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

i Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi -------------***------------- Vò quang hßa Nghiªn cøu x©y dùng m« h×nh hÖ thèng B¶o vÖ m¸y biÕn ¸p LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt Chuyên ngành: ðiện khí hóa sản xuất nông nghiệp và nông thôn Mã số: 60.52.54 Người hướng dẫn khoa học: TS. NG¤ TRÝ D¦¥NG hµ néi – 2011 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2011 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Quang Hòa Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, giúp ñỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn ñến quý thầy cô trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñặc biệt là những thầy cô ñã tận tình dạy bảo tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc ñến Tiến sỹ Ngô Trí Dương ñã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Nhân ñây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội cùng quý thầy cô trong khoa Cơ ñiện ñã tạo rất nhiều ñiều kiện ñể tôi học tập và hoàn thành khóa học. ðồng thời, tôi cũng xin cảm ơn các anh chị ở chi nhánh lưới ñiện cao thế Thái Bình ñã tạo ñiều kiện cho tôi ñiều tra khảo sát ñể có dữ liệu viết luận văn. Mặc dù tôi ñã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận ñược ý kiến ñóng góp của quý thầy cô và các bạn. Hà Nội, ngày tháng năm 2011 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Quang Hòa Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN ..................................................................................................i LỜI CẢM ƠN...................................................................................................... ii MỤC LỤC........................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. vii LỜI MỞ ðẦU.......................................................................................................1 1. ðặt vấn ñề ........................................................................................................ 1 2. Mục ñích nghiên cứu....................................................................................... 1 3. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN................................................................................3 1.1. ðặc ñiểm tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Thái Bình ................... 3 1.1.1. ðặc ñiểm tự nhiên ..................................................................................... 3 1.1.2. ðặc ñiểm kinh tế xã hội ............................................................................ 3 1.2. Hiện trạng lưới ñiện của thành phố Thái Bình ......................................... 4 1.3. Khảo sát thực tế tại trạm biến áp 110kV thành phố Thái Bình (E11.3)................................................................................................................... 5 1.3.1. Sơ ñồ nối trạm ........................................................................................... 5 1.3.2. Nghiên cứu về Máy biến áp trong trạm .................................................. 7 1.3.3. Nghiên cứu về các thiết bị bảo vệ trong trạm E11.3 ............................ 11 1.3.4. Khảo sát hệ thống bảo vệ trong trạm E11.3 ......................................... 28 1.3.5. Nghiên cứu bảo vệ Máy biến áp............................................................. 32 CHƯƠNG II: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ðIỀU KHIỂN..........................38 HỆ THỐNG BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP ............................................................38 2.1. Yêu cầu về bảo vệ Máy biến áp................................................................. 38 2.1.1. Bảo vệ quá dòng ñiện .............................................................................. 39 2.1.2. Bảo vệ chống sự cố gián tiếp................................................................... 42 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… iv 2.2. Xây dựng thuật toán ñiều khiển bảo vệ quá dòng và bảo vệ quá nhiệt ñộ......................................................................................................................... 44 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU BỘ ðIỀU KHIỂN........................................46 LOGIC KHẢ LẬP TRÌNH PLC S7-200.........................................................46 3.1. Nghiên cứu về PLC .................................................................................... 46 3.1.1. Giới thiệu chung ...................................................................................... 46 3.1.2. Ưu ñiểm của PLC trong tự ñộng hóa .................................................... 47 3.1.3. Cấu trúc và nguyên lý hoạt ñộng........................................................... 47 a. Cấu trúc.......................................................................................................... 47 3.2. Ngôn ngữ lập trình của Simatic S7 – 200................................................. 53 3.3. Một số lệnh cơ bản của S7-200.................................................................. 55 3.3.1. Các lệnh vào ra ........................................................................................ 55 3.3.2. Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp ñiểm................................................... 56 3.3.3. Các lệnh logic ñại số Boolean ................................................................. 56 3.3.4. Các lệnh so sánh ...................................................................................... 56 3.3.5. Các lệnh ñiều khiển Timer ..................................................................... 56 3.3.6. Các lệnh ñiều khiển counter................................................................... 56 3.4. Phương pháp lập trình trên phần mềm step 7 – Micro/Win32 ............ 56 3.4.1. Các thành phần quan trọng ................................................................... 56 3.4.2. Phương pháp lập trình............................................................................ 57 3.4.3. Soạn thảo chương trình .......................................................................... 58 3.4.4. Download chương trình xuống PLC ..................................................... 59 3.4.5. Trình tự thiết kế một hệ thống ñiều khiển dùng PLC......................... 60 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MÔ HÌNH BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP ................63 4.1. Thiết kế phần cứng..................................................................................... 63 4.1.1. Thiết bị ñiều khiển .................................................................................. 63 4.1.2. Chuyển ñổi dữ liệu ñầu vào EM 231 ..................................................... 74 4.1.3 Chuyển ñổi dữ liệu ñầu vào EM 231 RTD............................................. 75 4.1.4. Yêu cầu ñiều khiển .................................................................................. 75 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… v 4.2. Phân công tín hiệu vào ra ......................................................................... 76 4.3. Sơ ñồ kết nối thiết bị .................................................................................. 77 4.3.1. Sơ ñồ kết nối CPU với thiết bị ngoại vi ................................................. 77 4.3.2. Sơ ñồ kết nối module EM231 với tín hiệu từ 3 biến dòng ................... 77 4.4. Thiết kế phần mềm.................................................................................... 78 4.4.1. Xây dựng lưu ñồ thuật toán ñiều khiển ................................................ 78 4.4.2. Chạy thử chương trình ........................................................................... 80 CHƯƠNG V: CHẾ TẠO MÔ HÌNH ...............................................................92 5.1. Yêu cầu của mô hình.................................................................................. 92 5.2. Mô hình hóa các thiết bị ............................................................................ 92 5.2.1. Thiết bị vào .............................................................................................. 92 5.2.2. Thiết bị ra................................................................................................. 93 5.3. Chế tạo mô hình.......................................................................................... 93 5.3.1. Các thiết bị cần dùng .............................................................................. 93 5.3.2. Lắp mạch và chạy thử............................................................................. 94 5.3.3. Kết quả thu ñược..................................................................................... 96 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ................................................................................97 1. Kết luận .......................................................................................................... 97 2. ðề nghị............................................................................................................ 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................99 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy biến áp T1................................................. 7 Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật của máy biến áp T1................................................. 8 Bảng 1.3. Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD32............................................ 9 Bảng 1.4. Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD91.......................................... 10 Bảng 1.5. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T1 . ................................... 23 Bảng 1.6. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T2 . ................................... 25 Bảng 1.7. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T1 . ................................... 26 Bảng 1.8. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T2 . ................................... 26 Bảng 1.9. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T1 . ................................... 27 Bảng 1.10. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T2 . ................................. 28 Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD91 ......................................... 38 Bảng 2.2. Cactalog biến dòng ño lường hạ áp .................................................... 40 Bảng 2.3. Bảng số liệu tính toán bảo vệ quá tải.................................................. 41 Bảng 4.1. Thông số kỹ thuật các module EM22X và EM23X ........................... 66 Bảng 4.2. Bảng chỉnh ñịnh cấu hình của EM231................................................ 69 Bảng 4.3. Cách chọn loại nhiệt ñộ ño và số dây nối ........................................... 70 Bảng 4.4. Bảng lựa chọn cấu hình cho RTD....................................................... 70 Bảng 4.5. Bảng thể hiện trạng thái RTD............................................................. 72 Bảng 4.6. Dải nhiệt ñộ và ñộ chính xác ứng với các cấu hình của RTD:........... 73 Bảng 4.7. Bảng giá trị tính toán ñựơc quy ñổi sang dạng 16 bit......................... 75 Bảng 4.8. Bảng tính toán chuyển ñổi dữ liệu vào EM231 RTD......................... 75 Bảng 4.9. Bảng phân công tín hiệu vào ra .......................................................... 76 Bảng 5.1. Bảng liệt kê các thiết bị cần dùng....................................................... 93 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Máy biến áp T1 trong trạm. 7 Hình 1.2. Máy biến áp T2 trong trạm. 8 Hình 1.3. Máy biến áp tự dùng TD32. 9 Hình 1.4. Máy biến áp tự dùng TD91. 10 Hình 1.5. Máy cắt 112. 11 Hình 1.6. Máy cắt 171, 172. 12 Hình 1.7. Máy cắt 331; 332; 371; 372; 373 14 Hình 1.8. Dao cách ly 112 – 1 15 Hình 1.9. Dao cách ly 112 – 2 15 Hình 1.10. Dao trung tính 131 – 0 15 Hình 1.11. Dao cách ly 131 – 1 16 Hình 1.12. Dao trung tính 132 – 0 16 Hình 1.13. Dao cách ly 132 – 2 17 Hình 1.14. Dao cách ly 171 – 1 17 Hình 1.15. Dao cách ly 172 – 2 17 Hình 1.16. Dao cách ly 172 – 7 18 Hình 1.17. Dao cách ly 312 – 1 18 Hình 1.18. Dao cách ly 312 – 2 19 Hình 1.19. Dao cách ly 332 – 1 19 Hình 1.21. Dao cách ly 332 – 2 20 Hình 1.22. Dao cách ly 332 – 3 20 Hình 1.23. Dao cách ly 371 – 1 20 Hình 1.24. Dao cách ly 371 – 7 21 Hình 1.25. Dao cách ly 372 – 2 21 Hình 1.26. Dao cách ly 373 – 1 21 Hình 1.27. Cầu chì cao thế SI – 35kV 22 Hình 1.28. Cầu chì hạ thế quạt máy biến áp T1 23 Hình 1.29. Chống sét van CS1T2 25 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… viii Hình 1.30. Chống sét van CS3T1 25 Hình 1.31. Chống sét van CS3T2 26 Hình 1.32. Chống sét van CS9T1 27 Hình 1.33. Chống sét van CS9T2 27 Hình 1.34. Rơle bảo vệ so lệch PQ721 29 Hình 1.35. Rơle bảo vệ quá dòng MICOM 29 Hình 1.36. Rơle bảo vệ quá dòng PS 441 30 Hình 1.37. Role bảo vệ so lệch KTS- 7UT513 30 Hình 1.38. Role bảo vệ quá dòng 110kV - 7SJ511 31 Hình 1.39. Role bảo vệ quá dòng trung thế - 7SJ511 31 Hình 1.40. Bảo vệ biến áp dùng cầu chì 32 Hình 1.41. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ cắt nhanh và có thời gian 32 Hình 1.42. Bảo vệ so lệch dọc 33 Hình 1.43. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ so lệch MBA 2 cuộn dây 33 Hình 1.44. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ chống chạm ñât máy biến áp bằng bảo vệ quá dòng ñiện và bộ lọc dòng thứ tự không 34 Hình 1.45. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ chống chạm ñất máy biến áp bằng rơle so lệch 34 Hình 1.46. Nguyên lý cấu tạo (a) và vị trí bố trí trên máy biến áp của rơle hơi 35 Hình 1.47. Thiết bị chỉ thị nhiệt ñộ cuộn 36 Hình 1.48. Cách lắp rơle nhiệt ñộ dầu trong máy biến áp 37 Hình 2.1. Máy biến áp TD91 38 Hình 2.2. Sơ ñồ nguyên lý MBA TD91 39 Hình 2.3. Sơ ñồ ñấu dây từ máy biến dòng tới khối ñiều khiển 41 Hình 2.4. Sơ ñồ ñặt cảm biến nhiệt ở thùng dầu 43 Hình 2.5. Lưu ñồ thuật toán ñiều khiển 44 Hình 3.1. Cấu trúc của một PLC 48 Hình 3.2. Kết nối CPU với module mở rộng 51 Hình 3.3. Giao tiếp giữa PLC với PC và vấu tạo cáp PC/PPI 51 Hình 3.5. Thực hiện chương trình trong PLC 55 Hình 3.6. Trạng thái ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LD 50 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… ix Hình 3.7. Trạng thái ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LDN 50 Hình 3.8. Timer của S7-200 50 Hình 3.9. Bộ ñếm tiến CTU 50 Hình 3.10. Bộ ñếm CTUD của S7-200 50 Hình 3.11. Cửa sổ soạn thảo Ladder 56 Hình 3.11. Cửa sổ soạn thảo chương trình trong STL 59 Hình 3.12. Trình tự thiết kế hệ thống ñiều khiển dùng PLC 62 Hình 4.1. Hình ảnh tổng thể của CPU 224 65 Hình 4.2. Sơ ñồ module 224AC/DC/DC 65 Hình 4.4. Cấu trúc của EM231 66 Hình 4.5. Sơ ñồ ñấu với EM231 67 Hình 4.6. Sơ ñồ khối mạch ñầu vào tương tự 67 Hình 4.7. Bộ ñịnh cấu hình DIP cho module EM231 68 Hình 4.8. Hình ảnh module EM231 RTD 69 Hình 4.9. Công tắc lựa chọn cấu hình cho module RTD 69 Hình 4.10. Sơ ñồ kết nối cảm biến nhiệt với RTD 2 ñầu vào 71 Hình 4.11. Sơ ñồ mạch ñiện RTD 71 Hình 4.12. Sơ ñồ kết nối RTD với các sensor theo cách khác nhau 72 Hình 4.13. Dải nhiệt ñộ và ñộ chính xác cho RTD 73 Hình 4.14. Sơ ñồ nguyên lý thiết bị vào PLC 74 Hình 4.15. Sơ ñồ kết nối CPU 224 với thiết bị ngoại vi 77 Hình 4.16.Sơ ñồ kết nối module EM231 với 3 biến dòng 78 Hình 4.17.Sơ ñồ kết nối EM231 với Pt100 78 Hình 4.18. Lưu ñồ thuật toán bảo vệ quá dòng. 79 Hình 4.19. Lưu ñồ thuật toán bảo vệ quá nhiệt ñộ dầu biến áp. 80 Hình 5.1 Sơ ñồ nguyên lý tạo tín hiệu ñiện áp tương tự 93 Hình 6.2 Sơ ñồ kết nối máy biến áp với rơle 93 Hình 5.3 Sơ ñồ kết nối PLC trong mô hình 95 Hình 5.4 . Hình ảnh mô hình 96 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 1 LỜI MỞ ðẦU 1. ðặt vấn ñề Hệ thống ñiện là một tập hợp của nhiều phần tử gồm các nhà máy ñiện, máy biến áp truyền tải phân phối ñiện, các lưới ñiện, các hộ tiêu thụ ñược liên kết với nhau thành một hệ thống ñể thực hiện 4 quá trình: sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ ñiện năng. Trong quá trình vận hành, không phải lúc nào hệ thống cũng hoạt ñộng ổn ñịnh mà luôn gặp phải tình trạng làm việc không bình thường hoặc sự cố như: ngắn mạch, quá tải v.v…mà nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan. Trạm biến áp là một mắt xích quan trọng trong hệ thống ñiện, là ñầu mối liên kết các hệ thống ñiện với nhau, liên kết các ñường dây truyền tải và ñường dây phân phối ñiện năng ñến phụ tải. Vì vậy, trạm biến áp ảnh hưởng trực tiếp ñến khả năng cung cấp ñiện, ñộ an toàn truyền tải phân phối ñiện năng, ñộ tin cậy cung cấp ñiện… Trong thực tế nhiều sự cố xảy ra với trạm biến áp nếu không ñược loại trừ một cách nhanh chóng và chính xác chúng sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Sự cố xảy ra với máy biến áp rất ña dạng : sét ñánh, quá áp, quá dòng, ngắn mạch, rò dầu máy biến áp… Vì vậy trạm biến áp cần có hệ thống bảo vệ tự ñộng tác ñộng nhanh chóng và chính xác nhằm loại trừ ảnh hưởng của sự cố một cách tốt nhất. Mặt khác, trạm biến áp 110kV thành phố Thái Bình (E11.3) chưa ñược ứng dụng tự ñộng hóa trong bảo vệ. Trên cơ sở ñó chúng tôi ñã chọn ñề tài : “Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống bảo vệ máy biến áp” nhằm phát huy ñược ưu ñiểm của tự ñộng hóa trong bảo vệ biến áp nâng cao ñộ an toàn và ñộ tin cậy cung cấp ñiện. 2. Mục ñích nghiên cứu Chúng tôi thực hiện ñề tài này nhằm nghiên cứu sâu hơn về việc bảo vệ cho máy biến áp, việc ñiều khiển các phần tử làm nhiệm vụ bảo vệ trên cơ sở ứng dụng PLC S7-200. Từ ñó, chúng tôi tiến hành thiết kế mô hình thiết bị ñiều khiển một mạch bảo vệ cho máy biến áp ñể kiểm tra hoạt ñộng của chương trình. Nếu thiết bị này hoạt ñộng tốt thì nó có thể thay thế cho các bảo vệ hiện có của trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3). Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 2 3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu về ñặc ñiểm hiện trạng lưới ñiện của trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3). - Nghiên cứu về các phương pháp bảo vệ cho các trạm biến áp. - Khảo sát thực tế hệ thống bảo vệ tại trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3). - Ứng dụng PLC Simatic S7-200 trong việc thiết kế mạch ñiều khiển bảo vệ cho một trạm biến áp. - Thiết kế mô hình bộ ñiều khiển mạch bảo vệ biến áp. ðề tài gồm có 6 chương: Chương I: Tổng quan Chương II : Xây dựng thuật toán ñiều khiển hệ thống bảo vệ MBA Chương III: Nghiên cứu bộ ñiều khiển S7 – 200. Chương IV: Thiết kế mô hình bảo vệ Máy biến áp. Chương V: Chế tạo mô hình. 4. Phương pháp nghiên cứu Trên cơ sở kế thừa các thành quả nghiên cứu về việc bảo vệ cho hệ thống ñiện, ñặc biệt là bảo vệ cho các trạm biến áp ở Việt Nam hiện nay. Tìm hiểu về trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3) cũng như các hệ thống bảo vệ hiện có trong trạm. Nghiên cứu ưu nhược ñiểm của các bảo vệ hiện có trong trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3). Nghiên cứu về bộ ñiều khiển logic khả trình PLC S7-200 trong việc ñiều khiển tự ñộng, các thiết bị vào/ra, từ ñó ứng dụng vào thiết kế mạch ñiều khiển bảo vệ tự ñộng cho trạm 110kV thành phố Thái Bình (E11.3). Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. ðặc ñiểm tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Thái Bình 1.1.1. ðặc ñiểm tự nhiên Thành phố Thái Bình là tỉnh lỵ tỉnh Thái Bình miền Bắc Việt Nam. Thành phố còn là trung tâm kinh tế, văn hoá, xã hội, khoa học, quốc phòng... của tỉnh và cũng là 1 trong 6 ñô thị trung tâm của vùng duyên hải Bắc Bộ. Nằm cách thủ ñô Hà Nội 110km, ñồng thời là ñầu mối giao thông của tỉnh; thuận lợi giao lưu với các tỉnh, thành phố vùng ñồng bằng sông Hồng qua quốc lộ 10. Vị trí: Nằm ở vị trí trung tâm của tỉnh. ðịa giới thành phố Thái Bình: ðông Nam và Nam giáp huyện Kiến Xương; Tây và Tây Nam giáp huyện Vũ Thư; Bắc giáp huyện ðông Hưng. Thành phố Thái Bình cách thủ ñô Hà Nội 110 km về phía Tây Bắc, cách TP Hải Phòng 60km về phía ðông Bắc. Thủy văn: Các sông lớn chảy qua : Sông Trà Lý ñi qua giữa thành phố, ngoài ra con có sông Kiến Giang chảy ở phía Nam, và sông Vĩnh Trà. ðịa hình, khí hậu: Thành phố Thái Bình là vùng ñất bằng phẳng, có cao ñộ 2,6m, có sông Trà Lý chảy qua với chiều dài 6,7km, có hệ thống sông ñào ñã ñược nâng cấp, kè bờ. Chất ñất ở ñây có nguồn gốc phát sinh từ các cồn và bãi cát biển nhưng ñược bồi ñắp phù sa nên rất thích hợp cho việc gieo trồng lúa nước và cây rau màu. Nơi ñây cũng rất ổn ñịnh về ñịa chất, phù hợp với việc phát triển các ngành công nghiệp hay xây dựng những công trình cao tầng. Nằm trong vùng khí hậu nhiệt ñới gió mùa, tiểu vùng khí hậu duyên hải. Thành phố có 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa nóng ẩm mưa nhiều kéo dài từ tháng 4 ñến tháng 10, còn lại là mùa khô hanh ít mưa. Nhiệt ñộ trung bình ở ñây là 230C, lượng mưa trung bình từ 1.500-1.900mm, ñộ ẩm không khí giao ñộng 70-90%, số giờ nắng khoảng 1.600-1.800 giờ mỗi năm. 1.1.2. ðặc ñiểm kinh tế xã hội Tổng diện tích của thành phố là 6768,9 ha, dân số 210000 người. Trên ñịa bàn thành phố chính phủ ñã cho phép xây dựng các khu công nghiệp như: Nguyễn ðức Cảnh, Phúc Khánh, Tiền Phong thu hút lượng lớn các doanh nghiệp trong và ngoài nước về hoạt ñộng. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 4 Tình hình an ninh chính trị của thành phố nói chung là ổn ñịnh. Do luôn tích cực sử dụng ñồng bộ các biện pháp ñể giải quyết vấn ñề chính trị, xã hội nên trên ñịa bàn không ñể xảy ra tình trạng phức tạp. Công tác phòng ngừa ñấu tranh chống tội phạm hình sự, tệ nạn xã hội ñược quan tâm chỉ ñạo thực hiện và thu ñược nhiều kết quả. 1.2. Hiện trạng lưới ñiện của thành phố Thái Bình Hệ thống lưới ñiện tỉnh Thái Bình luôn không ngừng ñược ñầu tư xây dựng và phát triển. Lưới ñiện ñã phủ kín các xã, ñến tận các thôn xóm và các hộ dân nông thôn, bình quân mỗi xã có từ (3-4) trạm biện áp và (15- 20)km ñường dây trục chính và các ñường phân nhánh. Sản lượng ñiện thương phẩm của Thái bình năm 2008 là 708 triệu kwh, dự kiến năm 2009 là 905 triệu kwh. Ngày 03/4/2006, Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương) ñã có Quyết ñịnh số 835/Q ð-BCN về việc phê duyệt quy hoạch phát triển ñiện lực tỉnh Thái bình giai ñoạn 2006 – 2010, có xét ñến 2015. Dự báo nhu cầu ñiện của tỉnh Thái bình ñến năm 2010 là: - Công suất: 330 mw - ðiện thương phẩm: 1397 triệu kwh - Tốc ñộ tăng trưởng ñiện thương phẩm bình quân trong giai ñoạn 2006-2010 trung bình ñạt 23,7%/năm (giai ñoạn 2001-2005 ñã ñạt 12,55%/năm). Theo quy hoạch phát triển ñiện lực tỉnh Thái bình giai ñoạn 2006-2010, Thái bình sẽ ñược ñầu tư 687 tỷ ñồng cho việc cải tạo, nâng cấp, mở rộng các hạng mục công trình ñiện bao gồm các ñường dây và trạm biến áp có cấp ñiện áp 110kv trở xuống (không kể ñường dây và trạm 220kv thuộc quy hoạch ñiện quốc gia). Thực hiện quy hoạch, trong những năm qua, ñược sự quan tâm, giúp ñỡ của Bộ Công Thương, tập ñoàn ñiện lực Việt Nam, công ty ñiện lực 1 lưới ñiện tỉnh Thái bình luôn ñược ñầu tư xây dựng và phát triển theo quy hoạch. Các công trình ñiện hoàn thành, ñưa vào khai thác sử dụng ñã ñảm bảo cho nguồn cung cấp ñiện cho Thái Bình ñược cải thiện và nâng cao rõ rệt về chất lượng và số lượng, tạo ñiều kiện thuận lợi trong việc cung cấp ñiện, chủ ñộng trong việc truyền tải và phân phối ñiện ñến các xã trong tỉnh. ðáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh trong thời gian hiện nay cũng như trong những năm tới. Năm 2006 - 2009, tỉnh Thái bình ñã ñược nhà nước ñầu tư cho việc xây dựng các công trình ñiện 657 tỷ ñồng, trong ñó có nhiều dự án lớn như: nâng cấp trạm biến áp 220kv Thái Bình; ñường dây 220kv và 110kv Thái bình - Hải Phòng; ñường dây và Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 5 trạm 110kv Kiến xương, Vũ thư. ðặc biệt trong giai ñoạn này Thái bình ñang thực hiện dự án năng lượng nông thôn II và dự án lưới ñiện trung áp nông thôn tỉnh Thái bình (tổng vốn ñầu tư 2 dự án khoảng 280 tỷ VNð) ñể ñầu tư xây dựng mới và cải tạo lưới ñiện trung áp, hạ áp của tất cả các xã trên ñịa bàn tỉnh. Việc thực hiện và hoàn thành các dự án trên sẽ góp phần hiện ñại hoá lưới ñiện nông thôn Thái bình, sẽ ñáp ứng ñược nhu cầu cung ứng và sử dụng ñiện, ñòi hỏi ngày một tăng của các ñịa phương trong tỉnh. Thực hiện việc ñầu tư xây dựng lưới ñiện theo quy hoạch, hệ thống lưới ñiện của tỉnh ngày càng phát triển, hiện ñại và ñồng bộ từ khâu cung ứng ñến khâu phân phối sử dụng ñiện, cụ thể hiện trạng lưới ñiện trên ñịa bàn tỉnh như sau: - Hiện nay, tỉnh ta có 1 trạm biến áp 220kv (tại xã Nguyên xá, huyện ðông hưng) và 42,2km ñường dây 220kv; 8 trạm biến áp 110kv và 143km ñường dây 110kv ñược bố trí trên tất cả 8 huyện, thành phố trong tỉnh, hệ thống lưới ñiện này thực hiện nhiệm vụ nhận ñiện từ lưới ñiện quốc gia truyền tải ñiện năng về cung cấp cho tỉnh Thái bình và liên thông với các tỉnh lân cận, ñể tạo ñiều kiện ñiều tiết nguồn ñiện ổn ñịnh, ñảm bảo hệ số cung cấp ñiện, an toàn, ổn ñịnh cao khi có sự cố lưới truyền tải ñiện xẩy ra. - Về lưới ñiện trung áp, hạ áp tỉnh ta có 19 trạm biến áp trung gian 35/10kv; 1990 trạm biến áp phân phối 35/04kv, 10/0,4kv; 1.790km ñường dây 35kv, 10kv; 5.700km ñường dây hạ thế và 461.925 chiếc công tơ, hệ thống lưới ñiện trung, hạ áp này thực hiện nhiệm vụ cung cấp ñiện trực tiếp cho các xã, các ñơn vị và cơ quan trên ñịa bàn tỉnh. 1.3. Khảo sát thực tế tại trạm biến áp 110kV thành phố Thái Bình (E11.3) 1.3.1. Sơ ñồ nối trạm - Trạm biến áp 110 kV Thành Phố Thái Bình - E11.3 có vị trí ở 269 ñường Trần Thái Tông phường Tiền Phong T.P Thái Bình. Phía ðông giáp Công ty TNHH dệt; với ñường Trần Thái Tông T.P Thái Bình, Phía Nam giáp với ñường Trần Thái Tông và Công ty xe khách Thái Bình, Phía Tây giáp Công ty TNHH Ôtô Hoàng Nam. - Diện tích toàn trạm là: 3494m2. Trong ñó diện tích phòng ñiều khiển trung tâm + nhà PP10kV là: 331,2m2. Diện tích thiết bị ngoài trời khu vực 35kV là: 638m2. Diện tích phía 110kV là: 924m2. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 6 - Trạm gồm 02 máy biến áp với tổng công suất toàn trạm là: 65.000kVA, trong ñó: MBAT1: 25.000kVA; T2: 40.000kVA. Cấp ñiện áp: 115/38,5/11kV. - Phía 110 kV sử dụng thanh cái bằng dây dẫn mềm (dây nhôm lõi thép). Bao gồm 03 ngăn lộ 110kV: Lộ 171E11.3 – 171E3.3; lộ 172E11.3 – 175E11.1, ngăn lộ liên lạc 112. Thông số ngăn lộ 171 cụ thể như sau: + MC 171: Loại: S1-145F1; Nước SX: ðức; Năm SX: 1997; năm ñưa vào vận hành: 1999 ; Uñm = 145kV; Iñm = 3150A; In = 31,5kA. + Ti 171: Loại: AT4-125; Nước SX: Thổ nhĩ kỳ; Năm SX: 1997; năm ñưa vào vận hành: 1999 ; Uñm = 115kV; Công suất các cuộn dây: 30/30/30/30VA; Cấp chính xác trên cuộn dây: 0,5/5p20/5p20/5p20. + Tu 171: Loại: Kiểu tụ - CCV123; Nước SX: Ấn ñộ; Năm SX: 2009; năm ñưa vào vận hành: 2010 ; Uñm = 115/√3; Sñm = 100VA; Tỷ số biến 115/√3:0,1/√3kV; Cấp chính xác 0,5 và 3P + DCL của Ấn ñộ sản xuất; Hai ngăn lộ còn lại là 172 và 112 các thiết bị có thống số giống với ngăn lộ 171 như ñã trình bày ở trên. - Phía 35kV: Sử dụng các thiết bị ñược lắp ñặt ngoài trời; qua quá trình vận hành ñã có nhiều thay ñổi. Hiện tại ngăn lộ 312 ñã ñược ñấu cứng … - Phía 10kV: Sử dụng các thiết bị hợp bộ ñược ñặt trong nhà: Các MC loại: VA636/12-2, hãng AEG - ðức SX; Riêng ngăn lộ MC 977 và 979 là khác loại: MC 977 loại HVF-2041; nước SX: HYUNDAI-HÀN QUỐC. MC 979 loại: SF1-MERLIN- GERIN-24; nước SX: Italia. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 7 1.3.2. Nghiên cứu về Máy biến áp trong trạm a. Máy biến áp T1 (25MVA) Hình 1.1. Máy biến áp T1 trong trạm. - Kiểu loại - Mã hiệu: TдTH-110- T1 - Nhà chế tạo: Liên Xô ( cũ) - Kiểu làm mát: Tự nhiên và cưỡng bức quạt gió - Thông số kỹ thuật Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật của máy biến áp T1. Tham số Trị số Công suất ñịnh mức các cuộn dây (kVA) Cao thế Hạ thế Trung thế 25.000 25.000 25.000 Công suất ñịnh mức các cuộn dây khi không làm mát (kVA) Cao thế Hạ thế Trung thế 15.000 15.000 15.000 ðiện áp ñịnh mức (kV) Cao thế Trung thế Hạ thế 115,0 38,5 11,0 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 8 Dòng ñiện ñịnh mức (A) Cao thế Trung thế Hạ thế 125,5 375 131 Số pha 3 Tổ ñấu dây Yo/Yo/∆ b. Máy biến áp T2 (40MVA) Hình 1.2. Máy biến áp T2 trong trạm. - Kiểu loại - Mã hiệu: TBT - Nhà chế tạo: Thiết bị ñiện ðông Anh- Hà nội -Việt Nam - Kiểu làm mát: Tự nhiên và cưỡng bức quạt gió - Tổng trọng lượng MBA: 75.000 kg - Trọng lượng dầu: 22.800 kg - Thông số kỹ thuật Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật của máy biến áp T1. Tham số Trị số Công suất ñịnh mức các cuộn dây (kVA) Cao thế Hạ thế Trung thế 40.000 40.000 40.000 Công suất ñịnh mức các cuộn dây khi không làm mát (kVA) Cao thế Hạ thế Trung thế 30.000 30.000 30.000 ðiện áp ñịnh mức (kV) Cao thế Trung thế ._. Hạ thế 115,0 38,5 11,0 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 9 Dòng ñiện ñịnh mức (A) Cao thế Trung thế Hạ thế 201,1 599,8 2099,5 Số pha 3 Tổ ñấu dây Yo/Yo/∆-12-11 Số nấc ñiều chỉnh phía: Cao thế Trung thế Hạ thế 19 5 1 c. Máy biến áp tự dùng TD32 Hình 1.3. Máy biến áp tự dùng TD32. - Kiểu loại - Mã hiệu: TBT – 35/0.4/50kVA - Nhà chế tạo: ABB - Thanh Trì – Hà Nội – Việt Nam - Chế ñộ làm mát: dầu tự nhiên - ðặc tính kỹ thuật Bảng 1.3. Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD32. Tham số Trị số Công suất ñịnh mức ( kVA ) 50 ðiện áp ñịnh mức sơ cấp ( kV ) ðiện áp ñịnh mức thứ cấp ( kV ) 35 0,4 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 10 Dòng ñiện ñịnh mức sơ cấp ( A ) Dòng ñiện ñịnh mức thứ cấp ( A ) 0.825 72.17 Số pha 3 Tổ ñấu dây Y/Yo-12 Số nấc ñiều chỉnh: 3 Chênh lệch ñiện áp giữa các nấc: % 1.75 Kiểu ñiều chỉnh ñiện áp Không ñiện d. Máy biến áp tự dùng TD91 Hình 1.4. Máy biến áp tự dùng TD91. - Kiểu loại - Mã hiệu: BAD-100-10/0.4 - Nhà chế tạo: Thiết bị ðiện ðông Anh – Việt Nam - Chế ñộ làm mát: Bằng dầu tự nhiên - ðặc tính kỹ thuật Bảng 1.4. Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD91. Tham số Trị số Công suất ñịnh mức ( kVA ) 100 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 11 ðiện áp ñịnh mức sơ cấp ( kV ) ðiện áp ñịnh mức thứ cấp ( kV ) 10.5 0,4 Dòng ñiện ñịnh mức sơ cấp ( A ) Dòng ñiện ñịnh mức thứ cấp ( A ) 5.78 144.5 Số pha 3 Tổ ñấu dây ∆/Yo-11 Số nấc ñiều chỉnh: 3 Chênh lệch ñiện áp giữa các nấc: % 0.275V Kiểu ñiều chỉnh ñiện áp Không ñiện 1.3.3. Nghiên cứu về các thiết bị bảo vệ trong trạm E11.3 1.3.3.1. Máy cắt Máy cắt ñiện cao thế là một phần tử không thể thiếu ñược trong hệ thống truyền tải và phân phối ñiện năng. Vai trò của máy cắt là ñóng cắt mạch ñiện trong quá trình vận hành bình thường của hệ thống và chế ñộ sự cố.Trong trạm có sử dụng rất nhiều máy cắt a. Máy cắt 112 Hình 1.5. Máy cắt 112. - Kiểu loại - Mã hiệu: S1-145F1 - Hãng sản xuất: ðức - ðiện áp ñịnh mức: 145kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 3150A - Dòng ñiện cắt ngắn mạch ñịnh mức: 31,5kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 12 - Chu trình ñóng cắt: C-0,3s-ð;C-3phút-ð;C - Số lần cắt ngắn mạch ñịnh mức cho phép: 2500 - Dòng ñóng tại chu kỳ lớn nhất: 80kA - Thời gian chịu dược dòng ñiện ngắn mạch: 03s - Tần số ñịnh mức: 50/60Hz - Khả năng chịu ñiện áp tăng cao, với tần số công nghiệp (50Hz trong 1 phút): + Pha với ñất: 275kV + Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 275kV - Khả năng chịu ñiện áp xung sét và xung do thao tác trên lưới: + Pha với ñất: 650kV + Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 650kV - Dòng cắt ñường dây không tải ñịnh mức: 140A - Khối lượng khí SF6/1MC: 9kg - Khối lượng một trụ cực của MC: 300kg - Áp suất vận hành khí SF6 ( ở 200C ): 6,8Bar + Báo tín hiệu SF6 giảm: 5,8 Bar + SF6 khoá ñiều khiển: 5,5Bar b. Máy cắt 171; 172 Hình 1.6. Máy cắt 171, 172. - Kiểu loại - Mã hiệu: S1-145F1 - Hãng sản xuất: ðức - ðiện áp ñịnh mức: 145kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 3150A - Dòng ñiện cắt ngắn mạch ñịnh mức: 31,5kA - Chu trình ñóng cắt: C-0,3s-ð;C-3phút-ð;C Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 13 - Số lần cắt ngắn mạch ñịnh mức cho phép: 2500 - Dòng ñóng tại chu kỳ lớn nhất: 80kA - Thời gian chịu dược dòng ñiện ngắn mạch: 03s - Tần số ñịnh mức: 50/60Hz - Khả năng chịu ñiện áp tăng cao, với tần số công nghiệp (50Hz trong 1 phút): + Pha với ñất: 275kV + Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 275kV - Khả năng chịu ñiện áp xung sét và xung do thao tác trên lưới: + Pha với ñất: 650kV + Giữa 2 tiếp ñiểm ở vị trí mở: 650kV - Dòng cắt ñường dây không tải ñịnh mức: 140A - Khối lượng khí SF6/1MC: 9kg - Khối lượng một trụ cực của MC: 300kg - Áp suất vận hành khí SF6 ( ở 200C ): 6,8Bar + Báo tín hiệu SF6 giảm: 5,8 Bar + SF6 khoá ñiều khiển: 5,5Bar b. Máy cắt 331; 332; 371; 372; 373; Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 14 Hình 1.7. Máy cắt 331; 332; 371; 372; 373 - Kiểu loại - Mã hiệu: OFVP-36 - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 38kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Tần số ñịnh mức: 50Hz - Dòng ñiện cắt ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 1s - Chu trình ñóng cắt: Cắt - 0,3s - ðóng Cắt – 180s – ðóng Cắt - Thời gian lên cót sau thao tác: 10s 1.3.3.2. Dao cách ly: a. Dao cách ly 112 – 1 - Kiểu loại - Mã hiệu: RE-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách pha-pha: 2200mm Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 15 Hình 1.8. Dao cách ly 112 – 1 b. Dao cách ly 112 – 2 Hình 1.9. Dao cách ly 112 – 2 - Kiểu loại - Mã hiệu: RE-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách pha-pha: 2200mm c. Dao trung tính 131 – 0 Hình 1.10. Dao trung tính 131 – 0 - Kiểu loại - Mã hiệu: RE-300 Chém ñứng - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay - Góc quay: 90º Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 16 d. Dao cách ly 131 – 1 Hình 1.11. Dao cách ly 131 – 1 - Kiểu loại - Mã hiệu: RE-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách pha-pha: 2200mm e. Dao trung tính 132 – 0 Hình 1.12. Dao trung tính 132 – 0 - Kiểu loại - Mã hiệu: KZ-110 - Hãng sản xuất: Nga - ðiện áp ñịnh mức: 115kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 04s - Kiểu chuyển ñộng: Bằng tay f. Dao cách ly 132 – 2 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 17 Hình 1.13. Dao cách ly 132 – 2 - Kiểu loại - Mã hiệu: SWS Chém ngang - Hãng sản xuất: Tây Ban Nha - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 04s - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay g. Dao cách ly 171 – 1 Hình 1.14. Dao cách ly 171 – 1 - Kiểu loại - Mã hiệu: RE-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách pha-pha: 2200mm h. Dao cách ly 172 – 2 Hình 1.15. Dao cách ly 172 – 2 - Kiểu loại - Mã hiệu: RE-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiển tại chỗ hoặc từ xa - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách pha-pha: 2200mm Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 18 i. Dao cách ly 172 – 7 Hình 1.16. Dao cách ly 172 – 7 - Kiểu loại - Mã hiệu: SWS Chém ngang - Hãng sản xuất: Tây ban nha - ðiện áp ñịnh mức: 123kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 1250A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 31.5kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - Kiểu chuyển ñộng: ðộng cơ và bằng tay - ðiều khiển dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách pha-pha: 2200mm - Chiều cao tối da trụ quay cách ñiện: 1430mm j. Dao cách ly 312 – 1 Hình 1.17. Dao cách ly 312 – 1 - Kiểu loại - THS2-LC-800 Chém ngang - Hãng sản xuất: Việt Nam - ðiện áp ñịnh mức: 35kV - Dòng ñiện ñịnh mức:800A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 04s - Kiểu chuyển ñộng: bằng tay k. Dao cách ly 312 – 2 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 19 Hình 1.18. Dao cách ly 312 – 2 - Kiểu loại - Mã hiệu: RC-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 38kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách giữa các cực của lưỡi dao khi mở: 600mm l. Dao cách ly 332 – 1 Hình 1.19. Dao cách ly 332 – 1 - Kiểu loại - Mã hiệu: RC-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 38kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách giữa các cực của lưỡi dao khi mở: 600mm m. Dao cách ly 332 – 2 - Kiểu loại - Mã hiệu: RC-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 38kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách giữa các cực của lưỡi dao khi mở: 600mm Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 20 Hình 1.21. Dao cách ly 332 – 2 n. Dao cách ly 332 – 3 Hình 1.22. Dao cách ly 332 – 3 - Kiểu loại - Mã hiệu: RC-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 38kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách giữa các cực của lưỡi dao khi mở: 600mm o. Dao cách ly 371 – 1 Hình 1.23. Dao cách ly 371 – 1 - Kiểu loại - Mã hiệu: THS2-LG-VINA- TAKAOKA - Hãng sản xuất: Việt Nam - ðiện áp ñịnh mức: 35kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Tần số ñịnh mức: 50Hz - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º p. Dao cách ly 371 – 7 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 21 Hình 1.24. Dao cách ly 371 – 7 - Kiểu loại - Mã hiệu: RC-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 38kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách giữa các cực của lưỡi dao khi mở: 600mm q. Dao cách ly 372 – 2 Hình 1.25. Dao cách ly 372 – 2 - Kiểu loại - Mã hiệu: RC-300 Chém ngang - Hãng sản xuất: Ấn ðộ - ðiện áp ñịnh mức: 38kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - Thời gian duy trì dòng ngắn mạch ñịnh mức: 03s - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º - Khoảng cách giữa các cực của lưỡi dao khi mở: 600mm r. Dao cách ly 373 – 1 Hình 1.26. Dao cách ly 373 – 1 - Kiểu loại - Mã hiệu: THS2-LG-VINA- TAKAOKA - Hãng sản xuất: Việt Nam - ðiện áp ñịnh mức: 35kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 800A - Tần số ñịnh mức: 50Hz - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 22 s. Dao cách ly 373 – 7 - Kiểu loại - Mã hiệu: THS2-LG-VINA- TAKAOKA - Hãng sản xuất: Việt Nam - ðiện áp ñịnh mức: 35kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 630A - Tần số ñịnh mức: 50Hz - Dòng ñiện ngắn mạch ñịnh mức: 25kA - ðiều khiên dao tiếp ñất bằng tay - Góc quay: 90º 1.3.3.3. Cầu chì: a. Cầu chì cao thế SI – 35kV Hình 1.27. Cầu chì cao thế SI – 35kV - Kiểu loại - Mã hiệu: ( Chì SI-35) - Hãng sản xuất: Việt Nam - ðiện áp ñịnh mức: 35kV - Dòng ñiện ñịnh mức: 2A b. Cầu chì cao thế SI – TUC91 c. Cầu chì hạ thế quạt máy biến áp T1 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 23 Hình 1.28. Cầu chì hạ thế quạt máy biến áp T1 - Kiểu loại - Mã hiệu: kiểu ống sứ- bột thạch anh - Hãng sản xuất: Liên Xô cũ - ðiện áp ñịnh mức: - Dòng ñiện ñịnh mức: 2A - Dòng ñiện cắt ngắn mạch ñịnh mức: - Số lượng: 16 cái 1.3.3.4. Chống sét: a. Chống sét van CS1T1 Bảng 1.5. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T1 . Thông số Pha A Pha B Pha C Kiểu loại - Mã hiệu (khe hở) SB-96/103-1 SB-96/103-1 SB-96/103-1 Hãng sản suất AEG - ðức AEG - ðức AEG - ðức ðiện áp ñịnh mức 96kV 96kV 96kV ðiện áp vận hành liên tục cực ñại 77kV 77kV 77kV Dòng ñiện phóng ñịnh mức 10kA 10kA 10kA Giá trị dòng ñiện dò cho phép 10/0,02µA 10/0,02µA 10/0,02µA Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 24 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 25 b. Chống sét van CS1T2 Hình 1.29. Chống sét van CS1T2 Bảng 1.6. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS1T2 . Thông số Pha A Pha B Pha C Kiểu loại - Mã hiệu ( khe hở) PBC-33 PBC-33 PBC-33 Hãng sản suất LIÊN XÔ LIÊN XÔ LIÊN XÔ ðiện áp ñịnh mức 99kV 99kV 99kV ðiện áp vận hành liên tục cực ñại 77kV 77kV 77kV Dòng ñiện phóng ñịnh mức 10kA 10kA 10kA Giá trị dòng ñiện dò cho phép 600/400µA 600/400µA 600/400µA c. Chống sét van CS3T1 Hình 1.30. Chống sét van CS3T1 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 26 Bảng 1.7. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T1 . Thông số Pha A Pha B Pha C Kiểu loại - Mã hiệu (Có khe hở) PBC-35-III PBC-35-III PBC-35-III Hãng sản suất Liên Xô Liên Xô Liên Xô ðiện áp ñịnh mức 35kV 35kV 35kV Dòng ñiện phóng ñịnh mức 10kA 10kA 10kA Giá trị dòng ñiện dò cho phép 360/180 360/180 360/180 d. Chống sét van CS3T2 Hình 1.31. Chống sét van CS3T2 Bảng 1.8. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS3T2 . Thông số Pha A Pha B Pha C Kiểu loại - Mã hiệu (Có khe hở) PBC-35-III PBC-35-III PBC-35-III Hãng sản suất Liên Xô Liên Xô Liên Xô ðiện áp ñịnh mức 35kV 35kV 35kV ðiện áp vận hành liên tục cực ñại Dòng ñiện phóng ñịnh mức 10kA 10kA 10kA Giá trị dòng ñiện dò cho phép 360/180 360/180 360/180 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 27 e. Chống sét van CS9T1 Hình 1.32. Chống sét van CS9T1 Bảng 1.9. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T1 . Thông số Pha A Pha B Pha C Kiểu loại - Mã hiệu (Không khe hở) 2QP8154-COO12 2QP8154-COO12 2QP8154-COO12 Hãng sản suất Mỹ Mỹ Mỹ ðiện áp ñịnh mức 12,7kV 12,7kV 12,7kV ðiện áp vận hành liên tục cực ñại 10,02kV 10,02kV 10,02kV Dòng ñiện phóng ñịnh mức 10kA 10kA 10kA Giá trị dòng ñiện dò cho phép 10/0,25µA 10/0,25µA 10/0,25µA f. Chống sét van CS9T2 Hình 1.33. Chống sét van CS9T2 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 28 Bảng 1.10. Thông số kỹ thuật của chống sét van CS9T2 . Thông số Pha A Pha B Pha C Kiểu loại - Mã hiệu (Không khe hở) UNS COOPER COOPER Hãng sản suất Mỹ Mỹ Mỹ ðiện áp ñịnh mức 12kV 12kV 12kV ðiện áp vận hành liên tục cực ñại 10kV 10kV 10kV Dòng ñiện phóng ñịnh mức 10kA 10kA 10kA Giá trị dòng ñiện dò cho phép 660mA 660mA 660mA 1.3.4. Khảo sát hệ thống bảo vệ trong trạm E11.3 1.3.4.1. Bảo vệ cho MBA-T1 a. Bảo vệ so lệch: - Kiểu loại - mã hiệu (ghi rõ): PQ721 - Hãng/ Nước chế tạo: AEG- ðức - Vị trí lắp ñặt tại tủ: bảo vệ MBA-T1/ dãy 2 - Tỉ số biến dòng ñiện cho Rơle bảo vệ so lệch: + Phía 110kV- Từ TI chân sứ : Tỉ số: 200/5 + Phía trung thế – Từ TI ngăn máy cắt 331 ; Tỉ số: 400/5 + Phía hạ thế – Từ TI ngăn máy cắt` ; 931; Tỉ số: 2000/5 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 29 Hình 1.34. Rơle bảo vệ so lệch PQ721 b. Bảo vệ quá dòng 110kV: - Kiểu loại - mã hiệu (ghi rõ): MICOM - Nhà chế tạo: ALTOM - Vị trí lắp ñặt tại tủ: bảo vệ MBA-T1 tủ PP dãy 2 - Tỉ số biến dòng ñiện cho Rơle bảo vệ quá dòng: Phía 110kV- Ngăn máy biến áp: chân sứ ; Tỉ số: 200/5 Hình 1.35. Rơle bảo vệ quá dòng MICOM c. Bảo vệ quá dòng trung thế: - Kiểu loại - mã hiệu (ghi rõ): PS 441 - Nhà chế tạo: AEG-ðức - Vị trí lắp ñặt tại tủ: bảo vệ MBA-T1 tủ Pp dãy 2 - Tỉ số biến dòng ñiện cho Rơle bảo vệ quá dòng: Phía trung thế- Ngăn máy cắt 331 ; Tỉ số: 400/5 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 30 Hình 1.36. Rơle bảo vệ quá dòng PS 441 d. Bảo vệ quá dòng hạ thế: 1.3.4.2. Bảo vệ cho MBA-T2 a.Bảo vệ so lệch - Kiểu loại – mã hiệu rơ le KTS- 7UT513 - Hãng / nước chế tạo ; SIEMEN - ðức - Số chế tạo - Vị trí lắp ñặt tại tủ bảo vệ MBA-T2 tủ PP dãy 2 - Tỷ số biến dòng cho rơ le bảo vệ so lệch + Phia 110kV ; Tại chân sứ . Tỷ số biến ; 200/5 + Phía trung áp ; Tại ngăn MC-332 tỷ số biến ; 800/5 + Phía hạ áp Ngăn tủ MC-932 tỷ số biến ; 2000/5 Hình 1.37. Role bảo vệ so lệch KTS- 7UT513 b.Bảo vệ quá dòng 110kV - Kiểu loại- Mã hiệu ; 7SJ511 - Hãng/nước chế tạo ; SIEMEN- ðức - Số chế tạo ; - Vị trí lắp ñặt tại tủ bảo vệ MBA-T2 tủ PP dãy 2 - Tỷ số biến dòng cho bảo vệ quá dòng Phía 110kV; ngăn MBA chân sứ ; tỷ số 200/5 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 31 Hình 1.38. Role bảo vệ quá dòng 110kV - 7SJ511 c.Bảo vệ quá dòng trung thế - Kiểu loại- Mã hiệu ; 7SJ511 - Hãng /Nước chế tạo ; SIEMEN- ðức - Số chế tạo - Vị trí lắp ñặt tại tủ bảo vệ MBA-T2 tủ PP dãy 2 - Tỷ số biến cho rơ le bảo vệ quá dòng Phía trung thế ; Ngăn máy cắt ;332 tỷ số biến dòng; 800/5 Hình 1.39. Role bảo vệ quá dòng trung thế - 7SJ511 d.Bảo vệ quá dòng hạ thế Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 32 + Lắp tại tủ hợp bộ MC-932 1.3.5. Nghiên cứu bảo vệ Máy biến áp 1.3.5.1. Các loại bảo vệ chống sự cố trực tiếp trong máy biến áp 1.3.5.1.1. Bảo vệ quá dòng ñiện 1.3.5.1.1.1. Cầu chì ðối với máy biến áp phân phối cầu chì thường ñược dùng ñể bảo vệ quá dòng kéo dài một khoảng thời gian nhất ñịnh, cầu chì không ñứt trong khoảng thời gian quá tải ngắn như: khởi ñộng ñộng cơ, dòng ñiện từ hoá tăng vọt khi ñóng máy biến áp không tải. Hình 1.40. Bảo vệ biến áp dùng cầu chì 1.3.5.1.1.2. Rơle quá dòng ñiện Máy biến áp lớn hai dây quấn, ñiện áp ñến 35KV, có trang bị máy cắt, bảo vệ quá dòng ñiện ñược dùng làm bảo vệ chính, máy biến áp có công suất lớn hơn bảo vệ quá dòng ñược dùng làm bảo vệ dự trữ. ðể nâng cao ñộ nhạy cho bảo vệ người ta dùng bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp (BVQIKU). ðôi khi bảo vệ cắt nhanh có thể ñược thêm vào và tạo thành bảo vệ quá dòng có hai cấp (hình vẽ ). Với MBA 2 cuộn dây dùng một bộ bảo vệ ñặt phía nguồn cung cấp. Với MBA nhiều cuộn dây thường mỗi phía ñặt một bộ. Hình 1.41. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ cắt nhanh và có thời gian Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 33 1.3.5.1.2. Bảo vệ so lệch dọc Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ so lệch: Hình 1.42. Bảo vệ so lệch dọc ðối với máy biến áp công suất lớn làm việc ở lưới cao áp, bảo vệ so lệch (87T) ñược dùng làm bảo vệ chính. Nhiệm vụ của bảo vệ so lệch là chống ngắn mạch trong các cuộn dây máy biến áp và ñầu ra của máy biến áp. Bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp dòng ñiện ở hai ñầu phần tử ñược bảo vệ. Bảo vệ sẽ tác ñộng ñưa tín hiệu ñi cắt máy cắt khi sự cố xảy ra trong vùng bảo vệ (vùng bảo vệ là vùng giới hạn giữa các BI mắc vào mạch so lệch). Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ so lệch máy biến áp 2 cuộn dây (∆/Y0): Hình 1.43. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ so lệch MBA 2 cuộn dây Khác với bảo vệ so lệch các phần tử khác (như máy phát, ñường dây...), dòng ñiện sơ cấp ở hai (hoặc nhiều) phía của MBA thường khác nhau về trị số (theo tỷ số biến áp) và về góc pha (theo tổ ñấu dây). Vì vậy tỷ số, sơ ñồ BI ñược chọn phải thích hợp ñể cân bằng dòng thứ cấp và bù sự lệch pha giữa các dòng ñiện ở các phía MBA. Dòng không cân bằng chạy trong bảo vệ so lệch máy biến áp khi xảy ra ngắn mạch ngoài lớn hơn nhiều lần ñối với bảo vệ so lệch các phần tử khác. 1.3.5.1.3. Bảo vệ chống chạm ñất cuộn dây máy biến áp ðối với MBA có trung tính nối ñất, ñể bảo vệ chống chạm ñất một ñiểm trong cuộn dây MBA có thể ñược thực hiện bởi rơle quá dòng ñiện hay so lệch thứ tự không. Phương án ñược chọn tuỳ thuộc vào loại, cỡ, tổ ñấu dây MBA. Khi dùng bảo vệ quá dòng thứ tự không bảo vệ nối vào BI ñặt ở trung tính MBA, hoặc bộ lọc dòng thứ tự không gồm ba BI ñặt ở phía ñiện áp có trung tính nối Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 34 ñất trực tiếp (hình 3.5). ðối với trường hợp trung tính cuộn dây nối sao nối qua tổng trở nối ñất bảo vệ quá dòng ñiện thường không ñủ ñộ nhạy, khi ñó người ta dùng rơle so lệch như hình 3.6. Bảo vệ này so sánh dòng chạy ở dây nối ñất IN và tổng dòng ñiện 3 pha (IO). Chọn IN là thành phần làm việc và nó xuất hiện khi có chạm ñất trong vùng bảo vệ. Khi chạm ñất ngoài vùng bảo vệ dòng thứ tự không (IO tổng dòng các pha) có trị số bằng nhưng ngược pha với dòng qua dây trung tính IN. Hình 1.44. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ chống chạm ñât máy biến áp bằng bảo vệ quá dòng ñiện và bộ lọc dòng thứ tự không Hình 1.45. Sơ ñồ nguyên lý bảo vệ chống chạm ñất máy biến áp bằng rơle so lệch Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 35 1.3.5.2. Các loại bảo vệ chống sự cố gián tiếp trong máy biến áp 1.3.5.2.1. Rơle khí (96B) Hình 1.46. Nguyên lý cấu tạo (a) và vị trí bố trí trên máy biến áp của rơle hơi Rơle hoạt ñộng dựa vào sự bốc hơi của dầu máy biến áp khi bị sự cố và mức ñộ hạ thấp dầu quá mức cho phép. Rơle khí ñược ñặt trên ñoạn ống nối từ thùng dầu ñến bình dãn dầu của MBA. Rơle có hai cấp tác ñộng gồm có hai phao bằng kim loại mang bầu thuỷ tinh có tiếp ñiểm thuỷ ngân hay tiếp ñiểm từ. Ở chế ñộ làm việc bình thường trong bình ñầy dầu, các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp ñiểm rơle ở trạng thái hở. Khi khí bốc ra yếu (ví dụ vì dầu nóng do quá tải), khí tập trung lên phía trên của bình rơle ñẩy phao số 1 xuống, rơle gởi tín hiệu cấp 1 cảnh báo. Nếu khí bốc ra mạnh (chẳng hạn do ngắn mạch cuộn dây MBA ñặt trong thùng dầu) luồng khí di chuyển từ thùng dầu lên bình dãn dầu ñẩy phao số 2 xuống gởi tín hiệu ñi cắt máy cắt của MBA. Một van thử ñược lắp trên rơle: Khi thử nghiệm rơle, lắp máy bơm không khí nén vào ñầu van thử. Mở khóa van, không khí nén bên trong rơle cho ñến khi phao hạ xuống ñóng tiếp ñiểm. Một nút nhấn thử ñể kiểm tra sự làm việc của 2 phao. Khi nhấn nút thử ñến nửa hành trình, sẽ tác ñộng cơ khí cho phao trên hạ xuống (lúc này cả 2 phao ñang nâng lên vì rơle chứa ñầy dầu) ñóng tiếp ñiểm báo hiệu (cấp 1) của phao trên. Tiếp tục nhấn nút thử ñến cuối hành trình, sẽ tác ñộng cơ khí cho phao dưới cũng bị hạ xuống (do phao trên ñã hạ xuống rồi) ñóng tiếp ñiểm mở máy cắt (cấp 2) của phao dưới. Dựa vào thành phần khối lượng hơi sinh ra ta có thể xác ñịnh ñược tính chất và Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 36 mức ñộ sự cố. Do ñó trên rơle hơi còn có thêm van ñể lấy hỗn hợp khí sinh ra nhằm phục vụ cho việc phân tích sự cố. Rơle hơi tác ñộng chậm thời gian làm việc tối thiểu là 0,1s; trung bình là 0,2s. 1.3.5.2.2. Rơle bảo vệ quá nhiệt cuộn dây(26w) Nhiệt ñộ ñịnh mức máy biến áp phụ thuộc chủ yếu vào dòng ñiện tải chạy qua cuộn dây MBA và nhiệt ñộ của môi trường xung quanh. Tuỳ theo từng loại cũng như công suất ñịnh mức của MBA mà dải nhiệt ñộ cho phép của chúng có thể thay ñổi, thông thường nhiệt ñộ của cuộn dây dưới 95oC ñược xem là bình thường. ðể ño nhiệt ñộ cuộn dây máy biến áp người ta thường dùng thiết bị loại AKM 35, ñây là thiết bị ñiện trở nhiệt có phần tử ñốt nóng ñược cấp ñiện từ biến dòng phía cao áp và hạ áp biến áp. Rơle nhiệt ñộ cuộn dây gồm 4 tiếp ñiểm ( mỗi bộ gồm một tiếp ñiểm thường mở, một tiếp ñiểm thường ñóng với cực chung ) lắp bên trong một nhiệt kế có kim chỉ thị: Hình 1.47. Thiết bị chỉ thị nhiệt ñộ cuộn Cơ cấu rơle gồm: chỉ thị quay ñể ghi số ño, một bộ phận cảm biến nhiệt, một ống mao dẫn nối bộ cảm biến nhiệt với cơ cấu chỉ thị. Bên trong ống mao dẫn là chất lỏng ñược nén lại. Sự co giãn của chất lỏng trong ống mao dẫn thay ñổi theo nhiệt ñộ mà bộ cảm biến nhận ñược, tác ñộng lên cơ cấu chỉ thị và bốn bộ tiếp ñiểm. ðồng thời, tác ñộng lên cơ cấu chỉ thị và các tiếp ñiểm, còn có một ñiện trở ñốt nóng. Cuộn dây thứ cấp của một máy biến dòng ñiện ñặt tại chân sứ máy biến áp ñược nối với ñiện trở ñốt nóng. ðể chỉnh ñịnh cho phần tử ñốt nóng, người ta sử dụng một biến trở ñặt ở tủ ñiều khiển cạnh máy biến áp. Tác dụng của ñiện trở ñốt nóng (tùy theo dòng ñiện qua cuộn dây máy biến áp) và bộ cảm biến nhiệt lên cơ cấu ño cùng các bộ tiếp ñiểm sẽ tương ứng với nhiệt ñộ ñiểm nóng, nhiệt ñộ của cuộn ñây. Có 4 vít ñiều chỉnh nhiệt ñộ ñể ñặt trị số tác ñộng cho 4 bộ tiếp ñiểm. Tùy theo thiết kế, các tiếp ñiểm rơle nhiệt ñộ có thể ñược nối vào các mạch, báo hiệu sự Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 37 cố “nhiệt ñộ cuộn dây cao”, mạch tự ñộng mở máy cắt ñể cô lập máy biến áp, mạch tự ñộng khởi ñộng và ngừng các quạt làm mát máy biến áp. Rơle nhiệt ñộ cuộn dây hoạt ñộng ở 2 cấp: Cấp1: Khi nhiệt ñộ cuộn dây MBA ở 115oC sẽ báo ñộng bằng tín hiệu ñèn còi. Cấp 2: Khi nhiệt ñộ cuộn dây máy biến áp là 120oC thì báo ñộng bằng tín hiệu ñèn còi và tác ñộng ñi cắt máy cắt cô lập máy biến áp ra khỏi lưới. Ngoài ra, rơle nhiệt ñộ cuộn dây máy biến áp còn có tác dụng ñưa các tín hiệu ñi ñiều khiển hệ thống làm mát cho máy biến áp làm mát bằng quạt thổi thì hệ thống quạt mát sẽ làm việc khi nhiệt ñộ cuộn dây ñạt ñến một trong các giá trị 750C ở cuộn cao, 800C ở cuộn hạ và 600C ñối với nhiệt ñộ dầu. Hệ thống này sẽ dừng khi nhiệt ñộ cuộn dây và dầu MBA giảm 100C dưới các giá trị khởi ñộng trên. 1.3.5.2.3. Rơle nhiệt ñộ dầu( 26Q ) ðể ño nhiệt ñộ lớp dầu trên ta dùng 2 ñồng hồ, một ñồng hồ nhiệt ñộ dầu báo tín hiệu ở 80oC và một ñồng hồ nhiệt ñộ dầu tác ñộng cắt máy cắt ở nhiệt ñộ 90oC. Các ñồng hồ này sử dụng nguyên lý cảm ứng nhiệt ñộ. Phần tử cảm ứng nhiệt ñược bỏ vào trong hộp và ñặt gần ñỉnh của thùng dầu máy biến áp. Hình 1.48. Cách lắp rơle nhiệt ñộ dầu trong máy biến áp Rơle nhiệt ñộ dầu gồm có cơ cấu chỉ thị quay ñể ghi số ño, một bộ phận cảm biến nhiệt, một ống mao dẫn nối bộ cảm biến nhiệt với cơ cấu chỉ thị. Bên trong ống mao dẫn là chất lỏng ( dung dịch hữu cơ ) ñựơc nén lại. Sự có giãn của chất lỏng trong Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 38 ống mao dẫn thay ñổi theo nhiệt ñộ mà bộ cảm biến nhiệt nhận ñựơc, sẽ tác ñộng cơ cấu chỉ thị và tiếp ñiểm. Các tiếp ñiểm sẽ thay ñổi trạng thái khi nhiệt ñộ lớn hơn một mức ñặt trước. Bộ phận cảm biến nhiệt ñựơc lắp trong lỗ trụ bọc kín, ở phía trên nắp máy biến áp, bao quanh lỗ trụ là dầu ñể ño nhiệt ñộ lớp trên của dầu. Thường dùng nhiệt kế có 2 hoặc 4 vít ñiều chỉnh nhiệt ñộ ñể ñặt 2 hoặc 4 trị số tác ñộng cho 2 hoặc 4 bộ tiếp ñiểm riêng rẽ ñặt trong nhiệt kế. Khi nhiệt ñộ cao hơn trị số ñặt cấp , rơle ñóng tiếp ñiểm cấp 1 báo hiệu tín hiệu sự cố “ nhiệt ñộ dầu cao”, khi nhiệt ñộ tiếp tục cao hơn trị số ñặt cấp 2 rơle, ñồng thời cũng có mạch báo hiệu sự cố xảy ra. Trong khuôn khổ của ñề tài tôi sẽ nghiên cứu bảo vệ cho máy biến áp TD1. CHƯƠNG II: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ðIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 2.1. Yêu cầu về bảo vệ Máy biến áp Trong khuôn khổ của ñề tài tôi sẽ nghiên cứu bảo vệ cho máy biến áp TD91. Hình 2.1. Máy biến áp TD91 Các thông số kỹ thuật của máy: Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của máy biến áp TD91 . Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 39 Thông số Trị số Công suất ñịnh mức ( kVA ) 100 ðiện áp ñịnh mức sơ cấp ( kV ) ðiện áp ñịnh mức thứ cấp ( kV ) 10.5 0,4 Dòng ñiện ñịnh mức sơ cấp ( A ) Dòng ñiện ñịnh mức thứ cấp ( A ) 5.78 144.5 Số pha 3 Tổ ñấu dây ∆/Yo-11 Tổn thất không tải 180W ðiện áp ngắn mạch 3.72% Dòng ñiện không tải 3.2 % Trọng lượng dầu 250kg Hình 2.2. Sơ ñồ nguyên lý MBA TD91 2.1.1. Bảo vệ quá dòng ñiện Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………………… 40 2.1.1.1. Tính toán chọn cầu chì + Tính dòng ñiện làm việc cực ñại của máy biến áp: Ilvmax = Kat.IñmBA Trong ñó Kat là hệ số an toàn lấy bằng 1,4 + Dòng ñiện ñịnh mức máy biến áp: IñmBA = A U S 5,5 3.5,10 100 3. == Ilvmax = 1,4 × 5,5 = 7,7A Vậy ta có thể chọn cầu chì có dòng ñiện chảy Icc = 20A 2.1.1.2 Tính toán bảo vệ quá dòng ñiện - Chọn máy biến dòng BI thích hợp cho bảo vệ - Dòng ñiện ñịnh mức BI tiêu chuẩn hoá là 5A hoặc 1A - BI ñược chọn sao cho có dòng sơ cấp ñịnh mức lớn hơn hoặc bằng dòng ñiện trong cuộn dây máy biến áp mà nó ñựơc ñặt. ðối với máy biến áp hai cuộn dây dòng ñiện ñịnh mức của máy biến áp ñựơc tính theo công thức tương tự với IñmBA trong phần tính toán chọn cầu chì. a. Bảo vệ quá tải cho máy biến áp - Tính dò._.