ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU RƠLE SỐ SEL – 311L VÀ ỨNG DỤNG BẢO VỆ SO LỆCH CHO ĐƯỜNG DÂY 500KV PLEIKU – CẦU BÔNG

LỜI CẢM ƠN Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến nhất hiện nay. Trong bất kì lĩnh vực nào như sản xuất, sinh hoạt, an ninh... đều cần sử dụng điện năng. Việc đảm bảo sản xuất điện năng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng năng lượng là một vấn đề quan trọng hiện nay. Bên cạnh việc sản xuất là việc truyền tải và vận hành hệ thống điện cũng đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện. Do nhu cầu về điện năng ngày càng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩa với việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăng theo. Chính vì vậy ta cần thiết kế những thiết bị có khả năng giảm thiểu, ngăn chặn các hậu quả của sự cố có thể gây ra. Một trong những thiết bị phổ biến để thực hiện chức năng đó là rơle. Qua bộ môn bảo vệ rơle chúng ta có thể xây dựng cho mình những kiến thức để có thể bảo vệ được hệ thống điện trước các hậu quả do sự cố trong hệ thống gây ra và đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn, phát triển liên tục bền vững.. Trong quá trình làm đề tài này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Lê Vân. Dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức của em còn hạn chế, kinh nghiệm tích lũy còn ít nên chắc chắn đề tài khó tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đề tài cũng như kiến thức của bản thân em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Vân đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Đà Nẵng, Ngày 28 tháng 5 năm 2011 Sinh viên thực hiện Dương Bá Khánh TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đồ án tốt nghiệp này gồm có 4 chương : Chương 1 trình bày về mục đích xây dựng, quá trình hình thành và phát triển, cùng những khó khăn trong quá trình vận hành 2 mạch đường dây 500KV BắcNam. Chương 2 đề cập đến đặc điểm của đường dây dài siêu cao áp, tác dụng của tụ bù dọc cùng kháng bù ngang trên đường dây, và những vấn đề ảnh hưởng đến việc bảo vệ rơle. Chương 3 giới thiệu về rơle SEL311L, tổng quan về các chức năng bảo vệ và đi sâu vào bảo vệ so lệch dòng đường dây, mặt khác còn tìm hiểu về việc kiểm tra sự hoạt động của phần tử 87L cũng như xử lý các sự cố hay gặp phải của rơle SEL311L. Chương 4 đưa ra các phương án phân pha và tỉ lệ bù dọc cho đường dây 500kV PleikuCầu Bông.Sau đó chọn ra một phương án để tính toán chỉnh định so lệch dòng và bảo vệ quá dòng dự phòng cho đường dây này.

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOA ĐIỆN -o0o -

- -

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : DƯƠNG BÁ KHÁNH

Giáo viên hướng dẫn : Th.S LÊ VÂN

I NHIỆM VỤ

NGHIÊN CỨU RƠLE SỐ SEL – 311L VÀ ỨNG DỤNG BẢO VỆ SO LỆCH

CHO ĐƯỜNG DÂY 500 KV PLEIKU – CẦU BÔNG

II NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỂ TÀI

1) Tổng quan về đường dây 500 kV Bắc Nam

2) Đường dây dài siêu cao áp và các vấn đề liên quan đến bảo vệ rơle

3) Nghiên cứu rơle số SEL-311L

4) Bảo vệ so lệch cho đường dây 500 kV Pleiku – Cầu Bông

III CÁC BẢN VẼ: Slide

IV NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 07 tháng 03 năm 2011

V NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 28 tháng 05 năm 2011

VI THÔNG QUA BỘ MÔN

Ngày tháng năm 2011 Ngày tháng năm 2011

(ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên)

Trang 3

Ngày tháng năm 2011

Chủ tịch Hội đồng

(ký và ghi rõ họ tên)

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến nhất hiện nay Trong bất kì lĩnh vực

nào như sản xuất, sinh hoạt, an ninh đều cần sử dụng điện năng Việc đảm bảo sản xuất điện năng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng năng lượng là một vấn đề quan trọng hiện nay Bên cạnh việc sản xuất là việc truyền tải và vận hành hệ thống điện cũng đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện Do nhu cầu về điện năng ngày càng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩa với việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăng theo Chính vì vậy ta cần thiết kế những thiết bị có khả năng giảm thiểu, ngăn chặn các hậu quả của sự cố có thể gây ra Một trong những thiết bị phổ biến để thực hiện chức năng

đó là rơle

Qua bộ môn bảo vệ rơle chúng ta có thể xây dựng cho mình những kiến thức để

có thể bảo vệ được hệ thống điện trước các hậu quả do sự cố trong hệ thống gây ra và đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn, phát triển liên tục bền vững

Trong quá trình làm đề tài này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Lê Vân Dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức của em còn hạn chế, kinh nghiệm tích lũy còn ít nên chắc chắn đề tài khó tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đánh giá, nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đề tài cũng như kiến thức của bản thân em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Vân đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này

Đà Nẵng, Ngày 28 tháng 5 năm 2011 Sinh viên thực hiện

Dương Bá Khánh

Trang 5

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Đồ án tốt nghiệp này gồm có 4 chương :

Chương 1 trình bày về mục đích xây dựng, quá trình hình thành và phát triển, cùng những khó khăn trong quá trình vận hành 2 mạch đường dây 500KV Bắc-Nam

Chương 2 đề cập đến đặc điểm của đường dây dài siêu cao áp, tác dụng của tụ

bù dọc cùng kháng bù ngang trên đường dây, và những vấn đề ảnh hưởng đến việc bảo

vệ rơle

Chương 3 giới thiệu về rơle SEL-311L, tổng quan về các chức năng bảo vệ và

đi sâu vào bảo vệ so lệch dòng đường dây, mặt khác còn tìm hiểu về việc kiểm tra sự hoạt động của phần tử 87L cũng như xử lý các sự cố hay gặp phải của rơle SEL-311L

Chương 4 đưa ra các phương án phân pha và tỉ lệ bù dọc cho đường dây 500kV Pleiku-Cầu Bông.Sau đó chọn ra một phương án để tính toán chỉnh định so lệch dòng

và bảo vệ quá dòng dự phòng cho đường dây này

Trang 6

MỤC LỤC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP ii

LỜI CẢM ƠN iv

TÓM TẮT ĐỒ ÁN v

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH HÌNH VẼ ix

DANH SÁCH BẢNG xi

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG DÂY 5OO KV BẮC-NAM 1

1.1 ĐƯỜNG DÂY 500 KV MẠCH 1 1

1.1.1 Mục đích xây dựng 1

1.2 ĐƯỜNG DÂY 500 KV MẠCH 2 4

1.3 NHỮNG KHÓ KHĂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH ĐƯỜNG DÂY 500 KV BẮC-NAM 5

1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐƯỜNG DÂY 500 KV BẮC-NAM 7

CHƯƠNG 2 ĐƯỜNG DÂY DÀI SIÊU CAO ÁP VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN BẢO VỆ RƠ LE 9

2.1 ĐƯỜNG DÂY DÀI SIÊU CAO ÁP 9

2.1.1 Khái niệm 9

2.1.2 Đặc điểm của đường đây siêu cao áp 9

2.1.3 Tụ bù dọc 12

2.1.4 Kháng bù ngang 15

2.2 CÁC VẤN ĐỀ VỀ BẢO VỆ RƠLE 18

2.2.1 Nhiệm vụ của bảo vệ rơle 18

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ rơle 18

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU VỀ RƠLE SEL-311L 25

3.1 TỔNG QUAN VỀ RƠLE SEL-311L 25

3.1.1 Giới thiệu 25

3.1.2 Thông số kỹ thuật của rơle 30

3.2 THIẾT LẬP 33

3.2.1 Sự kết nối 33

Trang 7

3.2.2 Lắp đặt rơle 37

3.3 CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ CỦA SEL-311L 38

3.3.1 Phần tử khoảng cách 39

3.3.2 Đặc tuyến dao động điện 41

3.3.3 Bảo vệ quá dòng 41

3.3.4 Thành phần điện áp 42

3.3.5 Thành phần kiểm tra đồng bộ 43

3.3.6 Phần tử tần số 44

3.3.7 Logic mất điện áp 45

3.3.8 Logic phát hiện xâm nhập tải 46

3.4 BẢO VỆ SO LỆCH DÒNG TRÊN ĐƯỜNG ĐÂY 46

3.4.1 Tổng quan 46

3.4.2 Lý thuyết hoạt động 47

3.4.3 Yêu cầu về máy biến dòng 49

3.4.4 Cài đặt vùng hãm và phần tử giám sát 50

3.4.5 Việc thiết lập của nhà sản xuất đưa đến độ nhạy cao trong khi ngắn mạch ngoài 57

3.4.6 SEL-5601 trên đồ thì mặt phẳng alpha 59

3.4.7 Cài đặt liên quan đến phần tử 87L 61

3.4.8 Bảo vệ 3 nút với rơle SEL-311L 66

3.5 LOGIC CẮT 69

3.5.1 Cắt dòng so lệch 70

3.5.2 Logic cắt Switch-onto- fault (SOTF) 71

3.6 KIỂM TRA VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ 75

3.6.1 Kiểm tra các phần tử của 87L trên mặt phẳng anpha 75

3.6.2 Tính năng tự kiểm tra của rơle 84

3.6.3 Khắc phục sự cố rơle 84

CHƯƠNG 4 BẢO VỆ SO LỆCH CHO ĐƯỜNG DÂY 500KV 89

PLEIKU-CẦU BÔNG 89

4.1 TỔNG QUAN 89

4.2 THÔNG SỐ ĐƯỜNG DÂY 89

4.3 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY KẾT HỢP THÔNG SỐ BÙ DỌC 90

Trang 8

4.4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH: 98

4.4.1 Tính toán ngắn mạch 3 pha 98

4.4.2 Tính toán ngắn mạch một pha 101

4.5 CHỈNH ĐỊNH BẢO VỆ SO LỆCH 104

4.5.1 Chọn tỷ số biến dòngdùng cho bảo vệ đường dây 104

4.5.2 Cài đặt liên quan đến phần tử 87L 104

4.6 TÍNH TOÁN BẢO VỆ QUÁ DÒNG 105

4.6.1 Bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian độc lập 105

4.6.2 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

Trang 9

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 2.1: mô hình hệ thống điện đơn giản có tụ điện mắc nối tiếp 13

Hình 2.2: Đặc tính P(δ) ứng với trường hợp không có tụ bù dọc (a) và có tụ bù dọc (b) 13

Hình 2.3: Phân bố điện áp dọc đường dây siêu cao áp khi cắt tải một đầu 17

Hình 3.1: Các đầu vào và đầu ra của rơle SEL-311L 26

Hình 3.2 Giao diện truyền thông của rơle SEL-311L 27

Hình 3.3: Ví dụ về kết nối truyền thông của rơle SEL-311L 28

Hình 3.4: Ứng dụng loại 2 nút với kênh dự phòng nóng và tải rẽ nhánh 29

Hình 3.5: Ứng dụng loại 3 nút với điện áp đầu ra 29

Hình 3.6: Ứng dụng loại 3 nút với 3 kênh thông tin chức năng 30

Hình 3.7: SEL-311L có thành phần bảo vệ so lệch dòng, bảo vệ khoảng cách và bảo vệ quá dòng, tự động đóng lại, và kiểm tra đồng bộ cho một đường dây truyền tải (thiết lập APP = 87L21 hoặc 87L21P) 34

Hình 3.8: vị trí bộ nhảy, bộ kết nối và những phần chính trên mạch chính của SEL-311L 36

Hình 3.9: Kích thước và bảng điều khiển ngắt điện của rơle SEL-311L 37

Hình 3.10: Sơ đồ mặt trước và mặt sau bảng điều khiển điển hình của SEL-311L trên giá nằm ngang kích thước 3U 38

Hình 3.11: Logic mất điện áp 45

Hình 3.12: Nguyên lý cơ bản so lệch dòng đường dây SEL 311 46

Hình 3.13: Mặt phẳng alpha biểu diễn tỉ lệ phức của dòng từ xa đến tại chỗ 47

Hình 3.14: Vùng hãm của SEL-311L bao quanh điểm ngắn mạch ngoài 48

Hình 3.15: Thiết lập góc 87LANG trên mặt phẳng alpha dựa vào góc lớn nhất khi ngắn mạch ngoài 51

Hình 3.16: Sự bão hòa CT gây ra góc lệch và giảm độ lớn 53

Hình 3.17 Tốc độ cắt của phần tử pha 87L cho dòng ngắn mạch đối xứng với 87LANG=195 và 87LR=6 sử dụng trực tiếp kết nối sợi quang 55

Hình 3.18: Tốc độ cắt của phần tử pha 87LG và 87L2 cho dòng ngắn mạch đối xứng với 87LANG=195 và 87LR=6 sử dụng trực tiếp kết nối sợi quang 56

Trang 10

Hình 3.19: Độ nhạy ngắn mạch chạm đất của phần tử 87L2 và 87LG với 87L2P=0,5 hoặc 87LGP=0,5 57

Hình 3.20: SEL-5601 chụp hình của đồ thị mặt phẳng alpha khi ngắn mạch ngoài với

CT bão hòa tại một nút 59

Hình 3.21 SEL-5601 chụp hình của đồ thị mặt phẳng alpha khi ngắn mạch trong với

CT bão hòa tại một nút 60

Hình 3.22: SEL-5601 chụp hình của đồ thị mặt phẳng alpha khi ngắn mạch ngoài với

CT không bão hòa 60

Hình 3.23: Rơle SEL-311L được ứng dụng với các tỉ lệ CT khác nhau 61

Hình 3.24: ngắn mạch trong trên đường dây 3 nút có thể sinh ra dòng đi ra từ một nút

67

Hình 3.25:ngắn mạch ngoài trên đường dây 3 nút với dòng đi vào như nhau tại 2 nút 68

Hình 3.26: đường dây 3 nút với ngắn mạch trong và lỗi kênh truyền 69

Hình 3.27: SEL-311L bảo vệ đường dây 3 nút chỉ sử dụng 2 kênh truyền thông 69

Hình 3.28: logic mở 3 cực (trên) và logic đóng vào điểm có ngắn mạch(dưới) 72

Hình 3.29: những điểm kiểm tra sự chính xác của các phần tử trong mặt phẳng alpha77

Hình 4.1: Đặc tính P-V của các thanh cái 500kV như TBA Tân Uyên, 91

Sông Mây, Phú Lâm, Cầu Bông, Đức Hoà ở trường hợp phân pha 4 dây ACSR330, 91

tỷ lệ bù dọc 55% 91

Trang 11

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.1: tiêu chuẩn điện áp 42

Bảng 3.2 liệt kê các thành phần điện áp có giá trị, đầu vào điện áp tương ứng và biên độ cài đặt cho SEL-311L (xem hình 3.1 cho sự kết nối điện áp đầu vào) 42

Bảng 3.3: Ba trường hợp có thể kết hợp của dòng từ xa và dòng tại chỗ 66

Bảng 3.4: kết quả kiểm tra sự tác động của phần tử hãm pha 79

Bảng 3.5: kết quả kiểm tra sự không tác động của phần tử hãm pha (bán kính ngoài) 80 Bảng 3.6: kết quả kiểm tra phản ứng của phần tử hãm thứ tự nghịch 82

Bảng 3.7: kết quả kiểm tra sự không tác động của phần tử hãm thứ tự nghịch 83

Bảng 4.1: Công suất trên các đường dây 500kV và lượng công suất huy động được cho miền Nam ứng với các phương án bù khác nhau Đường dây 4xACSR330-Năm 2015 93

Bảng 4.5: Chênh lệch tổn thất toàn Quốc đối với các phương án bù khác nhau 97

Bảng 4.6: Công suất tải trên đường dây 500kV ĐăkNông-Cầu Bông-năm 2015 97

Bảng 4.7: Dòng điện ngắn mạch trên các thanh cái năm 2015 98

Bảng 4.8: dòng ngắn mạch 3 pha 103

Bảng 4.9: dòng ngắn mạch 1 pha: 103

Trang 12

Tổng quan về đường dây 500kV Bắc - Nam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG DÂY 5OO KV BẮC-NAM

1.1 ĐƯỜNG DÂY 500 KV MẠCH 1

Đường dây 500kV Bắc – Nam mạch 1 có tổng chiều dài 1487km gồm có 3437 cột điện tháp sắt đi qua 14 tỉnh thành gồm Hòa Bình, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam - Đà Nẵng (nay là tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng), Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Sông Bé (nay là các tỉnh Bình Phước, Bình Dương), Long An, thành phố Hồ Chí Minh; trong đó qua vùng đồng bằng là 297km (chiếm 20%), trung du – cao nguyên là 669km (chiếm 45%), núi cao, rừng rậm là 521km (chiếm 35%) với 7 lần vượt sông (sông Đà, sông Mã, sông Lam, sông La, sông Thạch Hãn, sông Hương, sông Sài Gòn) và 17 lần vượt quốc lộ

Công trình được Thủ tướng Võ Văn Kiệt phát lệnh khởi công phần đường dây vào ngày 5/4/1992 tại các vị trí móng số 54, 852, 2702 và khởi công phần trạm biếp áp vào ngày 21/01/1993 tại trạm biến áp Phú Lâm, thành phố Hồ Chí Minh

1.1.1 Mục đích xây dựng

Từ sau chủ trương đổi mới của Đảng Cộng Sản Việt Nam vào năm 1986, kinh

tế Việt Nam có những bước chuyển biến tích cực Giai đoạn 1990 – 1995, tốc độ tăng trưởng sản lượng công nghiệp bình quân đạt từ 12% đến 14%, GDP tăng từ 5,1% vào năm 1990 đến 9,5% vào năm 1995 Nhu cầu tiêu thụ điện năng cũng gia tăng hằng năm, cụ thể là 13,12% vào năm 1993; 18,43% vào năm 1994 và 20,62% vào năm 1995 (so với năm trước) Khu vực miền Nam và thành phố Hồ Chí Minh có sự phát triển tốt

về kinh tế nhưng việc phát triển nguồn điện ở khu vực này không đáp ứng kịp nhu cầu tăng trưởng Trong giai đoạn từ 1991 đến 1994 chỉ có nhà máy nhiệt điện Bà Rịa - 230MW được đưa vào vận hành Công suất lắp đặt của miền Nam chỉ đáp ứng được 89,73% (lắp đặt 1005MW, nhu cầu 1120MW) nên phải hạn chế phụ tải bằng cách cắt điện luân phiên hoặc đột xuất hầu như tất cả các ngày trong tuần

Khu vực miền Trung được cấp điện chủ yếu qua đường dây 220kV Vinh – Đồng Hới lấy điện từ Hòa Bình, đường dây 66kV từ Nhà máy thủy điện Đa Nhim cấp cho Cam Ranh, Khánh Hòa và một số nguồn diesel nhỏ tại chỗ Do đường dây quá dài nên công suất truyền tải bị hạn chế và chất lượng điện cuối nguồn không đảm bảo, thường xuyên bị sụp đổ điện áp ở các khu vực Quảng Nam, Quảng Ngãi Công suất

Trang 13

lắp đặt của Miền Trung chỉ đáp ứng được 40,91% nhu cầu (lắp đặt 90MW, nhu cầu 220MW)

Trong khi đó, tại Miền Bắc, các nhà máy nhiệt điện than Uông Bí, Ninh Bình, Phả Lại, các tổ máy số 3-8 của nhà máy thủy điện Hòa Bình lần lượt được đưa vào vận hành, Miền Bắc cơ bản thừa công suất Trước tình hình đó, Chính phủ Việt Nam bàn đến 2 phương án giải quyết:

Bán điện thừa của Miền Bắc cho Trung Quốc; xây dựng nguồn điện mới tại Miền Nam và Miền Trung

Xây dựng đường dây siêu cao áp truyền tải điện năng dư thừa từ Miền Bắc vào Miền Nam và Miền Trung

Khi xét đến nhiều yếu tố kỹ thuật, chính trị, an ninh năng lượng, Chính phủ Việt Nam quyết định chọn phương án 2 với cấp điện áp 500kV

1.1.2 Thông số thiết bị

thiết bị Hãng sản xuất Nước sản xuất Loại thiết bị

OPGW 70 (nằm trong dây chống sét)

Mạ kẽm nhúng nóng (hot-dip galvanized)

F300/195DC (néo); F160/146DC; F120/146DC (đỡ); F70/127DC (đỡ lèo)

4 Cột thép, thép góc

và dây dẫn

Hyundai, Hyosung, Lucky Goldstar, Daewoo, Samsung

Hàn Quốc

Cột thép mạ kẽm nhúng nóng; dây dẫn 4xACSR-330/SQ85

Trang 14

8 Tụ điện bù dọc Nokia(n)

Capacitor Phần Lan

Tụ cách điện bằng dầu

Ý, Thụy Điển, Pháp

550MHMe-4Y, 245MHMe-1P, 123MHMe-1P; LTB 72,5D1; SB6

11 Dao cách ly

13 Rơle bảo vệ Siemens, Gec

7SA513 (khoảng cách), 7UT513 (so lệch máy biến áp), LFCB (so

Trang 15

thiết bị Hãng sản xuất Nước sản xuất Loại thiết bị

lệch đường dây), LFAA (tự đóng lại)

14 Thiết bị đầu cuối

15

Thiết bị cho trung

tâm điều độ quốc

Tổng vốn đầu tư: 8.011,8 tỷ đồng Chưa kể khoảng hơn 1.500 tỷ đồng đầu tư xây mới 2 trạm biến áp 500 kV và hệ thống đấu nối; mở rộng các lộ đi và lộ đến của các trạm 500 kV Phú Lâm, Pleiku, Đà Nẵng, Hà Tĩnh

Đường dây đi qua địa bàn 21 tỉnh, thành phố: thành phố Hồ Chí Minh, Long

An, Bình Dương, Lâm Đồng, Đồng Nai, Đắk Lắk, Gia Lai, Kon Tum, Quảng Ngãi, Quảng Nam, Đà Nẵng, Thừa Thiên - Huế, Quảng Bình, Quảng Trị, Hà Tĩnh, Nghệ

An, Thanh Hóa, Ninh Bình, Hòa Bình, Hà Nam và Hà Tây

Mục đích xây dựng:

Với tốc độ tăng phụ tải cao, nhu cầu trao đổi điện năng giữa 2 miền Bắc-Nam

đã vượt khả năng tải của đường dây 500 kV mạch 1, EVN đã đầu tư xây dựng đường dây 500 kV Bắc-Nam mạch 2

Trang 16

Đường dây 500 kV Bắc- Nam mạch 2 hoạt động nhằm hỗ trợ điện giữa 2 miền Nam Bắc (đường dây này vận hành đã kịp thời hạn chế việc thiếu điện ở miền Bắc trong đầu năm 2005), tránh được mất điện trên diện rộng nếu xảy ra sự cố một trong 2 mạch Trong tương lai 2 đường dây 500 kV này còn liên kết hệ thống điện của các nước trong khu vực

1.3 NHỮNG KHÓ KHĂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC TRONG QUÁ

TRÌNH VẬN HÀNH ĐƯỜNG DÂY 500 KV BẮC-NAM

Tình trạng xuống cấp của hệ thống thiết bị trạm và đường dây 500 kV trên một

số đoạn tuyến Một loạt máy biến áp 500 kV ở ba miền bắc, trung, nam và Tây Nguyên lần lượt bị cháy, rất may là việc cháy, nổ máy biến áp không diễn ra đồng thời cùng lúc

Mỗi lần có sự cố cháy, nổ máy biến áp phải mời chuyên gia của nhà chế tạo sang tìm nguyên nhân, rồi đưa máy về nước họ sửa chữa và phải mất nhiều tháng mới xong

Đối với đường dây, nhất là đường dây 500 kV mạch 2, do phải chịu tải công suất điện quá lớn, lại vận hành trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, dãi dầu nắng mưa,

do đó, một số khoảng cột, dây cáp dẫn điện đã võng Mặt khác, một số hộ dân sống ở giữa hai tuyến đường dây khiếu nại về nhiễm điện từ trường Tuy đã có khá nhiều lời giải thích từ cơ quan chuyên môn ngành điện và cả các chuyên gia, các nhà khoa học

về môi trường, khẳng định đường dây 500 kV không hề bị ảnh hưởng về từ trường điện, nhưng nhiều người vẫn cứ bán tín, bán nghi Đây cũng là vấn đề nan giải dẫn tới tình trạng vi phạm hành lang lưới điện mà trong suốt nhiều năm qua được coi là nhức nhối trên các tuyến đường dây

Một vấn đề khác cũng cần đề cập, đó là lực lượng quản lý vận hành đường dây:

đa số anh em công nhân đã ở vào tuổi bốn, năm mươi, mặc dù có kinh nghiệm, vững

về chuyên môn nhưng tuổi tác và sức khỏe không cho phép họ làm việc trên cao Trong khi đó, việc tuyển dụng mới để thay thế lại rất hạn chế vì sẽ tăng biên chế, ảnh hưởng năng suất lao động, thu nhập của CBCNV

Hiện nay, hệ thống đường "công vụ" lên các vị trí cột trước đây đều bị mưa lũ

"xóa sạch" không còn dấu vết Muốn làm đường lên cũng khó vì không có kinh phí, nên thợ truyền tải cứ phải vượt núi, cắt rừng mà đi

Trang 17

Để lưới điện vận hành an toàn, không xảy ra sự cố nghiêm trọng, theo các chuyên gia và nhiều nhà quản lý có kinh nghiệm, thì quan trọng vẫn là công tác kiểm tra, phát hiện; công tác bảo dưỡng, sửa chữa định kỳ; đặc biệt là vấn đề đầu tư nguồn vốn sửa chữa, nâng cấp, thay thế thiết bị Đối với các trạm biến áp, bên cạnh công tác kiểm tra, sửa chữa định kỳ, phải thường xuyên tăng cường kiểm tra, soi phát nhiệt, phát hiện sớm những thiết bị lão hóa nhanh như máy biến áp, cáp nhị thứ, giàn tụ bù, máy cắt để có kế hoạch đặt hàng, gia công thiết bị thay thế Nếu máy biến áp vẫn phải nhập từ nước ngoài, cần mua dự phòng các thiết bị, phụ kiện để không còn bị động khi sự cố xảy ra Riêng đường dây, hiện nhiều đoạn tuyến có độ võng vượt quá giới hạn cho phép, cần phải nhanh chóng khắc phục

Đã có nhiều phương án, giải pháp được nêu ra, tuy nhiên, dù là phương án nào, giải pháp nào thì cũng phải triển khai khẩn trương, bởi sự cố đường dây có thể ập đến bất kỳ lúc nào, nếu không sớm có biện pháp ngăn chặn Để rút kinh nghiệm cho những

dự án điện sau, có lẽ ngay từ khâu thiết kế, lập dự toán giá trị công trình phải được tính tới mọi chi tiết và sát thực từng vị trí, phải phối hợp chặt chẽ với địa phương để thực hiện triệt để công tác đền bù, giải phóng mặt bằng Kiên quyết áp dụng các biện pháp

để giải quyết dứt điểm những trường hợp không được phép tồn tại trong phạm vi hành lang tuyến ngay từ khi bắt đầu thi công

Liên quan vấn đề con người, EVN trước đây và Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (NPT) hiện nay có cơ chế, những người hoạt động thường xuyên trên các tuyến đường dây 500 kV khi tuổi được đào tạo lại và đưa về quản lý, vận hành tại các trạm biến áp 220 kV hoặc 110 kV Nhưng gần đây, theo phân cấp, việc quản lý trạm

110 kV được giao cho các công ty phân phối nên kế hoạch sắp xếp, bố trí đội ngũ cũng gặp khó khăn Nên chăng, các công ty truyền tải cần tổ chức lại sản xuất, mở rộng loại hình hoạt động, để giải quyết việc làm cho lao động cao tuổi, qua đó, bổ sung lao động trẻ, khỏe, có tính cơ động cao cho các đơn vị quản lý, vận hành lưới điện 500 kV

Khắc phục những khó khăn, bất cập trên đây, thiết nghĩ, ngoài trách nhiệm và

nỗ lực của ngành điện, cần có sự cảm thông chia sẻ, sự quan tâm hỗ trợ thiết thực của các cấp, các ngành, của toàn xã hội, để không chỉ đường dây 500 kV bắc - nam, mà cả

hệ thống lưới điện trên phạm vi toàn quốc được vận hành an toàn, liên tục, góp phần bảo đảm an sinh xã hội và phục vụ hiệu quả cho sự nghiệp CNH, HĐH

Trang 18

1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐƯỜNG DÂY 500 KV BẮC-NAM

- Đường dây 500kV Bắc - Nam mạch 1 được đưa vào vận hành vào tháng 5/1994, cơ bản đã giải quyết được tình trạng thiếu điện của Miền Nam Sau khi đóng điện đưa vào vận hành máy biến áp 500kV tại Đà Nẵng (9/1994) và Pleiku (tháng 11/1994), tình hình cung cấp điện cho Miền Trung đã được giải quyết căn cơ

Giai đoạn từ năm 1994 đến năm 1997, công suất truyền tải chủ yếu từ Bắc vào Nam và chiếm tỉ trọng lớn trong tổng sản lượng cung cấp của Miền Nam và Miền Trung:

- Công trình đường dây 500 kV còn có vai trò hết sức quan trọng, bởi không chỉ truyền tải nguồn điện để phát triển đời sống, xã hội, mà nó còn là đường dây đầu tiên

áp dụng dây chống sét cáp quang, một xa lộ truyền tải thông tin hữu ích để tham gia phát triển công nghệ thông tin Hiện tại, nhiều tập đoàn, doanh nghiệp viễn thông lớn trong nước đã khai thác, sử dụng rất hiệu quả sợi cáp quang trên đường truyền tải điện

để thiết lập nền tảng truyền dẫn thông tin xuyên quốc gia, phục vụ an ninh quốc phòng

và an sinh xã hội

- Bên cạnh ý nghĩa về kinh tế, đường dây 500 kV bắc - nam còn là cơ hội để CBCNV ngành điện tiếp cận thiết bị, công nghệ hiện đại, tiên tiến của các nước công nghiệp phát triển Ðiển hình là khi thi công đường dây mạch 1 cần phải có chuyên gia, thì đến đường dây 500 kV mạch 2, đội ngũ kỹ sư, cán bộ quản lý, công nhân vận hành trạm và đường dây đã không cần đến chuyên gia nước ngoài Các công đoạn từ tư vấn, giám sát, thí nghiệm thiết bị, đến công tác quản lý, vận hành đường dây đều do CBCNV Việt Nam thực hiện, vẫn bảo đảm chất lượng công trình Bằng tinh thần học hỏi, dám nghĩ, dám làm, tính chủ động, sáng tạo, CBCNV ngành điện đã nắm bắt, làm chủ thiết bị công nghệ, đảm nhiệm được nhiều công việc đòi hỏi chất xám và kỹ thuật

Trang 19

cao như: Chủ động sửa chữa đường dây đang mang điện bằng máy bay lên thẳng; tự sửa chữa đại tu máy biến áp 500 kV; xử lý các mối nối tiếp xúc bằng công nghệ hàn cadweld; sử dụng công nghệ kiểm tra phóng điện bề mặt chuỗi sứ bằng thiết bị ghi hình vầng quang corona camera; nghiên cứu sử dụng công nghệ sứ composite cho đường dây; tự sửa chữa sự cố máy biến áp, cũng như chủ động chế tạo các thiết bị, công nghệ và vật tư chất lượng cao để phục vụ thay thế, sửa chữa công trình, bảo đảm cho lưới điện vận hành thông suốt, ổn định, góp phần giảm thiểu những thiệt hại

do sự cố mất điện gây ra

- Lưới điện 500 kV từ 1994 đến nay có sự phát triển lớn mạnh, ban đầu chỉ có 1.500 km đường dây và bốn trạm biến áp 500 kV, đến nay đã phát triển mạnh từ Cà Mau đến Quảng Ninh, Sơn La Hiện nay, đường dây 500 kV dài hơn 3.440 km với 11 trạm biến áp 500 kV, tổng dung lượng máy biến áp 500 kV là 8.756 MVA Từ nay đến năm 2015 và những năm tiếp theo sẽ phát triển thêm nhiều đường dây và trạm biến áp

500 kV để đón nhận kịp thời các nguồn điện lớn sẽ vào vận hành

Có thể nói, hiệu quả kinh tế từ việc xây dựng đường dây 500 kV bắc - nam là to lớn và những bài học kinh nghiệm từ công trình đường dây 500 kV cũng sẽ rất bổ ích cho CBCNV Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia trong công tác quản lý, vận hành

an toàn lưới điện cao áp, phục vụ đắc lực sự nghiệp CNH, HÐH khi nước ta hội nhập sâu rộng nền kinh tế quốc tế

Trang 20

Đường dây dài siêu cao áp và các vấn đề liên quan đến bảo vệ rơle

CHƯƠNG 2 ĐƯỜNG DÂY DÀI SIÊU CAO ÁP VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

ĐẾN BẢO VỆ RƠ LE 2.1 ĐƯỜNG DÂY DÀI SIÊU CAO ÁP

Khi công suất phụ tải lớn, công suất các nhà máy điện tập trung cao dẫn đến phải dùng các đường dây siêu cao áp để tải điện tạo thành lưới điện siêu cao áp

2.1.2 Đặc điểm của đường đây siêu cao áp

2.1.2.1 Dùng dây dẫn phân pha:

Thay vì mỗi pha dùng một sợi dây đơn như ở các đường dây điện áp thấp, người ta dùng nhiều sợi dây cho một pha gọi là đường dây phân pha, các sợi dây này được kết chặt trên góc của một khung định vị đa giác đều để giữ chúng luôn luôn song song với nhau Đường dây 220 kv mỗi pha có 2 sợi, 500 kv mỗi pha có 3 hoặc 4 sợi Dòng điện trên đường dây siêu cao áp rất lớn nên dây dẫn thiết kế phải có tiết diện lớn, đường dây 500kv

cỡ 1000 đến 1200 mm2 Sản xuất dây dẫn tiết diện lớn và thi công lắp đặt chúng gặp rất nhiều khó khăn.Mặt khác khi vận hành, xung quanh dây dẫn sẽ xuất hiện điện trường với cường độ cao, điện trường này sinh ra vầng quang Do đó dẫn đến tổn thất công suất và điện năng rất lớn Vì vậy người ta dùng dây phân pha

Dây phân pha: là dây dẫn ở mỗi pha có tiết diện lớn được thay bằng một số dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn Các dây dẫn này được liên kết chặt trên góc của một khung định vị đa giác đều để giữ chúng luôn song song với nhau Với đường dây 220KV,mỗi pha có 3 hoặc 4 dây dẫn

Ta biết rằng đối với đường dây siêu cao áp cường độ điện trường trên bề mặt dây dẫn là:

613,01 5,24

r m

Trang 21

m là hệ số phụ thuộc độ nhám của bề mặt dây, với dây bện nhiều sợi m = 0,82

δ là hệ số phụ thuộc vào mật độ không khí

n là số dây trong một pha

Rpp là bán kính đường tròn đi qua các đỉnh của khung định vị

r là bán kính của của một sợi

Bán kính đẳng trị lớn hơn nhiều so với bán kính của một dây có cùng tiết diện,

do đó làm cho cường độ điện trường trên bề mặt dây giảm thấp

Nhưng bán kính này cũng làm giảm thấp điện kháng đơn vị và tăng điện dung đơn vị của dây Do đó sợi dây trong một pha và khoảng cách giữa chúng phải được chọn sao cho vừa giảm được cường độ điện trường, tổn thất vầng quang, giảm nhiễu

vô tuyến nhưng giá thành chấp nhận được

Người ta chọn tiết diện dây, số sợi trong một pha và khoảng cách giữa chúng bằng cách so sánh kinh tế - kỹ thuật của một số phương án Khi đó phải tính đến các yếu tố: tăng khả năng tải do giảm được điện kháng, ảnh hưởng đến môi trường ( do điện trường gây ra cho không gian dưới dây dẫn và xung quanh đường dây, điện trường này tăng lên khi điện dung của đường dây tăng, muốn khắc phục phải tăng chiều cao của cột… dẫn đến chi phí đường dây cao lên

Đối với đường dây 500 kV trở lên, không chọn dây dẫn theo mật độ kinh tế vì những hạn chế về tổn thất vầng quang và nhiễu vô tuyến

2.1.2.2 Khoảng cách cách điện và chiều dài chuỗi sứ rất lớn

Chiều dài của chuỗi sứ siêu cao áp chỉ phái xác định theo điện áp vận hành (không phải tính đến quá điện áp nội bộ như đối với điện áp (35 – 110 kV)

Số bát sứ 500 kV có thể từ 22 đến 25 bát và lớn hơn Chuỗi sứ 500 kV dài khoảng 4 đến 5 m và dài hơn nữa Điều này làm cho độ lệch ngang của chuỗi sé rất lớn, dẫn đến khoảng cách pha phải lớn, cột cao lên, chi phí đường dây sẽ cao hơn

Trang 22

2.1.2.3 Ảnh hưởng đến môi trường xung quanh đường dây

Chiếm nhiều đất đai để xây dựng trạm và móng cột, tiếng ồn do hồ quang, nhiễu vô tuyến, ảnh hưởng đến cảnh quan và ảnh hưởng do cường độ điện trường đến khoảng không dưới đường dây và mặt đất

Cường độ điện trường ảnh hưởng không tốt đến người và gia súc, cso khi dây ra điện thế nguy hiểm trên các vật liệu kim loại dưới đường dây Cường độ điện trường cho phép từ 5 đến 25 kV/cm tùy thuộc vào loại đường dây Do đó thời gian con người

và gia súc ở dưới đường dây phải được hạn chế đến mức không nguy hiểm cho sức khỏe

Để hạn chế ảnh hưởng nêu trên có thể dùng các biện pháp thay đổi cấu trúc, làm đường dây đắt lên

2.1.2.4 Độ tin cậy

Ở đường dây siêu cao áp đòi hỏi độ tin cậy rất cao, bởi sự cố các đường dây này gây ảnh hưởng rất lớn cho phụ tải Để đảm bảo độ tin cậy cao phải:

- Tăng cách điện đường dây

- Tăng sức chịu lực của cột và móng

- Tăng số mạch song song

Chú ý cần phải tính toán cẩn thận để xác định được mức độ tin cậy tối ưu

 Công suất phản kháng do điện dung của đường dây sinh ra gây ra các vấn đề kỹ thuật cần phải giải quyết trong chế độ không tải hoặc non tải của lưới điện và đường dây:

- Sự tăng cao của điện áp ở cuối đường dây có thể vượt qua khả năng chịu đựng của thiết bị phân phối điện (đường dây 220 kV điện áp không được cao hơn Umaxcp = 252 kV; đường dây 500 kV không được cao hơn Umaxcp =

525 kV)

Trang 23

- Công suất phản kháng do điện dung mà máy phát điện phải chịu có thể lớn hơn khả năng của nó

- Nguy cơ tự kích và tự dao động tăng dần lớn

 Trong chế độ max, nếu đường dây cấp điện từ hệ thống cho nút phụ tải thì tổn thất điện áp có thể rất lớn, do đó người ta tránh không tải nhiều công suất phản kháng trên đường dây siêu cao áp Để cấp công suất phản kháng cho phụ tải phải đặt bù tại các nút tải khu vực

Điều chỉnh điện áp trong lưới điện có đường dây dài khá phức tạp, cần lượng công suất phản kháng rất lớn biến thiên từ dung tính sang cảm tính, đây là vấn đề kinh

tế - kỹ thuật nan giải

Nếu đường dây nối liền các phần độc lập của hệ thống điện hoặc các hệ thống điện gần nhau (gọi là các đường dây liên lạc hệ thống) có độ dài lớn thì gặp phải vấn

đề khả năng tải theo công suất giới hạn và ổn định tĩnh Nếu độ dự trữ ổn định tĩnh thấp phải có các biện pháp nâng cao

Ổn định động của hệ thống công suất lớn cũng là vấn đề rất phức tạp và nan giải, là hạn chế khả năng tải của đường dây dài Để giải quyết vấn đề này thường phải phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ và lựa chọn sơ đồ hợp lý của đường dây dài

Các vấn đề trên làm cho đường dây siêu cao áp có độ dài hơn 300 km phải được trang bị thêm các thiết bị phụ:

- Tụ điện bù dọc

- Kháng điện bù ngang

- Máy bù tĩnh (SVC hay STATCOM) hay máy bù đồng bộ

để xử lý vấn đề tăng cao điện áp, quá tải máy phát điện trong chế độ không tải và non tải, đảm bảo điện áp cuối đường dây hoặc nâng cao khả năng ổn định tĩnh trong chế độ max Số lượng, dung lượng và vị trí đặt của các thiết bị này là kết quả của bài toán kinh tế - kỹ thuật

Trang 24

Hình 2.1: mô hình hệ thống điện đơn giản có tụ điện mắc nối tiếp

Công suất tác dụng truyền tải trên đường dây khi có tụ bù dọc:



sin 2 1

C

X

U U P

 2

1 sẽ tăng lên do đó độ dự trữ ổn định

tĩnh tăng lên Khảo sát các đường đặc tính công suất P(δ) như ở hình 2.2

Hình 2.2: Đặc tính P(δ) ứng với trường hợp không có tụ bù dọc (a) và có tụ bù dọc (b)

Từ (1) nhận thấy rằng khi (XL – XC) giảm thì các đường đặc tính công suất P(δ) khi xảy ra sự cố (2) và sau khi xảy ra sự cố (3) sẽ được nâng cao Khi 2 đường đặc tính này nâng cao thì diện tích tăng tốc A1 sẽ giảm xuống, còn diện tích hãm tốc A2 sẽ tăng lên Như vậy độ dự trữ ổn định động sẽ được tăng lên khi đường dây có tụ bù dọc [1, 2]

Tụ bù nối tiếp còn có khả năng bù lại sự giảm áp do điện cảm nối tiếp trên đường dây truyền tải gây ra Khi tải nhỏ, tổn thất điện áp trên đường dây nhỏ và tại thời điểm này điện áp bù nối tiếp do tụ bù dọc sinh ra cũng nhỏ (vì công suất phản kháng do tụ bù dọc sinh ra tỷ lệ thuận với bình phương dòng điện Q C  3I2X C) Khi tải tăng cao tổn thất điện áp sẽ lớn hơn, nhưng lúc này điện áp thanh cái vẫn không bị sụt

Trang 25

giảm mạnh do xuất hiện lượng công suất phản kháng của tụ bù dọc tỉ lệ thuận với bình phương dòng điện

 Nhược điểm:

- Cần phải thiết lập hệ thống bảo vệ đặc biệt cho tụ bù dọc

nhằm tránh dòng điện lớn khi sự cố ngắn mạch (bao gồm bảo vệ MOV và máy cắt nối tắt tụ)

- Tụ bù dọc có thể gây dao động cộng hưởng ở tần số thấp hơn tần số truyền tải (50Hz) khi có kích thích từ các nhiễu loạn của hệ thống

2.1.3.2 Lựa chọn tụ bù dọc

Bù nối tiếp thường thấy ở các đường dây truyền tải dài, được mắc nối tiếp ở đầu đường dây và các vị trí trên đường dây Bù nối tiếp làm giảm trở kháng trên đường dây

Việc lựa chọn thông số của tụ bù dọc thực tế là một bài toán kinh tế - kỹ thuật và cần được xét đến trong khi tiến hành quy hoạch hệ thống truyền tải năng lượng Do đó

nó chịu nhiều yếu tố ảnh hưởng bất định như: tốc độ phát triển phụ tải, quy hoạch nguồn hay các kịch bản quy hoạch lưới truyền tải khác nhau… Ở đây chỉ xem xét hai vấn đề cần xác định là tỷ lệ bù dọc tối ưu và vị trí đặt bù tối ưu

2.1.3.3 Tỉ lệ tụ bù dọc

Tỷ lệ bù dọc là tỷ lệ giữa điện dung của tụ bù dọc với điện kháng của toàn đường dây Theo các tài liệu nghiên cứu về tụ bù dọc trên các đường dây siêu cao áp, tỷ lệ bù dọc tối ưu phụ thuộc chủ yếu vào tỷ số R/XL của đường dây và thường là khoảng 35-75% (không vượt quá 90%) Việc chọn tỷ lệ bù dọc cho mỗi trường hợp cụ thể phải đáp ứng được các yêu cầu về ổn định tĩnh (chủ yếu là ổn định điện áp), ổn định động (khi có các nhiễu loạn trong hệ thống), phân bố công suất so với các đường dây vận hành song song

Việc lựa chọn tỷ lệ bù dọc hợp lý sẽ được khảo sát qua:

 Mức bù đảm bảo cân tải với các mạch đường dây 500kV từ Pleiku vào miền Nam

 Tối ưu tổn thất công suất toàn hệ thống đối với phương án tải huy động Nam tăng cao

Bắc- Mức bù dọc đảm bảo khả năng truyền tải theo điều kiện ổn định lên bằng khả năng truyền tải theo điều kiện phát nóng của dây dẫn

Trang 26

 Mức bù dọc đó có đảm bảo độ ổn định điện áp cuối đường dây không thấp hơn 0,95pu trong chế độ vận hành bình thường, trường hợp truyền tải cao nhất trên đường dây hay không?

 Đảm bảo ổn định của các máy phát điện trong trường hợp có nhiễu loạn trong hệ thống (ngắn mạch, sự cố n-1: nhảy một đường dây, nhảy một máy phát điện…)

Tiêu chí ổn định được xem xét chủ yếu là:

+ Góc lệch lớn nhất (sau dao động thứ nhất): Khi xảy ra sự cố, thực hiện các mô phỏng tính toán để kiểm tra góc lệch của các máy phát Trường hợp mất ổn định là khi góc lệch vượt quá 1800 sau dao động thứ nhất

+ Độ suy giảm dao động: Tất cả dao động góc của máy phát trong hệ thống điện đều có độ suy giảm nhỏ hơn 15% (so với thời điểm đầu) sau khoảng 20 giây kể từ khi

có một thành phần trong hệ thống điện bị tách khỏi hệ thống hoặc có sự cố trong hệ thống điện

2.1.3.4 Vị trí đặt tụ bù dọc

Việc bố trí tụ bù dọc theo suốt chiều dài đường dây là không thực hiện được, hoặc không đảm bảo tiêu chí kinh tế Trong thực tế, việc đặt bù được bố trí rời rạc tại một số điểm phù hợp trên đường dây hoặc ở hai đầu đường dây Đối với hiện trạng thực tế, có thể thấy rằng vị trí đặt bù tại hai trạm ở hai đầu đường dây là có tính khả thi cao, thuận tiện cho công tác vận hành

2.1.4 Kháng bù ngang

2.1.4.1 Tác dụng

Việc lựa chọn kháng bù ngang trước tiên là để đảm bảo thiết bị vận hành an toàn trong dải điện áp cho phép trong mọi điều kiện vận hành Ngoài ra, việc lựa chọn kháng bù ngang liên quan tới bài toán quy hoạch các nguồn công suất vô công trong hệ thống điện Đây là bài toán phức tạp và toàn diện của toàn hệ thống, do công suất vô công là thành phần mang tính cục bộ, địa phương, có mặt tất cả mọi điểm trên hệ thống và ở mọi cấp điện áp Thông thường, ở chế độ vận hành vừa và nặng tải, lượng vô công sinh ra từ đường dây có thể so sánh (và triệt tiêu) với tổn thất vô công khi truyền tải Vấn đề cần lưu ý ở đây là khi đường dây nhẹ tải, đặc biệt là khi cắt tải đột ngột ở một phía đường dây sẽ xuất hiện hiệu ứng Ferranti - hiện tượng tăng đột ngột điện áp trên dọc tuyến đường dây, làm đánh hỏng cách điện, gây trở ngại cho việc đóng lặp lại và

Trang 27

trong một số trường hợp làm quá tải các máy phát do phải chịu dòng điện dung khá cao Nguyên nhân chính của hiện tượng trên là do dung dẫn của đường dây sinh ra công suất phản kháng rất lớn Việc đặt kháng bù ngang sẽ tiêu thụ lượng công suất vô công này, đảm bảo chất lượng điện áp luôn duy trì ở mức an toàn trong các chế độ vận hành khác nhau Đối với đường dây truyền tải siêu cao áp (từ 400kV trở lên), việc vận hành tại điện áp cao quá 105% điện áp định mức thường không được khuyến cáo Người ta thường sử dụng phương pháp đặt các kháng bù ngang ở hai đầu hoặc trên

giữa đường dây

2.1.4.2 Lựa chọn kháng bù ngang

Việc lựa chọn kháng bù ngang dựa trên các tiêu chuẩn sau đây:

 Trong chế độ vận hành bình thường (đối với các chế độ phụ tải): cố gắng giữ điện áp tại các thanh cái xung quanh giá trị định mức

 Trong các chế độ khác như: phóng điện đường dây, hoà điện, chế độ vận hành thiếu phần tử cho phép điện áp đạt giá trị cực đại là 105% điện áp định mức (mặc dù điện áp vận hành lâu dài cực đại của thiết bị thường là 110% điện áp định mức)

 Giữ điện áp cao để tăng giới hạn truyền tải và giảm tổn thất trong các chế độ truyền tải công suất cao

 Mức bù ngang phải thích hợp để không gây ra các hiệu ứng phụ khác, cụ thể

là không gây ra cộng hưởng điện áp song song do mức độ bù quá cao hoặc do một số chế độ vận hành không toàn pha

Việc lựa chọn kháng bù ngang trước tiên là để đảm bảo thiết bị vận hành an toàn trong dải điện áp cho phép trong mọi điều kiện vận hành Ngoài ra, việc lựa chọn kháng bù ngang liên quan tới bài toán quy hoạch các nguồn công suất vô công trong

hệ thống điện Đây là bài toán phức tạp và toàn diện của toàn hệ thống, do công suất

vô công là thành phần mang tính cục bộ, địa phương, có mặt tất cả mọi điểm trên hệ thống và ở mọi cấp điện áp Đối với cấp điện áp siêu cao, lượng công suất vô công sinh ra trên đường dây trong chế độ vận hành thấp tải hoặc chế độ mở một đầu đường dây chạy vào hệ thống sẽ gây ra điện áp cao, đồng thời làm tăng tổn thất công suất hữu công Việc đặt kháng bù ngang sẽ tiêu thụ lượng công suất vô công này, đảm bảo chất lượng điện áp luôn duy trì ở mức an toàn trong các chế độ vận hành khác nhau

Trang 28

Đối với đường dây truyền tải siêu cao áp (từ 400kV trở lên), việc vận hành tại điện áp cao quá 105% điện áp định mức thường không được khuyến cáo

Mức bù ngang phải thích hợp để không gây ra các hiệu ứng phụ khác, cụ thể là không gây ra cộng hưởng điện áp song song do mức độ bù quá cao hoặc do một

số chế độ vận hành không toàn pha Khi đó điện áp cao nhất trên đường dây bị

hở mạch một đầu được xác định theo công thức:

)(sin)

(cos

max

r S

Z

X l l

E U

 Z - điện kháng sóng của đường dây;

 XR - điện kháng của cuộn kháng bù vào cuối đường dây;

 XS - điện trở tương đương của hệ thống;

 l - chiều dài đường dây;

 lR - chiều dài đoạn đường dây chịu ảnh hưởng của cuộn kháng bù;

R R

X

Z arctg L

Trang 29

2.2 CÁC VẤN ĐỀ VỀ BẢO VỆ RƠLE

2.2.1 Nhiệm vụ của bảo vệ rơle

Trong quá trình vận hành hệ thống điện (HTĐ) có thể xuất hiện tình trạng sự cố

và chế độ làm việc không bình thường của các phần tử Phần lớn các sự cố thường kèm theo hiện tượng dòng điện tăng khá cao và điện áp giảm khá thấp Các thiết bị có dòng điện tăng cao chạy qua có thể bị đốt nóng quá mức cho phép và bị hư hỏng khi điện áp giảm thấp, các hộ tiêu thụ không thể làm việc bình thường mà tính ổng định của các máy phát làm việc song song và của toàn hệ thống bị giảm Các chế độ làm việc không bình thường cũng làm cho áp, dòng và tần số lệch khỏi giới hạn cho phép

và nếu để kéo dài tình trạng này có thể xuất hiện sự cố Có thể nói, sự cố làm rối loạn các hoạt động bình thường của HTĐ nói chung và của các hộ tiêu thụ diện nói riêng

Chế độ làm việc không bình thường có nguy cơ xuất hiện sự cố làm giảm tuổi thọ của máy móc

Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và của các hộ thiêu thụ thì khi xuất hiện sự cố cần phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố để cách ly nó khỏi phần tử không bị hư hỏng, có như vậy phần tử còn lại mới duy trì được hoạt động bình thường, đồng thời giảm mức độ hư hại của phần bị sự cố Như vậy, chỉ có thiết bị tự động bảo vệ mới có thể thực hiện tốt được yêu cầu nêu trên Các thiết bị này hợp thành

Hệ thống bảo vệ là tổ hợp của các phần tử cơ bản là các rơle nên gọi là bảo vệ rơle

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến bảo vệ rơle

Phần này cho ví dụ một số sự cố xuất hiện trong bảo vệ đường dây truyền tải là

do sự có mặt của tụ bù dọc Các tụ bù dọc có thể thay đổi đáng kể các đặc tính của đường dây truyền tải

Ban đầu, rơle đường dây sẽ nhận điện áp và dòng điện với cơ bản của đường dây và tụ bù dọc Phụ thuộc vào vị trí xảy ra ngắn mạch, rơle có thể xem xét điều kiện

Trang 30

cộng hưởng tần số cơ bản, với dòng điện hay điện áp rất cao Hơn nữa, phụ thuộc vào

vị trí ngắn mạch và mức độ bù, điều đó cho thấy rằng trở kháng được nhận biết bởi bảo vệ đường dây có thể cắt ngắn mạch đường dây nằm ngoài vùng bảo vệ

2.2.2.1 Tác động của hiện tượng quá độ

Khi có ngắn mạch xuất hiện trên đường dây truyền tải, xuất hiện sự thay đổi đột ngột trong hệ thống và sự thay đổi này được đi kèm bởi sự hiệu ứng quá độ Ngay lập tức sẽ gây tần số quá độ (100-1000 hertz) khi điện cảm và điện dung hệ thống tương ứng với sự thay đổi của mạng điện Sau đó, khi hệ thống nối tắc tụ hoạt động Giả định rằng dòng ngắn mạch lớn đủ để gây ra hoạt động nối tắt, rơle sau đó nhận thấy dòng điện và điện áp khác nhau lớn Rơle nên được thiết kế để làm việc chính xác với thay đổi nhanh chóng của hệ thống, những thay đổi này có thể gồm cộng hưởng và quá độ của tần số dưới đồng bộ và tần số siêu cao Ngoài ra, nó nên được thực hiện nhanh chóng và tin cậy

Hiện tượng quá độ do ngắn mạch gồm hai loại: quá độ tần số cao và quá độ tần

số thấp

Quá độ tần số cao: là do tần số tự nhiên của cuộn cảm nối tiếp và song song và

tụ bù của hệ thống Bất kỳ thay đổi nào trong lưới điện, ví vụ như ngắn mạch hoặc nối tắt các tụ bù dọc, yêu cầu điều chỉnh lại năng lượng dự trữ giữa các cuộn cảm đường dây và các tụ điện phân bố song song Đó là nguyên nhân gây ra dòng điện tần số cao

Độ lớn ban đầu của dòng điện quá độ kết hợp với ngắn mạch một pha hoặc chạm đất

có thể được đánh giá bằng việc giả định rằng sóng điện áp từ ngắn mạch bao gồm các sóng cùng độ lớn trong mỗi hướng Sau đó chúng ta có thể tính toán giá trị hiệu dụng của dòng điện ban đầu như sau:

C

LL Z

V I

3

2 5 , 0

 ( 2.5 )

Công thức cho giá trị cao nhất của điện áp tính bằng Volt, và thừa số 0.5 cần thiết để tìm độ lớn của sóng trong một hướng Ví dụ với đường dây 750 kV, độ lớn ban đầu của dòng điện quá độ cho ngắn mạch pha khoảng 1000 A

Tần số tăng lên 1000 Hz có thể đạt giá trị cao đến 15% cơ bản Dòng điện tần

số cao giảm một cách nhanh chóng Hầu hết rơle được thiết kế để giải thích số lượng được đo trong các mục của tần số cơ bản của chúng, và phải lọc hết quá độ tần số cao bằng cách sử dụng bộ lọc thông thấp Trong đường dây truyền tải dài, quá độ tần số

Trang 31

cao có thể hoàn toàn khác nhau tại hai đầu đường dây, và rơle giống nhau tại hai đầu

có thể nhận ra dòng điện và điện áp khác nhau hoàn toàn Ngoài ra, vì ngắn mạch có thể xuất hiện tại bất kì điểm nào trong mạng điện, phổ của quá độ tần số cao là rất lớn,

và điều này rất khó để dự báo chính xác

Quá độ tần số thấp: là do điều kiện cộng hưởng đươc tạo thành giữa các tụ bù

dọc và các cuộn kháng nối tiếp trong mạng, nó là quá độ tần số dưới đồng bộ Khi ngắn mạch xảy ra, hệ thống được dù dọc chuyển đổi trạng thái từ trước ngắn mạch đến sau ngắn mạch Xem trong mặt phẳng phức Z, quỹ tích trở kháng di chuyển từ giá trị trước ngắn mạch, thường cách xa với gốc, đến vị trí mới gần hơn với gốc và dọc theo đường đại diện của trở kháng đường dây Dịch chuyển này thường được mô tả như dạng xoắn logarit Sự dịch chuyển này có thể là nguyên nhân làm cho các phần tử đo lường khoảng cách vượt vùng hoặc hụt vùng, và có thể so sánh hướng cũng sai Vùng lỗi này có thể được khắc phục bởi bộ lọc thông thấp của số lượng được đo lường Việc sai hướng có thể được sửa bởi phân cực rơle sử dụng điện áp pha không ngắn mạch hoặc phân cực bộ nhớ Quá độ tần số thấp vận hành giống như bù một chiều, mà nó có thể là nguyên nhân sự bão hòa trong máy biến dòng Tuy nhiên, vì các tụ bù dọc không

có bù một chiều trong đường dây được bù dọc Với nguyên tắc cơ bản, rơle đường dây phải được thiết kế để điều khiển chính xác ngay cả trong sự có mặt của các quá độ tần

số thấp, vì điều đó khó khăn để cung cấp bộ lọc có hiệu quả cho tần số thấp Quá độ tần số thấp có thể là nguyên nhân gây ra vấn đề cộng hưởng dưới đồng bộ

2.2.2.2 Ảnh hưởng của trở kháng không cân bằng của pha

Trở kháng không cân bằng pha xảy ra là kết quả của việc nối tắt và lại đưa các

tụ bù dọc vào một cách không đối xứng Vấn đề này là rõ ràng bất chấp hệ thống nối tắt dựa vào khe hở phóng điện hoặc biến trở bằng oxit kim loại Phóng điện qua khe hở khi điện áp qua các tụ bù dọc chạm tới mức được xác định trước Điều này xảy ra tại các thời gian khác nhau của từng pha, kết quả là sự không cân bằng lớn ở các pha trong thời gian ngắn Các biến trở dẫn điện trong từng phần của mỗi một nửa chu kì, với tụ điện mang toàn bộ dòng điện cho các phần còn lại của nửa chu kì Trong cả hai trường hợp, sự thay đổi đột ngột xuất hiện tại cùng thời điểm mà bảo vệ rơle đường dây thực hiện các quyết định của chúng liên quan đến việc cắt đường dây Rơle xem xét đường dây truyền tải, đường dây chịu sự thay đổi nhanh chóng, từ bình thường đến ngắn mạch đến chế độ mất cân bằng nghiêm trọng, tất cả các theo trình tự nhanh

Trang 32

chóng Trong hệ thống với bảo vệ tụ qua khe hở phóng điện, có khả năng rằng hệ thống nối tắt sẽ bị lỗi khi hoạt động trong một hoặc nhiều pha Hơn nữa cũng làm phức tạp điều kiện giám sát từ vị trí của rơle

Vài cách cách giải quyết được đề cập để loại bỏ những vấn đề trên Một cách giải quyết là cung cấp những rơle chuyên biệt trên mỗi pha,điều này tốt hơn là có một rơle đường dây đơn với dữ liệu được đo lường từ cả ba pha Điều này có thể ưu tiên trong các cách giải quyết được chấp nhận với các rơle của một pha bất kỳ gây ra đường dây được cắt, hoặc máy cắt của pha bị ngắn mạch cắt nếu cực cắt độc lập được

sử dụng Cách giải quyết này có phần hơi tốn kém, nhưng thường được dùng trong mạng điện EHV để khắc phục mất cân bằng trở kháng pha

2.2.2.3 Hiệu ứng cộng hưởng dưới đồng bộ

Một vấn đề khác ảnh hưởng việc bảo vệ của đường dây bù dọc là hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ Đây là một điều kiện cộng hưởng xảy ra cho bất kỳ mạch

LC nối tiếp, nơi mà các tần số cộng hưởng điện có thể được tính như

k f X

X f X

X LC

f

L C L

C

22

- fer là tần số cộng hưởng của hệ thống điện

- f0 là tần số cơ bản của hệ thống điện

- xc là dung kháng đường dây tại tần số cơ bản do sự bù dọc

- XL là cảm kháng đường dây ở tần số cơ bản

- k là mức độ bù

Tần số dao động được ghi chú sau đây là tần số cơ bản, vì dung kháng luôn ít hơn tổng cảm kháng đường dây Trong thực tế, tần số cộng hưởng dưới đồng bộ là trong phạm vi từ 15 đến 90% của tần số cơ bản hệ thống

Tần số dưới đồng bộ đặc trưng thành phần dưới đồng bộ trên dòng điện và điện

áp được quan sát bởi rơle bảo vệ đường dây truyền tải Bởi vì tần số thấp, khó khăn cho việc lọc tần số dưới đồng bộ Vì lý do này, bảo vệ rơle cho đường dây được bù dọc thường được thiết kế để hoạt động một cách chính xác khi có dòng điện và điện áp với thành phần dưới đồng bộ Thành phần tần số dưới đồng bộ có thể tương đối lớn và dòng điện lớn nhất có thể vượt quá những dòng điện lớn nhất so với đường dây không

Trang 33

được bù do việc bổ sung các giá trị đồng bộ và dưới đồng bộ Các dòng cao này có thể gây ra quá điện áp các thiết bị tụ để nối tắt các tụ điện

Hiện tượng được đề cập ở đây đơn giản bởi vì đó là một trong số vấn đề ảnh hưởng đến rơle bảo vệ đường dây mà role nên được xem xét trong việc thiết kế

2.2.2.4 Vấn đề do nghịch đảo điện áp

Nghịch đảo điện áp xảy ra khi tổng điện kháng giữa ngắn mạch và rơle là có tính dung kháng Điều này thường xảy ra khi tụ bù dọc đặt tại các đầu đường dây, và ngắn mạch ở phía xa nhưng gần tụ bù dọc Cho một ngắn mạch thoáng qua nằm ngoài

tụ bù dọc, tại (h=0+), trở kháng biểu kiến nằm trong góc phần tư thứ 4 cho đến khi tụ nối tắt hoàn toàn Sự bảo vệ khe hở phóng điện cho các tụ, yêu cầu việc nối tắt phải nhanh và không xảy ra tại ngắn mạch trở kháng cao Trở kháng biểu kiến của rơle vẫn còn trong góc phần tư thứ 4 cho các ngắn mạch nằm ở trước 1/3 chiều dài đường dây đối với trường hợp này Tại khoảng cách của 0,75 trở kháng rời khỏi vòng tròn mho danh định Nếu toàn bộ tụ bù được đặt ở rơle cuối đường dây thì sự biến dạng tồi tệ hơn Chú ý rằng quỹ tích trở kháng di chuyển ra khỏi vùng được vẽ và vòng tròn cộng hưởng trước khi trở lại vùng lân cận của vòng tròn mho như khi ngắn mạch gần nút phía xa (h=1-) Kết quả ngắn mạch tại thanh cái phía xa nằm trong vùng cắt (h=1+) Với việc đóng vào ngắn mạch thì kết quả là trở kháng biểu kiến nằm trong góc phần tư thứ 4, điện áp rơle thường nằm trong góc phần tư thứ 3, nhưng trở lại góc phần

tư thứ 4 khi trở kháng trở lại vào vùng cắt được mô tả bởi đặc tính Mho Dòng điện rơle khi đóng vào ngắn mạch là nhanh hơn điện áp gần 900, nhưng xoay theo chiều kim đồng hồ khi ngắn mạch di chuyển xa hơn thanh cái Dòng của rơle luôn còn trong nửa bên phải của mặt phẳng phức, nhưng điện áp di chuyển vào trong nửa mặt phẳng bên trái khi ngắn mạch ở vùng quan trọng Điều này có nghĩa là đo lường có hướng khi ngắn mạch trong vùng này là đúng, nhưng trở kháng di chuyển ra ngoài vùng cắt đối với những ngắn mạch cần độ chính xác Vấn đề liên quan đến trở kháng thứ tự nghịch cho đóng vào ngắn mạch có thể được hiệu chỉnh bằng việc thêm vào rơle một mạch nhớ nhằm nhận biết đúng hướng ngắn mạch Điều này đưa ra một quỹ đạo cắt tương tự đặc tính độ lệch Mho Điều này đảm bảo phát hiện đúng ngắn mạch thậm chí cho những ngắn mạch gần tụ bù dọc, hoặc ngoài thanh góp Rơle cũng phải loại trừ ngắn mạch sau khi nối tắt tụ và đặc tính Mho bình thường là thỏa mãn trong trường hợp này

Trang 34

Điện kháng nghịch được chú ý khi đóng vào ngắn mạch cũng ảnh hưởng đến rơle khoảng cách đường dây Có xu hướng làm tăng điện kháng thứ tự nghịch, có thể gây ra sự cắt nhầm của đường dây kề, ngoài ra điều kiện này được đưa vào tính toán trong việc thiết kế bảo vệ rơle của các đường dây Một giải pháp có thể trì hoãn cắt vùng 1 cho đến khi tụ được nối tắt: nhưng nếu giải pháp này không được thừa nhận, thì một số hình thức so sánh hướng nên thêm vào sự phối hợp bảo vệ của đường dây

kề

Như đã nói ở trên cho thấy rằng thiết bị đo lường khoảng cách dưới vùng phải được cài đặt rất ngắn để tránh vượt vùng Hơn nữa, ngắn mạch gần rơle có thể xuất hiện ngoài vùng cắt của rơle khoảng cách Những vấn đề này xảy ra trước khi tụ bù dọc được nối tắt, trong đó có một thời gian xác định để hoàn thành việc nối tắt Một vài hệ thống bảo vệ được thiết kế để chờ đến khi tụ được nối tắt xảy ra trước khi phát hiện cần thiết để cắt Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp đường dây được bù dọc, thời gian trì hoãn cần thiết để đảm bảo nối tắt có thể không được chấp nhận

Kết luận về vấn đề trở kháng biểu kiến do tụ bù dọc gây ra được phát biểu như sau Nó có thể có khả năng sử dụng rơle khoảng cách nhưng mỗi trường hợp sẽ cần thiết nghiên cứu cẩn thận cho việc ứng dụng Rơle khoảng cách đã được sử dụng và đôi khi là ưa chuận với các kỹ sư bảo vệ Tuy nhiên rơle khoảng cách sử dụng ứng dụng này phải có chức năng đặc biệt, như mạch nhớ để được chấp nhận Để khắc phục

sự thay đổi trong trở kháng được đo lường gây ra bởi ngắn mạch, khe hở hồ quang và biến trở Cài đặt dưới vùng phải ngắn hơn cài đặt tính toán cho đường dây với tụ không được nối tắt Hơn nữa, vùng chỉnh định của quá vùng phải lớn hơn vùng tính toán của đường dây không được bù Những yêu cầu này thường không sử dụng phương án cắt liên động trực tiếp hoặc dưới vùng Vượt vùng cho phép hoặc phương

án khóa được sử dụng thích hợp hơn cho đường dây truyền tải có tụ bù dọc

2.2.2.5 Vấn đề do cảm ứng tương hỗ

Đường dây truyền tải song song gây ra cảm ứng tương hỗ, cả về điện cảm và điện dung Các đường dây này có thể giống hoặc khác nhau về điện áp, và có thể nối với thanh cái tại một đầu, tại cả hai đầu, hoặc có thể không nối tại đầu nào cả Chiều dài đường dây và khoảng cách tương đối giữa các mạch có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định độ lớn của hỗ cảm Hỗ cảm trong mạch thứ tự không lớn hơn nhiều

Trang 35

trong mạch thứ tự nghịch và thứ tự thuận Ví dụ, điện kháng tương hỗ trong thứ tự thuận nhỏ hơn 1% điện kháng của chính nó và thường được bỏ qua

Trong đường dây được bù, tụ bù dọc bù trở kháng thứ tự không của chính đường dây, nhưng điện cảm vẫn giống như đường dây không được bù Vì vậy, ảnh hưởng tương đối của sự bù dọc là xấu hơn so với đường dây không được bù Thực trạng này, có thể được liên tưởng với sự nghịch đảo điện áp và dòng điện, làm phức tạp cho các loại bảo vệ Bảo vệ khoảng cách là một ví dụ, trở nên rất khó với liên kết tương hỗ trừ khi các chức năng thiết kế đặc biệt được kết hợp với nhau để vượt qua những khó khăn này

Chúng ta có thể xác định ảnh hưởng của tương hỗ trong mạng thứ tự không bằng cách quan sát mạch tương đương Xem kỹ phương pháp này, rõ ràng điện kháng của tụ bù dọc chỉ ảnh hưởng đến tự trở kháng của hai đường dây và trở kháng tương

hỗ không thay đổi ở đường dây không được bù

Kết quả là dòng ngắn mạch cao hơn sẽ chạy qua ít nhất là cho đến khi tụ bù dọc được nối tắt, và các dòng cao này sinh ra điện áp cao trong đường dây tương hỗ

Giải pháp của các vấn đề liên quan đến cảm ứng tương hỗ trong đường dây được bù là không khác biệt nhiều so với đường dây không bù

2.2.2.6 Vấn đề trong đo lường

Phương án so sánh hướng cần một vài phép đo lường khoảng cách Với phương

án dưới vùng, ngưỡng chỉnh định của rơle là thấp hơn tổng chiều dài đường dây Phương án vượt vùng mở rộng vùng của chúng ra xa tận cùng của đường dây được bảo

vệ Sự đo lường khoảng cách này bị ảnh hưởng bởi tụ bù dọc và có thể gây ra lỗi nghiêm trọng trong sự đo lường rơle Vấn đề này được nghiên cứu ngắn gọn như sau

Phương án dưới vùng:

Bảo vệ dưới vùng cho đường dây truyền tải thường được chỉnh định 80-90%

tổng chiều dài của dường dây Sai số trong đo lường phụ thuộc vào sự bố trí tụ bù dọc trên đường dây và phụ thuộc vào dữ kiện liên quan đến việc nối tắt tụ được thực hiện trong việc chỉnh định vùng của rơle

Phương án quá vùng:

Phương án quá vùng được thiết kế như vùng I mở rộng ra ngoài đường dây

được bù Vùng mở rộng bởi 20-50% điện kháng của đường dây kề

Trang 36

Nghiên cứu rơle số SEL – 311L

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU VỀ RƠLE SEL-311L 3.1 TỔNG QUAN VỀ RƠLE SEL-311L

3.1.1 Giới thiệu

Rơle SEL- 311L gồm tất cả các loại bảo vệ, điều khiển và tính năng đặc biệt về truyền thông của rơle bao gồm: bảo vệ so lệch dòng điện, bảo vệ khoảng cách, quá dòng có hướng và quá dòng không có hướng, bảo vệ tần số, điện áp cao-thấp, tự đóng lại nhiều lần

SEL-311L thực hiện việc bảo vệ so lệch dòng đường dây sử dụng giao diện truyền thông, một bộ xử lí máy tính, và các đầu ra chuyên biệt để dùng cho bảo vệ dự phòng và điều khiển Sự hỏng hóc trong phần cứng của bảo vệ so lệch dòng thì không tác động đến bảo vệ dự phòng

Một số vấn đề cần biết về rơle như: các ứng dụng, sự kết nối của rơle, cổng truyền thông và kết nối cổng truyền thông, thông số kỹ thuật của rơle

3.1.1.1 Đặc điểm rơle SEL-311L

- Khối đầu nối dùng ốc vặn

- Điện áp đầu vào được mắc theo hình sao

- Có 8 tiếp điểm đầu ra tiêu chuẩn, 6 đầu cố định, tiếp điểm đầu ra thực hiện việc cắt

Trang 37

Hình 3.1: Các đầu vào và đầu ra của rơle SEL-311L

Trang 38

Hình 3.2 Giao diện truyền thông của rơle SEL-311L

Trang 39

Hình 3.3: Ví dụ về kết nối truyền thông của rơle SEL-311L

Trang 40

3.1.1.2 Sơ đồ ứng dụng

Khi rơle có 2 giao diện kênh truyền thì kênh thứ hai sẽ được sử dụng như kênh

dự phòng nóng hoặc để bảo vệ đường dây 3 nút

Hình 3.4: Ứng dụng loại 2 nút với kênh dự phòng nóng và tải rẽ nhánh

Hình 3.5: Ứng dụng loại 3 nút với điện áp đầu ra

Định dạng
Số trang	119
Dung lượng	2,1 MB
File đính kèm	BAO VE 2.rar (4 MB)