nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống bảo vệ máy biến áp

ðặt vấn ñề Hệ thống ñiện là một tập hợp của nhiều phần tử gồm các nhà máy ñiện, máy biến áp truyền tải phân phối ñiện, các lưới ñiện, các hộ tiêu thụ ñược liên kết với nhau thành một hệ

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp hà nội

-*** -

Vũ quang hòa

Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống

Bảo vệ máy biến áp

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ

rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Vũ Quang Hòa

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc ñến Tiến sỹ Ngô Trí Dương ñã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Nhân ñây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội cùng quý thầy cô trong khoa Cơ ñiện ñã tạo rất nhiều ñiều kiện ñể tôi học tập và hoàn thành khóa học

ðồng thời, tôi cũng xin cảm ơn các anh chị ở chi nhánh lưới ñiện cao thế Thái Bình ñã tạo ñiều kiện cho tôi ñiều tra khảo sát ñể có dữ liệu viết luận văn

Mặc dù tôi ñã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận ñược ý kiến ñóng góp của quý thầy cô và các bạn

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Vũ Quang Hòa

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

LỜI MỞ ðẦU 1

1 ðặt vấn ñề 1

2 Mục ñích nghiên cứu 1

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 3

1.1 ðặc ñiểm tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Thái Bình 3

1.1.1 ðặc ñiểm tự nhiên 3

1.1.2 ðặc ñiểm kinh tế xã hội 3

1.2 Hiện trạng lưới ñiện của thành phố Thái Bình 4

1.3 Khảo sát thực tế tại trạm biến áp 110kV thành phố Thái Bình (E11.3) 5

1.3.1 Sơ ñồ nối trạm 5

1.3.2 Nghiên cứu về Máy biến áp trong trạm 7

1.3.3 Nghiên cứu về các thiết bị bảo vệ trong trạm E11.3 11

1.3.4 Khảo sát hệ thống bảo vệ trong trạm E11.3 28

1.3.5 Nghiên cứu bảo vệ Máy biến áp 32

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ðIỀU KHIỂN 38

HỆ THỐNG BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 38

2.2 Xây dựng thuật toán ñiều khiển bảo vệ quá dòng và bảo vệ quá nhiệt

ñộ 44

CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU BỘ ðIỀU KHIỂN 46

LOGIC KHẢ LẬP TRÌNH PLC S7-200 46

3.1 Nghiên cứu về PLC 46

3.1.1 Giới thiệu chung 46

3.1.2 Ưu ñiểm của PLC trong tự ñộng hóa 47

3.1.3 Cấu trúc và nguyên lý hoạt ñộng 47

a Cấu trúc 47

3.2 Ngôn ngữ lập trình của Simatic S7 – 200 53

3.3 Một số lệnh cơ bản của S7-200 55

3.3.1 Các lệnh vào ra 55

3.3.2 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp ñiểm 56

3.3.3 Các lệnh logic ñại số Boolean 56

3.3.4 Các lệnh so sánh 56

3.3.5 Các lệnh ñiều khiển Timer 56

3.3.6 Các lệnh ñiều khiển counter 56

3.4 Phương pháp lập trình trên phần mềm step 7 – Micro/Win32 56

3.4.1 Các thành phần quan trọng 56

3.4.2 Phương pháp lập trình 57

3.4.3 Soạn thảo chương trình 58

3.4.4 Download chương trình xuống PLC 59

3.4.5 Trình tự thiết kế một hệ thống ñiều khiển dùng PLC 60

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MÔ HÌNH BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 63

4.1 Thiết kế phần cứng 63

4.1.1 Thiết bị ñiều khiển 63

4.1.2 Chuyển ñổi dữ liệu ñầu vào EM 231 74

4.1.3 Chuyển ñổi dữ liệu ñầu vào EM 231 RTD 75

4.1.4 Yêu cầu ñiều khiển 75

4.2 Phân công tín hiệu vào ra 76

4.3 Sơ ñồ kết nối thiết bị 77

4.3.1 Sơ ñồ kết nối CPU với thiết bị ngoại vi 77

4.3.2 Sơ ñồ kết nối module EM231 với tín hiệu từ 3 biến dòng 77

4.4 Thiết kế phần mềm 78

4.4.1 Xây dựng lưu ñồ thuật toán ñiều khiển 78

4.4.2 Chạy thử chương trình 80

CHƯƠNG V: CHẾ TẠO MÔ HÌNH 92

5.1 Yêu cầu của mô hình 92

5.2 Mô hình hóa các thiết bị 92

5.2.1 Thiết bị vào 92

5.2.2 Thiết bị ra 93

5.3 Chế tạo mô hình 93

5.3.1 Các thiết bị cần dùng 93

5.3.2 Lắp mạch và chạy thử 94

5.3.3 Kết quả thu ñược 96

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 97

1 Kết luận 97

2 ðề nghị 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của máy biến áp T1 7

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật của máy biến áp T1 8

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD32 9

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD91 10

Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T1 23

Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T2 25

Bảng 1.7 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T1 26

Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T2 26

Bảng 1.9 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T1 27

Bảng 1.10 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T2 28

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD91 38

Bảng 2.2 Cactalog biến dòng ño lường hạ áp 40

Bảng 2.3 Bảng số liệu tính toán bảo vệ quá tải 41

Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật các module EM22X và EM23X 66

Bảng 4.2 Bảng chỉnh ñịnh cấu hình của EM231 69

Bảng 4.3 Cách chọn loại nhiệt ñộ ño và số dây nối 70

Bảng 4.4 Bảng lựa chọn cấu hình cho RTD 70

Bảng 4.5 Bảng thể hiện trạng thái RTD 72

Bảng 4.6 Dải nhiệt ñộ và ñộ chính xác ứng với các cấu hình của RTD: 73

Bảng 4.7 Bảng giá trị tính toán ñựơc quy ñổi sang dạng 16 bit 75

Bảng 4.8 Bảng tính toán chuyển ñổi dữ liệu vào EM231 RTD 75

Bảng 4.9 Bảng phân công tín hiệu vào ra 76

Bảng 5.1 Bảng liệt kê các thiết bị cần dùng 93

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.39 Role bảo vệ quá dòng trung thế - 7SJ511 31

Hình 1.41 Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ cắt nhanh và có thời gian 32

Hình 1.48 Cách lắp rơle nhiệt ñộ dầu trong máy biến áp 37

Hình 2.3 Sơ ñồ ñấu dây từ máy biến dòng tới khối ñiều khiển 41

Hình 3.3 Giao tiếp giữa PLC với PC và vấu tạo cáp PC/PPI 51

Hình 3.6 Trạng thái ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LD 50

Hình 3.7 Trạng thái ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LDN 50

Hình 3.11 Cửa sổ soạn thảo chương trình trong STL 59 Hình 3.12 Trình tự thiết kế hệ thống ñiều khiển dùng PLC 62

Hình 4.9 Công tắc lựa chọn cấu hình cho module RTD 69 Hình 4.10 Sơ ñồ kết nối cảm biến nhiệt với RTD 2 ñầu vào 71

Hình 4.12 Sơ ñồ kết nối RTD với các sensor theo cách khác nhau 72

Hình 4.15 Sơ ñồ kết nối CPU 224 với thiết bị ngoại vi 77 Hình 4.16.Sơ ñồ kết nối module EM231 với 3 biến dòng 78

Hình 4.19 Lưu ñồ thuật toán bảo vệ quá nhiệt ñộ dầu biến áp 80 Hình 5.1 Sơ ñồ nguyên lý tạo tín hiệu ñiện áp tương tự 93

LỜI MỞ ðẦU

1 ðặt vấn ñề

Hệ thống ñiện là một tập hợp của nhiều phần tử gồm các nhà máy ñiện, máy biến áp truyền tải phân phối ñiện, các lưới ñiện, các hộ tiêu thụ ñược liên kết với nhau thành một hệ thống ñể thực hiện 4 quá trình: sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ ñiện năng Trong quá trình vận hành, không phải lúc nào hệ thống cũng hoạt ñộng ổn ñịnh mà luôn gặp phải tình trạng làm việc không bình thường hoặc sự

cố như: ngắn mạch, quá tải v.v…mà nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan

Trạm biến áp là một mắt xích quan trọng trong hệ thống ñiện, là ñầu mối liên kết các hệ thống ñiện với nhau, liên kết các ñường dây truyền tải và ñường dây phân phối ñiện năng ñến phụ tải Vì vậy, trạm biến áp ảnh hưởng trực tiếp ñến khả năng cung cấp ñiện, ñộ an toàn truyền tải phân phối ñiện năng, ñộ tin cậy cung cấp ñiện… Trong thực tế nhiều sự cố xảy ra với trạm biến áp nếu không ñược loại trừ một cách nhanh chóng và chính xác chúng sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng

Sự cố xảy ra với máy biến áp rất ña dạng : sét ñánh, quá áp, quá dòng, ngắn mạch, rò dầu máy biến áp… Vì vậy trạm biến áp cần có hệ thống bảo vệ tự ñộng tác ñộng nhanh chóng và chính xác nhằm loại trừ ảnh hưởng của sự cố một cách tốt nhất Mặt khác, trạm biến áp 110kV thành phố Thái Bình (E11.3) chưa ñược ứng dụng tự ñộng hóa trong bảo vệ

Trên cơ sở ñó chúng tôi ñã chọn ñề tài : “Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống bảo vệ máy biến áp” nhằm phát huy ñược ưu ñiểm của tự ñộng hóa trong bảo

vệ biến áp nâng cao ñộ an toàn và ñộ tin cậy cung cấp ñiện

2 Mục ñích nghiên cứu

Chúng tôi thực hiện ñề tài này nhằm nghiên cứu sâu hơn về việc bảo vệ cho máy biến áp, việc ñiều khiển các phần tử làm nhiệm vụ bảo vệ trên cơ sở ứng dụng PLC S7-200 Từ ñó, chúng tôi tiến hành thiết kế mô hình thiết bị ñiều khiển một mạch bảo vệ cho máy biến áp ñể kiểm tra hoạt ñộng của chương trình Nếu thiết bị này hoạt ñộng tốt thì nó có thể thay thế cho các bảo vệ hiện có của trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3)

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu về ñặc ñiểm hiện trạng lưới ñiện của trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3)

- Nghiên cứu về các phương pháp bảo vệ cho các trạm biến áp

- Khảo sát thực tế hệ thống bảo vệ tại trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3)

- Ứng dụng PLC Simatic S7-200 trong việc thiết kế mạch ñiều khiển bảo vệ cho một trạm biến áp

- Thiết kế mô hình bộ ñiều khiển mạch bảo vệ biến áp

ðề tài gồm có 6 chương:

Chương I: Tổng quan

Chương II : Xây dựng thuật toán ñiều khiển hệ thống bảo vệ MBA

Chương III: Nghiên cứu bộ ñiều khiển S7 – 200

Chương IV: Thiết kế mô hình bảo vệ Máy biến áp

Chương V: Chế tạo mô hình

4 Phương pháp nghiên cứu

Trên cơ sở kế thừa các thành quả nghiên cứu về việc bảo vệ cho hệ thống ñiện, ñặc biệt là bảo vệ cho các trạm biến áp ở Việt Nam hiện nay

Tìm hiểu về trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3) cũng như các hệ thống bảo vệ hiện có trong trạm

Nghiên cứu ưu nhược ñiểm của các bảo vệ hiện có trong trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3)

Nghiên cứu về bộ ñiều khiển logic khả trình PLC S7-200 trong việc ñiều khiển

tự ñộng, các thiết bị vào/ra, từ ñó ứng dụng vào thiết kế mạch ñiều khiển bảo vệ tự ñộng cho trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3)

Vị trắ: Nằm ở vị trắ trung tâm của tỉnh địa giới thành phố Thái Bình: đông Nam và Nam giáp huyện Kiến Xương; Tây và Tây Nam giáp huyện Vũ Thư; Bắc giáp huyện đông Hưng Thành phố Thái Bình cách thủ ựô Hà Nội 110 km về phắa Tây Bắc, cách TP Hải Phòng 60km về phắa đông Bắc

Thủy văn: Các sông lớn chảy qua : Sông Trà Lý ựi qua giữa thành phố, ngoài ra con có sông Kiến Giang chảy ở phắa Nam, và sông Vĩnh Trà

địa hình, khắ hậu: Thành phố Thái Bình là vùng ựất bằng phẳng, có cao ựộ 2,6m, có sông Trà Lý chảy qua với chiều dài 6,7km, có hệ thống sông ựào ựã ựược nâng cấp, kè bờ Chất ựất ở ựây có nguồn gốc phát sinh từ các cồn và bãi cát biển nhưng ựược bồi ựắp phù sa nên rất thắch hợp cho việc gieo trồng lúa nước và cây rau màu Nơi ựây cũng rất ổn ựịnh về ựịa chất, phù hợp với việc phát triển các ngành công nghiệp hay xây dựng những công trình cao tầng Nằm trong vùng khắ hậu nhiệt ựới gió mùa, tiểu vùng khắ hậu duyên hải Thành phố có 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa nóng ẩm mưa nhiều kéo dài từ tháng 4 ựến tháng 10, còn lại là mùa khô hanh ắt mưa Nhiệt ựộ trung bình ở ựây là 230C, lượng mưa trung bình từ 1.500-1.900mm, ựộ ẩm không khắ giao ựộng 70-90%, số giờ nắng khoảng 1.600-1.800 giờ mỗi năm

1.1.2 đặc ựiểm kinh tế xã hội

Tổng diện tắch của thành phố là 6768,9 ha, dân số 210000 người Trên ựịa bàn thành phố chắnh phủ ựã cho phép xây dựng các khu công nghiệp như: Nguyễn đức Cảnh, Phúc Khánh, Tiền Phong thu hút lượng lớn các doanh nghiệp trong và ngoài nước về hoạt ựộng

Tình hình an ninh chính trị của thành phố nĩi chung là ổn định Do luơn tích cực sử dụng đồng bộ các biện pháp để giải quyết vấn đề chính trị, xã hội nên trên địa bàn khơng để xảy ra tình trạng phức tạp Cơng tác phịng ngừa đấu tranh chống tội phạm hình sự, tệ nạn

xã hội được quan tâm chỉ đạo thực hiện và thu được nhiều kết quả

1.2 Hiện trạng lưới điện của thành phố Thái Bình

Hệ thống lưới điện tỉnh Thái Bình luơn khơng ngừng được đầu tư xây dựng và phát triển Lưới điện đã phủ kín các xã, đến tận các thơn xĩm và các hộ dân nơng thơn, bình quân mỗi xã cĩ từ (3-4) trạm biện áp và (15- 20)km đường dây trục chính và các đường phân nhánh Sản lượng điện thương phẩm của Thái bình năm 2008 là 708 triệu kwh, dự kiến năm 2009 là 905 triệu kwh Ngày 03/4/2006, Bộ Cơng nghiệp (nay là Bộ

Cơng Thương) đã cĩ Quyết định số 835/Q ð-BCN về việc phê duyệt quy hoạch phát

triển điện lực tỉnh Thái bình giai đoạn 2006 – 2010, cĩ xét đến 2015 Dự báo nhu cầu điện của tỉnh Thái bình đến năm 2010 là:

- Cơng suất: 330 mw

- ðiện thương phẩm: 1397 triệu kwh

- Tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm bình quân trong giai đoạn 2006-2010 trung bình đạt 23,7%/năm (giai đoạn 2001-2005 đã đạt 12,55%/năm)

Theo quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái bình giai đoạn 2006-2010, Thái bình sẽ được đầu tư 687 tỷ đồng cho việc cải tạo, nâng cấp, mở rộng các hạng mục cơng trình điện bao gồm các đường dây và trạm biến áp cĩ cấp điện áp 110kv trở xuống (khơng kể đường dây và trạm 220kv thuộc quy hoạch điện quốc gia)

Thực hiện quy hoạch, trong những năm qua, được sự quan tâm, giúp đỡ của Bộ Cơng Thương, tập đồn điện lực Việt Nam, cơng ty điện lực 1 lưới điện tỉnh Thái bình luơn được đầu tư xây dựng và phát triển theo quy hoạch Các cơng trình điện hồn thành, đưa vào khai thác sử dụng đã đảm bảo cho nguồn cung cấp điện cho Thái Bình được cải thiện và nâng cao rõ rệt về chất lượng và số lượng, tạo điều kiện thuận lợi trong việc cung cấp điện, chủ động trong việc truyền tải và phân phối điện đến các xã

trạm 110kv Kiến xương, Vũ thư đặc biệt trong giai ựoạn này Thái bình ựang thực hiện dự án năng lượng nông thôn II và dự án lưới ựiện trung áp nông thôn tỉnh Thái bình (tổng vốn ựầu tư 2 dự án khoảng 280 tỷ VNđ) ựể ựầu tư xây dựng mới và cải tạo lưới ựiện trung áp, hạ áp của tất cả các xã trên ựịa bàn tỉnh Việc thực hiện và hoàn thành các dự án trên sẽ góp phần hiện ựại hoá lưới ựiện nông thôn Thái bình, sẽ ựáp ứng ựược nhu cầu cung ứng và sử dụng ựiện, ựòi hỏi ngày một tăng của các ựịa phương trong tỉnh

Thực hiện việc ựầu tư xây dựng lưới ựiện theo quy hoạch, hệ thống lưới ựiện của tỉnh ngày càng phát triển, hiện ựại và ựồng bộ từ khâu cung ứng ựến khâu phân phối sử dụng ựiện, cụ thể hiện trạng lưới ựiện trên ựịa bàn tỉnh như sau:

- Hiện nay, tỉnh ta có 1 trạm biến áp 220kv (tại xã Nguyên xá, huyện đông hưng) và 42,2km ựường dây 220kv; 8 trạm biến áp 110kv và 143km ựường dây 110kv ựược bố trắ trên tất cả 8 huyện, thành phố trong tỉnh, hệ thống lưới ựiện này thực hiện nhiệm vụ nhận ựiện từ lưới ựiện quốc gia truyền tải ựiện năng về cung cấp cho tỉnh Thái bình và liên thông với các tỉnh lân cận, ựể tạo ựiều kiện ựiều tiết nguồn ựiện ổn ựịnh, ựảm bảo hệ số cung cấp ựiện, an toàn, ổn ựịnh cao khi có sự cố lưới truyền tải ựiện xẩy ra

- Về lưới ựiện trung áp, hạ áp tỉnh ta có 19 trạm biến áp trung gian 35/10kv;

1990 trạm biến áp phân phối 35/04kv, 10/0,4kv; 1.790km ựường dây 35kv, 10kv; 5.700km ựường dây hạ thế và 461.925 chiếc công tơ, hệ thống lưới ựiện trung, hạ áp này thực hiện nhiệm vụ cung cấp ựiện trực tiếp cho các xã, các ựơn vị và cơ quan trên

- Diện tắch toàn trạm là: 3494m2 Trong ựó diện tắch phòng ựiều khiển trung tâm + nhà PP10kV là: 331,2m2 Diện tắch thiết bị ngoài trời khu vực 35kV là: 638m2 Diện tắch phắa 110kV là: 924m2

- Trạm gồm 02 máy biến áp với tổng công suất toàn trạm là: 65.000kVA, trong ñó: MBAT1: 25.000kVA; T2: 40.000kVA Cấp ñiện áp: 115/38,5/11kV

- Phía 110 kV sử dụng thanh cái bằng dây dẫn mềm (dây nhôm lõi thép) Bao gồm 03 ngăn lộ 110kV: Lộ 171E11.3 – 171E3.3; lộ 172E11.3 – 175E11.1, ngăn lộ liên lạc 112

Thông số ngăn lộ 171 cụ thể như sau:

+ MC 171: Loại: S1-145F1; Nước SX: ðức; Năm SX: 1997; năm ñưa vào vận hành: 1999 ; Uñm = 145kV; Iñm = 3150A; In = 31,5kA

+ Ti 171: Loại: AT4-125; Nước SX: Thổ nhĩ kỳ; Năm SX: 1997; năm ñưa vào vận hành: 1999 ; Uñm = 115kV; Công suất các cuộn dây: 30/30/30/30VA; Cấp chính xác trên cuộn dây: 0,5/5p20/5p20/5p20

+ Tu 171: Loại: Kiểu tụ - CCV123; Nước SX: Ấn ñộ; Năm SX: 2009; năm ñưa vào vận hành: 2010 ; Uñm = 115/√3; Sñm = 100VA; Tỷ số biến 115/√3:0,1/√3kV; Cấp chính xác 0,5 và 3P

+ DCL của Ấn ñộ sản xuất; Hai ngăn lộ còn lại là 172 và 112 các thiết bị có thống số giống với ngăn lộ 171 như ñã trình bày ở trên

- Phía 35kV: Sử dụng các thiết bị ñược lắp ñặt ngoài trời; qua quá trình vận hành

ñã có nhiều thay ñổi Hiện tại ngăn lộ 312 ñã ñược ñấu cứng …

- Phía 10kV: Sử dụng các thiết bị hợp bộ ñược ñặt trong nhà: Các MC loại: VA636/12-2, hãng AEG - ðức SX; Riêng ngăn lộ MC 977 và 979 là khác loại: MC

977 loại HVF-2041; nước SX: HYUNDAI-HÀN QUỐC MC 979 loại: GERIN-24; nước SX: Italia

SF1-MERLIN-1.3.2 Nghiên cứu về Máy biến áp trong trạm

a Máy biến áp T1 (25MVA)

Hình 1.1 Máy biến áp T1 trong trạm

- Kiểu loại - Mã hiệu: TдTH-110- T1

- Nhà chế tạo: Liên Xô ( cũ)

- Kiểu làm mát: Tự nhiên và cưỡng bức quạt gió

Cao thế

Hạ thế

Trung thế

15.000 15.000 15.000 ðiện áp ñịnh mức (kV)

Cao thế

Trung thế

Hạ thế

115,0 38,5 11,0

b Máy biến áp T2 (40MVA)

Hình 1.2 Máy biến áp T2 trong trạm

- Kiểu loại - Mã hiệu: TBT

- Nhà chế tạo: Thiết bị ựiện đông Anh- Hà nội -Việt Nam

- Kiểu làm mát: Tự nhiên và cưỡng bức quạt gió

- Kiểu loại - Mã hiệu: TBT – 35/0.4/50kVA

- Nhà chế tạo: ABB - Thanh Trì – Hà Nội – Việt Nam

Dòng ựiện ựịnh mức sơ cấp ( A )

Dòng ựiện ựịnh mức thứ cấp ( A )

0.825 72.17

d Máy biến áp tự dùng TD91

Hình 1.4 Máy biến áp tự dùng TD91

- Kiểu loại - Mã hiệu: BAD-100-10/0.4

- Nhà chế tạo: Thiết bị điện đông Anh Ờ Việt Nam

- Chế ựộ làm mát: Bằng dầu tự nhiên

- đặc tắnh kỹ thuật

ðiện áp ñịnh mức sơ cấp ( kV )

ðiện áp ñịnh mức thứ cấp ( kV )

10.5 0,4 Dòng ñiện ñịnh mức sơ cấp ( A )

Dòng ñiện ñịnh mức thứ cấp ( A )

5.78 144.5

1.3.3 Nghiên cứu về các thiết bị bảo vệ trong trạm E11.3

1.3.3.1 Máy cắt

Máy cắt ñiện cao thế là một phần tử không thể thiếu ñược trong hệ thống truyền tải và phân phối ñiện năng Vai trò của máy cắt là ñóng cắt mạch ñiện trong quá trình vận hành bình thường của hệ thống và chế ñộ sự cố.Trong trạm có sử dụng rất nhiều máy cắt

a Máy cắt 112

Hình 1.5 Máy cắt 112

- Kiểu loại - Mã hiệu: S1-145F1

- Hãng sản xuất: ðức

- ðiện áp ñịnh mức: 145kV

- Dòng ñiện ñịnh mức: 3150A

- Dòng ñiện cắt ngắn mạch ñịnh mức: 31,5kA

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức:

- Chu trình ñóng cắt: C-0,3s-ð;C-3phút-ð;C

- Số lần cắt ngắn mạch ñịnh mức cho phép: 2500

- Dòng ñóng tại chu kỳ lớn nhất: 80kA

- Thời gian chịu dược dòng ñiện ngắn mạch: 03s

- Tần số ñịnh mức: 50/60Hz

- Khả năng chịu ñiện áp tăng cao, với tần số công nghiệp (50Hz trong 1 phút): + Pha với ñất: 275kV

+ Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 275kV

- Khả năng chịu ñiện áp xung sét và xung do thao tác trên lưới:

+ Pha với ñất: 650kV

+ Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 650kV

- Dòng cắt ñường dây không tải ñịnh mức: 140A

- Khối lượng khí SF6/1MC: 9kg

- Khối lượng một trụ cực của MC: 300kg

- Áp suất vận hành khí SF6 ( ở 200C ): 6,8Bar

+ Báo tín hiệu SF6 giảm: 5,8 Bar

+ SF6 khoá ñiều khiển: 5,5Bar

- Số lần cắt ngắn mạch ñịnh mức cho phép: 2500

- Dòng ñóng tại chu kỳ lớn nhất: 80kA

- Thời gian chịu dược dòng ñiện ngắn mạch: 03s

- Tần số ñịnh mức: 50/60Hz

- Khả năng chịu ñiện áp tăng cao, với tần số công nghiệp (50Hz trong 1 phút): + Pha với ñất: 275kV

+ Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 275kV

- Khả năng chịu ñiện áp xung sét và xung do thao tác trên lưới:

+ Pha với ñất: 650kV

+ Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 650kV

- Dòng cắt ñường dây không tải ñịnh mức: 140A

- Khối lượng khí SF6/1MC: 9kg

- Khối lượng một trụ cực của MC: 300kg

- Áp suất vận hành khí SF6 ( ở 200C ): 6,8Bar

+ Báo tín hiệu SF6 giảm: 5,8 Bar

+ SF6 khoá ñiều khiển: 5,5Bar

b Máy cắt 331; 332; 371; 372; 373;

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa

- Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa

- Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay

- Góc quay: 90º

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa

- Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 04s

- Kiểu chuyển ñộng: Bằng tay

f Dao cách ly 132 – 2

Hình 1.13 Dao cách ly 132 – 2

- Kiểu loại - Mã hiệu: SWS Chém ngang

- Hãng sản xuất: Tây Ban Nha

- ðiện áp ñịnh mức: 123kV

- Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A

- Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 04s

- Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa

- Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa

- Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay

- Góc quay: 90º

i Dao cách ly 172 – 7

Hình 1.16 Dao cách ly 172 – 7

- Kiểu loại - Mã hiệu: SWS Chém ngang

- Hãng sản xuất: Tây ban nha

- ðiện áp ñịnh mức: 123kV

- Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A

- Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 31.5kA

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay

- ðiều khiển dao tiếp ñất bằng tay

- Kiểu loại - THS2-LC-800 Chém ngang

- Hãng sản xuất: Việt Nam

- ðiện áp ñịnh mức: 35kV

- Dòng ñiện ñịnh mức:800A

- Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 04s

- Kiểu chuyển ñộng: bằng tay

k Dao cách ly 312 – 2

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay

- Góc quay: 90º

- Khoảng cách giữa các cực của lưỡi dao khi mở:

600mm

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay

- Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s

- ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay

- Kiểu loại - Mã hiệu: ( Chì SI-35)

- Hãng sản xuất: Việt Nam

- ðiện áp ñịnh mức: 35kV

- Dòng ñiện ñịnh mức: 2A

b Cầu chì cao thế SI – TUC91

c Cầu chì hạ thế quạt máy biến áp T1

Hình 1.28 Cầu chì hạ thế quạt máy biến áp T1

- Kiểu loại - Mã hiệu: kiểu ống sứ- bột thạch anh

- Hãng sản xuất: Liên Xô cũ

Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T1

Kiểu loại - Mã hiệu (khe hở) SB-96/103-1 SB-96/103-1 SB-96/103-1

ðiện áp vận hành liên tục cực ñại 77kV 77kV 77kV

Giá trị dòng ñiện dò cho phép 10/0,02µA 10/0,02µA 10/0,02µA

b Chống sét van CS1T2

Hình 1.29 Chống sét van CS1T2

Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T2

Kiểu loại - Mã hiệu ( khe hở) PBC-33 PBC-33 PBC-33

Giá trị dòng ñiện dò cho phép 600/400µA 600/400µA 600/400µA

c Chống sét van CS3T1

Hình 1.30 Chống sét van CS3T1

Bảng 1.7 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T1

Kiểu loại - Mã hiệu (Có khe hở) PBC-35-III PBC-35-III PBC-35-III

Giá trị dòng ñiện dò cho phép 360/180 360/180 360/180

d Chống sét van CS3T2

Hình 1.31 Chống sét van CS3T2

Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T2

Kiểu loại - Mã hiệu (Có khe hở) PBC-35-III PBC-35-III PBC-35-III

e Chống sét van CS9T1

Hình 1.32 Chống sét van CS9T1

Bảng 1.9 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T1

f Chống sét van CS9T2

Hình 1.33 Chống sét van CS9T2

Bảng 1.10 Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T2

Kiểu loại - Mã hiệu (Không khe hở) UNS COOPER COOPER

ðiện áp vận hành liên tục cực ñại 10kV 10kV 10kV

Giá trị dòng ñiện dò cho phép 660mA 660mA 660mA

1.3.4 Khảo sát hệ thống bảo vệ trong trạm E11.3

1.3.4.1 Bảo vệ cho MBA-T1

a Bảo vệ so lệch:

- Kiểu loại - mã hiệu (ghi rõ): PQ721

- Hãng/ Nước chế tạo: AEG- ðức

- Vị trí lắp ñặt tại tủ: bảo vệ MBA-T1/ dãy 2

- Tỉ số biến dòng ñiện cho Rơle bảo vệ so lệch:

+ Phía 110kV- Từ TI chân sứ : Tỉ số: 200/5

+ Phía trung thế – Từ TI ngăn máy cắt 331 ; Tỉ số: 400/5

+ Phía hạ thế – Từ TI ngăn máy cắt` ; 931; Tỉ số: 2000/5

Hình 1.34 Rơle bảo vệ so lệch PQ721

b Bảo vệ quá dòng 110kV:

- Kiểu loại - mã hiệu (ghi rõ): MICOM

- Nhà chế tạo: ALTOM

- Vị trí lắp ñặt tại tủ: bảo vệ MBA-T1 tủ PP dãy 2

- Tỉ số biến dòng ñiện cho Rơle bảo vệ quá dòng:

Phía 110kV- Ngăn máy biến áp: chân sứ ; Tỉ số: 200/5

Hình 1.35 Rơle bảo vệ quá dòng MICOM

c Bảo vệ quá dòng trung thế:

- Kiểu loại - mã hiệu (ghi rõ): PS 441

- Nhà chế tạo: AEG-ðức

- Vị trí lắp ñặt tại tủ: bảo vệ MBA-T1 tủ Pp dãy 2

- Tỉ số biến dòng ñiện cho Rơle bảo vệ quá dòng:

Phía trung thế- Ngăn máy cắt 331 ; Tỉ số: 400/5

Hình 1.36 Rơle bảo vệ quá dòng PS 441

d Bảo vệ quá dòng hạ thế:

1.3.4.2 Bảo vệ cho MBA-T2

a.Bảo vệ so lệch

- Kiểu loại – mã hiệu rơ le KTS- 7UT513

- Hãng / nước chế tạo ; SIEMEN - ðức

- Số chế tạo

- Vị trí lắp ñặt tại tủ bảo vệ MBA-T2 tủ PP dãy 2

- Tỷ số biến dòng cho rơ le bảo vệ so lệch

+ Phia 110kV ; Tại chân sứ Tỷ số biến ; 200/5

+ Phía trung áp ; Tại ngăn MC-332 tỷ số biến ; 800/5

+ Phía hạ áp Ngăn tủ MC-932 tỷ số biến ; 2000/5

Hình 1.37 Role bảo vệ so lệch KTS- 7UT513 b.Bảo vệ quá dòng 110kV

- Kiểu loại- Mã hiệu ; 7SJ511

- Hãng/nước chế tạo ; SIEMEN- ðức