Bài thuyết trình nghiên cứu đặc điểm bảo vệ máy phát điện



GVHD : Th.S LÊ VÂN
GVD : Th.S ĐOÀN NGỌC MINH TU
SVTH : TRƯƠNG NGỌC PHUC
LỚP

: 02Đ1A


GIỚI THIỆU BẢO VỆ MÁY PHÁT ĐIỆN
TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
THÁC MƠ
GIỚI THIỆU HAI HỢP BỘ RƠLE 7UM6
NGHIÊN CỨU CÁC BẢO VỆ ĐIỂN HÌNH
TRONG HỢP BỘ


GIỚI THIỆU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN THÁC MƠ
ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH.












GIỚI THIỆU MÁY PHÁT ĐIỆN.
Ký hiệu
: CB 710/180 - 30 - TB4.
THỨ.
Loại GIỚI
máy THIỆU SƠ ĐỒ NHẤT
: Trục
đứng, kiểu dù.
Công suất định mức
: 75 MW.
Điện áp định mức
: 13,8 KV.
Dòng điện định mức stator
: 3690A.
Tốc độ quay định mức
: 200 vòng/phút.
Hệ số công suất cosφ
: 0,85.
Điện áp kích từ định mức
: 190V.
Dòng kích từ định mức
: 1100A.
Sơ đồ nối dây Stator
:Hình sao, trung tính nối với biến
điện áp 1 pha.



Hiện nay chưa có phương thức bảo vệ tiêu

chuẩn
đối vớiHAI
máy HỢP
phát điện.
GIỚI
THIỆU
BỘ RƠLE 7UM6
 Máy phát ở Thác Mơ sử dụng hai hợp bộ
bảo vệ 7UM61 và 7UM62 hoàn toàn độc lập.
 Hai hợp bộ 7UM61 và 7UM62 là những
thiết bị số, đa chức năng và xử lý mạnh.
 Có phần mềm DIGSI®4 đi kèm rất thuận
tiện cho việc sử dụng PC.



Cấu trúc phần cứng của thiết bị số 7UM6


Chỉ thị điều
kiện làm việc
Chỗ gắn các
đinh vít

Màn hình hiển
thị (LCD)
Các phím
di chuyển

Các đèn LED

Phím MENU
Phím LED

Phím ESC và
phím ENTER

Cổng truyền
thông

Các phím số
Các phím
chức năng
Cửa sổ phía trước của hợp bộ 7UM6


TC 19 (PASS BUSS)
TC 12 (SECOND BUSS)
TC 11 (FIRST BUSS)
132 - 1

132 - 2

F871 : RELAY BAÍO VÃÛ ĐA CHÆÏC NÀNG 7UM62
F611 : RELAY BAÍO VÃÛ ĐA CHÆÏC NÀNG 7UM61
F841 : RELAY MA TRÁÛN CÀÕT 7UW60

132
TA23

F871

87G 64G

50
51

59

21

46

50
BF

24

49

50N
DC

21

50
27

81

40

P2

LÃÛNH CÀÕT TÆÌ CAÏC
BAÍO VÃÛ KHAÏC

7UM62

TA22
TA21

F611

TA20
P1
132 - 3

132 - 9

64G

59

21

46

50
BF

50
51

81

40

24

50N
DC

49

78

P2
TA11
TA10
P2

P1
TA13TA10

P1

50
27
F841

7UM61

1T,2T

7UW60

TV4S
532-3

502-3

50

532
P2

502

TA11
TA12
TA13

TA10
2TE

TA14

MA TRÁÛN CÀÕT

P1

P2

50

TA9
TA8
TA7
TA6

11T,12T
2GE

TA5

50
P1
G2

TA4

TV3S
TV2S

P2

TA3

Sơ đồ mạch dòng và
mạch áp của hệ thống

bảo vệ máy phát

TA2

50

50

TA1
P1
TV1S

CÀÕT TÆÌ CAÏC BAÍO VÃÛ KHAÏC

50


Ghi chuù:

502-3

BP

502
TA30 TA40 TA50

I-L1

TA10

87G

TA9
TA8

81

TA7
TA6

V-L

TA5

P1

59
24

3PP1326
ID7

P2
TA10 TA20

64G
40

TV3S

G

Bọỹ choỹn õióỷn aùp

-F871

P2

21
49

TA4
TA3
TA2

I-L1

TA1

46
50N
DC

P1
V-G
I-GG1
BP
7X134

50BF

78
50/51

7X133
50/27

7UM62

Bọỹ choỹn tờn hióỷu 20Hz cho 64G 7X134
3PP1326

+ Bo vMaùso
y phaùlch
t 20Hz mỏy
cho 64Gphỏt
7X133
(87G) Baớo vóỷ so lóỷch maùy phaùt
+ Bo v
Baớochm
vóỷ tỏửn sọỳ t Startor mỏy
phỏtBaớ(64G-100%)
o vóỷ 90% vaỡ 100% chaỷm õỏỳt Stator
Baớothiu
vóỷ thióỳu kờch
thờchthớch (40)
+ Bo v
kớch
Baớoquỏ
vóỷ quaùdũng
aùp Statorth t

+ Bo v
Baớo vóỷ quaù kờch thờch Roto
nghch (46)
Baớo vóỷ khoaớng caùch
+ Bo v
khong cỏch (21)
Baớo vóỷ quaù taới maùy phaùt
+ Bo v
quỏ ỏp (59)
Baớo vóỷ quaù doỡng thổù tổỷ nghởch
+ Bo v thp ỏp (27)
Baớo vóỷ quaù aùp DC Roto
+ Bo v
tn s (81)
Baớo vóỷ quaù doỡng khi maùy cừt hoớng
+ Bo v
chng h hng mỏy
Baớo vóỷ khi maùy phaùt ra khoới chóỳ õọửng bọỹ
ct 50BF
Baớo vóỷ quaù doỡng tổùc thồỡi vaỡ coù thồỡi gian
87G
81

64G
40

59

24
21

49
46

50N
DC

50BF
78

50/51
50/27

Baớo vóỷ quaù doỡng coù kióứm soaùt õióỷn
aùp giaớm thỏỳp


Ghi chuù:

501,
502-3

TA30 TA40 TA50

501,
502

Bọỹ õióỷn trồớ lỏỳy tờn hióỷu cho 64R

-F511

P2

TA10
TA9
TA8

81

TA7

64G

TA6

V-L

TA5

40

P1

59

TV2S
I-GE

G

21

P2
TA10 TA20

24

3PP1336

49

3XR61

TA4
TA3

46

TA2

I-L

TA1

P1

50N
DC
50BF

V-G

78
50/51
50/27

7UM61

3PP13

+ Bo v chm t Rotor
mỏy phỏt (51NG)
bở kóỳt nọỳi cho 64R 3XR61
+ Bo Thióỳ
v t90%
chm t
Startor mỏy phỏt (59N)
tỏửn sọỳ t 100%
+81 Bo Baớ
vo vóỷchm
64G
Baớo vóỷ 90% vaỡ 100% chaỷm õỏỳt Stator
Startor
mỏy phỏt (27TN)
thióỳu kờch thờch
+40 Bo Baớ
vo vóỷquỏ
dũng th t
59
o vóỷ quaù aùp Stator

nghchBaớ(46)
24
Baớo vóỷ quaù kờch thờch Roto
+ Bo v khong cỏch (21)
21
Baớo vóỷ khoaớng caùch
+49 Bo v quỏ ỏp (59)
Baớo vóỷ quaù taới maùy phaùt
+46 Bo Baớ
vo vóỷthp
ỏp (27)
quaù doỡng thổù tổỷ nghởch
+50NBo Baớ
vo vóỷtn
s
(81)
quaù
aù
p
DC
Roto
DC
+50BFBo Baớ
vo vóỷchng
h hng
quaù doỡng khi maùy cừt hoớng
mỏy
ct
78
Baớo50BF

vóỷ khi maùy phaùt ra khoới chóỳ õọửng bọ
50/51
50/27

Baớo vóỷ quaù doỡng tổùc thồỡi vaỡ coù thồỡi gian
Baớo vóỷ quaù doỡng coù kióứm soaùt õióỷn
aùp giaớm thỏỳp


BẢO VỆ STATOR









Bảo vệ sự cố pha.
Bảo vệ chống chạm đất
Bảo vệ chống sự cố chạm chập các vòng dây trong cùng
một pha
Bảo vệ chống đứt mạch cuộn dây Stator
Bảo vệ quá nhiệt
Bảo vệ quá áp
Bảo vệ dòng điện không cân bằng


BẢO VỆ ROTOR



Bảo vệ chống ngắn mạch cuộn dây kích từ



Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây kích từ



Hở mạch cuộn dây kích từ



Quá nhiệt cuộn dây kích từ


BẢO VỆ THIẾU TỪ TRƯỜNG
Q

0.80
X

0.60

Đặc tính làm việc
-1 x là
'd các đường cong. 0.40
2
0.20

 Phương trình là:
0.00
P2 + Q2 = hi2


0

R

Phạm vi hoạt động
0.40
-x dcủa máy phát: BC.
0.60



A

H1

A

H2

A

H3

A

0.60

0.70

0.80
0.85
0.90

H4

B

B

B

0.98

B
0.20

0.40

C

0.20

0.80

0.60

C

C

D
0.60PF 0.70

0.80

0.95

0.85

1.00

C

0.95
0.90

Đường cong làm việc của máy phát đồng
bộ trong mặt phẳng P-Q

P


CÁC HỆ THỐNG BẢO VỆ KHÁC


Bảo vệ quá tốc



Bảo vệ chống chế độ động cơ máy phát



Bảo vệ chống dao động



Bảo vệ chống hư hỏng ổ trục



Bảo vệ chống sự cố của chất lỏng làm nguội



Bảo vệ chống cháy


NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BẢO VỆ ĐIỂN HÌNH
TRONG HỢP BỘ







BẢO VỆ SO LỆCH MÁY PHÁT (87G)
BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH (21)
BẢO VỆ CHẠM ĐẤT ROTOR (64R)
BẢO VỆ HƯ HỎNG MÁY CẮT
(50BF)


1. BẢO VỆ SO LỆCH MÁY PHÁT (87G)
Dòng điện so lệch: Idiff = |I1 + I2|
Dòng ổn định hay dòng hãm: Istab = |I1| + |I2|
IP1

Ngắn mạch trong vùng
cấp dòng từ 12 phía I2 = 0
Khi vận hành bình thường

Ngắn mạch ngoài

IP2

I2 = -I1 nên |I2| = |I1|

501

CT1 I1

Máy phát

I2 CT2

M
Idiff = |I
Istab
I1|I| =
0 0|
I1| == I2I
1 +=I2|I| 1=+|II12|-=
1 +
1 1 Istab
= |I1| + |I2| = |I1| + |I1| = 2.|I1|

Trường hợp sự cố trong vùng thì Idiff = Istab


2. BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH (21)
G

501

Z<

T Z1
T Z2
T END

Z1
Z1B
Z2

131


3. BẢO VỆ CHẠM ĐẤT ROTOR (64R)
CE RE

+

Điểm chạm
đất thứ nhì
Điểm chạm
đất thứ nhất
Rseries Rseries 3PP13
Baío vãû chaûm
âáút rotor

7UM62

CK

CK

Rseries Rseries

IRE

IEE1

URE

UE

7XR61

-


4. BẢO VỆ HƯ HỎNG MÁY CẮT (50BF)

131

531

Cắt không thành công
501

B/F I>

Các thiết
bị bảo vệ
G

&

B/F Ttrip 0


EM XIN CHÂN THÀNH
CẢM ƠN !

Bảo vệ sự cố pha.




Sự cố pha
trong máy
phát điện
thường hiếm.
Phương pháp
bảo vệ tiêu
chuẩn là
dùng rơle so
lệch.


Bảo vệ chống chạm đất




Rơle chống chạm đất
phản ứng với điện áp rơi Dáy quáún
trên điện trở nối đất.
Stator
Điện trở nối đất R được
tính là:
VL
R=

15 3n 2



Các phương án khác:
 Đưa thêm vào trung
tính một dòng điện tần
số thấp (20Hz).
 Giám sát dòng điện hài
bậc 3.

Maïy biãún aïp
phán phäúi

R

Nối đất trung tính máy phát
qua máy biến áp phân phối

59


Bảo vệ dòng điện không cân bằng





Tải không đối
xứng gây ra I2.

Dòng điện này
cảm ứng sang
rotor dòng điện
có tần số 2f.
Mức chịu đựng
dòng của rotor:
k = I .t
2
2

Xe = 0.10
Sæû cäú ngàõn maûch

5.0
4.0
Doìng âiãûn thæï tæû nghëch trong mäùi âån vë



xd = 1.40
x'd = 0.15
x"d= 0.10
T'do = 6.0s

5
4
3
2
1

3.0
2.0
1.0
0.0

0

1

2

3

4
5
Thåìi gian

6

7

8

Độ lớn của dòng điện I2 dưới những điều kiện khác nhau

9

10

Bảo vệ chống ngắn mạch cuộn dây kích từ
Làm méo từ
trường khe hở.
 Có thể làm rotor
bị cong vênh.
 Làm rotor rung
động mạnh.
=> Dùng máy phát
hiện rung động.


Ngắn mạch một
phần cuộn dây

Dạng từ thông do nối tắt
cuộn dây kích từ


Bo v chng chm t cun dõy kớch t
Chm t im th hai
gõy ra dũng in rt ln
v cú th gõy ra h hng.
=>Tt nht l phỏt hin
im chm t u tiờn.
Phng phỏp phỏt hin
chm t mch rotor:

Phng phỏp chit ỏp
Phng phỏp dựng ngun
in ỏp ph xoay chiu
Phng phỏp dựng ngun
in ỏp ph mt chiu

maùy
kờch
thờch

cuọỹn
kờch
tổỡ

rồle
nhaỷy

(a)
cuọỹn
kờch
tổỡ

maùy
kờch
thờch

rồle

nhaỷy

nguọửn
xoay
chióửu

(b)

maùy
kờch
thờch

cuọỹn
kờch
tổỡ
nguọửn
xoay
chióửu
rồle
nhaỷy

(c)