm việc bình thường CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH TRONG LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  Đóng cắt dòng ngắn mạch PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Cầu chì - cầu chì Recloser - cầu chì Rơle - cầu chì Recloser - Recloser Rơle - Recloser Phối hợp của SEC - Recloser/cầu chì CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG : 1. Phạm vi bảo vệ : Thiết bị gần sự cố nhất sẽ tác động trước khi thiết bị kế nó về phía nguồn tác động. PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2. Khi chọn lựa và cài đặt các TBBV cần đảm bảo :  Cho tất cả các sự cố một cơ hội thoáng qua  Chỉ ngắt hẳn thiết bị bảo vệ đối với các sự cố duy trì.  Khi cắt chỉ cô lập một phần nhỏ nhất của đường dây bị sự cố. CẦU CHÌ - CẦU CHÌ : Phương pháp : 1.Phối hợp theo kinh nghiệm 2. Sử dụng bảng phối hợp Cầu chì dự phòng 65T Cầu chì bảo vệ 40T PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3. Sử dụng các đường TCC Luật 75% Max(t CCBV) < 75% t CCDP IPHMAX RECLOSER - CẦU CHÌ :  Recloser trải qua toàn bộ chuỗi hoạt động của nó mà không làm cầu chì phía nguồn chảy Mục đích : CC1 PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Các lần tác động nhanh của recloser không làm cầu chì chảy Các lần tác động trễ của recloser đảm bảo cầu chì chảy trước khi recloser khoá hẳn RECLOSER CC2 RECLOSER - CẦU CHÌ PHÍA NGUỒN: Cầu chì Recloser 2500KVA 46/12,7K V 2A-2C MB A Hiệu chỉnh đường đặc tuyến  Do quá trình phát nhiệt PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ IPhmax = 2550A và tản nhiệt trong chu trình làm việc của recloser  Các TBBV được đặt ở hai cấp điện áp khác nhau RECLOSER - CẦU CHÌ PHÍATẢI: Nguyên tắc:  tcmin(chì) > K x tnhanh(Recloser) PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  tcmax(chì) < ttrễ(Recloser) RECLOSER - RECLOSER:  Chọn Imin trip Phương pháp : dựa trên các đường đặc tuyến TCC PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------   t đủ lớn để tránh tác động đồng thời RECLOSER - RECLOSER: Đặc điểm phụ trợ của Recloser :  Phối hợp theo thứ tự PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  Trạng thái ngắt tức thời (High current trip)  Trạng thái khoá dòng cao (High current lockout) Recloser 2Recloser 1 MBA F1 2A2B 2A2B RECLOSER - RECLOSER: PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ AA Mở B AA B BĐóng Mở Đóng RECLOSER - RECLOSER: Đặc điểm phụ trợ của Recloser : Trạng thái ngắt dòng tức thời PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Trạng thái khoá tức thời Nguyên tắc phối hợp của SEC : IkđSEC = 80% Ikđ TB phía nguồn Số lần đếm được đặt phải ít hơn số lần tác động của SECTIONALIZER : PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ thiết bị phía trước Thời gian nhớ của SEC phải được phối hợp với thời gian ngắt và đóng lại của thiết bị phía nguồn. Xét một thí dụ : SECTIONALIZER : RECLOSER1 2A2C RECLOSER2 2A2C 3 lần đếm PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ F1 SEC SECTIONALIZER : Giản đồ thời gian: THỜI GIAN NHỚ CỦA SEC Sec đếm lần 3 Sec đếm lần 1 Sec đếm lần 2 SEC MỞ PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ CHÍNH LPP ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ R1, R2 : LÀ KHOẢNG THỜI GIAN ĐÓNG LẠI LẦN 1 VÀ LẦN 2. 1 2 3 R2R1 t THỜI GIAN DỰ TRỮ Dòng sự cố TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Một số hiệu quả : TĐH kết hợp với hệ thống SCADA hỗ trợ đắc lực và kinh tế trong vận hành HTĐ. Giảm tổn thất. Tăng độ tin cậy cung cấp điện. Giảm sai sót trong điều độ vận hành.  Giảm chi phí vận hành. TỰ ĐỘNG HOÁ BVRL TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Tự động hoá tập trung Tự động hoá phân tán Alternate FeederSw2Sw1 Sw3 TỰ ĐỘNG HOÁ TẬP TRUNG TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Normally openclosed Normally closed Normally MC Cấu trúc  Máy cắt (hoặc Recloser) đầu tuyến  Các dao cách ly tự động  Hệ thống thông tin Normally Alternate FeederSw2 Normally Sw1 Normally Sw3MC TỰ ĐỘNG HOÁ TẬP TRUNG TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Máy cắt đầu tuyến nhận trách nhiệm bảo vệ cho toàn tuyến.  Cả xuất tuyến bị mất điện thoáng qua.  Độ nhạy có thể không đạt yêu cầu openclosed closed TỰ ĐỘNG HOÁ TẬP TRUNG Normally Alternate FeederSw2 Normally Sw1 Normally Sw3MC TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ HTTT : Yêu cầu phải đáp ứng tức thời Phải đảm bảo tin cậy 100%. Chi phí cho HTTT cao openclosed closed TỰ ĐỘNG HOÁ PHÂN TÁN Alternate Feeder Normally R2 Normally R1 Normally R3R Nomally TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Cấu trúc  Máy cắt (hoặc Recloser) đầu tuyến  Phân đoạn bằng các Recloser  Hệ thống thông tin openclosed closedclosed TỰ ĐỘNG HOÁ PHÂN TÁN R2R1R Alternate Feeder R3 Normally open Normally closed Normally closed Normally closed F1 TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Sử dụng các Recloser để phân đoạn : Chỉ các khu vực chịu ảnh hưởng của sự cố mới bị mất điện thoáng qua. Độ nhạy tăng cao. Có khả năng cắt dòng NM. Độ tin cậy của hệ thống được cải thiện TỰ ĐỘNG HOÁ PHÂN TÁN R2R1R Alternate Feeder R3 Normally open Normally closed Normally closed Normally closed F1 TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ HTTT : Chỉ cần đáp ứng yêu cầu chế độ trước và sau sự cố. Bổ sung cho việc thu thập và phân tích dữ liệu. Phục hồi lại cấu hình bình thường của mạng.  Tóm lại : để có được một sự đầu tư hợp lý cho LĐPP cần có một giải pháp đồng bộ giữa thiết bị động lực được trang bị trên lưới với HT Scada.  TĐHPT là xu thế phát triển trong thời gian tới. TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ TĐHPT được hiểu bao gồm cả sự hoạt động của Recloser trong MV Các qui tắc tự động hoá mạch vòng. Thông số cài đặt. TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Thí dụ điển hình. CÁC QUY TẮC TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG A CB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  Cách ly sự cố và định lại cấu hình cho hệ thống  Tự động phục hồi Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser Để Recloser hoạt động tốt trong sơ đồ TĐHMV cài đặt :  Điện áp đầu có điện  Thời gian quá độ của nguồn (ST) CÁC THÔNG SỐ CỦA TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  Thời gian phối hợp -T1  Thời gian reset CĐ ngắt một lần - SS  Thời gian chuỗi lớn nhất -T2  Thời gian tự động chuyển đổi (T1 + T2)  Hoạt động cách ly và định lại cấu hình A CB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C  Hoạt động cách ly và định lại cấu hình THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C  Hoạt động cách ly và định lại cấu hình THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C  Hoạt động cách ly và định lại cấu hình THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser  GIẢN ĐỒ THỜI GIAN Nguồn ĐIỆN ÁP HỆ THỐNG Mid Trip ST TÌNH TRẠNG NGUỒN Ở BỘ ĐIỀU KHIỂN T ÌN H T R Ạ N G L Ư Ớ I H O Ạ T Đ Ộ N G C Ủ A 'T Ự Feeder Trip Feeder Lockout Tie Close Fault CB Feeder Recloser LA TIMER Start Mid-Point Recloser H O Ạ T Đ Ộ N G C Ủ A 'T Ự Đ Ộ N G H O Á M Ạ C H V Ò N G ' T1 Close Tie Recloser T2 T1 Change setting Reset Start ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH NVVH đóng một Recloser đang mở TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : ON THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH A CB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C NVVH đóng một Recloser đang mở TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : ON ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Mid-Point đóng (Quy tắc E) TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : ON ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Mid-Point đóng (Quy tắc E) TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : ON ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : ON TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser TIE mở (Quy tắc F) ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : ON TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser TIE mở (Quy tắc F) ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : OFF TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser NVVH: Đóng Recloser đang mở Mở Tie Recloser ACB Mid-Point Recloser Feeder Recloser B C THÍ DỤ ĐIỂN HÌNH  Phục hồi lại cấu hình bình thường "TĐPH" : OFF TỰ ĐỘNG HOÁ MẠCH VÒNG ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Nguồn dự phòng Khu vực trạm Tie Recloser Sơ đồ mạch vòng hai xuất tuyến 471 và 473 E11 MC471 16PCT Re471PCT Re472LL ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ NMB MC473 39CN Re472-NCTRe471YB 62-CN 82.2 TQC NMB39CN 62-CN MC471 16PCT Re471PCT Re472LL 82.2 TQC ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Hiện nay : Sự phối hợp thoả mãn. Bảo vệ làm việc chắc chắn, cô lập nhỏ nhất phân đoạn sự cố. Phối hợp với cầu chì đầu nhánh rẽ chưa hoàn toàn tốt. MC473 Re472-NCTRe471YB NMB39CN 62-CN MC471 16PCT Re471PCT Re472LL 82.2 TQC ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Tình trạng thiết bị khi “Tự động hoá mạch vòng” : Dòng tải lớn nhất thay đổi. Hướng công suất thay đổi.  Đặc tuyến TCC, tính chọn lọc & hướng bảo vệ sẽ thay đổi. MC473 Re472-NCTRe471YB NMB39CN 62-CN MC471 16PCT Re471PCT Re472LL 82.2 TQC ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------  Tính toán phối hợp lại các thiết bị bảo vệ trên cả hai xuất tuyến : Theo chiều thuận. Theo chiều ngược. MC473 Re472-NCTRe471YB  Phần mềm tính toán TKZ 3000 ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ VPRO II Thông số tính toán • CẤP ĐIỆN TỪ 471E11 ĐẾN 473E11 I(3)MAX I(3)MIN 3I(0)MAXĐIỂM NGẮN MẠCH 3I(O)MIN Ilvmax MC471E11 4530 3216 4499 3198 504.3 ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ RE471PCT 3713 2778 3198 2549 426.4 RE472LL 3208 2626 2549 2345 389.8 TIE82.2 3032 2443 2345 2114 207.1 RE472NCT 2821 2207 2114 1836 164.6 RE471YB 2548 1890 1836 1494 79.4 MC473E11 2182 1494 MC471 16PCT Re471PCT Re472LL 4530 3216 3208 26262778 3713 2443 3032 504.3A 389.8A426.4  Sơ đồ điểm ngắn mạch cho xuất tuyến 471E11 ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Tie 82.2 TQC NMB MC473 39CN Re472-NCTRe471YB 62-CN 1890 2548 2821 2207 164.6A79.4A 207.1A Re471PCT- 131 Phối hợp cho xuất tuyến 471 theo chiều thuận ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Phối hợp cho xuất tuyến 471 theo chiều thuận Imintrip(A) TCC1 TCC2 Thiết bị bảo vệ Pha Đất Pha - Đất Pha - Đất Thời gian TĐHMV (s)  Thông số cài đặt cho xuất tuyến 471 theo chiều thuận ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ MC471E11 605 215 Define Define 30 RE471PCT 515 185 131 131 30 RE472LL 470 170 131 131 30 TIE82.2 250 165 119 131 40 RE472NCT 200 150 101 119 30 RE471YB 100 130 101 119 30 Phối hợp cho xuất tuyến 473 theo chiều thuận ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Imintrip(A) TCC1 TCC2 Pha Đất Pha-Đất Pha-Đất Thiết bị bảo vệ Thời gian TĐHMV(s) MC473E11 605 202 Define Define 30  Thông số cài đặt cho xuất tuyến 473 theo chiều thuận ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ RE471YB 510 178 106 131 30 RE472NCT 407 165 106 131 30 TIE82.2 356 157 105 117 40 RE472LL 137 141 101 116 30 RE471PCT 93 126 101 105 30 Kết quả Hoàn toàn thoả mãn yêu cầu phối hợp : Tin cậy, chọn lọc Tự động cách ly & định lại cấu hình. Có thể tự động phục hồi cấu hình bình thường. ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ứng dụng SEC để phân đoạn ĐZ Khả năng ứng dụng của đề tài  Đề tài có thể được áp dụng cho một lưới bất kỳ mà có cấu trúc mạng kín vận hành hở.  Hạn chế Phối hợp giữa Recloser hay máy cắt/rơle với cầu chì đầu nhánh rẽ có thể không đạt ỨNG DỤNG TĐHMV CHO LƯỚI THỰC TẾ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ yêu cầu.  Giải pháp :  Thay bằng DCL cắt tải. 0,034 x 0,75 = 0,0225s > 0,015s