PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ RƠLE GE-L90 BẢO VỆ SO LỆCH DỌC ĐƯỜNG DÂY 220KV BA ĐỒN - THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, trong luận văn có sử dụng một số số liệu thống kê, tính toán hệ thống của các đơn vị ngành điện; trích dẫn một số bài viết, tài l

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS LÊ KIM HÙNG

Đà Nẵng - Năm 2018

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, trong luận văn có

sử dụng một số số liệu thống kê, tính toán hệ thống của các đơn vị ngành điện; trích dẫn một số bài viết, tài liệu rơle bảo vệ so lệch đường dây của hãng GE Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Ngọc

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

6 Bố cục luận văn 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 3

1.1 Các đặc điểm của lưới điện truyền tải 3

1.1.1 Tình hình sự cố trên lưới điện truyền tải 3

1.1.2 Yêu cầu trang bị hệ thống bảo vệ rơle cho lưới điện truyền tải 4

1.1.2.1 Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây 500kV 4

1.1.2.2 Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây 220kV 5

1.2 Các chức năng bảo vệ chính cho đường dây truyền tải điện cao áp 6

1.2.1 Bảo vệ khoảng cách 6

1.2.1.1 Sơ đồ logic 6

1.2.1.2 Công thức chỉnh định 6

1.2.1.3 Đặc tuyến khởi động của bảo vệ khoảng cách 7

1.2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách 8

1.2.2 Bảo vệ so lệch 9

1.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch 9

1.2.2.2 Đặc tính làm việc của bảo vệ 10

1.2.2.3 Dòng điện khởi động của bảo vệ so lệch 10

1.2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ so lệch 11

1.3 Kết luận 11

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH RƠLE GE L90 BẢO VỆ SO LỆCH DỌC ĐƯỜNG DÂY 220KV BA ĐỒN – THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 12

2.1 Mô tả sơ đồ đấu nối và thông số đường dây 12

2.2 Tính toán ngắn mạch đường dây 12

2.3 Chức năng bảo vệ so lệch dòng điện trong GE L90 [9] 17

2.3.3 Tính toán phaselets 19

2.3.4 Đặc tính hãm 20

2.3.5 Sơ đồ logic của bảo vệ so lệch 22

2.3.6 Các giá trị cài đặt cho chức năng bảo vệ so lệch dòng điện 22

2.4 Chức năng bảo vệ khoảng cách 24

2.4.1 Nguyên lý hoạt động 24

2.4.2 Các giá trị cài đặt cho chức năng bảo vệ khoảng cách 26

2.4.2.1 Cài đặt chung cho bảo vệ khoảng cách 26

2.4.2.2 Cài đặt chức năng khoảng cách pha - pha (21) 27

2.4.2.3 Cài đặt chức năng khoảng cách pha - đất (21G) 30

2.5 Kết luận 32

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG ĐẶC TÍNH HOẠT ĐỘNG CHỨC NĂNG 87L CỦA RƠLE GE L90 BẢO VỆ SO LỆCH DỌC ĐƯỜNG DÂY 220KV BA ĐỒN – THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI TRÊN NỀN MATLAB/SIMULINK 33

3.1 Tổng quan về Matlab/Simulink 33

3.1.1 Matlab 33

3.1.2 Simulink 33

3.2 Xây dựng mô hình mô phỏng rơle GE L90 33

3.2.1 Thông số của mô hình 33

3.2.2 Xây dựng mô hình bảo vệ so lệch dọc đường dây 34

3.2.3 Xây dựng khối nguyên lý làm việc của rơle so lệch GE L90 37

3.3 Áp dụng mô hình mô phỏng để phân tích sự làm việc của rơle 42

3.3.1 Chế độ làm việc bình thường 42

3.3.2 Sự cố một pha trong vùng bảo vệ 43

3.3.3 Sự cố một pha ngoài vùng bảo vệ 46

3.4 So sánh, phân tích đánh giá 48

3.5 Kết luận 48

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PHỤ LỤC 52 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao)

BẲN SAO CÁC BIÊN BẢN, NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ RƠLE GE-L90 BẢO VỆ

SO LỆCH DỌC ĐƯỜNG DÂY 220KV BA ĐỒN – THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI

Học viên: Nguyễn Văn Ngọc Chuyên nghành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202 Khoá: K34 Trường Đại học Bách Khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Bảo vệ so lệch dọc là bảo vệ quan trọng luôn được sử dụng trên đường

dây truyền tải do tính tác động nhanh, có thể tác động với mọi dạng ngắn mạch và đảm bảo tính chọn lọc tuyệt đối Luận văn này nghiên cứu phân tích, đánh giá rơle GE-L90 bảo vệ

so lệch dọc đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới Luận văn đã thực hiện phân tích, tính toán thông số chỉnh định cho rơle GE-L90 Dưạ trên nguyên lý làm việc, sơ đồ logic bảo vệ của GE-L90 và thông số tính toán chỉnh định tác giả đã xây dựng mô hình mô phỏng đặc tính làm việc của rơle GE-L90 trên nền Matlab/Simulink Từ kết quả mô phỏng, tác giả đã có được một số đánh giá về rơle bảo vệ này Mô hình mô phỏng này cũng giúp nhân viên vận hành kiểm tra, đánh giá thông số chỉnh định, phân tích nắm rõ đặc tính hoạt động của rơle để phục vụ cho công tác vận hành, nhằm nâng cao năng lực vận hành góp phần đảm bảo công tác vận hành an toàn lưới điện

Từ khoá – bảo vệ so lệch; đường dây truyền tải; rơle GE-L90; sơ đồ logic; lưới điện

ANALYSIS, ASSESSMENT GE-L90 DIFFERENTIAL PROTECTION FOR

220KV LINE BA DON – DONG HOI CITY Abstract - Differential protection is an important protection, it is always used for

power transmission lines with no time-delay effect, which can affect all types of short circuits and ensures absolute selectivity This thesis investigates the analysis and evaluation of the GE-L90 relay to protect the 220kV line of Ba Don – Dong Hoi city The thesis has analyzed, calculated parameters for the relay GE-L90 Based on the working principle, the GE-L90's protective logic scheme and calculated parameters, the author has developed a working model of the GE-L90 relay based on Matlab/Simulink software From simulation results, the author has obtained some evaluation of this protection relay This simulation model also allows the operator to check and evaluate the adjustment parameters, to understand the operational characteristics of the relay for operation, to improve operational capability, to ensure the safe operation of the power grid

Key words – differential protection; power transmission lines; GE-L90 relay; logic scheme; the power grid

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CT (TI) Máy biến dòng điện (Current Transformer)

EVNNPT Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia

VT (TU) Máy biến điện áp (Voltage Transformer)

Số hiệu Tên bảng Trang

1.1 Thống kê số lần sự cố trên lưới điện truyền tải năm

2.4 Thông số chỉnh định chức năng bảo vệ so lệch 24

3.2 Thông số đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng

3.3 Tham số cài đặt chức năng bảo vệ so lệch cho GE-L90 34

Số

1.1 Cấu hình rơle bảo vệ điển hình cho đường dây 500 kV 4 1.2 Cấu hình rơle bảo vệ điển hình cho đường dây 220 kV 5

1.5 Ảnh hưởng của điện trở sự cố đến đặc tuyến của bảo vệ khoảng

1.6 Sơ đồ nguyên lý một pha của bảo vệ dòng so lệch 9

2.1 Sơ đồ đấu nối đường dây 220kV Ba Đồn - thành phố Đồng Hới 12

2.4 Sự thay đổi vùng hãm khi thay đổi các giá trị chỉnh định 22 2.5 Sơ đồ logic của chức năng bảo vệ khoảng cách pha GE L90 25 2.6 Sơ đồ logic vùng 1 tác động của bảo vệ khoảng cách 25 2.7 Sơ đồ logic vùng 2 tác động của bảo vệ khoảng cách 25 2.8 Sơ đồ logic vùng 3 tác động của bảo vệ khoảng cách 26 2.9 Sơ đồ logic ghi nhớ điện áp trong bảo vệ khoảng cách 27

2.16 Đặc tính tứ giác trong bảo vệ khoảng cách pha - đất 30 2.17 Sơ đồ logic của bảo vệ khoảng cách pha - đất vùng 1 31 2.18 Sơ đồ logic của bảo vệ khoảng cách pha - đất vùng 2 31 2.19 Sơ đồ logic của bảo vệ khoảng cách pha - đất vùng 3 31 3.1 Sơ đồ phương thức bảo vệ so lệch dọc đường dây 34 3.2 Mô hình mô phỏng rơle GE L90 bảo vệ so lệch dọc đường dây 35

3.6 Khối tính toán dòng so lệch bình phương cho từng pha 38 3.7 Sơ đồ khối tính toán dòng hãm bình phương cho từng pha 39

3.8 Sơ đồ khối tính dòng hãm khi (ILOC_TRAD)2 < BP2 39 3.9 Sơ đồ khối tính dòng hãm khi (ILOC_TRAD)2 > BP2 39

3.12 Mô hình mô phỏng bảo vệ so lệch dọc đường dây 41 3.13 Dòng điện đo lường ở chế độ làm việc bình thường 42 3.14 Đặc tính hãm của rơle GE L90 trong chế độ làm việc bình thường 42 3.15 Giá trị so lệch, hãm và quyết định cắt của bảo vệ trong chế độ làm

3.19 Dòng điện đường dây khi thực hiện cắt ngắn mạch 45

3.21 Dòng điện ba pha khi ngắn mạch một pha ngoài vùng bảo vệ 46 3.22 Đặc tính hãm của rơle khi ngắn mạch một pha ngoài vùng bảo vệ 47 3.23 Các giá trị tính toán dòng so lệch, dòng hãm và quyết định TRIP

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Điện năng là một nhu cầu không thể thiếu được trong đời sống xã hội hiện nay Việc sản xuất, truyền tải phải trải qua nhiều khâu, nhiều giai đoạn nên không thể tránh khỏi những sự cố hư hỏng Để đảm bảo sản lượng và chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải và đảm bảo sự làm việc ổn định trong toàn hệ thống cần phải sử dụng những thiết bị bảo vệ và tự động hoá Trong các thiết

bị này, rơle bảo vệ là thiết bị đóng vai trò hết sức quan trọng

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kĩ thuật, các hãng đã sản xuất

ra nhiều thiết bị rơle ngày càng hiện đại, tích hợp nhiều chức năng và hoạt động chính xác hơn nên việc nghiên cứu tính toán chỉnh định và mô phỏng đặc tính hoạt động của rơle để áp dụng trong vận hành là vấn đề cấp thiết góp phần cho đảm bảo an toàn hệ thống điện

Trên lưới điện truyền tải, sự cố trên đường dây chiếm 60÷70% nên vấn đề bảo vệ rơle cho đường dây truyền tải có vai trò đặc biệt quan trọng nhằm giảm thiểu đến mức thấp nhất các thiệt hại do sự cố đường dây sinh ra, đảm bảo cung cấp điện đầy đủ, liên tục cho phụ tải và an ninh năng lượng Trong những chức năng bảo vệ, chức năng so lệch dọc là một bảo vệ chính bắt buộc phải có do thời gian tác động nhanh, có thể tác động với mọi dạng ngắn mạch và đảm bảo tính chọn lọc tuyệt đối

Hiện nay, Truyền tải điện Quảng Bình đang sử dụng rơle GE L90 để làm bảo vệ

so lệch dọc cho đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới Rơle GE L90 là một trong những rơle bảo vệ mới, chưa được áp dụng rộng rãi trong hệ thống điện, tài liệu chưa đầy đủ và chủ yếu bằng tiếng anh nên gây khó khăn cho nhân viên vận hành Trong những năm gần đây, xác suất sự cố tại Truyền tải điện Quảng Bình tương đối lớn, vì vậy để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và năng lực quản lý vận hành cần nghiên cứu một cách đầy đủ về loại rơle này

Với những lý do trên, tác giả đã chọn đề tài “Phân tích, đánh giá rơle GE L90 bảo

vệ so lệch dọc đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu, tính toán chỉnh định và mô phỏng đặc tính hoạt động của rơle bảo vệ

so lệch dọc đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới nhằm nắm rõ đặc tính hoạt động và sơ đồ logic của rơle kĩ thuật số đồng thời tính toán một số trường hợp sự

cố trên đường dây để mô phỏng sự làm việc của rơle bảo vệ so lệch GE L90

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Rơle kĩ thuật số GE L90 bảo vệ so lệch dọc đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tính toán chỉnh định rơle số GE L90 bảo vệ so lệch dọc đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới đồng thời mô phỏng đặc tính hoạt động của chức năng so lệch cho các trường hợp sự cố trong vùng bảo vệ, ngoài vùng bảo vệ trên nền Matlab/Simulink để phân tích, đánh giá bảo vệ

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Một số lý thuyết về tính toán ngắn mạch, lý thuyết về bảo vệ rơle trong hệ thống điện, đặc biệt là lý thuyết về bảo vệ so lệch dọc đường dây

4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Sử dụng Matlab/Simulink để mô phỏng đặc tính bảo vệ so lệch của rơle GE L90 cho đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Rơle GE L90 là một trong những rơle bảo vệ so lệch dọc đường dây mới được đưa vào sử dụng trong hệ thống điện những năm gần đây nên những nghiên cứu về rơle này chưa nhiều, nhất là việc áp dụng Matlab/Simulink mô phỏng đặc tính của bảo

vệ để phân tích, đánh giá hoạt động của rơle, từ đó thực hiện chỉnh định rơle cho phù hợp cũng như lựa chọn hợp lý các thiết bị đo lường, mạch nhị thứ có liên quan

Việc sử dụng mô hình mô phỏng sẽ giúp cho nhân viên vận hành áp dụng thực tế phục vụ công tác kiểm tra thông số cài đặt, phân tích và nghiên cứu sự làm việc của rơle ở trạng thái vận hành bình thường cũng như khi xảy ra các sự cố trên đường dây đồng thời cũng đáp ứng phục vụ công tác vận hành, phân tích và xử lý nhanh khi có sự

cố xảy ra nhằm khôi phục lại chế độ vận hành của hệ thống, đảm bảo vận hành lưới điện an toàn, liên tục và tiết kiệm

6 Bố cục luận văn

Nội dung luận văn gồm có các phần chính như sau:

Phần mở đầu

Chương 1: Tổng quan hệ thống bảo vệ đường dây truyền tải

Chương 2: Tính toán chỉnh định rơle GE L90 bảo vệ so lệch dọc đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới

Chương 3: Mô phỏng đặc tính hoạt động chức năng F87L của rơle GE L90 bảo

vệ so lệch dọc đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới trên nền Matlab/Simulink

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG BẢO VỆ

ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 1.1 Các đặc điểm của lưới điện truyền tải

1.1.1 Tình hình sự cố trên lưới điện truyền tải

Hệ thống truyền tải điện do Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT)

quản lý vận hành có tổng số 24.365 km đường dây (bao gồm 7.503 km đường dây 500

kV và 16.862 km đường dây 220 kV); 140 trạm biến áp (gồm 28 trạm biến áp 500 kV

và 112 trạm biến áp 220 kV) với tổng dung lượng máy biến áp là 77.613 MVA Với hệ thống đường dây truyền tải trải dài và qua nhiều địa bàn có địa hình phức tạp nên sự

cố trên đường dây chiếm 60÷70% tổng số sự cố trên lưới điện truyền tải Do vậy, vấn

đề bảo vệ rơle cho đường dây có vai trò đặc biệt quan trọng nhằm giảm thiểu đến mức thấp nhất các thiệt hại do sự cố đường dây sinh ra, đảm bảo cung cấp điện đầy đủ, liên tục cho phụ tải và an ninh năng lượng

Số lần sự cố trên lưới điện truyền tải năm 2016 và 2017 được tổng hợp như trong Bảng 1.1 và 1.2

Bảng 1.1 Thống kê số lần sự cố trên lưới điện truyền tải năm 2016

Đối tượng

sự cố

Cấp điện áp Phân loại

Số lần (lần) Tổng số lần

Tỷ lệ (%)

Số lần (lần) Tổng số lần

Tỷ lệ (%)

1.1.2 Yêu cầu trang bị hệ thống bảo vệ rơle cho lưới điện truyền tải

1.1.2.1 Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây 500kV

Đường dây 500kV được trang bị mỗi đầu các thiết bị rơle bảo vệ đường dây với cấu hình như sau:

Thiết bị rơle bảo vệ số 1: được tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, SOFT, 50-STUB, 67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59, 85, FR, FL

Thiết bị rơle bảo vệ số 2: được tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, 21/21N, 68 (B/T), SOFT, 50-STUB, 67/67N, 50/51, 50/51N, 27/59,

85, FR, FL

Chức năng 25/79 được dự phòng đúp và được tích hợp vào trong hai thiết bị bảo vệ trên hoặc sử dụng thiết bị riêng và có mạch khoá liên động đảm bảo không đóng máy cắt nhiều lần vào sự cố duy trì Thiết bị rơle bảo vệ số 1 và số 2 phải lấy tín hiệu dòng điện từ các cuộn dòng (thứ cấp biến dòng điện) khác nhau và phải có mạch cắt độc lập với nhau Tín hiệu điện áp được lấy từ biến điện áp đường dây

Các chức năng bảo vệ 87L, 21/21N, POTT/PUTT, 79 và các mạch nhị thứ

đi kèm phải đảm bảo khả năng tác động riêng rẽ từng pha để có thể thực hiện tự động đóng lại 1 pha và 3 pha trên đường dây 500kV

Cô lập thiết bị rơle bảo vệ số 1 (hoặc số 2) không được ảnh hưởng đến bất

kỳ chức năng nào của thiết bị bảo vệ rơle số 2 (hoặc số 1 tương ứng) và các chức năng bảo vệ và tự động như 25/79, 50BF

Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây 500kV được thể hiện như Hình 1.1

Hình 1.1 Cấu hình rơle bảo vệ điển hình cho đường dây 500 kV

1.1.2.2 Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây 220kV

Đường dây 220kV được trang bị mỗi đầu các thiết bị rơle bảo vệ đường dây

với cấu hình như sau:

Thiết bị rơle bảo vệ số 1: được tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, SOFT, 67/67N, 50/51, 50/51N, 85, FR, FL

Thiết bị rơle bảo vệ số 2: được tích hợp các chức năng bảo vệ 21/21N, 68 (B/T), SOFT, 67/67N, 50/51, 50/51N, 85, FR, FL

Các chức năng bảo vệ và tự động 25/79, 27/59 không phải dự phòng

và được tích hợp vào một trong hai thiết bị rơle bảo vệ trên hoặc sử dụng thiết bị riêng

Thiết bị rơle bảo vệ số 1 và số 2 phải lấy tín hiệu dòng điện từ các cuộn

dòng (thứ cấp biến dòng điện) khác nhau và phải có mạch cắt độc lập với

nhau Tín hiệu điện áp được lấy từ biến điện áp đường dây

Các chức năng bảo vệ 87L, 21/21N, POTT/PUTT, 79 và các mạch nhị thứ

đi kèm phải đảm bảo khả năng tác động riêng rẽ từng pha để có thể thực

hiện tự động đóng lại 1 pha và 3 pha trên đường dây 220kV

Cô lập thiết bị rơle bảo vệ số 1 (hoặc số 2) không được ảnh hưởng đến bất

kỳ chức năng nào của thiết bị rơle bảo vệ số 2 (hoặc số 1 tương ứng)

Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây 220kV được thể hiện như Hình 1.2

Hình 1.2 Cấu hình rơle bảo vệ điển hình cho đường dây 220 kV

1.2 Các chức năng bảo vệ chính cho đường dây truyền tải điện cao áp

1.2.1 Bảo vệ khoảng cách

1.2.1.1 Sơ đồ logic

Bảo vệ khoảng cách làm việc theo giá trị khoảng cách đo lường từ chỗ đặt bảo

vệ đến điểm ngắn mạch Giá trị này phụ thuộc vào trị số dòng điện, điện áp tại nơi đặt bảo vệ rơle và góc lệch giữa chúng

Bảo vệ khoảng cách bao gồm các cơ cấu chính sau:

Cơ cấu tác động làm nhiệm vụ khởi động bảo vệ khi có sự cố ngắn mạch

Cơ cấu xác định khoảng cách có nhiệm vụ đo khoảng cách từ nơi đặt thiết bị bảo vệ đến điểm xảy ra ngắn mạch

Cơ cấu định thời gian, duy trì một khoảng thời gian trễ cho bảo vệ

Cơ cấu định hướng được sử dụng trong trường hợp bảo vệ cho mạng điện kín

Thông thường, bảo vệ khoảng

cách được xây dựng với nhiều cấp

tác động nhằm mục đích tăng cường

độ tin cậy và tính chọn lọc của bảo

vệ Sơ đồ logic của bảo vệ khoảng

cách 3 cấp có thời gian được thể

r sec

p im

p im

p im

I I

U U

trong đó:

Iprim: dòng điện phía sơ cấp của TI

Isec: dòng điện phía thứ cấp của TI

Uprim: điện áp phía sơ cấp của TU

Usec: điện áp phía thứ cấp của TU

Zprim: tổng trở nhất thứ

Zsec: tổng trở nhị thứ

Rơle tác động khi giá trị tổng trở đo được trên rơle nhỏ hơn giá trị đặt

1.2.1.3 Đặc tuyến khởi động của bảo vệ khoảng cách [12]

Khi xảy ra sự cố, điểm làm việc của bảo vệ khoảng cách luôn rơi vào đường tổng trở đường dây Tuy nhiên, do sai số hoặc do sự cố có thể xảy ra qua tổng trở trung gian nên giá trị rơle đo được khi sự cố có thể rơi ra lân cận đường tổng trở đường dây Vì vậy, để đảm bảo rơle bảo vệ làm việc tin cậy người ta thường cố ý mở rộng đặc tuyến tác động về cả hai phía của đường dây

Thực tế, nhằm đáp ứng tốt hơn với mọi loại sự cố và chế độ vận hành của hệ thống, người ta thường sử dụng đồng thời hai đặc tính tổng trở là Mho và Quadramho gồm có 5 vùng bảo vệ và một vùng Z1B trên mặt phẳng Z Trục thực đặt điện trở R, trục ảo đặt điện kháng X, góc pha của đặc tuyến là tan X R /

Đặc tuyến khởi động của bảo vệ khoảng cách được thể hiện như Hình 1.4

Hình 1.4 Đặc tuyến khởi động của bảo vệ khoảng cách

Xét đường dây AB có một nguồn cung cấp (như Hình 1.5) sử dụng rơle có đặc tuyến Mho là vòng tròn đi qua góc 0, tổng trở đặt Zđ có đường kính là tổng trở đường dây AB muốn bảo vệ và có cung góc đường dây φ Khi đường dây bị sự cố tại N1, rơle tác động theo thời gian vùng 1 Nhưng sự cố tại điểm N2 rơle tác động với thời gian lớn hơn vùng 1 Như vậy, do ảnh hưởng của tổng trở sự cố RN nên bảo vệ rơle và tổng trở của đoạn đường dây tại vị trí đặt bảo vệ đến vị trí sự cố sẽ làm cho bảo vệ khoảng cách có đặc tính Mho tác động không như mong muốn Để khắc phục nhược điểm này,

ta dùng rơle khoảng cách có đặc tuyến kiểu tứ giác (Quadramho) vì rơle này có đặc tuyến bao trùm trục R lớn hơn Do đó, rơle tổng trở có đặc tuyến tứ giác có thể xem như rơle điện kháng vì lúc đó sự tác động của nó phụ thuộc vào giá trị điện kháng đo được ở đầu cực rơle

Hình 1.5 Ảnh hưởng của điện trở sự cố đến đặc tuyến của bảo vệ khoảng cách 1.2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách

Trong thực tế, bảo vệ khoảng cách bị ảnh hưởng bởi các yếu tố được chia làm hai nhóm như sau:

Nhóm thứ nhất bao gồm các sai số trong khâu đo lường của sơ đồ bảo vệ khoảng cách:

Sai số của các máy biến dòng điện và máy biến điện áp

Sai số của bản thân rơle khoảng cách

Sai số trong việc tính toán giá trị tổng trở của các đường dây được bảo vệ Các sai số trong nhóm này được ngăn ngừa bằng cách đưa hệ số an toàn vào trong các công thức tính toán giá trị tổng trở khởi động của các vùng khoảng cách

Nhóm thứ hai bao gồm các yếu tố của bản thân lưới điện và sự cố:

Điện trở quá độ tại chỗ ngắn mạch: được khắc phục bằng cách sử dụng đặc tuyến kiểu tứ giác (Quadramho) để phát hiện và loại trừ sự cố chạm đất, và đặc tuyến kiểu trong (Mho) phát hiện sự cố pha - pha

Hệ số phân bố dòng điện của lưới điện làm cho dòng điện chạy qua rơle khác với dòng điện tại chỗ sự cố

Tụ bù dọc đường dây: hiện nay ở các bộ tụ người ta thường trang bị hệ thống bảo vệ tụ bao gồm điện trở phi tuyến (Varisstor ZnO), khe hở phóng điện và máy cắt điện đấu song song bộ tụ Vì vậy thường cài đặt vùng 1 của bảo vệ khoảng cách tác động chậm lại khoảng 0,1 - 0,15s, tức tác động sau khi các bộ tụ đã được nối tắt để ngăn chặn sự tác động sai của sơ

đồ bảo vệ khoảng cách

Quá trình dao động điện trong hệ thống điện: dao động công suất xảy ra khi có ngắn mạch ngoài hoặc thao tác đóng cắt máy cắt trên hệ thống làm thay đổi các giá trị dòng, áp, góc pha và tổng trở dẫn đến tốc độ của quỹ

tích tổng trở ba pha dZ/dt hay ΔZ/Δt di chuyển từ vùng tải bình thường tiến gần đến vùng khởi tạo của bảo vệ khoảng cách (vùng 3 hoặc vùng 4)

1.2.2 Bảo vệ so lệch

1.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch

Bảo vệ dòng so lệch là loại bảo vệ dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ Sơ đồ nguyên lý một pha của bảo vệ dòng so lệch được thể hiện trong Hình 1.6

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý một pha của bảo vệ dòng so lệch

Các máy biến dòng TI được đặt ở hai đầu phần tử được bảo vệ và có tỷ số biến đổi nI như nhau Quy ước hướng dương của tất cả các dòng điện theo chiều mũi tên như trên Hình 1.6, ta có:

- Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ (điểm ngắn mạch N”): dòng I và I S I khác II S

nhau cả trị số và góc pha Khi hướng dòng quy ước như Hình 6 thì dòng ở chỗ hư hỏng là:

Khi nguồn cung cấp từ một phía (I II S 0), lúc đó chỉ có dòng I ; dòng I T

R I T

I I và bảo vệ cũng sẽ khởi động nếu I R I KÑR

1.2.2.2 Đặc tính làm việc của bảo vệ

Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch được thể hiện trong Hình 1.7

Hình 1.7 Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch

Nhánh a: đặc trưng cho ngưỡng độ nhạy của bảo vệ so lệch do ảnh hưởng của sai số TI (dòng từ hoá)

Nhánh b: kể đến ảnh hưởng sai số từ tỷ số TI, sơ đồ đấu dây TI, các đầu phân áp,

Nhánh c: ảnh hưởng hãm lớn nhất khi kể đến bão hoà TI

1.2.2.3 Dòng điện khởi động của bảo vệ so lệch

Để bảo vệ so lệch có thể làm việc đúng, phải chỉnh định dòng khởi động của nó lớn hơn dòng điện không cân bằng tính toán lớn nhất khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ:

k - hệ số đồng nhất của các TI; k ñn 0 1

k - khi các TI khác nhau hoàn toàn

I kck - hệ số kể đến ảnh hưởng của thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch

I ngoài max - thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch lớn nhất

1.2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của bảo vệ so lệch [12]

Ảnh hưởng của dòng điện nạp do điện dung của đường dây: đối với đường dây cao áp và siêu cao áp, thành phần điện dung khá lớn gây ảnh hưởng không nhỏ đến thông số đường dây, nó làm cho dòng so lệch hai đầu đường dây lệch nhau một góc φ

và dòng so lệch có giá trị I R I I I II I C

Vì vậy, dòng khởi động của rơle bảo vệ so lệch dọc đường dây được tính theo hai điều kiện: Ikđ = (2,5 ÷ 4).IC và Ikđ = 0,2.IN (với IC là dòng dung kháng đường dây; IN là dòng điện định mức nhị thứ TI) Trong hai điều kiện trên, điều kiện nào cho dòng khởi động lớn hơn sẽ chọn làm dòng khởi động tính toán của rơle bảo vệ

1.3 Kết luận

Trong chương 1 tác giả đã giới thiệu tổng quan về lưới truyền tải điện do Tổng

công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT) quản lý, đồng thời tìm hiểu tình hình sự

cố và các yêu cầu trang bị hệ thống rơle bảo vệ cho đường dây truyền tải điện

Cũng trong chương 1, tác giả đã nêu lại sơ đồ nguyên lý, đặc tính làm việc, các yếu tố ảnh hưởng tới hai nguyên lý bảo vệ chính cho đường dây dẫn điện là bảo vệ khoảng cách và bảo vệ so lệch

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH RƠLE GE L90

BẢO VỆ SO LỆCH DỌC ĐƯỜNG DÂY 220KV

BA ĐỒN – THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI 2.1 Mô tả sơ đồ đấu nối và thông số đường dây

Đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới có chiều dài 43km, sử dụng dây phân pha, mỗi pha gồm 02 dây ACSR-330/43 Sử dụng dây chống sét kết hợp dây cáp quang loại OPGW80 để truyền tín hiệu bảo vệ và thông tin

Sơ đồ đấu nối đường dây 220kV Ba Đồn – thành phố Đồng Hới được thể hiện như Hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ đấu nối đường dây 220kV Ba Đồn - thành phố Đồng Hới

Thông số của đường dây như sau:

Tổng trở thứ tự thuận đơn vị: z1 = 0,0446 + j0,298 (Ω/km)

Tổng trở thứ tự không đơn vị: z0 = 0,272 + j0,853 (Ω/km)

Dòng điện định mức dây dẫn: Iđm = 1200A

Biến dòng điện cung cấp cho rơle bảo vệ tại hai đầu đường dây có tỷ số biến

nI = 1200/1A

Biến điện điện áp cung cấp cho rơle bảo vệ tại hai đầu đường dây có tỷ số biến nU = 220/0,11 kV

2.2 Tính toán ngắn mạch đường dây

Sử dụng chương trình PSS/E (Power System Simulator for Engineer) để tính toán dòng ngắn mạch liên quan đến các thanh cái đấu nối đến các TBA 220kV, kết quả tính toán đã cập nhật phụ tải và hệ thống đến giai đoạn năm 2018 Giá trị tính toán ứng với giá trị phụ tải cực đại, dòng điện ngắn mạch ba pha và một pha tại thời điểm năm

2018

Kết quả tính toán dòng ngắn mạch trên các thanh cái T220 Ba Đồn và T220 Đồng Hới được tổng hợp trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 Dòng điện ngắn mạch trên các thanh cái 220kV

Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch được thể hiện như Hình 2.2

Hình 2.2 - Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch

Khi ngắn mạch tại thanh cái 220kV TBA Ba Đồn, ta có:

Khi ngắn mạch tại thanh cái 220kV TBA Đồng Hới, ta có:

22

N BD

ÑD HT

X X

X X

(1) 2,1

k

(1) 2,2

3.2202.12,814 36,6792.18.534 71,315

3.2202.12,814 36,6792.25,409 108,038

Bảng 2.2 Dòng điện ngắn mạch ba pha

Điểm ngắn mạch

Dòng ngắn mạch từ hướng Ba Đồn (A)

Dòng ngắn mạch từ hướng Đồng Hới

(A) Ngắn mạch ngoài tại thanh cái

Dòng ngắn mạch từ hướng Đồng Hới

(A) Ngắn mạch ngoài tại thanh cái

sử dụng dữ liệu tổng hợp, một sự cân bằng đạt được giữa phản ứng tức thời và yêu cầu băng thông Hợp nhất là có thể theo hai phép đo: thời gian và góc pha Thời gian tổng hợp bao gồm việc kết hợp một trình tự thời gian của các mẫu để giảm băng thông cần thiết Góc pha tổng hợp bao gồm kết hợp thông tin từ ba pha và trung tính Mặc dù có

thể kết hợp về pha nhưng điều này thường không được sử dụng trong các chương trình

kỹ thuật số, bởi vì đó là mong muốn phát hiện pha nào bị sự cố Rơle L90 truyền dữ liệu cho tất cả ba pha

Thời gian tổng hợp giảm yêu cầu băng thông truyền thông Thời gian tổng hợp cũng cải thiện an toàn bằng cách loại bỏ khả năng diễn giải sai một mẫu dữ liệu đơn bị hỏng như là một sự cố

Hệ thống rơle L90 sử dụng một kỹ thuật tổng hợp mới gọi là "phaselets" Phaselets là tổng của các điều kiện liên quan đến việc tính toán số phức hoàn chỉnh Việc sử dụng các phaselets trong thiết kế L90 cải thiện hiệu suất tác động tức thời mà không làm tăng các yêu cầu băng thông

Việc xem xét kỹ thuật quan trọng thứ hai là đặc tính hãm đó là quyết định ranh giới giữa các trạng thái được xem là một sự cố và các trạng thái không phải là sự cố L90 sử dụng một phương pháp ra quyết định cải tiến có khả năng thích nghi dựa trên tính toán trực tiếp của các sai số nguồn đo Trong phương pháp thích nghi này, vùng hãm là một hình elip với biến trục lớn, trục nhỏ, và hướng Các thông số của hình elip thay đổi theo thời gian để tận dụng tối đa độ chính xác của dòng đo được

Yếu tố quan trọng thứ ba của thiết kế L90 là đồng bộ lấy mẫu Để cho một sơ đồ

so lệch làm việc, dữ liệu được so sánh phải được thực hiện cùng một lúc Điều này tạo ra một thách thức khi dữ liệu được thực hiện tại các vị trí từ xa

Hãng GE tiếp cận đồng bộ hóa đồng hồ dựa vào đồng bộ hóa phân tán Đồng bộ hóa phân tán được thực hiện bằng cách đồng bộ hóa các đồng hồ với nhau thay vì một đồng hồ chủ Các đồng hồ đồng bộ góc pha với nhau và đồng bộ tần số với tần số hệ thống điện Mỗi rơle so sánh góc pha đồng hồ của mình với góc pha của các đồng hồ khác và so sánh tần số đồng hồ của mình với tần số hệ thống điện để điều chỉnh cho thích hợp Miễn là có đủ các kênh hoạt động để cung cấp bảo vệ, các đồng hồ sẽ được

đồng bộ

2.3.2 Loại bỏ suy giảm độ lệch

Tình trạng cảm ứng của đường dây truyền tải điện cho phép tăng suy giảm độ lệch theo cấp số nhân trong điều kiện thoáng qua, có thể dẫn đến sai sót và gây trở ngại cho việc xác định dòng điện được đo phù hợp với một dạng sóng hình sin

Các tín hiệu dòng điện được lọc trước khi sử dụng bởi một bộ lọc kỹ thuật số tương tự được cải tiến Bộ lọc loại bỏ hiệu quả các thành phần DC đảm bảo dưới 2% bất kể mức độ và thời gian không đổi ban đầu của các thành phần DC Các bộ lọc có tính năng lọc tốt hơn đáng kể cho tần số cao hơn so với một bộ lọc cổ điển tương tự Điều này có thể không mở ra bất kỳ độ trễ pha đáng kể nhờ vào tỷ lệ lấy mẫu cao được

sử dụng bởi các rơle Đầu ra của việc tính toán tương tự là đầu vào cho việc tính toán

phaselets Việc tính toán tương tự được áp dụng cho các dữ liệu mẫu cho từng pha ở mỗi đầu Các phương trình đưa ra là cho một pha ở một đầu

2.3.3 Tính toán phaselets

Phaselets là các tổng riêng trong tính toán cho phù hợp hàm sine để đo lường các mẫu Mỗi phaselets tính toán riêng cho mỗi dòng điện pha và truyền thông tin phaselets đến tính toán tổng để chuyển đổi thành dạng phức Phaselets cho phép tính toán hiệu quả dạng phức trên các cửa sổ mẫu mà không bị giới hạn bởi một số đa nguyên trong một nửa chu kỳ tần số hệ thống điện Xác định thành phần tần số hệ thống điện cơ bản của các mẫu dữ liệu dòng điện bằng cách tối thiểu các sai số cho phép tăng thành phần tần số đầu tiên của phép biến đổi Furier rời rạc (Discrete Fourier Transform DFT) Trong trường hợp cửa sổ dữ liệu là bội số của một nửa chu kỳ, tính toán chỉ đơn giản là tổng trọng số sine và cosine của các mẫu dữ liệu Trong trường hợp cửa sổ dữ liệu không là bội số của một nửa chu kỳ, có một điều chỉnh bổ sung kết quả từ các hàm sine và cosine không được trực giao trong một cửa sổ Tuy nhiên, tính toán có thể được biểu thị dưới dạng phép nhân hai ma trận của tổng trọng số sine và cosine

Theo [9], Phaselets và tổng các bình phương được tính toán cho từng pha ở mỗi đầu như sau:

trong đó: k là chỉ số phaselets hiện tại

N là số lượng mẫu cho mỗi chu kỳ

p là chỉ số mẫu hiện tại

Việc tính toán phaselets và tổng bình phương về cơ bản là một quá trình hợp nhất Các tổng phaselets được chuyển đổi thành phasors tĩnh bằng cách nhân với ma trận tính sẵn Phaselets và tổng các phần bình phương được tính toán và thời gian ấn định tại mỗi rơle và thông tin cho các rơle đầu xa, nơi chúng được bổ sung và phép nhân ma trận được thực hiện Kể từ khi đồng hồ lấy mẫu được đồng bộ, điều kiện thời gian chỉ đơn giản là một dãy số

2.3.4 Đặc tính hãm

Bình thường, tổng của các dòng phức trong một pha từ tất cả các đầu đường dây bằng 0 Một sự cố được phát hiện cho một pha khi tổng các dòng pha từ mỗi đầu cuối cho pha đó nằm ngoài vùng hãm của pha đó

Dòng so lệch bằng tổng của các dòng tại chỗ và từ xa Phần thực được thể hiện như sau:

Đối với hệ thống hai thiết bị đầu cuối, ta có:

Nếu I LOC TRAD A_ _ 2 BP thì 2 I LOC REST TRAD A_ _ _ 2 2 S I1 LOC TRAD A_ _ 2

ngược lại thì I LOC REST TRAD A_ _ _ 2 2 S I2 LOC TRAD A_ _ 2 S BP2 2 2 S BP 1 2

Đối với hệ thống ba thiết bị đầu cuối ta có:

Nếu I LOC TRAD A_ _ 2 BP thì 2 _ _ _ 2 4 1 _ _ 2

trong đó: ILOC_TRAD_A – dòng điện tại chỗ pha A

ILOC_REST_TRAD_A – dòng hãm tại chỗ pha A

Trong thực tế, khi dòng điện quá lớn các CT sẽ bị bão hòa do vậy, dòng hãm sẽ được xác định trong cả trường hợp CT bão hòa với hệ số MULTA - hệ số gia tăng hãm nếu phát hiện CT bão hòa, trong điều kiện CT chưa bão hòa thành phần MULTA = 0 Do vậy, dòng hãm tại chỗ chính thức gửi đến rơle đầu xa và được sử dụng tại chỗ trong tính toán so lệch được xác định như sau:

có tác dụng làm giảm độ nhạy của rơle, trong khi giảm hệ số hãm tương ứng với giảm

độ tin cậy và tăng độ nhạy Đặc tính hãm và các thông số cài đặt ảnh hưởng đến đặc tính được thể hiện như Hình 2.3

Hình 2.3 Mô tả đặc tính tác động của rơle GE L90

Hình 2.4 cho thấy thay đổi các giá trị cài đặt sẽ ảnh hưởng đến vùng hãm Điểm ngắt giữa hai độ dốc cho biết điểm mà khu vực hạn chế đang trở nên rộng hơn để tăng cường độ tin cậy khi bão hòa TI, nhiễu do lỗi, sóng hài, Tăng phần trăm độ dốc làm tăng chiều rộng của vùng hãm

Hình 2.4 Sự thay đổi vùng hãm khi thay đổi các giá trị chỉnh định

Đặc tính hãm bao gồm hai vùng, vùng hãm và vùng hoạt động Trong điều kiện bình thường hệ thống làm việc trong vùng hãm Kể cả quá trình khởi động hay đóng cắt phụ tải phải đảm bảo các thông số được chọn là nằm trong vùng hãm Khi có sự cố, điểm làm việc sẽ di chuyển sang vùng hoạt động, nếu điểm làm việc nằm trong vùng hoạt động rơle sẽ đưa quyết định TRIP

Trong L90 cách xác định vùng TRIP vẫn được sử dụng tương tự phương pháp truyền thống dựa trên đặc tính hãm, tuy nhiên quá trình xác định vùng TRIP dựa vào hình học sẽ phức tạp hơn do vậy rơle L90 đưa ra cách tính toán tích cực là dựa trên tỉ

số dòng so lệch và dòng hãm

Theo [9], quyết định cắt theo nguyên lý so lệch dựa trên tỉ số dòng so lệch và dòng hãm Nếu tỉ số này lớn hơn 1 quyết định cắt sẽ được thực thi

2.3.5 Sơ đồ logic của bảo vệ so lệch

Sơ đồ logic của chức năng bảo vệ so lệch được trình bày trong phụ lục 1

2.3.6 Các giá trị cài đặt cho chức năng bảo vệ so lệch dòng điện

Trình tự vào menu LINE DIFFERENTIAL ELEMENT cài đặt các giá trị chỉnh định cho chức năng so lệch dòng điện như sau:

SETTINGS → GROUPED ELEMENTS → SETTING GROUP

→ LINE DIFFERENTIAL ELEMENT

Sau đó chọn LINE DIFFERENTIAL ELEMENT và tiến hành cài đặt các thông

số Phạm vi tuỳ chỉnh các thông số như sau:

CURRENT DIFF SIGNAL SOURCE 1: cài đặt này chọn nguồn đầu tiên cho phần tử cục bộ Ta chỉ sử dụng nguồn 1 nên đặt giá trị là SRC1

CURRENT DIFF PICKUP (0.1:0.01:4pu): thiết lập này thiết lập độ nhạy của phần tử với lỗi trở kháng cao, do đó nên chọn mức thấp, nhưng điều này có thể gây ra lỗi khi có một sự cố bên ngoài vùng bảo vệ gây bão hòa CT Nếu bù dòng điện nạp được kích hoạt, dòng khởi động nên đặt tối thiểu 150% dòng điện nạp đường dây ở trạng thái xác lập, đến một giới hạn thấp hơn 10% định mức CT Nếu bù dòng điện nạp không được kích hoạt, giá trị khởi động nên đặt tối thiểu 250% dòng điện nạp đường dây ở trạng thái xác lập đến một giới hạn thấp hơn 10% định mức CT

Nếu CT tại một thiết bị đầu cuối có thể bão hòa trong khi các CT tại các đầu cuối khác thì không, ta đặt giá trị này khoảng 20% đến 50% (tuỳ thuộc mức độ bão hoà của một CT trong khi các CT khác không bị bão hoà)

Vì đường dây có chiều dài ngắn nên dòng điện dung trên đường dây tương đối nhỏ Do đó, ta chọn giá trị khởi tạo bằng 0,2IT – với IT là dòng định mức nhị thứ CT

Vì vậy, ta đặt giá trị khởi tạo bằng 0,2pu

CURRENT DIFF RESTRAINT 1 (1:1:50%): cài đặt điều khiển phần tử đặc tính khi dòng điện bên dưới điểm uốn, trong đó có tính đến sai số trong đo lường của các CT Cài đặt được sử dụng để cung cấp độ nhạy cho các sự cố trong vùng trở kháng cao, hoặc khi cấu hình hệ thống giới hạn các giá trị dòng sự cố quá thấp Giá trị cài đặt

từ 10 đến 20% là thích hợp trong hầu hết các trường hợp, nhưng có thể tăng đến 30% nếu các CT có thể làm việc tương đối khác nhau trong mỗi sự cố

Ta chọn CURRENT DIFF RESTRAINT 1 bằng 30%

CURRENT DIFF RESTRAINT 2 (1:1:70%): cài đặt điều khiển phần tử đặc tính khi dòng điện bên trên điểm uốn, nơi ảnh hưởng của bão hòa CT là đáng kể Cài đặt được sử dụng nhằm hạn chế sự làm việc sai khi có ngắn mạch ngoài Giá trị cài đặt

từ 30 đến 40% là thích hợp trong hầu hết các trường hợp, nhưng có thể tăng giá trị này đến 70% nếu các CT có thể làm việc tương đối khác nhau trong mỗi sự cố

Ta chọn CURRENT DIFF RESTRAINT 2 bằng 50%

CURRENT DIFF BREAK POINT (0:0.1:20pu) - Cài đặt này điều khiển

ngưỡng nơi rơle thay đổi từ việc sử dụng đặc điểm vùng hãm 1 đến các đặc điểm vùng hãm 2 Hai phương pháp có thể được xem xét:

Cài đặt từ 150 đến 200% dòng tải cực đại trên đường dây, với giả thiết rằng dòng điện được duy trì trên mức này là một sự cố

Cài đặt dưới các mức dòng khi bão hòa CT và có xét đến nhiễu các dòng

so lệch quá độ

Phương pháp đầu cho độ an toàn cao nhưng giảm độ nhạy, phương pháp thứ hai cung cấp độ an toàn thấp hơn nhưng độ nhạy cao hơn

Ta chọn CURRENT DIFF BREAK POINT bằng 2.0pu

Ngoài việc thiết lập các giá trị chỉnh định trực tiếp trên rơle GE L90, ta có thể chỉnh định các giá trị này trên máy tính rồi đưa vào rơle thông qua phần mềm UR EnerVista

Dựa vào hướng dẫn được cung cấp trong tài liệu của rơle, tác giả đưa ra các giá trị chỉnh định cho chức năng bảo vệ so lệch rơle GE-L90 Các giá trị này đang được sử dụng đúng với thực tế vận hành và được tổng hợp trong Bảng 2.4

Bảng 2.4 Thông số chỉnh định chức năng bảo vệ so lệch

Sơ đồ logic tác động của các vùng khoảng cách pha - pha được trình bày trong Hình 2.6, 2.7 và 2.8

Hình 2.5 Sơ đồ logic của chức năng bảo vệ khoảng cách pha GE L90

Hình 2.6 Sơ đồ logic vùng 1 tác động của bảo vệ khoảng cách

Hình 2.7 Sơ đồ logic vùng 2 tác động của bảo vệ khoảng cách

Hình 2.8 Sơ đồ logic vùng 3 tác động của bảo vệ khoảng cách

2.4.2 Các giá trị cài đặt cho chức năng bảo vệ khoảng cách

2.4.2.1 Cài đặt chung cho bảo vệ khoảng cách

DISTANCE SOURCE xác định nguồn tín hiệu cho tất cả các chức năng bảo vệ khoảng cách

MEMORY DURATION chỉnh định khoảng thời gian mà điện áp thứ tự thuận được ghi nhớ và được phép sử dụng trong các phép tính khoảng cách Sau khi khoảng thời gian này hết hạn, rơle kiểm tra độ lớn của điện áp thứ tự thuận thực tế Nếu nó cao hơn 10% điện áp danh định, điện áp thực tế được sử dụng và nếu điện áp bộ nhớ thấp hơn thì điện áp bộ nhớ tiếp tục được sử dụng

Bộ nhớ được thiết lập khi điện áp thứ tự thuận nằm trên 80% giá trị danh định của nó trong năm chu kỳ hệ thống điện Vì lý do này, điều quan trọng là đảm bảo rằng điện áp thứ cấp danh định của VT được nhập chính xác

Các vùng khoảng cách có thể bị buộc phải tự phân cực thông qua thiết lập SELF-POLAR FORCE Bất kỳ điều kiện nào do người dùng chọn (toán hạng FlexLogic) có thể được cấu hình để buộc tự phân cực Khi toán hạng được chọn được xác nhận (logic 1), các hàm khoảng cách sẽ tự phân cực bất kể các điều kiện logic điện

áp bộ nhớ khác Khi toán hạng được chọn không được xác nhận (logic 0), các hàm khoảng cách sẽ tuân theo các điều kiện khác của logic nhớ điện áp như được hiển thị trong Hình 2.9

Các vùng khoảng cách có thể bị buộc phải trở thành phân cực bộ nhớ thông qua cài đặt FORCE MEM-POLAR Bất kỳ điều kiện nào do người dùng chọn (bất kỳ toán hạng FlexLogic nào) đều có thể được cấu hình để buộc phân cực bộ nhớ Khi toán hạng được chọn được xác nhận (logic 1), các hàm khoảng cách trở thành phân cực bộ nhớ bất kể cường độ điện áp thứ tự thuận tại thời điểm này Khi toán hạng được chọn không được xác nhận (logic 0), các hàm khoảng cách sẽ tuân theo các điều kiện khác của logic nhớ điện áp

Hình 2.9 Sơ đồ logic ghi nhớ điện áp trong bảo vệ khoảng cách

Hình 2.9 chỉ hiển thị một điều kiện cho L90 mà buộc chức năng khoảng cách phải tự phân cực để đảm bảo sự hoạt động chính xác chức năng khoảng cách khi các rơle L90 đang đồng bộ với nhau

2.4.2.2 Cài đặt chức năng khoảng cách pha - pha (21)

Chức năng khoảng cách pha Mho, Quad sử dụng một đặc tính phân cực 100% bộ nhớ động với các đặc tính giám sát phản ứng, hướng và quá dòng bổ sung Khi được đặt thành vô hướng, hàm Mho trở thành một Mho bù với khoảng cách hướng ngược được điều khiển độc lập với khoảng cách hướng thuận và tất cả các đặc tính hướng được loại bỏ

PHS DIST Z1 DIR – Cài đặt hướng cho các vùng khoảng cách Hướng thuận được xác định bởi cài đặt PHS DIST Z1 RCA, trong khi hướng ngược lại được dịch chuyển 180° từ góc đó Vùng vô hướng hướng thuận được xác định bởi thiết lập PHS DIST Z1 REACH và PHS DIST Z1 RCA, và hướng ngược được xác định bởi PHS DIST Z1 REV REACH và PHS DIST Z1 REV REACH RCA như được minh họa trong các Hình 2.10, 2.11, 2.12 và 2.13

Hình 2.10 Đặc tính Mho có hướng Hình 2.11 Đặc tính Mho vô hướng