Phân tích đánh gia role reg 670 bảo vệ máy phát nhà máy thủy điện đồng nai 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN ANH TUẤN

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY
PHÁT NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện
Mã số

: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS. LÊ KIM HÙNG

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả 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 Anh Tuấn


TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3
Học viên: Nguyễn Anh Tuấn Chuyên ngành: Kỹ Thuật điện
Mã số: 60520202 Khóa: K33 ĐL Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Việc tìm hiểu ứng dụng role REG 670 trong bảo vệ máy phát nhà máy
Đồng Nai 3 là rất cần thiết và thiết thực trong việc làm chủ các thiết bị kỹ thuật số.
Luận văn đã nghiên cứu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý làm việc chung của các
rơle bảo vệ máy phát nhà máy Đồng Nai 3 và Áp dụng phần mềm PCM 600 và hợp
bộ thử nghiệm đánh giá kiểm tra thử nghiệm đƣợc các giá trị cài đặt và locgic làm
việc của các chức năng bảo vệ máy phát. Giúp ngƣời vận hành và sửa chữa nắm
bắt đƣợc quá trình thử nghiệm các chức năng cơ bản tử đó tiến hành thực nghiệm.
Kết quả thử nghiệm cho thấy sự làm việc tin cậy an toàn của các chức năng bảo vệ
đảm bảo cho tổ máy an toàn khi làm việc nối lƣới. Đồng thời kiến nghị mở rộng
ứng dụng trong tƣơng lai.
Từ khóa – Phân Tích Rơle; Ứng dụng phần mềm PCM 600; phân tích đánh
giá ; thử nghiệm chức năng bảo vệ ; mở rộng khả năng ứng dụng.

ANALYTICAL ASSESSMENT REG. 670 PROTECTION
OF THE MACHINE DONG NAI 3 FACTORY
Abstract - The application of the REG 670 role in protecting the generator of Dong
Nai 3 plant is very necessary and practical in mastering digital devices. The study
has studied in detail the structure and principle. the general work of the relay
protection plant of Dong Nai 3 and the application of PCM 600 software and the
test suite of test evaluation evaluation are the set values and locgic work of the
machine protection functions. Help operators and repairers grasp the process of
testing basic functions that conduct experiments. Test results show that the safe
working of the protection functions ensures that the unit is safe when it is working.
Also, consider extending the application in the future.
Keywords- Relay Analysis; Application software PCM 600; analysis evaluation;

testing the protection function; expand application capabilities.


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................................1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. .....................................................................1
4. Phƣơng pháp nghiên cứu. ...................................................................................1
5. Bố cục luận văn...................................................................................................2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ MÁY
THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 ............................................................................................3
1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ROLE REG 670...................................................3
1.2. CẤU TẠO RƠLE REG 670 .....................................................................................4
1.3. CÁCH KẾT NỐI MÁY TÍNH VỚI RƠLE REG 670..............................................5
1.3.1 Kiểm tra địa chỉ IP của relay. ........................................................................5
1.3.2. Gắn cáp truyền thông và đặt địa chỉ IP kết nối giữa PC và relay. ................5
1.3.3. Chạy phần mềm PCM600 .............................................................................5
1.4. ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT ........................................................................................8
CHƢƠNG 2. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA RƠ LE REG 670 BẢO VỆ
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 HIỆN NAY .................................................10
2.1. SƠ ĐỒ BẢO VỆ TỔ MÁY ....................................................................................10
2.2. SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI MẠCH DÒNG ÁP BẢO VỆ ...................................................10
2.3. CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG NAI 3 ........................12
2.3.1 Tủ RJ1A ........................................................................................................12

2.3.1.1. Chức năng 87G (bảo vệ so lệch dọc máy phát) .....................................12
2.3.1.2 Chức năng 51GN (Bảo vệ so lệch ngang máy phát) ..............................15
2.3.1.3 Chức năng 24G (Bảo vệ quá kích từ máy phát) .....................................16
2.3.1.4 Chức năng 59 (Bảo vệ quá điện áp) .......................................................18
2.3.1.5 Chức năng 27/50 (Bảo vệ đóng điện nhầm khi máy ngừng) ..................18
2.3.1.6 Chức năng 21 (Bảo vệ trở kháng thấp)...................................................19
2.3.1.7 Chức năng 40 (Bảo vệ mất kích từ) ........................................................21
2.3.1.8 Chức năng 32 (Bảo vệ công suất ngƣợc)................................................23


2.3.1.9 Chức năng 81 H,L (Bảo vệ quá tần số, kém tần số) ...............................24
2.3.1.10 Chức năng 46 (Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch) .................................25
2.3.1.11 Chức năng 49G (Bảo vệ quá tải máy phát) ..........................................26
2.3.1.12 Chức năng 27 (Bảo vệ kém áp) ............................................................28
2.3.1.13 Chức năng 50BF (Bảo vệ lỗi máy cắt GCB1) ......................................29
2.3.1.14 chức RELAY SPAJ140C – Bảo vệ quá dòng rotor 51R ......................30
2.3.2 Tủ APG2 (RJ1B)............................................................................................30
2.3.2.1 Chức năng 51GN (Bảo vệ so lệch ngang máy phát) ..............................30
2.3.2.2 Chức năng 64R (Bảo vệ chạm đất rotor) ................................................30
2.3.2.3 Chức năng 24G (Bảo vệ quá kích từ máy phát) .....................................31
2.3.2.4 Chức năng 59 (Bảo vệ quá điện áp máy phát)........................................32
2.3.2.5 Chức năng 59N, 64N (Bảo vệ chạm đất stator 0-95%, và 95%-100%) .32
2.3.2.6 Chức năng 38 (Bảo vệ dòng điện trục) ...................................................33
2.3.2.7 Chức năng 27/50 (Bảo vệ máy dừng) .....................................................34
2.3.2.8 Chức năng 21 (Bảo vệ trở kháng thấp)...................................................34
2.3.2.9 Chức năng 40 (Bảo vệ mất kích từ) ........................................................35
2.3.2.10 Chức năng 32 (Bảo vệ công suất ngƣợc)..............................................35
2.3.2.11 Chức năng 81 H,L (Bảo vệ quá tần số, kém tần số) .............................35
2.3.2.12 Chức năng 78 (Bảo vệ mất đồng bộ) ....................................................35
2.3.2.13 Chức năng 46 (Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch) .................................37

2.3.2.14 Chức năng 49G (Bảo vệ quá tải máy phát) ..........................................37
2.3.2.15 Chức năng 27 (Bảo vệ kém áp) ............................................................37
2.3.2.16 Chức năng 50BF (Bảo vệ chống lỗi máy cắt đâu cực) .........................37
2.4. NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ .......................................................................................37
CHƢƠNG 3. THỬ NGHIỆM KIỂM TRA LÀM VIỆC CỦA CÁC CHỨC NĂNG
BẢO VỆ VỚI PHẦN MỀM GIAO TIẾP RƠ LE PCM 600 ........................................39
3.1. THỬ NGHIỆM CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ .....................................................39
3.2. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ VỚI PHẦN MỀM
PCM 600 ........................................................................................................................43
3.3. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ......................................................................................66
CHƢƠNG 4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG VẬN HÀNH MÁY PHÁT KHI SỰ CỐ BÊN
TRONG VÀ BÊN NGOÀI ............................................................................................67
4.1. THÔNG SỐ MÁY PHÁT, ĐƢỜNG DÂY ............................................................67
4.2. PHÂN TÍCH VẬN HÀNH .....................................................................................68


4.3. ỨNG DỤNG MÁY CHỤP SÓNG 16 KÊNH WR300-UM-153 ...........................68
4.4. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CẮT TẢI 01 MÁY PHÁT .........................................69
4.4.1. Trƣờng hợp Sa thải tải tại MC 902 ...............................................................70
4.4.2. Sa thải tải tại MC 271, 273 ...........................................................................73
4.4.3 Trƣờng hợp cắt tải đồng thời cả 02 tổ máy ....................................................75
4.5. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ......................................................................................76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


DANH MỤC CÁC HÌNH

Số

Tên bảng

hiệu

Trang

1.1.

Sơ đồ khối module phản hồi tổng hợp (UBM)

4

1.2.

Sơ đồ khối module nguồn cấp (PSM)

4

1.3.

Sơ đồ khối module số (NUM)

5

2.1.

Sơ đồ bảo vệ tổ máy

10

2.2.

Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1

11

2.3.

Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM2

11

2.4.

Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1

12

2.5.

Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM2

12

2.6.

Sơ đồ bố trí CT dòng trục

34

3.1.

Sơ đồ kết nối điển hình mạch đo giữa hợp bộ CMC 256Plus với
rơ le quá dòng điện (Ví dụ: Model REG670)

39

3.2.

Sơ kết nối nguồn điện cung cấp và kết nối đất cho hợp bộ thử
nghiệm CMC 256plus

40

3.3.
3.4.

Giao diện phần mềm Quick CMC điều khiển hợp bộ
CMC256plus
Giao diện phần mềm State sequencer điều khiển hợp bộ
CMC256plus

40
41

3.5.

Sơ đồ kết nối điển hình mạch đo giữa hợp bộ CMC 256Plus với

rơ le dòng điện phụ thuộc điện áp (Ví dụ: Model REG670)

41

4.1.

Màn hình hiển thị đo lƣờng dạng sóng

69

4.2.

Cắt tải với 25%Pđm.

70

4.3.

Cắt tải với 50%Pđm

71

4.4.

Cắt tải với 75%Pđm

72

4.5.

Cắt tải với 100%Pđm

72

4.6.

Cắt tải với 50%Pđm tại MC 271,273

73

4.7.

Cắt tải với 75%Pđm tại MC 271,273

74

4.8.

Cắt tải với 100%Pđm tại MC 271,273

75

4.9.

Cắt tải 100%Pđm 02 tổ máy

75


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nhà máy thủy điện Đồng Nai 3 nối vào lƣới điện quốc gia qua 02 đƣờng dây
220KV và truyền tải công suất 180MW từ nhà máy tới trạm 500KV ĐăkNông
Đây là nhà máy có vị trí quan trọng trong việc cung cấp nguồn điện cho lƣới điện
khu vực miền nam, đặc biệt trong giai đoạn hiện nay khi nhu cầu phụ tải ngày càng
phát triển. Do đó yêu cầu nhà máy phải vận hành an toàn liên tục tin cậy để đảm bảo
cung cấp nguồn cho phụ tải.
Hiện nay hệ thống rơle bảo vệ đƣợc trang bị để đảm bảo an toàn trong quá trình
vận hành tổ máy. Vì vậy việc tìm hiểu, nghiên cứu và trang bị kiến thức lý thuyết và
ứng dụng các thiết bị rơle số là cần thiết sẽ mang lại hiệu quả ứng dụng cao và an toàn
tin cậy khi vận hành hệ thống bảo vệ.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu kiểm tra khả năng đáp ứng của các chức năng rơle bảo vệ đang sử
dụng tại nhà máy Đồng Nai 3;
Nghiên cứu và kiểm tra các giá trị seting đáp ứng yêu cầu trong bảo vệ máy phát
nhà máy Đồng Nai 3.
Đánh giá mức độ làm việc an toàn, tin cậy của hệ thống đang sử dụng và mức độ
vận hành của máy phát khi xảy ra sự cố bên trong và bên ngoài
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tƣợng nghiên cứu:
Nghiên cứu cấu trúc phần cứng và phần mềm của rơ le kỹ thuật số đang sử dụng:
REG670 của hãng ABB.
Nghiên cứu, kiểm tra giá trị cài đặt của hệ thống bảo vệ đang cài đặt;
Khả năng đáp ứng vận hành của máy phát khi có sự cố;
- Phạm vi nghiên cứu:
Hệ thống rơ le bảo vệ nhà máy Đồng Nai 3 bao gồm rơ le kỹ thuật số: REG670.
Tính toán kiểm tra các chức năng cơ bản của rơle bảo vệ máy phát.
Sự cố cắt tải 1 đƣờng dây Đồng Nai 3 – Đắk Nông và khả năng vận hành máy

phát.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu.
Nghiên cứu tài liệu về rơ le REG670, nghiên cứu giá trị setting các chức năng cơ
bản do trung tâm điều độ HTĐ A0, A3 cung cấp để cài đặt. Kết hợp tính toán kiểm tra
các chức năng cơ bản.


2

Sử dụng số liệu thực tế sửa chữa bảo dƣỡng thiết bị của đơn vị thí nghiệm hiệu
chỉnh để kiểm tra đánh giá.
Kiểm tra làm việc của các chức năng qua phần mềm giao tiếp rơ le PCM 600.
5. Bố cục luận văn.
Căn cứ vào mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu luận văn đƣợc đặt tên nhƣ sau:
“PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT NHÀ
MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3”
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục trong luận văn gồm
có các chƣơng nhƣ sau :
Chƣơng 1: Tổng quan về rơ le REG bảo vệ máy phát nhà máy Đồng nai 3
Chƣơng 2: Đánh giá khả năng làm việc của rơ le REG bảo vệ Đồng nai 3 hiện
nay.
Chƣơng 3: Thử nghiệm kiểm tra làm việc của các chức năng với phần mềm giao
tiếp rơle pcm 600
Chƣơng 4: Đánh giá khả năng vận hành máy phát khi có sự cố bên trong và bên
ngoài


3

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ RƠLE REG 670 BẢO VỆ MÁY PHÁT
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3
1.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ ROLE REG 670
 REG670 do hãng chế tạo ABB sản xuất, đƣợc sử dụng để bảo vệ, giám sát
hoạt động của máy phát điện. Đây là một thiết bị điện tử thông minh đáp ứng đƣợc sự
đòi hỏi cao về độ tin cậy. Ngoài ra REG670 còn có khả năng phối hợp với nhau trong
quá trình làm việc để tạo một hệ thống bảo vệ dự phòng chắc chắn .
 REG670 luôn tƣơng thính với những yêu cầu bảo vệ của hầu hết các nhà máy,
trạm biến áp và đƣờng dây truyền tải.
 REG670 đƣợc giao tiếp với máy tính cài đặt thông qua phần mềm PCM600
hoặc có thể cài đặt các chức năng và thông số của bảo vệ thông qua hệ thống bàn phím
trên relay.
 Một số đặc điểm nổi bật của rơle REG670: [4]
 Đƣợc cấu tạo với các modul phần cứng và các khe cắm để sẵn rất thuận lợi
cho việc mở rộng tính năng bảo vệ cũng nhƣ thay thế các modul hỏng.
 Các chức năng bảo vệ trong relay có thể lựa chọn On/Off theo yêu cầu bảo
vệ.
 Có thể cài đặt, kiểm tra thông qua máy tính. Đây là tính năng rất tiện lợi cho
ngƣời sử dụng.






Relay làm việc dựa trên việc xử lý tín hiệu số nên nâng cao tính chính xác.
Có khả năng tự giám sát một cách liên tục phần cứng của bản thân relay.
Các thủ tục kiểm tra định kỳ bằng phần mềm.
Thiết lập các thông số, cài đặt và ghi lại bằng máy tính.
Hiển thị các sự kiện, ghi nhận và in ra các sự kiện.

 Tính năng làm việc ổn định lâu dài.
 Giao tiếp và phối hợp với trạm điều khiển.
 Thông số rơle REG670:
 Màn hình LCD: Màn hình có kích thƣớc 32x90 mm, hiển thị đƣợc 7 dòng với
mỗi dòng không quá 40 ký tự. Dòng đầu tiên hiển thị tên sản phẩm, dòng cuối cùng
hiển thị thời gian và 5 dòng còn lại hiển thị những tính năng linh động của relay.
 Cổng truyền thông RJ45: Sử dụng tiêu chuẩn IEC 61850.
 Tổng trọng lƣợng: 10Kg
 Dòng, áp vận hành: 250V AC, 20A
 Tần Số làm việc: 50 ± 2,5 Hz


4

1.2. CẤU TẠO RƠLE REG 670
 Bao gồm Phần cứng và giao diện ngƣời máy [5]:
 Giao diện ngƣời máy: để giao tiếp và kết nối hiển thị
 Phần cứng: bao gồm các module sau:
 Modul phản hồi tổng hợp (UBM):

Hình 1.1: Sơ đồ khối module phản hồi tổng hợp (UBM)
 Hình 1.1: Thể hiện nhƣ sau: Thông qua Modul UBM các tín hiệu đầu vào PT,
CT từ modul chuyển đổi tín hiệu (TRM) đƣợc đƣa đến bộ chuyển đổi tín hiệu
tƣơng tự thành tín hiệu số ADM và gửi vào modul xử lý tín hiệu số NUM.


Modul nguồn cấp PSM:

Hình 1.2: Sơ đồ khối module nguồn cấp (PSM)

 Hình 1.2: Modul PSM là modul cấp nguồn DC ổn định, chính xác cho relay.
Ngoài ra nó còn có nhiệm vụ giám sát nguồn, sẽ có tín hiệu báo động khi
nguồn bị mất.


5



Modul số NUM:

Hình 1.3: Sơ đồ khối module số (NUM)
 Hình 1.3: Modul NUM là một modul xử lý số, nó đƣợc xem nhƣ là một CPU xử
lý các hàm chức năng và các thuật toán logic của bảo vệ. Các tín hiệu đầu vào
đƣợc thu thập, chuyển đổi thành tín hiệu số và đƣa vào bộ nhớ để lƣu trữ và
hiển thị.
1.3. CÁCH KẾT NỐI MÁY TÍNH VỚI RƠLE REG 670
Kết nối máy tính cài đặt với relay giúp ta kiểm tra, thay đổi thông số cài đặt
cũng nhƣ tải những dữ liệu cần thiết khi phân tích, đánh giá sự cố.
1.3.1 Kiểm tra địa chỉ IP của relay.
Từ màn hình LCD thông qua các phím chức năng ta truy cập theo đƣờng dẫn:
Settings/General settings/Communication/TCP-IP configuration/Front port.
1.3.2. Gắn cáp truyền thông và đặt địa chỉ IP kết nối giữa PC và relay.
 Từ PC ta chọn “Local Area Connection” để kiểm tra trạng thái kết nối và đặt lại
địa chỉ IP. Giá trị PC subnet mask = Relay IPMask, địa chỉ IP của PC và của Relay
chỉ đặt khác nhau số cuối cùng. VD: IP của Relay là:
10.1.150.4 thì của PC la: 10.1.150.7
 Kiểm tra kết nối.
Từ PC ta vào “Start” chọn “Run” sau đó chạy lệnh “cdm” và tiến hành “ping”
địa chỉ IP của relay đang kết nối. Nếu kết nối gữa PC và Relay tốt kết quả phản hồi sẽ

la “Reply from 10.1.150.4” nếu địa chỉ relay là “10.1.150.4”
1.3.3. Chạy phần mềm PCM600
 Khi chạy phần mềm PCM600 ta sẽ đƣợc giao diện:


6

 Từ giao diện của PCM600 vào “file/ Open Manage Project” và bắt đầu thiết
lập New Project theo các bƣớc nhƣ hình dƣới đây.
 Thực hiện load các sự kiện (event) từ relay.

 Kích hoạt chức năng Disturbance Handing
 Thực hiện load các event bằng cách kích vào biểu tƣợng

trên thanh công

cụ (chức năng Get IED Recordings Information), các event sẽ xuất hiện.

 Thực hiện đọc các event (có thể đọc 1 event hoặc tất cả các event thông qua
chức năng “Select Row” hoặc “Select All Rows” sau đó kích vào biểu
trên thanh công cụ (chức năng Read selected recordings in IED).

tƣợng


7

 Chọn copy event để thực hiện chức năng “Refresh List”

 Thực hiện chức năng “Refresh List” bằng cách ấn vào biểu tƣợng

trên

thanh công cụ, kết quả thu đƣợc là các event sẽ xuất hiện tại cửa sổ “Recordings”.

 Chọn event tại “Recordings” để thực hiện “Creat Report” bằng cách kích hoạt
vào biểu tƣợng

trên thanh công cụ sau đó chọn “default” để thiết lập “report”.
Kết quả thu đƣợc là chuỗi các thông tin về sự kiện, có thể chuyển sự kiện từ “report”
thành file .pdf bằng cách nhƣ hình dƣới. Dạng sóng đƣợc ghi nhận nhƣ hình


8


 Thực hiện đọc giá trị setting từ relay
 Đƣờng dẫn thực hiện nhƣ sau: REG670IEC/Settings/Parameter setting/Read
parameters from IED/save.
 Chọn mục Parameter Setting để kích hoạt chức năng Read parameters from
IED

1.4. ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT
 Thông qua việc tìm hiểu chức năng, cấu tạo và cách kết nối với rơle qua phần
mềm PCM 600 giúp hiểu rõ hơn về cấu hình và nguyên lý của các rơle bảo vệ
 Nắm rõ chức năng, cấu tạo giúp ngƣời vận hành làm chủ các cảnh báo bất
thƣờng trên rơle cũng nhƣ nhiệm vụ của rơle


9

 Cách kết nối phải theo 01 trình tự nhất định các bƣớc thì mới thực hiện kết nối
đƣợc
 Trong quá trình kết nối yêu cầu phải lƣu ý lƣu, sao các bộ dữ liệu các chức
năng bảo vệ cẩn thận, khoa học tránh nhầm lẫn.
 Việc nắm bắt cấu hình giúp ngƣời vận hành truy cập nhanh và chính xác các
thông tin khi có sự cố và tình trạng làm việc bình thƣờng của rơle


10

CHƢƠNG 2
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA RƠ LE REG 670
BẢO VỆ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 3 HIỆN NAY
2.1. SƠ ĐỒ BẢO VỆ TỔ MÁY

Hình 2.1. Sơ đồ bảo vệ tổ máy
Hình 2.1 mô tả sơ đồ đấu nối bảo vệ máy phát; trong sơ đồ này thể hiện các tín
hiệu đƣợc lấy từ biến dòng, biến điện áp đƣa vào các chức năng bảo vệ. Tùy theo
nguyên lý làm việc mà tín hiệu đƣa vào bảo vệ lấy cả tín hiệu dòng, áp. Hoặc chỉ lấy
dòng hoặc lấy áp.
2.2. SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI MẠCH DÒNG ÁP BẢO VỆ
- Tại các relay REG670 tín hiệu dòng áp đƣợc đƣa vào 2 modul đầu vào là
TRM1 và TRM2.
- Đấu nối mạch dòng, áp tại relay REG670 đặt tại tủ bảo vệ RJ1A.


11

- Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1

Hình 2.2. Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1
 Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM2

Hình 2.3. Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM2
 Đấu nối mạch dòng, áp tại relay REG670 đặt tại tủ bảo vệ RJ1B
 Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1


12

Hình 2.4. Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM1
 Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM2

Hình 2.5. Đấu nối mạch dòng, áp tại modul TRM2
2.3. CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG NAI 3
2.3.1 Tủ RJ1A
2.3.1.1. Chức năng 87G (bảo vệ so lệch dọc máy phát)
 Nguyên lý bảo vệ


13

- Ngắn mạch giữa các cuộn dây của stator thƣờng gây nên dòng rất lớn, khi xảy
ra ngắn mạch thƣờng gây nên hỏng cách điện,cuộn dây và lõi stator. Vì vậy khi xảy ra
sự cố ngắn mạch giữa các cuộn dây trong stator thì cần đƣợc loại trừ nhanh nhất.
 Sơ đồ nguyên lý
- Vị trí Vùng bảo vệ so lệch máy phát là vùng đƣợc bảo vệ giữa 2 CT, CT phía
sau trung tính máy phát và CT phía sau máy cắt đầu cực

 Nguyên lý tác động của bảo vệ.
- Khi có ngắn mạch trong vùng: Idiff_L1 2.IL1n lớn hơn nhiều so với dòng
hãm nên bảo vệ sẽ tác động.

- Khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ: Idiff_L1 = IKCB (dòng điện không cân
bằng chạy trong CT) nhỏ hơn nhiều so với dòng điện hãm nên bảo vệ không tác động.

 Tính toán cài đặt dòng so lệch
 Tính toán dòng khởi động nhỏ nhất: idmin để tránh dòng không cân bằng do
CT máy phát
- IdMin = Kre1 x Ier.n x IG.N = 1.5 x 0.02 x 3881.5 = 116.445A
- Krel: là hệ số cân bằng = 1,5
- I ern : là sai số CT: lấy 0,06 cho 10P; 0,02 cho 5P.
- I GN : Dòng định mức của máy phát: 3881,5 A.


14

 IB: 3881.5 A ( IB: là dòng định mức)
 IdUnre: 10IB (tác động không điều khiện)
 Thời gian tác động: 0 s
Vùng 1

Vùng 2

Vùng 3

IdMin: 0.2IB

Dòng hãm: 3IB

Độ dốc đặc tuyến: 80%

Dòng hãm: 0.5IB

Độ dốc đặc tuyến: 30%

Độ dốc đặc tuyến: 0%
 Đặc tuyến dòng so lệch

Đặc tuyến so lệch máy phát 87G
- Đƣờng đặc tính này đƣợc xây dựng bởi 5 giá trị thông số
+ IdMin (độ nhạy của vùng 1, đặt theo dòng định mức)
+ EndSection1 (điểm cuối của vùng 1, đặt theo dòng định mức)
+ EndSection2 (điểm cuối của vùng 2, đặt theo dòng định mức)


15

+ SlopeSection2 (độ dốc của vùng 2, tính theo phần trăm)
+ SlopeSection3 (độ dốc của vùng 3, tính theo phần trăm)
- Vùng Operate unconditionally ( vùng bảo vệ không điều kiện) : Ở vùng này
dòng so lệch quá lớn 87G sẽ tác động không cần quan tâm dòng hãm Ibias, với
độ lớn đƣợc tính nhƣ sau:
+ Idnre = 10*Ibase , thời gian tác động 0s
- Vùng Operate conditionally ( vùng bảo vệ có điều kiện dòng hãm Ibias): với
độ lớn của dòng tác động thấp nhất là
Idmin = 0.2*Ibase, thời gian tác động 0s
+ Section 1 (Vùng 1): là vùng nhạy nhất của đặc tính. Trong vùng 1, dòng điện
chạy bình thƣờng trong các mạch dòng và máy biến dòng, nguy cơ xảy ra sự cố so lệch

thấp. Với máy phát nguyên nhân duy nhất tạo dòng so lệch trong vùng này là sai số
của CT ở hai phía. Khi dòng hãm nhỏ hơn dòng định mức Id > Idmin thì 87G sẽ tác
động. Thông thƣờng dòng hãm sẽ đƣợc đặt bằng dòng định mức.
+ Section 2(vùng 2): khi dòng hãm lớn hơn dòng định mức từ 1 đến 3 lần. Trong
trƣờng hợp này dòng ngắn mạch lớn dẫn đến sai số của CT tăng, vì vậy 1 độ dốc đƣợc
thiết lập để chống tác động nhầm khi ngắn mạch ngoài vùng
+ Section 3(vùng 3): khi dòng hãm lớn hơn dòng định mức từ 3.5 lần. Trong
trƣờng hợp này dòng ngắn mạch lớn dẫn đến sai số của CT tăng, vì vậy 1 độ dốc đƣợc
thiết lập để chống tác động nhầm khi ngắn mạch ngoài vùng
 Tác động
- Bảo vệ so lệch máy phát sẽ tác động khi xảy ra ngắn mạch trong vùng bảo vệ,
khi bảo vệ đƣợc tác động sẽ đi trip máy cắt kích từ, máy cắt đầu cực, và đi dừng
máy.
- Bảo vệ so lệch máy phát sẽ không tác động ngoài vùng bảo vệ.
Chức năng tác động : 87G
Gửi tín hiệu lên LCU

x

Dừng máy

x

Trip FCB cuộn trip 1

x

Khởi tạo chống lỗi máy cắt đầu cực 901

x

Trip GCB 901 cuộn trip 1

x

2.3.1.2 Chức năng 51GN (Bảo vệ so lệch ngang máy phát)
 Nguyên lý bảo vệ
- Bảo vệ so lệch ngang máy phát là dạng bảo vệ khi xảy ra chạm chập một số
vòng dây của 1 nhánh hoặc chạm chập giữa 2 nhánh của 1 pha. Hiện tƣợng chạm chập


16

trên giữa các vòng dây sẽ sinh ra sức điện động e cao, gây hỏng cách điện vì vậy cần
sử dụng bảo vệ so lệch ngang
 Sơ đồ nguyên lý
- Sơ đồ nguyên lý: dựa vào sơ đồ dƣới ta có thể thấy rõ khi xảy ra ngắn mạch
số vòng dây của 1 nhánh hoặc 2 nhánh của 1 pha thì dòng đều chạy qua CT. Khi đó
bảo vệ 51GN sẽ phát hiện và đi bảo vệ

- Vị trí bảo vệ: 51GN lấy tín hiệu từ CT đặt ở thanh dẫn nối 2 điểm trung tính
của 2 nhánh song song có tỉ số 500/1
 Tính toán cài đặt : [2]
- Tính toán Id.op.set = (0.2 ~ 0.3) IGN = 776.3 ~ 1164.45 (A) (dòng cân bằng tối
đa max trong trƣờng hợp lỗi) ; với I GN : Dòng định mức của máy phát: 3881,5 A.
- Set I d.op.set  1500A
- Set t d.op.set  0 s
 Cài đặt
 IN1 (dòng tác động) >: 300% IB (với IB = 500A)
 T1 (thời gian tác động): 0s

 Đặc tuyến thời gian độc lập
 Tác động : Bảo vệ so lệch ngang sẽ tác động khi dòng chạy qua CT lớn hơn
giá trị đặt trƣớc. Khi đó bảo vệ sẽ tác động theo bảng dƣới:
Chức năng tác động : 51GN
Gửi tín hiệu lên LCU

x

Dừng máy

x

Trip FCB cuộn trip 1

x

Khởi tạo chống lỗi máy cắt đầu cực 901 x
Trip GCB 901 cuộn trip 1
2.3.1.3 Chức năng 24G (Bảo vệ quá kích từ máy phát)
 Nguyên lý bảo vệ

x


17

Hiện tƣợng quá kích thích xảy ra khi đột ngột sa thải tải hay một quá trình quá độ
nào đó trên lƣới làm điện áp tăng cao mà tần số thay đổi chậm hay hầu nhƣ không
đáng kể. Điều này làm lõi thép của máy phát hay máy biến áp bị bão hòa. Từ thông tản
khi đó sẽ cảm ứng lên các bộ phận khác nhƣ vỏ máy gây ra quá nhiệt. Vì vậy sự thay

đổi này không đƣợc quá tỉ số V/Hz
 Sơ đồ nguyên lý và vị trí bảo vệ ( xem hình 2.1)
- Relay sẽ sẽ lấy điện áp ở PT phía đầu cực máy phát, khi đó relay sẽ lấy ra tần số
và biên độ tƣơng ứng nếu vƣợt quá tỉ số V/hz cho phép thì bảo vệ sẽ tác động
 Tính toán cài đặt [2]
 Tính toán: Xác định thời gian quá tải : Set V f  Setting  1.08
Thời gian trễ : đặt 5s
Thông số cài đặt: IBase = 3882 A; Ubase = 15,75 kV.
 Bảo vệ tác động cấp 1 (báo tín hiệu Alarm).
 V/Hz > 110%*UB/f
 T1 = 5 s
 Đặc tuyến thời gian độc lập
 Bảo vệ tác động cấp 2 (Trip).
 V/Hz > > 140%*UB/f
 Làm việc theo đặc tuyến thời gian phụ thuộc
 Tác động:
- Bảo vệ quá kích từ 24G khi tác động sẽ đƣợc chia làm 2 cấp tác động
+ Cấp 1: Báo Alarm, gửi tín hiệu lên LCU đồng thời giảm dòng kích từ
Chức năng tác động : 24G
Gửi tín hiệu lên LCU

x

Giảm kích từ

x

+ Cấp 2 : Nếu khi giảm dòng kích từ mà tỉ số V/f vẫn vƣợt ngƣỡng cho phép thì
bảo vệ sẽ tác động cấp 2, khi đó bảo vệ sẽ tác động gửi tín hiệu lên điều khiển, trip
máy cắt kích từ cuộn trip1, trip máy cắt đầu cực cuộn trip 1, khởi tạo chống lỗi máy

cắt đầu cực.
Chức năng tác động : 24G
Gửi tín hiệu lên LCU

x

Trip FCB cuộn trip 1

x

Khởi tạo chống lỗi máy cắt đầu cực 901

x

Trip GCB 901 cuộn trip 1

x


18

2.3.1.4 Chức năng 59 (Bảo vệ quá điện áp)
 Nguyên lý bảo vệ
- Quá điện áp xảy ra khi tổ máy bị mất lƣới đột ngột, hệ thống điện mất tải đột
ngột, nguyên nhân có thể do dao động bất thƣờng trên lƣới nhƣng hệ thống kích từ
không đáp ứng đƣợc, hoặc do hệ thống kích từ bị sự cố.
 Sơ đồ nguyên lý và vị trí bảo vệ ( xem hình 2.1)
- Vị trí: Relay 59 sẽ lấy điện áp ở phía trƣớc máy cắt đầu cực, để thực hiện đo
điện áp pha, khi giá trị điện áp pha vƣợt ngƣỡng cài đặt thì bảo vệ tác động.
 Tính toán cài đặt: [2]

 Tính toán: điểm tác động : Uop = 1.3UG.N = 1.3 x 15.75 = 20.475 (kV)
Thời gian trễ : đặt 5s
 Giá trị cài đặt của bảo vệ: UB = 15.75 kV
 Bảo vệ tác động cấp 1:
 U1 >: 130%*UB =130%.15,75 = 20.475Kv
 T1: 0.5 s
 Đặc tuyến làm việc là độc lập
 Tác động
- Bảo vệ quá điện áp (59) khi tác động sẽ gửi tín hiệu lên điều khiển, trip FCB
cuộn trip 1, trip máy cắt đầu cực cuộn trip 1, khởi tạo chống lỗi máy cắt đầu cực, và
dừng máy
Chức năng tác động : 59
Gửi tín hiệu lên LCU

x

Dừng máy

x

Trip FCB cuộn trip 1

x

Khởi tạo chống lỗi máy cắt đầu cực 901

x

Trip GCB 901 cuộn trip 1

x

2.3.1.5 Chức năng 27/50 (Bảo vệ đóng điện nhầm khi máy ngừng)
 Nguyên lý bảo vệ
- Khi thao tác nhầm trong vận hành nhƣ: Đóng máy cắt đầu cực khi máy phát
dừng; Điều này sẽ làm công suất lƣới sẽ tràn vào Máy phát. Trong trƣờng hợp này
Máy phát đóng vai trò nhƣ một động cơ không đồng bộ, dòng cảm ứng xuất hiện trên
rotor và dòng khởi động xuất hiện trên stator là rất lớn. Hậu quả là Máy phát sẽ bị quá
nhiệt nhanh chóng và hƣ hỏng cách điện
 Sơ đồ nguyên lý và vị trí bảo vệ ( xem hình 2.1)