ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNGKHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CAPSTONE PROJECT CHUYÊN NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG BẢO VỆ RELAY CHO NHÀ MÁY ĐI
Trang 1ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CAPSTONE PROJECT
CHUYÊN NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG
BẢO VỆ RELAY CHO NHÀ MÁY ĐIỆN NHIỆT DƯ 6x60 MW HÒA PHÁT DUNG QUẤT 1 BẰNG ETAP”
GVHD: TS PHẠM VĂN KIÊN
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Trang 2NỘI DUNG CHÍNH
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Trang 4GIỚI THIỆU NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
GIỚI THIỆU
+ Để tận dụng phần nhiệt dư sau hệ thống
nồi hơi, dập cốc khô, góp phần chủ động
nguồn điện và giảm lượng công suất nhập
từ lưới, công ty cổ phần thép Hòa Phát
Dung Quất đầu tư xây dựng nhà máy phát
điện nhiệt dư
+ Nhà máy có 6 tổ máy phát 6x60MW
hòa lên hệ thống điện KLH qua các máy
biến áp tăng áp 10/35kV-75MVA
+ Mỗi tổ máy phát-máy biến áp hoạt
động độc lập và phát công suất lên hệ
thống 110kV cấp cho các phân xưởng,
nhà máy của
KLH
TIEU LUAN
Sơ đồ một sơi nhà máy điện nhiệt dư Hòa Phát Dung Quất 1 hoàn thiện
Trang 5TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
LÝ DO
đã xảy
ra một số sự cố ngắn mạch tác động nhầm
hoặc không tác động bảo vệ rơ le làm ảnh
hưởng lớn đến sản xuất Ví dụ như sự cố
ngày 29/09/2020 về nổ đầu cáp 35kV tuy
nhiên bảo vệ chạm đất không tác động và
gây ra sự cố ngắn mạch 3 pha Do vậy, đề
tài “Nghiên cứu, tính toán mô phỏng bảo
vệ rơle cho nhà máy phát điện nhiệt dư
6x60MW Hoà Phát Dung Quất 1 bằng
ETAP” sẽ nghiên cứu tính toán các thông
số cài đặt và mô phỏng các loại rơle và
phối hợp mô phỏng trên phần mềm ETAP
để có thể đánh giá khách quan các thông số
cài đặt hiện tại của nhà máy cũng như
trước khi đề xuất thử nghiệm thực tế khi
thử nghiệm chạy thử tổ máy số 5 và
số 6
Sự cố nổ đầu cáp 35kV
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Trang 62.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
RELAY
- Các dòng relay kỹ thuật số sử dụng trong hệ thống: 7UM85, 7SJ85, 7SJ804, 7SK804
Trang 72.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
11 Điện kháng siêu quá độ dọc trục 16.91%
12 Khả năng chịu quá tải 10 ％
Trang 82.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP
12 Tổn hao không tải (Po) 38,78 kW
13 Tổn hao có tải - Nấc giữa Pcu 224,2kW
Trang 9TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 7
Trang 102.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Trang 11Hệ thống chức năng bảo vệ kháng điện và phụ tải của nhà máy hiện tại
Trang 122.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
MÔ HÌNH HÓA
Sơ đồ mô phỏng tổ máy 1 và 2 trên Etap
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Trang 132.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Trang 141AH16 1250 24.53 4.25 0.009
Thông số dòng làm việc và dòng ngắn mạch sự cố tại các vị trí
Trang 152.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Đoạn a: Dòng điện ngưỡng thấp của bảo vệ (hệ số hãm = 0)
+ MBA: dòng này phụ thuộc vào dòng từ hóa MBA, sai số CT, sự thay đổi đầu phân áp cùa máy biến áp.
+ Máy phát, kháng điện: sai số CT 2 đầu.
Đoạn b: khi dòng qua đối tượng tăng lên quá dòng định mức (quá
tải) →sai số BI tăng lên → dòng KCB tăng lên→ BVSL tác động
nhầm Trường hợp này phải sử dụng đến dòng hãm để hãm bảo vệ,
đoạn b của đặc tính tương ứng với trạng thái làm việc này
Đoạn c: dòng qua đối tượng tiếp tục tăng mạnh (sự cố nm ngoài),
dòng sự cố lớn→ các BI có thể bị bảo hòa→ dòng SL tăng mạnh
buộc phải tăng tác động hãm Đặc tính bảo vệ 87 của 7UM85 Đoạn d: vùng làm việc sự cố trong vùng
Khi dòng điện so lệch
ISL vượt quá ngưỡng cao này, bảo vệ sẽ tác động ngay mà không
xét đến dòng điện hãm IH và các sóng hài dùng để hãm bảo vệ
Trang 162.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
CT
Trên cơ sở dòng không cân bằng tăng lên trong trường hợp ngắn
mạch ngoài vùng bảo vệ:
Slope Section 1 = 30%
Do ảnh hưởng của sai số bão hòa CT khi có dòng lớn đi qua CT
nên độ dốc 3 được đặt theo giá trị mặc định:
Đặc tính bảo vệ so lệch máy phát của 7UM85
4124 1200 4.1
x d I CT 0.1691
Trang 17TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 12
Trang 182.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Điện áp dư tại điểm trung tính
máy phát
Phương pháp
Điện áp dư tại đuôi máy phát
và dòng tại điểm trung tính
Sơ đồ bảo vệ
Trang 192.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Sử dụng điện áp dư tại điểm trung tính máy phát
- Tỉ số MBA nối đất trung tính: Vpri 6062(V)
Trang 202.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Sử dụng điện áp dư tại đuôi máy phát ∆V
và dòng tại điểm trung tính
Trang 21- Điện áp tại cuộn dây tam giác hở khi chạm
đất 1 pha tại đuôi MF :
Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ
Trang 222.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Thời gian khởi động cài theo đặc tính phụ thuộc:
+ Chọn tiêu chuẩn IEC: Normal Inverse (NI)
1
k 0.14 T
Đặc tính phụ thuộc NI Hướng bảo vệ 67 và 67N
Trang 23TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 16
Trang 242.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
- Thời gian khởi động cấp 1: chọn đặc tính độc lâp t=0.3s:
- Thời gian khởi động cấp 2 cài theo đặc tính phụ thuộc:
Trang 25thuận
Trang 262.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
Trang 27TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 18
Trang 282.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN
TÍNH TOÁN
Trang 293.MÔ PHỎNG BẢO VỆ VÀ HIỆU CHỈNH
SƠ ĐỒ BẢO VỆ
Trang 303.MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG BẢO VỆ
ĐẶC TÍNH QUÁ DÒNG
- Các đặc tính này được xác định từ bảo vệ xa nguồn nhất (động cơ/MBA tự dùng) đến bảo vệ gần nguồn nhất(MF và HT35kV)
- Các đường đặc tính đảm bảo phối hợp có tính chọn lọc, vùng làm việc đều chắc chắn
- Bảo vệ chính cho phụ tải tự dùng Một tự dùng sự cố sẽ cắt nhanh (RL03-50) 0s cô lập sự cố, sẽ có hệ thống tựdùng dữ phòng Trường hợp relay không tác động thì relay BVMF1 và BVMBA1 tác động, không để ảnh hưởngtới các tổ máy phát còn lại
Đặc tính phối hợp bảo vệ quá dòng pha
Trang 31KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP
Xét chạm đất 1 pha phía cao áp máy biến áp:
Chạm đất 1 pha phía cao áp máy biến áp
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Trang 32KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
BẢO VỆ MÁY PHÁT
Xét ngắn mạch 2 pha phía đầu cực máy phát:
Ngắn mạch 2 pha đầu cực máy phát
Trang 33KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
BẢO VỆ MÁY PHÁT
Xét chạm đất 1 pha ở máy phát:
+ Bảo vệ chạm đất 64S-90% của BVMF1 tác động với thời gian 0.5s.
+ Trường hợp sự cố trong vùng 5-10% gần điểm trung tính, sẽ có bảo vệ 64S-100% báo tín hiệu cảnh báo.
Chạm đất 1 pha máy phát
Trang 34KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT
BẢO VỆ KHÁNG ĐIỆN
Xét ngắn mạch 3 pha tại kháng điện:
+ Bảo vệ chính BVKD1-87 tác động cắt với thời gian 0s.
+ Bảo vệ dự phòng BVMF1 tác động ở ngưỡng dòng 8.58kA với thời gian cắt 0,3s.
+ Bảo vệ dự phòng BVMB1 tác động ở ngưỡng dòng 2,605kA với thời gian cắt 0,4s
Ngắn mạch 3 pha kháng điện
Trang 35KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
BẢO VỆ TỰ DÙNG
Xét chạm đất 1 pha Động cơ quạt hút NHND (1AH03):
Trang 36+ Đồng thời kiến nghị nên sử dụng ZCT cho tất cả các xuất tuyến và trạm 10kV còn lại do đường dây cáp dẫn tới mỗi trạm,xuất tuyến tuy ngắn (<1000m) nhưng khi chạm đất 1 pha sẽ có dòng chạm đất phụ thuộc vào dung dẫn của cáp, giá trị này rấtnhỏ và có thể ảnh hưởng do các chế đố vận hành khác nhau Khi đó, giá trị bảo vệ rất khó điều chỉnh để đảm bảo độ nhạy.
TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com
Trang 37THIẾT KẾ BẢO VỆ RELAY NHÀ MÁY ĐIỆN
THANKYOU FOR LISTENING
