Đồ án tốt nghiệp bảo vệ so lệch máy biến áp điện lực bằng rơ le số 7UT51x (Siemens)

Trang 1

BAO CAO TOT NGHIEP

DE TAI:

Đồ án tốt nghiệp bảo vệ so lệch máy

biên áp điện luc bang ro le so 7UT51x

(Siemens)

ý

Ỹ

A

\

= =e SK eet =

Sinh viên thực hiện: Chu Quang Dũng Lớp TBĐ-ĐT2 K49

Trang 2

Mục Lục

Phan I: Tìm hiểu rơle 7UT51X Trang

Chương I : Giới thiệu chung vé Role bao vệ so lệch 7UT51x 8

D Các ứng dụng và chức năng bảo vệ của 7UTSIx 8

LÍ): Cát Ứng dụng của TU No seadsaeeansaedsgsee §

1.2) (Che chite nang b40VG sess ccisicesvsssevsvensvenveveoscoascvawenesd 9

II) Thiét ké cơ bản của 7UTSIx ¿55+ +-+++++ 13 QA) Lap dat ccc ccccccccccscecccsssceeecssseecesseeceeeseeeecessieesaes 13 2.2) Kích thước lắp đặt.(bản về) - -cc n2 15 2.3) Thông số mô tả - 2 E2 22231 22211 +zzvcsssxe 19 DEA) SOG bầu HfñDttistn2as1t13SGBUSDSISEEĐINGSG0SNAEAASUStnsaagl 20

TH Thôngsố Kỹ thUật:::snnnsosiedaotaisaoasssuayuea 22

3.1) Các thông số vào ra(inputs/outputs)

3.2) Các thông số thí nghiệm điện ¿5255 5: 25 3.3) Các thông số thí nghiệm ứng suất cơ học . - - 25 3.4) Các thông số thí nghiệm điều kiện thời tiết - 26

Chương II : Nguyên lý làm việc và các ứng dụng 28

D Hoạt động của các khối - - + 2c 2c 2222 sexy 28

1D Nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch 31

II) Bảo vệ so lệch máy biến áp - - ¿+ 52252 ‡‡c+sxcxs52 32

3.1) Làm phù hợp các giá trị đo được - 32 E2) 9/200ubiv du “ốc 34

Sinh viên thực hiện: Chu Quang Dũng Lớp TBĐ-ĐT2 K49 2

Trang 3

3:3) Hãi Hồ xsctegtiisti0TEDDEDEEHESNGIOJEDtoBRtiqbg 37

3.4) Hãm bổ sung khi biến dong bị bão hòa - 38 3.5) Cắt nhanh không hãm với sự cố dòng lớn 39 k)w: co on 40

3.7) Một số sơ đồ đấu dây chuẩn cho bảo vệ máy biến áp 41

1V) Bảo vệ so lệch cho máy phát và động cơ 44 4.1) Định nghĩa các dòng đo - <5 ++ 44 4.2) Đánh giá các giá trị đo được -« 44

4,3) Ham bé sung khi biến dòng bị bão hòa 41 Ä;Ä) Tác: đồng Dễ Toscsnngrdgo ta SDAEDGERLSESAMSEES.SE.4838,3 tang 48 V) Bảo vệ so lệch cho các điểm rẽ nhánh - -:+ - 49 5.1) Qui ước chiều dòng điện - ¿52c S22 c3 + c2 49

5.2) Đánh giá các giá trị đo được - - «<< 49

5.3) Ham bé sung khi biến dòng bị bão hòa 51 5.4) Tác động/CÍ - c2 1122112 112 112 11 xen 53

VD Bảo vệ chạm đất có giới hạn - ¿+ 222 +2 2225 s+52 33

6.1) Nguyên lý bảo vệ chạm đất có giới hạn sp

6.2) Đánh giá số liệu đo lường .56

'VII) Bảo vệ quá dòng có thời gian -.- - —

'VII) Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ - ¿+ 5233252 *+ 52522 58

IX) Bảo vệ sự cỗ chạm vỏ - - ¿+ 2 2c 3322222 cccsx 59 Phan II: Ung dụng 7UT5I cho bảo vệ máy biến áp điện lực tai tram 110kV

Phúc Thọ c1 2 122221121111 1531 15211111115 511 1121181111111 k key 60

I) Đặt vấn đề về bảo vệ máy biến áp điện lực - : 5+ 60

1.17 ĐLVÃM ĐỀ ti 0nng nu an00001410184303881ã0323gxisowesal 60

1.2) Các dạng sự cố và tình trạng làm việc không bình thường của

Sinh viên thực hiện: Chu Quang Dũng Lóp TBĐ-ĐT2 K49 3

Trang 4

1.3) Các bảo vệ thường được sử dụng - - - 60

ID Mô tả đối tượng được bảo vệ và các thông số chính Fs sxzsizÓ L 2.1) Vị trí, vai trò trạm biên áp Phúc Thọ trong hệ thông điện 61

2.2) Sơ đồ đấu dây c TH HS HS SH HS 111111111 xe, 61 2.3) Các thông số của thiết bị chính trong trạm - - 64

2.3.1) May 8 n 64

2.3.2) Các thiết bị phân phối phía 110kV 64

2.3.3) Các thiết bị phân phối phía 35kV - + - 66

2.3.4) Các thiết bị phân phối phía 22kV „67

II) Lựa chọn phương thức bảo vệ 08

3.1) Thành lập sơ đồ phương thức - - - ØÑ 3.2) Tính toán bảo vệ so lệch bằng 7UT513 - - - - 72

Phụ DỤC: seeeeeeinieneisiieesineoeoiCXAAiddiedl0TD4400100001060.IPS9/610400T84100080640210810002800380640 79 Phụ Lục 1: Cài đặt thông sỐ - ¿+ 22 2122221112221 xx+ 79 1 Cài đặt ngày và giỜ cành nhe 79 2 Thông số máy biến áp(Transformer data) Khối địa Chỉ ÌÏ:sssisasssarcasaOHRG+0B400x3000988su4 80 Thông số máy phát hoặc động cơ - Khối địa chỉ 12 85

4 Cài đặt thông số của điểm rẽ nhánh — Khối dia chi 13 86

5 Cai đặt thông số cho bảo vệ so lệch máy biến áp Khối địa chỉ l6 - c1 2c 212222 1112211 rsry 87 6 Cài đặt cho bảo vệ so lệch cho máy phát hoặc động cơ Khối địa chỉ 17 -ccc c2 1112222 1 2xx ssrrse 93 7 Cài đặt cho bảo vệ so lệch điểm rẽ nhánh Khối địa Chi ÏR gsaxensantidioseioayeesslisisirsÐgteichwiaag 96 8 Cai dat bao vệ sự cố chạm đất Khối địa chỉ 19

9 Cài đặt cho bảo vệ quá dòng có thời gian

Trang 5

Khỗi Gia hil] sessment 101

10 Cài đặt cho bảo vệ quá tải theo nhiệt độ

Khối địa chỉ 24 và 25 co c2 vcscrscxey 103

11 Cài đặt cho bảo vệ chạm vỏ

2710:0502 017Ẽ7 8 :aa 106

Phụ Lục 2: Các tín hiệu chỉ thị - Ă BS Sex, 108

1) Các tín hiệu vận hành — Khối địa chỉ 5I 109

2) Các tín hiệu sự có - Khối địa chỉ 52 đến 54 - 112

Tài liệu tham khảo:

1 SIEMENS Instruction Manual 7UTS1 V3.0

2 Bao vé các hệ thống điện ( GS.VS Tran Dinh Long )

Trang 6

Loi mé dau

Kể từ khi điện năng được ứng dụng trong thực tế thì nó trở thành loại năng lượng vô cùng quan trọng không thể thiếu trong mọi hoạt động của xã hội Điện

là một loại năng lượng có khả năng biến đổi sang các dạng năng lượng khác với hiệu suất cao, dễ truyền tải đi xa với vận tốc rất lớn gần như tức thời Điện năng

là nguồn năng lượng không thé thay thế trong kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin và truyền thông Do đó vai trò của các nhà máy điện, các thiết bị đường dây truyền tải và phân phối điện là vô cùng quan trọng cần có sự đảm bảo làm việc

an toàn tin cậy Rơle là phần tử quan trọng nhất trong hệ thống bảo vệ, nó quyết

định các tác động cảnh báo và bảo vệ thiết bị Rơle có rất nhiều chủng loại khác

nhau nhưng có thể phân làm ba nhóm chính: rơle điện từ; rơle tĩnh(dùng linh

kiện bán dẫn) và rơle kỹ thuật số hay gọi tắt là rơle số Rơle số ra đời sau nhưng

từ khi nó được đưa vào sử dụng đã chứng tỏ được những ưu điểm rất quan trọng

nỗi bật như sau:

¢ D6 tin cậy làm việc cao nhờ hạn chế được nhiễu và sai số do nguyên lý truyền thông tin bằng số

trong thiết bị làm việc không cao

©_ Do không sử dụng phần động trong mạch logic nên không có quán tính, không bị kẹt đo ri hoặc kết bụi

Trang 7

Có khả năng kết hợp nhiều chức năng bảo vệ trong một thiết bị thay vì

sử dụng nhiều rơle riêng lẻ, không bị trôi tham số trong quá trình vận

hành

Có khả năng tự lập trình được nên có độ linh hoạt cao, dé đàng sử dụng cho các đối tượng bảo vệ khác nhau

Độ nhạy, độ chính xác cao, thời gian tác động nhanh

Có khả năng bảo vệ tỉnh vi, sát với ngưỡng chịu đựng của đối tượng bảo

vệ

Thời gian hiệu chỉnh ngắn nên có khả năng tác động rất nhanh

Có khả năng đo lường và nối mạng phục vụ cho công tác điều khiển,

giám sát và điều chỉnh từ xa

Có khả năng hiển thị thông tin cho người sử dụng thông qua các chương trình, phần mềm sử dụng máy vi tinh

Có khả năng ghi nhớ các sự kiện và hiện tượng bất thường phục vụ cho

phân tích sự cố và đánh giá khả năng làm việc của hệ thống

Ngoài những ưu điểm đã nêu rơle số cũng có những nhược điểm nhất định:

Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi người vận hành có trình độ cao hơn

Nhạy cảm với các điều kiện môi trường xung quanh, yêu cầu lắp đặt và bảo quản hết sức nghiêm ngặt

Giá thành cao, đòi hỏi vốn đầu tư lớn khi nâng cấp đồng loạt rơle cũ

Phụ thuộc nhiều vào bên cung cấp hàng trong việc sủa chữa và nâng cấp

thiết bị

Do điều kiện lịch sử, những hệ thống bảo vệ cũ ở nước ta hầu hết sử dụng

các rơle bảo vệ có xuất sứ từ Liên Xô cũ Chúng là các rơle điện cơ, một số ít khác là rơle tĩnh Nhưng cùng với sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số và

yêu cầu nâng cao chất lượng cung cấp điện thì phần lớn các role thế hệ cũ đã

Sinh viên thực hiện: Chu Quang Dũng Lóp TBĐ-ĐT2 K49 7

Trang 8

được thay thế bằng role số, đặc biệt là các công trình xây mới thì hoàn toàn sử dụng role số trong hệ thống bảo vệ

Rơle số rất đa dạng về chủng loại cũng như tính năng bảo vệ như rơle số

bảo vệ quá dòng, rơle số bảo vệ so lệch, rơle số bảo vệ khoảng cách và được cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp khác nhau như: SIEMENS, ABB, ALSTOM, SCHNEIDER, SEL Trong cùng một dòng thiết bị của mỗi nhà cung cấp cũng

có nhiều model khác nhau để chọn lựa tùy theo yêu cầu của người sử dụng Với

chuyên ngành Thiết bị điện — Điện tử mà em được đào tạo thì tìm hiểu về rơle

số để bảo vệ thiết bị điện là rất quan trọng trong đó em dành mối quan tâm hơn

cả tới việc bảo vệ máy biến áp và bảo vệ so lệch thường được chọn làm bảo vệ

chính Hiện tại ở Việt Nam cũng như trên thế giới thì rơle số bảo vệ so lệch của hãng SIEMENS được sử dụng phổ biến hơn cả do có khả năng tích hợp nhiều đầu vào khác nhau và nhiều tính năng bảo vệ tùy theo chọn lựa của người sử

dụng, giao diện thân thiện với người sử dụng Rơle bảo vệ so lệch của hãng

SIEMENS cé6 2 dong chính là 7UT51x và 7UT61x 7UT51x và 7UT61x đều có

tính năng cơ bản có thể chọn lựa tùy theo người sử dụng như: Bảo vệ so lệch máy biến áp, bảo vệ so lệch cho máy phát hoặc động cơ, bảo vệ so lệch cho

điểm rẽ nhánh, bảo vệ quá dòng cắt nhanh và quá dòng có thời gian, bảo vệ

chống chạm đất, bảo vệ chống chạm vỏ, bảo vệ quá tải theo nhiệt độ Nhưng

7UT61x có thể sử dụng cho nhiều đầu vào một lúc thích hợp với các hệ thống

lớn, 7UT51x thích hợp cho bao vệ riêng cho một thiết bị Vì những lý do mà em

đã trình bày và trong giới hạn cho phép của đồ án tốt nghiệp em xin chọn đề tài

cho đồ án tốt nghiệp của mình là: Nghiên cứu và ứng dụng rơle số bảo vệ so

lệch 7UT51x của hãng SIEMENS cho bảo vệ so lệch máy biến áp điện lực

Trong thời gian qua với sự nỗ lực làm việc của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS.Bùi Đức Hùng em đã hoàn thành bản đồ án này Tuy nhiên, với khả năng và trình độ có hạn nên bản đồ án chắc chắn không thể tránh

Trang 9

khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo để bản đồ án được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô!

Sinh viên thực hiện Chu Quang Dũng

Chương I: Giới thiệu chung về role so 7UTS1x

J_ Các ứng dụng và chức năng bảo vệ của 7UT51x

1.1) Các ứng dụng của 7UT51x

Role bảo vệ so lệch số 7UT51 được ứng dụng cho các máy biến áp với tất cả các cấp điện áp, cho các máy điện quay hoặc cho các điểm rẽ nhánh với tối đa

là 3 nguồn cấp

Có 2 kiểu:

cuộn dây và các điểm rẽ nhánh với 2 nguồn cấp Rơle có 2 rơle cắt, 4 rơle tín hiệu, 2 đầu vào nhị phân và 6 chỉ thị LED có thể lập trình

được

7UT512

Trang 10

Cả hai kiểu đều có chức năng bảo vệ quá dòng có thời gian nó có thể sử dụng như bảo vệ dự phòng và được gán cho bất cứ cuộn dây nào hoặc các đầu cực của đối tượng bảo vệ

1.2) Các chức năng bảo vệ

Các chức năng chung

Bao vé so lệch máy biến áp từ 2 đến 3 cuộn dây

Bảo vệ so lệch động cơ và máy phát điện

Bảo vệ so lệch điểm rẽ nhánh

Bảo vệ chống chạm đất hạn chế

Trang 11

Bảo vệ chống sự cố chạm vỏ

Bảo vệ quá dòng có thời gian

Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ

* Các chức năng bảo vệ:

Bảo vệ so lệch với từng pha riêng biệt

Hãm hài máy biến áp

Bao vệ qua dong pha va qua dong cham dat

Cắt nhanh ở ngưỡng cao

Bảo vệ chống quá tải

* Các chức năng khác

Chức năng đo lường

Chức năng ghi chụp sự có

1.2.1.So lệch máy biến áp

Đặc tính cắt dòng hãm

Hãm chống lại các dòng từ hoá với sóng hài bậc hai

Hãm chống lại các dòng sai số ổn định và thoáng qua, ví dụ: gây ra

quá kích thích, với sóng hài có thể lựa chọn (hài bậc 3, 4 hoặc bậc 5)

Không nhạy cảm với các thành phần một chiều và bão hoà biến dòng

Ôn định cao ngay cả với các mức bão hoà khác nhau của biến dòng Cắt nhanh không hãm đối với các sự cô máy biến áp có dòng lớn

Độc lập với cách nối đất của trung tính máy biến áp

Tăng độ nhạy với các sự cố chạm đất bằng việc bù dòng thứ tự không

(chỉ có ở rơle 7UT513)

Tự tổ hợp các tổ đấu dây của máy biến áp

Điều chỉnh các tỷ số biến dòng với việc cân nhắc các dòng định mức

khác nhau của biến dòng

1.2.2 Bảo vệ so lệch máy phát và động cơ

Đặc tính cắt dòng hãm

Tiêu đề	Đồ án tốt nghiệp bảo vệ so lệch máy biến áp điện lực bằng rơ le số 7UT51x (Siemens)
Tác giả	Chu Quang Dũng
Trường học	Trường Đại Học Điện Lực
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	3,05 MB