Nghiên cứu ứng dụng rơle bảo vệ kỹ thuật số hệ thống lưới điện của cảng hàng không nội bài luận văn thạc sỹ

Các thiết bị điện tại các trạm chính của sân bay Quốc tế Nội Bài .... Đánh giá hiện trạng hệ thống điện sân bay Quốc tế Nội Bài theo một số chỉ tiêu kỹ thuật chính .... Vì vậy việc nghiê

-

nguyÔn Anh dòng

Nghiªn cøu øng dông r¬le b¶o vÖ kü thuËt sè hÖ thèng l−íi ®iÖn cña

c¶ng hµng kh«ng quèc tÕ néi bµi

Chuyªn ngµnh: M¹ng vµ HÖ thèng ®iÖn, Cung cÊp ®iÖn vµ §iÖn khÝ hãa M· sè: 2.03.01

LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt

Ng−êi h−íng dÉn khoa häc

PGS.TS NguyÔn Anh NghÜa

Hµ Néi - 2006

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ tÝnh to¸n trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

Hµ Néi, ngµy 15 th¸ng 12 n¨m 2006

T¸c gi¶ luËn v¨n

NguyÔn Anh Dòng

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

Mở đầu 1

Chương 1 - Giới thiệu khái quát chung về tình hình cung cấp điện của Sân bay Quốc tế Nội Bài 3

1.1 Quá trình xây dựng và phát triển của sân bay Quốc tế Nội Bài 3

1.1.1 Sơ lược lịch sử sân bay Quốc tế Nội Bài 3

1.1.2 Bộ máy tổ chức của Cụm cảng Hàng không miền Bắc 3

1.1.3 Chức năng, nhiệm vụ của Trung tâm dịch vụ kỹ thuật Hàng không 4

1.1.4 Chức năng, nhiệm vụ của Đội quản lý cung ứng điện 4

1.1.5 Hướng phát triển trong tương lai của sân bay Quốc tế Nội Bài 5

1.2 Khái quát về hệ thống cung cấp điện của sân bay Quốc tế Nội Bài 7

1.2.1 Mạng lưới cấp điện sân bay Quốc tế Nội Bài 7

1.2.2 Các trạm biến áp chính của sân bay Quốc tế Nội Bài 8

1.2.3 Các trạm phân phối 11

1.2.4 Các máy biến áp 6/0,4 kV sân bay Quốc tế Nội Bài 14

1.2.5 Các thiết bị điện tại các trạm chính của sân bay Quốc tế Nội Bài 16

1.3 Đánh giá tình trạng sử dụng trang thiết bị điện của sân bay Quốc tế Nội Bài 17 1.3.1 Công suất tiêu thụ của các trạm biến áp xác định theo phương pháp biểu đồ phụ tải 17

1.3.2 Công suất các trạm xác định theo công suất đặt và hệ số yêu cầu 22

1.3.3 Đánh giá hiện trạng hệ thống điện sân bay Quốc tế Nội Bài theo một số chỉ tiêu kỹ thuật chính 24

1.3.4 Nhận xét 27

Chương 2 - Giới thiệu, phân loại và đánh giá tổng quan về các loại rơle kỹ thuật số 29

2.1 Giới thiệu rơle kỹ thuật số của h]ng ABB -Thụy Điển 29

2.1.1 Rơle kỹ thuật số REG316*4 29

2.1.1.1 Đặc tính chung 29

2.1.1.2 Nguyên lý 29

2.1.2.1 Giíi thiÖu chung r¬le RIO580 45

2.1.2.2 Th«ng sè kü thuËt cña RIO580 46

2.1.3 C¸c mo®un ®Çu vµo, ra 500***11 47

2.1.4 C¸c mo®un ®Çu vµo, ra trong bé 500RIO11 50

2.2 Giíi thiÖu r¬le kü thuËt sè cña h]ng SIEMENS - §øc 51

2.2.1 R¬le kü thuËt sè 7RW600 51

2.2.1.1 Ký hiÖu chung 51

2.2.1.2 ThiÕt bÞ phô trî kÌm theo r¬le 52

2.2.1.3 C¸c th«ng sè kü thuËt 53

2.2.1.4 C¸c chøc n¨ng b¶o vÖ cña r¬le 54

2.2.2 R¬le so lÖch kü thuËt sè 7UT51** 56

2.2.2.1 Ký hiÖu chung 56

2.2.2.2 Nguyªn lý lµm viÖc cña r¬le 7UT51** 58

2.2.2.3 C¸c th«ng sè kü thuËt r¬le 7UT51** 58

2.2.3 R¬le kü thuËt sè 7SJ62** 60

2.2.3.1 Giíi thiÖu chung 60

2.2.3.2 Nguyªn lý lµm viÖc c¸c khèi cña 7SJ62** 60

2.2.3.3 C¸c chøc n¨ng b¶o vÖ cña r¬le 7SJ62** 62

2.2.4 R¬le kü thuËt sè 7SJ64** 63

2.2.4.1 Giíi thiÖu chung 63

2.2.4.2 C¸c chøc n¨ng b¶o vÖ cña r¬le 7SJ64** 63

2.2.4.3 Th«ng sè kü thuËt cña r¬le 7SJ64** 65

2.3 Giíi thiÖu r¬le kü thuËt sè cña h]ng ORION – Italia 67

2.3.1 Giíi thiÖu chung vÒ r¬le SMPR-1 67

2.3.2 C¸c chøc n¨ng b¶o vÖ cña SMPR-1 68

2.3.3 Th«ng sè kü thuËt cña r¬le SMPR-1 71

2.4 Giíi thiÖu r¬le kü thuËt sè cña h]ng Alstom - Ph¸p 74

2.4.1 Giíi thiÖu chung r¬le MICOM P122C 74

2.4.2 Ký hiÖu chung MICOM.P122C 74

2.4.3 Chøc n¨ng cña r¬le MICOM P122C 75

2.4.4 Th«ng sè kü thuËt cña MICOM P122C 77

2.5 Giíi thiÖu r¬le kü thuËt sè cña h]ng GE – Mü 79

2.5.1 Giíi thiÖu chung r¬le DLP3** 79

2.5.2 Chøc n¨ng cña r¬le DLP3** 80

thống điện cảng hàng không sân bay quốc tế Nội Bài 82

3.1 Các hình thức bảo vệ hiện đang sử dụng 82

3.1.1 Trạm biến áp trung gian 22/6 kV Nội Bài 82

3.1.1.1 Các sơ đồ mạch bảo vệ trong trạm 22/6kV Nội Bài 82

3.1.1.2 Các hình thức bảo vệ trong trạm 22/6kV Nội Bài 83

3.1.2 Trạm biến áp trung gian 22/0,4 kV ga T1 và trạm 22/0,4 kV Hangar 85

3.1.3 Nhận xét 86

3.2 So sánh lựa chọn rơle bảo vệ kỹ thuật số trạm 22/6kV Nội Bài 86

3.2.1 Đánh giá các rơle kỹ thuật số 86

3.2.2 Lựa chọn rơle kỹ thuật số 7UT612* 90

3.2.2.1 Các chức năng 90

3.2.2.2 Khả năng ứng dụng 91

3.2.2.3 Nguyên lý làm việc của rơle 7UT612* 92

3.2.2.4 Thông số kỹ thuật rơle 7UT612* 93

3.2.2.5 Chọn rơle trong họ 7UT612* 94

3.3 Tính toán chỉnh định 95

3.3.1 Nhập thông số cho máy biến áp 95

3.3.2 Bảo vệ so lệch máy biến áp 96

3.3.3 Bảo vệ quá tải 98

3.3.4 Bảo vệ cực đại có duy trì thời gian 98

3.3.5 Khóa sóng hài 99

Kết luận và kiến nghị 100

Tài liệu tham khảo 101

1.1 Thông số máy biến áp của các trạm biến áp chính 8

1.5 Thông số của biến điện áp tại các trạm chính 16 1.6 Công suất tiêu thụ điện của trạm 22/6kV Nội Bài 17 1.7 Công suất tiêu thụ điện của trạm 22/0,4kV ga T1 17 1.8 Công suất tiêu thụ điện của trạm 22/0,4kV Hangar 18 1.9 Năng lượng tiêu thụ trung bình trong ngày của các năm gần đây 18 1.10 Số liệu phụ tải ngày điển hình của trạm 22/6 kV Nội Bài 19 1.11 Số liệu phụ tải ngày điển hình của trạm 22/0,4 kV Ga T1 20 1.12 Số liệu phụ tải ngày điển hình của trạm 22/0,4kV Hangar 21 1.13 Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải các trạm tại sân bay 22

1.16 Công suất tính toán của trạm 22/0,4kV Hangar 24

1.18 Đánh giá theo chỉ tiêu kỹ thuật của trạm 22/6kV Nội Bài 25 1.19 Đánh giá theo chỉ tiêu kỹ thuật của trạm 22/0,4kV ga T1 25 1.20 Đánh giá theo chỉ tiêu kỹ thuật của trạm 22/0,4kV Hangar 25 1.21 Tổn thất điện trên các lộ phụ tải của trạm 22/6kV Nội Bài 26 1.22 Tổn thất điện trên các lộ phụ tải của trạm 22/0,4kV ga T1 27 1.23 Tổn thất điện trên các lộ phụ tải của trạm 22/0,4kV Hangar 27 2.1 Các giá trị đầu vào tương tự của rơle REG316*4 30 2.2 Số liệu về tiếp điểm bên trong của rơle REG316*4 30

2.9 Thông số bảo vệ quá dòng có thời gian xác định của REG316*4 34 2.10 Thông số bảo vệ quá áp và thiểu áp của REG316*4 34 2.11 Thông số bảo vệ quá dòng có hướng của REG316*4 35

2.15 Thông số bảo vệ quá dòng có khóa áp của REG316*4 37 2.16 Thông số bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc của REG316*4 37 2.17 Thông số bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian phụ thuộc của

2.18 Thông số bảo vệ dòng mất cân bằng pha của REG316*4 38

2.21 Thông số bảo vệ chống mất kích từ của REG316*4 40 2.22 Thông số bảo vệ quá tải stator của REG316*4 41 2.23 Thông số bảo vệ chạm đất stator của REG316*4 42

2.25 Thông số bảo vệ mất cân bằng điện áp của REG316*4 44 2.26 Thông số bảo vệ dao động tần số của REG316*4 45

2.29 Các thử nghiệm độ bền cơ khí đối với rơle RIO580 47

2.35 Thông số môđun đầu vào/đầu ra tương tự 500AXM11 49

3.4 §iÖn ¸p nguån xoay chiÒu 7UT612 93

1.1 Mô hình tổ chức, quản lý của cụm Cảng hàng không miền Bắc 4 1.2 Sơ đồ hệ thống trang thiết bị kỹ thuật tại sân bay Quốc tế Nội Bài 6 1.3 Sơ đồ mạng lưới cung cấp điện từ trạm 110/22kV E1 Đông Anh tới

1.4 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm 22/6kV Nội Bài 9 1.5 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm 22/0,4 kV ga T1 10 1.6 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm 22/0,4 kV Hangar 10 1.7 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS2 11 1.8 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS4 11 1.9 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS5 12 1.10 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS6 12 1.11 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS7 13 1.12 Sơ đồ mạng 6 kV cấp điện cho sân bay Quốc tế Nội Bài 15 1.13 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình của trạm 22/6 kV Nội Bài 19 1.14 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình của trạm 22/0,4 kV ga T1 20 1.15 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình của trạm 22/0,4 kV Hangar 21 2.1 Hình 2-1: Sơ đồ nguyên lý các khối của rơle REG316*4 29

2.4 Đặc tính bảo vệ chống mất kích từ của REG316*4 40

2.6 Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm điện

trở trong mạch máy phát dùng rơle số REG 316*4 41 2.7 Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có mắc thêm biến

điện áp ở trung tính máy phát dùng rơle số REG 316*4 42 2.8 Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có mắc thêm biến

điện áp ở đầu cực máy phát trong mạch dùng rơle số REG 316*4 42 2.9 Sơ đồ bảo vệ cuộn rotor chống chạm đất có nối thêm điện trở trong

2.10 Đặc tính bảo vệ mất cân bằng điện áp của REG 316*4 44 2.11 Sơ đồ lôgíc bảo vệ thấp áp từng pha của rơle 7RW600 55

2.14 Sơ đồ lôgíc bảo vệ tần số của rơle 7RW600 56 2.15 Đặc tính bảo vệ quá dòng có hướng của rơle 7SJ64** 64 2.16 Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có trở kháng của rơle 7SJ64** 64 2.17 Sơ đồ đấu dây của rơle 7SJ64 trong mạch điều khiển chiều động cơ 65 2.18 Đặc tính bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc của rơle SMPR-1 69 2.19 Sơ đồ đấu dây của mạch bảo vệ bằng rơle SMPR-1 74 2.20 Đặc tính bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc của rơle P122C 76

2.22 Sơ đồ chức năng giám sát mạch cắt của rơle MiCOM P122C 77 3.1 Sơ đồ bảo vệ so lệch máy biến áp trạm 22/6kV Nội Bài 82

3.4 Sơ đồ nguyên lý điều khiển máy cắt trạm 22/6kV Nội Bài 83 3.5 Sơ đồ đấu nối bảo vệ so lệch máy biến áp dùng rơle 7UT612 91

3.7 Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch Rơle 7UT612 96

Mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cảng hàng không sân bay Quốc tế Nội Bài là một cửa ngõ rất quan trọng trong việc tạo kết nối, giao lưu và khai thác hàng không của Việt Nam với các nước trên thế giới Hiện nay chính phủ đ2 có chủ trương tập trung quy hoạch, phát triển sân bay Nội Bài trở thành sân bay lớn mang tầm Quốc tế, nhằm đáp ứng được những yêu cầu trước mắt và lâu dài cùng với sự phát triển kinh tế đi lên của đất nước

Việc mở rộng xây dựng sân bay dẫn đến cần thiết phải cải tạo, nâng cấp và quy hoạch hệ thống điện thỏa m2n các yêu cầu về kỹ thuật, tin cậy và an toàn Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng Rơle bảo vệ kỹ thuật số đối với hệ thống lưới điện Cảng hàng không Quốc tế Nội Bài là thiết thực, nhằm nâng cao hiệu quả trong vận hành hệ thống lưới điện sân bay

2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu, lựa chọn rơle kỹ thuật số ứng dụng bảo vệ hệ thống điện của Cảng hàng không sân bay Quốc tế Nội Bài, nâng cao độ tin cậy, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, tăng hiệu suất kinh tế trong khai thác hệ thống điện của sân bay

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu, lụa chọn và chỉnh định Rơle kỹ thuật số ứng dụng trong hệ thống lưới điện Cảng hàng không sân bay Quốc

tế Nội Bài

4 Các nội dung nghiên cứu chính

- Khảo sát hiện trạng hệ thống cung cấp điện sân bay Quốc tế Nội Bài

- Tổng kết, đánh giá và phân loại rơle kỹ thuật số hiện đang sử dụng ở Việt Nam

- Triển khai ứng dụng rơle số vào hệ thống lưới điện Cảng hàng không Quốc

Đề tài tổng kết, đánh giá và phân loại rơle kỹ thuật số hiện đang sử dụng ở Việt Nam làm tài liệu tham khảo cho cán bộ kỹ thuật và sinh viên, đồng thời giúp ích cho việc lựa chọn rơle bảo vệ, rơle kỹ thuật số phù hợp Vì vậy đề tài mang tính khoa học và thực tiễn

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn được trình bày bao gồm: 3 chương,79 bảng biểu, 44 hình vẽ Luận văn Thạc sĩ được thực hiện tại Bộ môn Điện khí hóa, Trường Đại học

Mỏ - Địa chất Để hoàn thành luận văn này, tác giả đ2 nhận được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của PGS TS Nguyễn Anh Nghĩa cùng sự giúp đỡ to lớn của các thầy cô giáo, các cán bộ giảng dạy trong những năm qua và tập thể bộ môn Điện khí hoá,

Tự động hoá, Kỹ thuật điện, các bạn bè đồng nghiệp trong trường đại học Mỏ Địa Chất

Do thời gian và trình độ còn có hạn chế nên bản luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót (và còn nhiều bất cập), đồng thời còn một số vấn đề cần phải tiếp tục đi sâu nghiên cứu hơn nữa Rất mong có sự đóng góp chân thành, những ý kiến chỉ bảo của toàn thể các thầy cô và các bạn đồng nghiệp

Qua đây, tác giả xin gửi tới những lời cảm ơn chân thành, sự hướng dẫn nhiệt tình chu đáo của PGS TS Nguyễn Anh Nghĩa cùng toàn thể các thầy cô trong bộ môn Điện khí hoá, Tự động hoá, bộ môn Kỹ thuật điện và các phòng ban, các khoa trong trường đại học Mỏ Địa Chất, cùng toàn thể những người đ2 giúp đỡ tác giả, tạo mọi điều kiện thuận lợi để bản luận văn này hoàn thành

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

Chương 1 Giới thiệu khái quát chung về tình hình cung cấp điện của Sân bay Quốc tế Nội Bài

1.1 Quá trình xây dựng và phát triển của sân bay Quốc

tế Nội Bài

1.1.1 Sơ lược lịch sử sân bay Quốc tế Nội Bài

Sân bay Quốc tế Nội Bài nằm ở vị trí cách trung tâm thủ đô Hà Nội 24 km về phía Tây Bắc tính theo đường chim bay, nối liền với trung tâm của thủ đô Hà Nội bằng con đường cao tốc Thăng Long – Nội Bài dài 32 km

Gần 30 năm xây dựng và phát triển, Sân bay Quốc tế Nội Bài – thuộc Cụm Cảng Hàng không miền Bắc đ> từng bước trưởng thành, tự khẳng định mình bằng kết quả điều hành, quản lý, cung ứng các dịch vụ cho các h>ng Hàng không an toàn, chất lượng, hiệu quả Trong đó dịch vụ cung cấp điện là một yếu tố cơ bản, quan trọng, quyết định nhất để phục vụ cho mọi hoạt động bay trong suốt những năm qua

Cụm Cảng Hàng không miền Bắc được thành lập ngày 28/2/1977, nay là doanh nghiệp nhà nước trực thuộc Cục Hàng không Việt Nam, với nhiệm vụ điều hành, quản lý các Cảng Hàng không toàn khu vực miền Bắc Nhiều đường bay trong nước và Quốc tế được mở thêm, hiện tại đ> có hơn 20 đường bay Quốc tế và 9

đường bay nội địa đảm bảo nối tất cả địa phương trong nước và các châu lục trên thế giới

1.1.2 Bộ máy tổ chức của Cụm cảng Hàng không miền Bắc

Bộ máy tổ chức ngày càng được kiện toàn, mở rộng Các sân bay đang tiếp tục đầu tư các trang thiết bị kỹ thuật hiện đại, đồng bộ Xây dựng và áp dụng hệ thống tiêu chuẩn quản lý chất lượng ISO.9001-2000 nhằm nâng cao chất lượng dịch

vụ Mô hình tổ chức và quản lý của cụm Cảng Hàng không miền Bắc được thể hiện trên hình 1.1

Hình 1.1 Mô hình tổ chức, quản lý của cụm Cảng Hàng không miền Bắc

1.1.3 Chức năng, nhiệm vụ của Trung tâm dịch vụ kỹ thuật Hàng không

Quản lý về kỹ thuật theo sự phân cấp của Cụm cảng Tổ chức thực hiện các dịch vụ kỹ thuật như khai thác, bảo trì, sửa chữa các trang thiết bị kỹ thuật Hàng không Duy tu, bảo dưỡng đường băng, sân đỗ máy bay, lập các phương án cải tạo, sửa chữa, lắp đặt trang thiết bị điện, điện tử, điện lạnh, cơ khí máy, tự động hoá, chiếu sáng, dịch vụ kỹ thuật điện

1.1.4 Chức năng, nhiệm vụ của Đội quản lý cung ứng điện

Quản lý toàn bộ hệ thống lưới điện Cảng Hàng không Quốc tế Nội Bài: các trạm biến áp, trạm phân phối điện nguồn, máy phát điện dự phòng Phối hợp với cơ quan chức năng của ngành điện lực tổ chức thực hiện công tác bảo dưỡng, thí nghiệm các trang thiết bị điện đúng theo hướng dẫn của nhà sản xuất Thường xuyên theo dõi tình trạng kỹ thuật của các trang thiết bị, kiểm tra hệ thống điện, đảm bảo

cấp điện liên tục 24/24h trong mọi tình huống cho toàn sân bay và các hoạt động của cơ quan điều hành

Đảm bảo khắc phục nhanh chóng những sự cố về đường dây, lưới điện 6kV,

và những hỏng hóc của thiết bị như máy cắt, cầu dao, thiết bị trong trạm 6/0,4kV trong sân bay, các thiết bị rơle tự động, hệ thống chỉnh lưu, hệ thống điện một chiều

và ắc-quy, chống sét, chiếu sáng và hệ thống đo đếm của các trạm điện, đài không lưu, dẫn đường

Tổ chức thực hiện cung cấp các dịch vụ kỹ thuật về điện, theo dõi việc thực hiện các biện pháp an toàn điện trên toàn sân bay

1.1.5 Hướng phát triển trong tương lai của sân bay Quốc tế Nội Bài

Khai thác song song 2 đường băng 1A, 1B, kết hợp tăng thêm nhiều trang thiết bị điện, các trạm điện, các đài dẫn đường phục vụ cho sân bay đài LOC, đài Glidepath, đèn tín hiệu, đèn taxiway, đèn threshold và các phụ tải quan trọng khác

Đầu tư thêm các hệ thống điện tử, tự động hóa, tự động điều khiển như: cầu ống lồng có điều khiển đưa đón dẫn hành khách, các hệ thống điện tự động phục vụ băng chuyền hành lý, các hệ thống nâng hạ hàng hoá, thang máy, thang cuốn, hệ thống kiểm soát tự động, hệ thống giám sát Xây dựng thêm nhà ga hành khách T2,

ga hàng hoá Mở rộng xưởng sửa chữa máy bay thân lớn A76 Xây dựng đài chỉ huy bay TOWER, hệ thống kiểm soát không lưu Sân bay Quốc tế Nội Bài sẽ phát triển

để trở thành Sân bay tầm cỡ Quốc tế, lưu lượng khoảng trên 10.000.000 hành khách/năm

Sự mở rộng này dẫn đến cần thiết phải nâng cấp hệ thống điện trên cơ sở hệ thống điện hiện có và đưa vào vận hành phù hợp với hướng phát triển của sân bay, với nhu cầu phụ tải trong giai đoạn trước mắt và lâu dài, đảm bảo độ tin cậy, an toàn Việc cung cấp điện luôn là cấp bách, nhằm đáp ứng những yêu cầu, quy định của tổ chức Hàng không Quốc tế ICAO

Phát triển lưới điện của Sân bay Quốc tế Nội Bài là cần thiết và đ> được Thủ tướng chính phủ phê duyệt theo quyết định số 431/ TTg ngày 28/06/1996

Mặt bằng bố trí hệ thống trang thiết bị kỹ thuật điện của sân bay Quốc tế Nội Bài được thể hiện trên hình 1.2

1.2 khái quát về hệ thống cung cấp điện của Sân bay Quốc

tế nội bài

1.2.1 Mạng lưới cấp điện sân bay Quốc tế Nội Bài

Hiện tại sân bay Quốc tế Nội Bài đang được cấp điện từ lưới điện quốc gia Cấp điện áp phía cao áp là 22 kV nhận nguồn điện bằng 2 mạch chính 473 và 474 từ

2 phân đoạn 22 kV của trạm 110/22 kV Đông Anh qua 2 máy biến áp, mỗi máy có công suất 40 000 kVA

Nhánh 1: Lộ 473, điểm đầu là máy cắt 473 phân đoạn 1, thanh cái 22 kV của trạm biến áp 110/22 kV E1 Đông Anh, điểm cuối là trạm biến áp trung gian 22/6

kV Nội Bài, dây dẫn dùng loại AC70, chiều dài tuyến 13,5km

Nhánh 2: Lộ 474, điểm đầu là máy cắt 474 phân đoạn 2, thanh cái 22 kV của trạm biến áp 110/22kV E1 Đông Anh, điểm cuối là trạm biến áp trung gian 22/6 kV Nội Bài, dây dẫn dùng loại AC120 có chiều dài tuyến 14 km Sơ đồ mạng lưới cung cấp điện thể hiện trên hình 1.3

Hình 1.3 Sơ đồ mạng lưới cung cấp điện

từ trạm 110/22kV E1 Đông Anh tới sân bay Quốc tế Nội Bài

Hai lé ®−êng d©y 473E1, 474E1 hiÖn ®ang cÊp ®iÖn cho c¸c phô t¶i cña s©n bay Quèc tÕ Néi Bµi vµ mét sè phô t¶i qu©n sù §a Phóc Khi vËn hµnh cao ®iÓm, tæng c«ng suÊt tiªu thô toµn tuyÕn kho¶ng trªn 7,5 MW, dßng ®iÖn kho¶ng trªn 150A

1.2.2 C¸c tr¹m biÕn ¸p chÝnh cña s©n bay Quèc tÕ Néi Bµi

Toµn bé s©n bay Quèc tÕ Néi Bµi ®−îc sö dông 3 tr¹m ®iÖn chÝnh: Tr¹m trung gian 22/6kV Néi Bµi cÊp ®iÖn cho toµn s©n bay; Tr¹m trung gian 22/0,4 kV T1 cÊp ®iÖn cho nhµ ga hµnh kh¸ch T1; Tr¹m biÕn ¸p trung gian 22/0,4 kV- Hangar cÊp

®iÖn cho khu vùc x−ëng söa ch÷a m¸y bay th©n lín A76 HiÖn t¹i c¸c m¸y biÕn ¸p trong tr¹m lµm viÖc theo nguyªn lý 1 vËn hµnh vµ 1 dù phßng Th«ng sè c¸c m¸y biÕn ¸p ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng 1.1

B¶ng 1.1 Th«ng sè m¸y biÕn ¸p cña c¸c tr¹m biÕn ¸p chÝnh

1 M¸y biÕn ¸p 3 pha EEMP-VN TCO-ABB.VN TCO-ABB.VN

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm 22/0,4 kV ga T1

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm 22/0,4 kV Hangar

1.2.3 Các trạm phân phối

Trạm phân phối 6kV được cung cấp điện từ trạm trung gian 22/6 kV Nội Bài

Đó là các trạm SS7, SS6, SS5, SS4, SS2 làm nhiệm vụ cấp điện cho các phụ tải dọc 2

đầu đường cất hạ cánh 1A và 1B Sơ đồ nguyên lý các trạm SS2, SS4, SS5, SS6, SS7 thể hiện trên hình (1.7 ữ 1.11)

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS2

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS4

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS5

Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm phân phối SS6

1.2.4 Các máy biến áp 6/0,4 kV sân bay Quốc tế Nội Bài

Bảng 1.2 Các máy biến áp 6/0,4kV của sân bay

Stt Máy biến áp 6/0,4kV Dải điều

chỉnh

Tổ đấu dây

U ngắn

%

Công suất kVA

18 Máy biến áp rada thời tiết ± 2,5% Y/Yo 3,40 100

Các máy biến áp 6/0,4kV lấy điện từ trạm chính 22/6 kV Nội Bài và cấp điện cho các phụ tải toàn sân bay

Sơ đồ nguyên lý mạng 6 kV đ−ợc thể hiện trên hình 1.12

1.2.5 Thiết bị điện tại các trạm chính của sân bay Quốc tế Nội Bài

Bảng 1.3 Thông số của máy cắt tại các trạm chính

9 Mức chịu điện áp xung 172 kV/50às 170 kV/50às 170 kV/50às

10 Cơ cấu truyền động Cuộn hút, cơ khí Bằng động cơ Bằng động cơ

11 Nguồn cho động cơ,

13 Nhiệt độ môi trường 00 C – 550 C 00 C – 550 C 00 C – 550 C

Bảng 1.4 Thông số của biến dòng tại các trạm chính

TT Thông số kỹ thuật Nội Bài Ga T1 Trạm chính Hangar

Bảng 1.5 Thông số của biến điện áp tại các trạm chính

TT Thông số kỹ thuật Nội Bài Trạm chính Ga T1 Hangar

1.3 đánh giá tình trạng sử dụng trang thiết bị điện của Sân bay Quốc tế nội bài

1.3.1 Công suất tiêu thụ của các trạm biến áp xác định theo phương pháp biểu

đồ phụ tải

Xác định công suất tiêu thụ thực tế tại sân bay dựa trên cơ sở biểu đồ phụ tải ngày điển hình, được xây dựng trong thời gian hoạt động của sân bay Do hoạt động của thiết bị tại sân bay có tính chu kỳ nên thời gian theo dõi được thực hiện trong nhiều tháng liên tục

Bảng 1.6 Công suất tiêu thụ điện của trạm 22/6kV Nội Bài

Từ kết quả trong bảng 1.9 cho thấy mặc dù tình trạng trang thiết bị điện của sân bay trong các năm vừa qua không có biến động đáng kể nhưng sản lượng, năng lực sản xuất có tăng, nên lượng điện năng tiêu thụ và công suất tiêu thụ thực tế năm sau cao hơn năm trước không nhiều, khoảng 6%

Để đánh giá tình trạng sử dụng năng lực trang thiết bị điện hiện tại ở sân bay dựa trên cơ sở biểu đồ phụ tải ngày điển hình năm 2005 là năm gần đây nhất

Số liệu phụ tải ngày điển hình năm 2005 của sân bay được thống kê trong bảng 1.10 đến bảng 1.12 và biểu đồ phụ tải được trình bày trên hình 1.12 đến 1.14

Bảng 1.10 Số liệu phụ tải ngày điển hình của trạm 22/6 kV Nội Bài

B¶ng 1.11 Sè liÖu phô t¶i ngµy ®iÓn h×nh cña tr¹m 22/0,4 kV Ga T1

Bảng 1.12 Số liệu phụ tải ngày điển hình của trạm 22/0,4kV Hangar

Hình 1.15 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình của trạm 22/0,4 kV Hangar

Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình xác định một số thông số đặc tr−ng của biểu đồ phụ tải đ−ợc trình bày trong bảng 1.13

Bảng 1.13 Các thông số đặc tr−ng của biểu đồ phụ tải các trạm tại sân bay

Trạm chính 22/6 kV

Nội Bài

22/0,4 kV

ga T1

22/0,4 kV Hangar Năng l−ợng tiêu thụ trung

1.3.2 Công suất các trạm xác định theo công suất đặt và hệ số yêu cầu

Phụ tải của các trạm biến áp chính là các máy biến áp 6/0,4 kV, do vậy phụ tải tính toán xác định:

chính: =∑

m nh tt

S = + (1.5) Với k = 0,85 – hệ số kể đến phụ tải cực đại của các nhóm không trùng nhau Kết quả tính toán phụ tải theo phương pháp này được trình bày trong các bảng 1.14, 1.15, 1.16

Bảng 1.14 Công suất tính toán của trạm 22/6kV Nội Bài

Bảng 1.15 Công suất tính toán của trạm 22/0,4kV ga T1

Bảng 1.16 Công suất tính toán của trạm 22/0,4kV Hangar

Bảng 1.17 Công suất tính toán của các trạm chính

Nội Bài Ga T1 Hangar

1 Công suất biểu kiến tính toán (kVA) 5007 1669 1316

2 Hệ số mang tải khi 1 máy biến áp làm việc 0,89 0,68 0,88 Nhận xét: Qua kết quả tính toán nhận thấy các trạm biến áp chính còn non tải, còn đáp ứng được yêu cầu khi tăng sản lượng trong những năm tiếp theo Phụ tải tương đối đồng đều và bằng phẳng

1.3.3 Đánh giá hiện trạng hệ thống điện sân bay Quốc tế Nội Bài theo một số chỉ tiêu kỹ thuật chính

- Dòng nung nóng cho phép của dây dẫn

Dòng điện chạy qua dây dẫn được xác định:

dm

tt tt tt

U

Q P I

.3

2 2

+

trong đó Ptt , Qtt – công suất tác dụng và phản kháng tính toán trong đoạn đó

Uđm - điện áp định mức của mạng điện

- Đánh giá theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép ∆Ucp ( thường lấy 5% Ucp

ở chế độ làm việc bình thường và 12% Ucp ở chế độ sự cố) Tổn hao điện áp trên một

đoạn mạng được xác định:

dm

tt tt

cp

U

X Q R P

Điều kiện đảm bảo là Σ∆Ui ≤ ∆Ucp , với Σ∆Ui – tổng tổn hao của các đoạn mạng nối tiếp kể từ cực đầu nguồn biến áp đến cực phụ tải

Bảng 1.18 Đánh giá theo chỉ tiêu kỹ thuật của trạm 22/6kV Nội Bài

Tæn thÊt c«ng suÊt t¸c dông ∆Pi ®−îc tÝnh: i

dm

tt tt

U

Q P

2

2 2

U

Q P

2

2 2

S

tt

tt m

∆+

=

tt tt

Bảng 1.22 Tổn thất điện trên các lộ phụ tải của trạm 22/0,4kV ga T1

Hệ thống cung cấp điện với cấp điện áp 22kV gồm 2 tuyến đường dây 473,

474 đảm bảo cấp điện liên tục Các trạm biến áp chính đều có 2 máy biến áp, riêng trạm biến áp ga T1 có 3 máy biến áp, đảm bảo được tính dự phòng và cấp điện thường xuyên

Hệ thống điện chỉ cung cấp điện và phục vụ cho các hoạt động trong sân bay Các thông số kỹ thuật của mạng và phụ tải sử dụng ổn định và cho phép tiếp tục hoạt

động lâu dài Các trạm điện đang dần đ−ợc cải tạo theo quy hoạch, một số thiết bị bắt đầu đ−ợc thay thế

Nhiều thiết bị máy cắt không vận hành đ−ợc ở chế độ tự động, phải vận hành

ở chế độ thủ công bằng tay, dùng rơle cơ điện trong mạch bảo vệ không đảm bảo chất l−ợng

Chương 2 Giới thiệu, phân loại và đánh giá

tổng quan về các loại rơle kỹ thuật số 2.1 giới thiệu rơle kỹ thuật số của h&ng ABB -Thụy Điển

2.1.1 Rơle kỹ thuật số REG316*4

2.1.1.2 Nguyên lý

ứng dụng chính của REG 316*4 là dùng lắp vào hệ thống bảo vệ máy phát

động cơ, máy biến áp

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý các khối của rơle REG316*4

Đầu vào của REG316*4 thu thập tín hiệu tương tự, đó là những biến đầu vào như dòng và áp nhận được từ phía thứ cấp của biến dòng, biến điện áp đo lường trong hệ thống điện, tiếp theo chuyển đổi tín hiệu sang số, qua khâu xử lý tín hiệu

số, phát lệnh cho tác động tại đầu ra