Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ các trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện uông bí 2 quảng ninh

Bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học mỏ - Địa chất

-----------------***------------------

Lê Quyết Thắng

Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ
các trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện Uông
Bí 2 Quảng Ninh
Chuyên ngành: Điện khí hoá mỏ
MÃ số
: 60.52.52

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Người hướng dẫn khoa học:
ts. Trần Minh

Hà nội - 2010


Bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học mỏ - Địa chất

-----------------***------------------

Lê Quyết Thắng

Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ
các trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện Uông

Bí 2 Quảng Ninh

Luận văn thạc sĩ kỹ thuËt

Hµ néi - 2010


1
Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhà máy nhiệt điện Uông Bí Quảng Ninh giữ một vị trí quan trọng trong hệ
thống điện của tỉnh Quảng Ninh cũng như hệ thống điện quốc gia, làm nhiệm vụ
cung cấp, truyền tải và phân phối điện năng cho các khu vực dân cư và các xí nghiệp
mỏ có phụ tải loại I và phụ tải loại II chiếm đến 80%. Nhằm đáp ứng nhu cầu về
điện nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2 được mở rộng thêm để tăng công suất của nhà
máy. Để bảo vệ các chế độ làm việc trong hệ thống điện của nhà máy đảm bảo
nhanh, nhạy, tin cậy chắc chắn và chọn lọc là rất cần thiết. Để thoả mÃn các yêu cầu
trên cần phải nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số cho nhà máy nhiệt điên Uông Bí
2 này nhằm nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện, đảm bảo an ninh mạng sản
xuất và cung cấp là vấn đề hết sức bức thiết.
2. Mục đích của đề tài
- Đánh giá hiện trạng và hiệu quả sử dụng các loại rơle cơ và rơle số tại các
trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2 Quảng Ninh, trên cơ sở đó tính
toán lựa chọn phương án bảo vệ các trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2
Quảng Ninh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu, lựa chọn, ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ cho các trạm biến áp
của nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2 Quảng Ninh.
4. Nội dung của đề tài
- Tổng quan về nhà máy nhiệt điện Uông Bí Quảng Ninh.

- Các hình thức bảo vệ trạm biến áp trong nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2
Quảng Ninh.
- Nghiên cứu, ứng dụng rơle kỹ thuật số cho các trạm biến áp của nhà máy
nhiệt điện Uông Bí 2 Quảng Ninh.
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan, phân loại đánh giá các loại rơle kỹ thuật số, lựa chọn
loại phù hợp để sử dụng cho các trạm biến áp của nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2 –
Qu¶ng Ninh.


2
6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề ti nghiên cứu, đánh giá tổng quan các loại rơle kỹ thuật sè hiƯn ®ang sư
dơng ë trong n−íc vμ n−íc ngoμi, lựa chọn v tính toán chỉnh định rơle kỹ thuật số
phù hợp với điều kiện thực tế,m
l ti liệu để tham khảo cho các kỹ thuật viên v
sinh viên ngnh cơ điện.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 3 chương, 23 bảng, 42 hình vẽ và đồ thị được trình bày trong
95 trang.
Luận văn được thực hiện tại Bộ môn Điện khí hóa, Trường Đại học Mỏ - Địa
chất. Trong quá trình thực hiện tác giả nhận được sự tận tình chỉ bảo của TS. Trần
Minh, cũng như các ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học trong lĩnh vực
Điện khí hoá, các cán bộ giảng dạy của Bộ môn Điện khí hoá. Tuy nhiên, do điều
kiện thời gian và năng lực, cho nên luận văn chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót, tác
giả rất mong sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các quí thầy, cô, các bạn bè,
đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Tác giả xin chân thành cám ¬n!

3

Chương 1: Tổng quan về nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2
Quảng Ninh.
1.1. Vị trí địa lý, địa chất
1.1.1. Vị trí địa lý
Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí nằm ở phía Nam trục đường Quốc lộ 18, phía
Đông giáp sông Uông phường Quang Trung, phía Bắc giáp phường Bắc Sơn, phía
Tây giáp đồi khe Ngát, nằm trên thị xà Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh, vùng Đông bắc
của Tổ quốc nên rất thuận lợi cho việc cung cấp điện năng cho vùng Đông bắc Tổ
quốc.
1.1.2. Khí hậu
- Nhiệt độ môi trường: 9 ữ 40oC.
- Độ ẩm cực đại: 95%.
1.2. Quá trình hình thành và phát triển nhà máy Nhiệt
điện Uông Bí 2
Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí là một doanh nghiệp nhà nước, trực thuộc Tổng
Công ty Điện lực Việt Nam, đóng trên địa bàn phường Trưng Vương thị xà Uông Bí
- Quảng Ninh.
Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí trong những năm đầu xây dựng trực thuộc Cục
Điện lực Bộ Điện và Than, là nguồn cung cấp điện chính cho mạng lưới Quốc gia
với công suất lớn nhất nước, vì vậy giai đoạn đó nhà máy có một vị trí quan trọng
trong lưới điện để phục vụ sản xuất và chiến đấu. Đến nay nhà máy trực thuộc Tổng
Công ty Điện lực Việt Nam - Bộ Công nghiệp.
Quá trình sản xuất điện năng là một chu trình công nghệ khép kín, sản xuất
điện đưa lên lưới điện Quốc gia. Đặc điểm của nhà máy là không có sản phẩm điện
tồn kho. Từ ngày đi vào vận hành, trong suốt thời kỳ chiến tranh huỷ diệt của Mỹ,
Nhà máy đà sản xuất được 835.540.780 kW. Năm 1982 là năm sản xuất với kỷ lục
cao nhất, đạt được công suất thiết kế.

4
Từ những năm 90 trở lại đây do đặc điểm máy móc Liên Xô (cũ) qua nhiều
năm vận hành khai thác liên tục nên sản lượng của nhà máy đà giảm xuống. Hơn
nữa lúc này các nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện có công suất lớn như thuỷ điện Hoà
Bình, nhà máy Nhiệt điện Phả Lại đi vào sản xuất điện với sản lượng cao. Tổng
Công ty đà cho phép nhà máy cắt bỏ phần tua bin và cải tạo máy 1, máy 2, máy 3 và
máy 4 để phát bù công suất phản kháng, nâng cao hệ số cos khu vực.
Những năm gần đây do sự phát triển cao của các ngành công nghiệp đòi hỏi
lớn về điện năng, do dó Nhà máy nhiệt điên Uông Bí 2 hay còn gọi là nhà máy nhiệt
điên Uông Bí mở rộng được chính thức khởi công xây dựng vào ngày 26 tháng 5
năm 2002, với công suất 300 MW do tổng công ty Điện lực làm chủ đầu tư, Tổng
công ty lắp máy Việt Nam (LILAMA) là nhà thầu chính. Nhà máy được chia làm 48
hạng mục. Đúng 0h ngày 27 tháng 112 năm 2009 nhà máy nhiệt điên Uông bí 2 bắt
đầu vận hành hòa lưới điện quốc gia.
Là nhà máy nhiệt điện đầu tiên của cả nước, là nơi đào tạo, bổ xung nhân lực
cán bộ, công nhân lành nghề cho nghành điện cả nước.
Hiện nay Công ty phát ®iƯn víi tỉng c«ng st 110 MW. U«ng bÝ më rộng
với 1 tổ máy có công suất 300 MW và đang chuẩn bị tiến tới xây dựng Nhà máy 300
MW số 2 có công suất 300 MW.
Thể hiện trên sơ đồ: Tổng công suất lắp đặt và Sản lượng điện ®­ỵc giao.


5

MW

710MW

700

600
500

410

400
300
153

200

110
98M
48M

100

1963

Năm
Tổng công suất
lắp đặt của
UBTPC

1964

1963

1975



1976

1975

1977

1976

1978

1977



1979

1978



1991

1979

2007

1991



48MW

98MW

153MW

110MW

4 tổ máy trung áp 12MMW

4 tỉ m¸y 12MW
M¸y 5: 50MW

4 tỉ m¸y 12 MW
2 tỉ máy cap áp 50MWW

2 tổ máy
Cao áp55MW

Hình 1.1. Tổng công suất lắp đặt



20..

2007

20..

410MW

2 tổ máy55
1 tổmáy300



..
710MW
2x300
MW


6

Triệu

Tỷ kWh

700

7

600

6

5

500

4

400

3

300

2

200
1

100

1997

1998

2000
1999
Sản lượng điện năm

2001

2002

2003
2004
Sản lượng điện tích luỹ

2005

2006

Năm

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Sản lượng điện năm

540

601

574

428

489

697

731

641

669

759

Sản lượng điện tích luỹ

540

1141

1715

2143

2632

3329

4060

4701

5370

6129

Hình 1.2. Sản lượng điện tÝch luü


7

1.3. Đặc điểm sản xuất kinh doanh của nhà máy.
1.3.1 Hệ thống phát điện máy phát điện M7
Máy phát điện của dây truyền Uông Bí mở rộng 300 MW giai đoạn 1 là máy
phát tua bin đồng bộ ba pha, có công suất 300 MW do Nga sản xuất, nối trực tiếp
với tua bin hơi nước, cuộn dây stator được làm mát trực tiếp bằng nước, cuộn dây
rotor và lõi thép làm mát trực tiếp bằng khí hydro. Nước làm mát trực tiếp cuộn dây
Stator là nước cất qua các hệ thống xử lý và lọc ion đảm bảo cách ®iƯn tèt. Cïng víi
hƯ thèng kÝch thÝch tÜnh do Nga sản xuất. Điện áp đầu cực máy phát là 19kV đưa ra

bằng ống dẫn dòng qua máy cắt đầu cực máy phát tới máy biến áp chính (T7), nối
với trạm 220/110kV phát lên lưới quốc gia bằng hai đường dây 220 kV là Tràng
bạch 1 và Tràng bạch 2. Đồng thêi nèi víi tỉ m¸y 110MW b»ng m¸y biÕn ¸p tự
ngẫu (AT9). Ngoài ra còn có 2 máy phát diesel dự phòng khi mất điện tự dùng, phát
điện lên các phân đoạn quan trọng phục vụ cho đo lường và điều khiển và hệ thống
nạp ắc quy.
Các thông số kỹ thuật
ã Thông số kỹ thuật máy phát
- Kiểu: TBB- 320 2T3.
- Số chế tạo: 18140.
- HÃng sản xuất : Russia
- Công suất tác dụng (kW):

303000.

- Công suất biểu kiến (kVA): 356500.
- Điện áp định mức (V):

19000.

- Dòng điện định mức (A):

10830

- Tốc độ quay (vòng/phút):

3000

- Điện dung 3 pha (àF):

0,91

- Điện dung 1 pha (àF):

0,35

- Hệ số công suất cos:

0,85

- Tần số (Hz) :

50

- Điện áp Rotor (V):

476

Hình 1.3. Máy phát điện MKA 10


8

- Dòng điện Rotor (A):

2600

- Máy phát điện đồng bộ 3 pha.
- Hệ thống làm mát bằng Hydrogen / nước.
- Nhiệt độ nước làm mát 35o C

- Lưu lượng nước làm mát 600m3/h
- áp suất khí H2 (Pa): 0,392Pa .
- Tổ nối dây của Stator nối sao kép.
- Số đầu ra của cuộn Stator: 9
- Tỷ số đoản mạch: 0.52 (Đơn vị tương đối)
- Hằng số quán tính

2,33s

- Tốc độ quay tíi h¹n cđa Rotor 970/2400v/phót
- HiƯu st % : 98,7
- Nhiệt độ cực đại cuộn dây Stator:

105oC

- Nhiệt độ cực đại cuộn dây Rotor:

115oC

- Nhiệt độ cực đại của lâi thÐp Stator:

105oC

- N­íc cÊt trªn cưa ra khái cn Stator tối đa :

85oC

- Khí nóng trong thân Stator tối ®a :

75oC

9

1.3.2. Nguyên lý sản xuất điện năng của nhà máy (hình 1.4)

TURBINE
Máy
phát

Bộ quá
nhiệt
BèNH
NGNG

Lò

Bm
ngng

Gia nhit cao

B
HM

Bm cp
KH
KH

Gia

nhit
h

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý quá trình sản xuất điện năng ở nhà máy
Nhiệt điện Uông Bí 2.
Chu trình nhiệt ở nhà máy nhiệt điện là một chu trình khép kín của hơi và
nước. Hơi nước sau khi được sinh công ở tầng cánh cuối Turbine hạ áp được đi
xuống bình ngưng.
Hơi đi vào trong bình ngưng sẽ được trao đổi nhiệt với hệ thống nước tuần
hoàn đi trong các ống sẽ làm cho hơi trong bình ngưng tụ lại thành nước.
Nước sau khi ra khỏi bình ngưng sẽ vào đầu hút bơm ngưng và được bơm lên
khử khí qua gia nhiệt hạ áp. Nước qua gia nhiệt hạ áp sẽ được gia nhiệt bằng hơi từ
cửa trích Turbine hạ áp và nhiệt độ của nước tăng lên.
Nước sau khi qua các bình gia nhiệt hạ áp sẽ được đưa đến bình khử khí. ở
bình khử khí nước sẽ được khử các tạp khí có ảnh hưởng đến sự phá huỷ và ăn mòn
kim loại.
Nước sau khi qua khử khí sẽ đi qua gia nhiệt cao áp ở đây nước được gia nhiệt
một lần nữa để tăng nhiệt độ bằng hơi lấy từ turbine cao ¸p.


10

Sau khi đi qua gia nhiệt cao áp nước được đi đến bộ hâm, tại đây tận dụng
nhiệt lượng của khói thoát để tăng nhiệt độ nước lên một cấp nữa trước khi đưa vào
bao hơi.
Nước trong bao hơi được đưa xuống các đường ống sinh hơi, tại đây nước được
đun chuyển tiếp từ nước sang hơi. Hơi được đưa lên bao hơi tạo thành hơi bÃo hoà
khô.
Hơi bÃo hoà khô này lại tiếp tục được đưa sang bộ quá nhiệt (các bộ quá nhiệt
tận dụng lượng nhiệt của khói thải) tạo thành hơi quá nhiệt đưa sang Turbine cao áp

để sinh công quay Turbine.
Hơi sau khi sinh công ở Turbine cao áp, hơi được đưa trở về lò hơi qua đường
tái nhiệt lạnh. Tại lò hơi, hơi được gia nhiệt đảm bảo thông số nhiệt độ và áp suất và
sẽ được đưa đến Turbine trung áp theo đường tái nhiệt nóng, sau khi sinh công tại
Turbine trung áp hơi tiếp tục được đưa đến Turbine hạ áp và sau khi sinh công hơi
được thoát về bình ngưng.
Turbine được nối ®ång trơc víi m¸y ph¸t ®iƯn, khi Turbine quay m¸y phát
cũng quay theo và tạo ra điện năng.
* Tóm lại nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2 có đặc điểm sau:
+ Được xây dựng gần nguồn nguyên liệu than (mỏ than Vàng Danh).
+ Hầu hết điện năng sản xuất được đưa lên lưới cao áp.
+ Làm việc với phụ tải tù do.
+ HiƯu st thÊp (η = 30 ÷ 40%).
+ Khối lượng nhiên liệu lớn.
1.4. Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty Nhiệt điện Uông Bí
1.4.1. Đặc điểm tổ chức sản xuất
Là một doanh nghiệp một thành viên sản xuất điện trực thuộc Tập đoàn Điện
lực Việt Nam. Nhiệm vụ là sản xuất điện năng cung cấp lên lưới điện Quốc gia.
Theo phân cấp quản lý của Nhà nước dưới sự điều hành của Tập đoàn Điện lực Việt
Nam nắm giữ trên 50% vốn điều lệ.


11

1.4.2. Đặc điểm tổ chức quản lý
Bộ máy quản lý và lực lượng sản xuất được tổ chức cơ cấu theo mô hình
sau:
Giám Đốc
Trưởng ban CBSX

P.GĐ Phó T ban CBSX
Phó GĐ - KT vận hành

Kế Toán trưởng

Phòng Tổng
hợp CBSX

Tổ trưởng ca

Phòng K.tế
Kế hoạch

Phân xưởng
Vận hành

P.Kỹ thuật
An toàn

Tổ chức Lao
động

Phân xưởng Tự
động điều khiển

Phân xưởng
Nhiên liệu

Phòng Tài chính
Kế toán

Phân xưởng
Lò máy

Văn phòng
Công ty

PX Điện
Kiểm nhiệt

Phòng Vật tư
Nhiên liệu

Phân xưởng
Hóa

Phòng Bảo vệ

Phân xưởng
Cơ nhiệt

Phòng GP
MBCB MR II

Phó Giám Đốc

Khối SXKD ngoài

Bộ máy quản lý của Công ty được tổ chức theo phương pháp tổng hợp, kết
hợp giữa kiểu tổ chức quản lý trực tuyến và kiểu quản lý chức năng.

12

Chương 2: Các hình thức bảo vệ trạm biến áp trong nhà
máy nhiệt điện Uông Bí 2 Quảng Ninh.
2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện một sợi nhà máy nhiệt
điện Uông Bí 2
Tổng quan về hệ thống nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2 được thể hiện trên hình
2 -1. Nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2 có 1 tỉ m¸y ph¸t tõ tỉ m¸y ph¸t M7 cã công
suất 300MW loại TBB-320-2T3 do hÃng Russia sản xuất, M7 được đấu nối với máy
cắt đầu cực 907 và phát lên lưới điện Quốc gia qua máy biến áp tăng áp T7, đồng
thời cung cấp điện tự dùng cho nhà máy. Máy biến áp T7 công suất 400MVA đưa
điện lên thanh cái C23 tại trạm điện 220 KV, sau đó điện đươc phân đi theo các
đường Tràng Bạch 1, Tràng Bạch 2. Từ Tràng Bạch 1 được đưa đến trạm 110 KV
của nhà máy cũ qua máy biến áp AT9. Hệ thống điện tự dùng được cung cấp bởi hai
nguồn ( máy phát M7 và Trạm 110 KV của nhà máy cũ) thông qua các biến áp: DT
91; DT 92; DT 93. Các biến áp này cung cấp nguồn 6,6 KV cho các phân đoan A; B;
AB cho nhà máy. Từ đây cung cấp cho các thiết bị và các tđ ®iỊu khiĨn.


13

Tràng bạch 1

Tràng bạch 2

cs272

M 237-3

cs272

TU272
-76

M 272-7

-74

-34

220 kV

220 kV

-74

-38

-76
M 272-7

TUc24

cs217
TUc23

M -4

M -4
-35

-45

273

110 kV

M -3

M -4
-45

274

-35

274

271

TUc22
-15

M

M

-25

M -1

-14

-25

M -2

-25

M -2

BAT10

TUc21

M -1

BiÕn ¸p đầu cực
Máy phát điện
353MVA, 220/19 kV
YNd Z = 14 %

M 239-1(-q17)

-14
-18

cs2at9(-f1)

-18

M

M

110 kV

BAC10

-38 (Q281)

M

939-3
(Q211)

Máy cắt đầu cực
Máy phát điện

BBT10

BBT20

Máy biến áp tù dïng
32MVA; 19/ 6,8 kV
Dyn1 z =12%

M¸y biÕn ¸p tù dïng

32MVA; 19/ 6,8 kV
Dyn1 z =12%

r

907

BiÕn thÕ
kÝch tõ

r

BCT10
M¸y biÕn ¸p tự dùng
32MVA; 19/ 6,8 kV
Dyn1 z =8%

~
G

r

3,15A

3,15A

3150A

GS201

GS202

63A

GS203

GS204

160A

630A

~
M

GS205

100A

~
M

Bơm dầu 1 điều
khiển tuabin 200kW
10MAX11AP001

GS206

160A

GS207

100A

~
M

GS208

100A

~
M

GS209

~
M

GS210

200A

630A

~
M

~
M

GS211

630A

GS212

630A

~
M

~
M

GS213

1250A

1250A

3150A

GS215
GS214

GS216

GS217

3,15A

3150A

GS301

630A

~
M

~
M

GS304

Bơm tuần hoàn số 1
1800kW
10PAC10AP001

GS305

3,15A

3150A

~
M

~

M

Bơm ngung tụ
FDF 1
BFP2
BFP1
Bơm nứơc làm mát Quạt máy nghiền Quạt máy nghiền IDF 1
Máy nghiền
Máy nghiền
630kW
1800kW
800kW
4700kW
4700kW
1; 400kW
2; 1600kW
1; 1600kW
tuần hoàn 500kW 2; 400kW
Biến áp 1 ESP
10LCB11AP001 1MVA; 6,6/ 0,4 kV 10PGC11AP001
10HFG20AN001 10HFG10AN001 10HNC17AN001 10HLB10AN001 10HFC02AJ001 10HFC01AJ001 10LAC12AP001 10LAC11AP001
DYn11, z=6%; BFU10

GS303
GS302

630A

GS306

1250A

~
M

~
M

GS107

200A

GS110

G111

GS114

GS112

GS215

200A

200A

630A

GS216

200A

GS217

GS401

100A

630A

GS402

M7

M7

SBO

SBO

~
M
Bơm tuần hoàn 2
nhà máy cũ
Biến áp số 2 trạm
1200kW
20PAC20AP001 bơm tuần hoàn
750KVA; 6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 6%
(BHU20)

Biến áp 1 trạm
nhiên liệu ;
2,5MVA;
6,6/0,42 kV
Z = 6%

100A

GEN.TX
UNIT TX
A&B BOLT
CONNECTED
POWER
OUTLET
(300A)

GS404

G403

100A

GS405

300A
3P
F.SW

MCT

STATION TX
BOLT
CONNECTED
POWER
OUTLET
(300A)

GS118
630A
3P
F.SW

Dự trữ

GS117

GS116

630A
3P
F.SW

Dự trữ

GS115

GS314

100A

GS315

160A

~
M

GS316

630A

GS317

630A

GS318
63A

630A

~
M

~
M

Biến áp tự dùng E
2.5MVA; 6,6/ 0,4 kV
BFU30

Bơm dầu 2 điều
khiển tuabin
200kW
10MAX12AP001

GS407

GS408

GS409

GS114

GS113

250A
3P
F.SW

250A
3P
F.SW

200A
3P
F.SW

Máy nén khí
Số 1
90,05 kW

Máy nén khí
Số 2
94,05 kW

Cấp cho nhà
phục vụ
103 kVA

GS112

GS111

200A
3P
F.SW

250A
3P
F.SW

ánh sáng
Thiết bị lực
10BLJ10

GS110

250A
3P
F.SW

Dự trữ

Cấp cho
nhà kho
77,71 kW

GS109

63A
3P
F.SW

Cấp cho
bể dầu
dự trữ

GS108

250A
3P
F.SW

Nhà bơm dầu
HFO
91,75 kW

GS107

250A

3P
F.SW 630A

100A

100A

100A

~
M
Máy nghiền đá vôi
(máy nghiền bi
kiểu ứơt)
210kW
(10HTK30AJ001)

return water
pump station
transformer
400kVA;
6,6/0,42 kV

Biến áp thải xỉ 1 Biến áp 1 trạm
1500KVA;
nhiên liƯu
2,5MVA;
6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 6% 6,6/0,42 kV
Z = 6%

(BHU40)

~
M

~
M

~
M

BiÕn ¸p trạm
FGD
800kVA;
6,6/0,42 kV
Z = 6%
BFU30

Bơm tuần hoàn Quạt tăng áp
1 tháp hấp thụ 1700kW
(10HTC10AN001)
260kW
(10HTD11AP001)

~
M

ánh sáng
Thiết bị lực
10BLJ20

Bộ cấp 1 cho
nhà điều
khiển trạm
80 kW

100A

~
M

~
M

Bơm tuần hoàn
Bơm tuần hoàn
Máy thổi khí
Máy thổi khí
oxi ho¸ 1
oxi ho¸ 2
2 th¸p hÊp thơ
3 th¸p hÊp thơ
300kW
300kW
220kW
220kW
(10HTD12AP001) (10HTD13AP001) (10HTG11AN001) (10HTG12AN001)

MJA20
Máy phát điện

điêzen 2
800 kVA
Biến áp tự dùng 'B'
2MVA; 6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 6%

(BHT10)
Phân đoạn B trạm thiết bị 400 V (10BHA10)

GS106

800A
3P
F.SW

GS410

GS406

3,15A

100A

630A

Phân đoạn A trạm thiết bị 400 V (10BHA10)

GS119

~

M

~
M

GS313

160A

M10

MJA10
Máy phát điện
điêzen 1
800 kVA

300A
3P
F.SW

~
M

GS312

100A

CP2
BFP3
FDF 2

IDF 2
Quạt máy nghiền Quạt máy nghiền CCCWP2
Máy nghiền 3 Máy nghiền4
630kW
Biến áp ESP2
4700kW
800kW
1600kW
500kW
1600kW
1600kW
3; 1600kW
3; 1600kW
10LCP12AP001
10LAC13AP001 10HFC03AJ001 10HFC04AJ001 10HLB20AN001 10HNC27AN001 10HFG30AN001 10HFG30AN001 10PGC12AP001 1MVA; 6,6/ 0,4 kV
BFU20

Bơm tuần hoàn số 2
1800kW
10PAC20AP001

GS113
3150A

630A

Biến áp thải xỉ 1
Biến áp điều hoà
không khí 1500KVA; 1500KVA;
6,6/0,42 kV

6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 6%
DYN11, Z = 6%
(BHU30)
(BHU50)

BiÕn ¸p tù dïng 'A'
2MVA; 6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 6%
(BHT10)

GS120

~
M

GS311

100A

630A

GS109
GS108

63A

~
M

4000AF/
3150AT
4P
ACB
75kA

GS310

630A

3,15A

GS106

GS104
200A

Bơm tuần hoàn 1
nhà máy cũ
Biến áp số 1 trạm
1200kW
20PAC10AP001 bơm tuần hoàn
750KVA; 6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 6%
(BHU10)

GS309

200A

~
M

3150A

GS105

GS103

100A

GS308

630A

3,15A

3,15A

GS102

630A

GS307

630A

3,15A

GS101

MKA10
Máy phát điện
300MW; 19kV
Hệ số công suất: 0.85

GS105

63A
3P
F.SW

AUX. PWR
STN TX

GS104

GS103

4000AF/3150AT
4P ACB 75kA

GS301

GS303

GS304

GS305

1250AF/
1250AT
4P
ACB
65kA

GS102 GS302

1600A
3P, 65kA
MCCB

100A
3P
F.SW

1250AF/
1250AT
4P
ACB
65kA

AUX. BOARDS Nhà xử lý nứơc
DIESEL
275,46 kW
GEN. FEEDER1
5 kW

4000AF/3150AT
4P ACB 75kA GS203

GS204

GS306 GS202

4000AF/
3150AT
4P, ACB
75kA

4000AF/
3150AT
4P, ACB
75kA

630A
3P
F.SW

630A
3P
F.SW

10BFA10

10BFA30 Bé n¹p ¾c
quy 1A
300 kW
10BTL10

Bé n¹p ¾c
quy 1B
300 kW
10BTL20

250A
3P
F.SW

4000AF/
3150AT
4P, ACB
75kA

10BFA20

HƯ thèng UPS

G206

G205

1600A
3P, 65kA
MCCB

32A
3P
F.SW

Nhà xử lý nứơc Cổng bảo vệ
275,46 kW

G207

200A
3P
F.SW

Dự phòng

G208

600A
3P
F.SW

G209

250A
3P
F.SW

G210

250A
3P
F.SW

G211

600A
3P
F.SW

G212

250A
3P
F.SW

G213

250A
3P
F.SW

Máy nén Tđ ¸nh s¸ng 1
khÝ sè 3
100 kW
94,05 kW 10BLJ30

Bé cÊp 2 cho nhà Tủ ánh sáng "2" bộ cấp dự phòng 1 Toà nhà
100 kW
máy phát điêzen quản lý
điều khiển trạm
5 kW
240 KVA
10BLJ40
80 kW

G214

250A
3P
F.SW

Dự trữ

4000AF/
3150AT
4P
ACB
75kA

250A
3P
F.SW

Cổng phụ và nhà
sản xuất khí hiđrô
78,1 kW

E

Biến áp tự dùng 'A'
2MVA; 6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 10%
(BFT10)

GS416
GS401

315A
3P
F.SW
260A
3P
cont.

~
M
Máy thổi 1
110kW
10HLA10AN001

Phân đoạn B trạm
thiết bị 400 V (10BFA20)

Phân đoạn A trạm thiết bị 400 V (10BFA10)

GS415
400A
3P
F.SW
400A
3P
cont.

~

M

GS414
355A
3P
F.SW
300A
3P
cont.

GS413
365A
3P
F.SW
300A
3P
cont.

~
M

~
M

Bơm dầu
Quạt thổi
nhiên liƯu 1
giã nãng 1
160kW
160kW

10EGC10AN002 10HLB16AN001

Qu¹t thỉi
giã nãng 2
160kW
10HLB17AN001

GS412

GS411

GS409

GS408

GS407

GS406

GS405

GS404

GS403

6300AF/4000AT
4P ACB 100kA

GS402

365A
3P
F.SW
300A
3P
cont.

~
M

GS410

63A
3P
F.SW

AUX PWR
UNIT TX A

Bơm kích dầu
rôto 1
132kW
10MAV41AP001

100A
3P
F.SW

GEN. TX
FEEDER 1

24kW

630A
3P
F.SW

Dự trữ

630A
3P
F.SW

MCC gian lò
265 kW
10BJB10

630A
3P
F.SW

Dự trữ

400A
3P
F.SW

MCC gian lò
180 kW
10BJB20

250A
3P
F.SW

400A
3P
F.SW

300A
3P
F.SW

MCC cho gian máy
MCC nhà dầu Bộ gia nhiệt
hơi chèn
400 kW
81,75 kW
tuabin
10BJA10
10BLF10
150 kW
10MAW15AC001

6300AF/
4000AT
4P
ACB
100kA

GS603

GS602

GS604

GS605

GS601

Biến áp tự dïng 'B'
2MVA; 6,6/0,42 kV
DYN11, Z = 10%
(BFT20)

6300AF/4000AT
4P ACB 100kA

GS502
63A
3P
F.SW

400A
3P
F.SW

630A
3P
F.SW

Trung t©m phân
Dự trữ
Trung tâm phân
phối C&I gian tuabin phối C&I gian tuabin
180 kW
30 kW
10BJA50
10BJA90

100A
3P
F.SW

Trung tâm phân
phối C&I gian tuabin
50 kW
10BJB30

6300AF/
4000AT
4P
ACB
100kA

GS503

Phân đoạn B trạm thiết bị 400 V (10BFA20)

GS504

GS505

GS506

GS507

GS508

GS509

GS501
800A
3P
F.SW

Trung tâm phân
phối gian tuabin
415 kW
10BJA30

250A
3P
F.SW

63A
3P
F.SW

630A
3P

F.SW

630A
3P
F.SW

100A
3P
F.SW

630A
3P
F.SW

GS510
400A
3P
F.SW
400A
3P
cont.

GS511
355A
3P
F.SW
300A
3P
cont.

GS512
355A
3P
F.SW
300A
3P
cont.

GS513
315A
3P
F.SW
250A
3P
cont.

GS514
355A
3P
F.SW
300A
3P
cont.

Tủ MMC nhà dầu AUX PWR Trung tâm phân Trung tâm phân Bộ cấp 2 máy Trung tâm phân
~
~
~
~
~

M
M
M
M
M
biến ¸p
phèi gian lß
UNIT TX B phèi gian tuabin phèi gian tuabin
82,25 kW
máy phát 202 kW
245 kW
202 kW
10BLF20
24,5 kW
10BJB20
10BJA40
10BJA70
Quạt gió nóng 4 Quạt gió nóng 3 Quạt thổi 2
Bơm kích
Bơm dầu
160 kW
160 kW
dầu rôto 2
nhiên liệu 2
11 kW
10HLB27AN001 10HLB26AN001 10HLA10AN001 132 kW
160 kW
10EGC20AP002
10MAV42AP001
Định dạng: A0

Chức năng

Họ và Tên

Số trang: 1

Ký

Kiểm tra
Duyệt
Vẽ

Phạm Công Huân

Sơ đồ một sợi hệ thống điện

Hình 2.1. Sơ đồ hệ thống điện một sợi nhà máy nhiệt điện Uông Bí 2

Ngày


14

2.2. Các thiết bị điện lực và đo lường
2.2.1. Thông số kỹ thuật của các thiết bị điện lưc
2.2.1.1. Máy biÕn ¸p lùc
HƯ thèng bao gåm c¸c m¸y biÕn ¸p chÝnh: T7; AT9; TD91; TD92; TD93.
Trong ®ã T7 do NhËt Bản sản xuất, các máy biến áp còn lại do hÃng ABB của
Singapore sản xuất.
*Thông số MBA T7 :

Bảng 2.1:
MÃ hiệu
T7

Uđm (kV)

Sđm
kVA

Ucao

Uha

400.000

225

19

Un%

P0(kW) PN(kW)

10,5

93

374

I0 %

0,22

+ Tổ đấu đây: Y0/ - 11.
+ Điều chỉnh điện áp dưới tải phía 115kV: 11510%.
+ Điều chỉnh điện áp dưới tải phía 225kV: 225 8 ì 1,25%.
*Thông số MBA AT9:
Thông số máy biến áp liên lạc AT9 mà hiệu KTRT 245x86 do hÃng ABB sản
xuất theo tiêu chuẩn IEC 60076 có thông số kỹ thuật như sau:
Bảng 2.2:
MÃ

Sđm

Uđm (kV)

Un%

hiệu kVA

Cao

Trung

Hạ

C-T

C-H

T-H

AT9 125000

255

115

11,5

40

12,5

24

P0

S

kW

kVA kW

37,1 48

+ Tổ đấu dây: /Y /D-11.
+ Điều chỉnh điện áp không tải phía cao áp 225 8ì 1,25%kV.
+ Dòng điện định mức cao áp : 292-321-356A.
+ Dòng điện định mức hạ ¸p : 628A.
* M¸y biÕn ¸p tù dïng TD91; TD92; TD93

3 Máy biến áp tự dùng có thông số kỹ thuật như sau:
Bảng 2.3:

Plàmmát

5,4


15

MÃ hiệu

Sđm

Uđm (kV)

Un%

P0(kW)

PN(kW)

I0 %

6,8

12

20,7

87,2

0,75

6,8

8

20,7

87,2

0,75

MVA

Ucao

Uha

TD91; TD92

32

19

TD93

32

11

+ Tổ đấu dây: Y/-11.
* Các máy biến áp tự dùng khác
Máy biến điện áp dùng cho đo lường, bảo vệ trạm 110/220 kV bao gồm: 4
máy biến điện áp 3 pha T51, -T52, -T53, -T54 cho thanh cái và 2 máy biến điện áp
T55, -T56 cho đường dây với các thông số kỹ thuật sau:
Nhà chế tạo

: AREVA

Ký hiệu

: CCV - 245

Điện áp định mức

: 245 kV

Điện áp xung chịu đựng lớn nhất

: 1050 kV

Khả năng chịu điện áp cao tần số công nghiệp

: 460 kV

TÇn sè

: 50 Hz

Cuén thø cÊp U1

: 100/ 3 ; 100VA CL 0.2

Cuén thø cÊp U2

: 100/ 3 ; 100VA CL 3P

§iƯn dung C1

: 4870 pF

§iƯn dung C2

: 45500 pF

Khèi lượng dầu

: 70 kg

Khối lượng toàn bộ

: 431 kg

2.2.1.2 Thông số kỹ thuật máy cắt
Thụng s mỏy ct SF6 ti trm 220kV Uụng Bớ:
Ký hiệu

: GL314

Số nhánh tác động cắt

:1

Điện áp định mức

: 245 kV

Dòng điện định mức

: 4000 A

Dòng ngắn mạch

50 kA

Dòng cực đại

170 kA


16

Thời gian mở/ đóng

2 (chu kỳ)

2.2.2 Thông số kỹ thuật của thiết bị đo lường
2.2.2.1 Thông số kỹ thuật của máy biến dòng

Máy biến dòng điện dùng cho đo lường, bảo vệ trạm 110/220 kV bao gồm
hai kiểu: QDR 245 (220 kV) và QDR 123 (110 kV) đặt ngoài trời với các thông
số kỹ thuật sau:
Thông số kỹ thuật máy biến dòng điện 220 kV.
Nhà chế tạo

: AREVA

Ký hiệu

: QDR - 245

Điện áp định mức

: 245 kV

Tần số

: 50 Hz

Khả năng chịu điện áp cao tần số công nghiệp

: 460 kV

Điện áp xung chịu đựng lớn nhất

: 1050 kV

Dòng ngắn mạch chịu trong 3s

: 31.5 kA

Tỉ số biến dòng

: 400/5, 800/5, 1200/5 (A/A)

Khối lượng dầu

: 93 kg

Khối lượng toàn bộ

: 750 kg

Tiêu chuẩn

: IEC-600044.1/96

Thông số chi tiết của các máy biến dòng điện 220kV và từng chức năng cụ
thể sử dụng:
Bảng 2.4:
Tên máy
biến dòng

Tỷ số biến

Cấp

Khả năng tải

Chức năng sử
dụng

-T11
Cuộn 1

Cuộn 2

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

400/5A

X

800/5A

X

Vk>380V, Rct<0.5, Ie<=0.2A

21 và 50BF


17

Cuộn 3

Cuộn 4

Cuộn 5

1200/5A

X

Vk>320V, Rct<0.6, Ie<=0.2A

87Lvà 50BF

400-800-

0.2

30VA (Rct<=0.4)

Đo lường

5P20, 30VA

Dự phßng

5P20, 30VA(Rct<=1Ω)

87T

5P20, 30VA(Rct<=1Ω)

87T

5P20, 30VA(Rct<=1Ω)

50BF

5P20, 30VA(Rct<=1Ω)

50BF

Vk>210V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

87S

Vk>580V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

87S

Vk>380V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

21 vµ 50BF

1200/5A

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

-T12
Cuén 1

Cuén 2

Cuén 3

Cuén 4

Cuén 5
-T13
Cuén 1


18

Cuộn 2

Cuộn 3

Cuộn 4

Cuộn 5

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

Vk>320V, Rct<0.6, Ie<=0.2A

87Lvà 50BF

400-800-

0.2

30VA (Rct<=0.4)

Đo lường

Vk>210V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

87S

Vk>580V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

87S

Vk>380V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

21 vµ 50BF

1200/5A
400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

Vk>320V, Rct<0.6Ω, Ie<=0.2A

87Lvµ 50BF

400-800-

0.2

30VA (Rct<=0.4Ω)

§o l­êng

Vk>320V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

87L

Vk>380V, Rct<0.5Ω, Ie<=0.2A

21

-T14
Cuén 1

Cuén 2

Cuén 3

Cuén 4

Cuộn 5

1200/5A
400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

400/5A

X

800/5A

X

1200/5A

X

Thông số kỹ thuật cơ bản máy biến dòng 110 kV.
Nhà chế tạo

: AREVA

Ký hiệu

: QDR - 123

19

Điện áp định mức

: 123 kV

Tần số

: 50 Hz

Khả năng chịu điện áp cao tần số công nghiệp

: 230 kV

Điện áp xung chịu đựng lớn nhất

: 550 kV

Dòng ngắn mạch chịu trong 3s

: 31.5 kA

Tỉ số biến dòng

: 400/5, 800/5, 1200/5 (A/A)

Khối lượng dầu

: 43 kg

Khối lượng toàn bộ

: 540 kg

Tiêu chuẩn

: IEC-600044.1/96

- Thông số chi tiết của máy biến dòng 110kV và từng chức năng cụ thể sử
dụng
Bảng 2.5:
Tên

máy

biến dòng

Tỷ số biến

Cấp

Khả năng tải

Chức năng
sử dụng

-T111
Cuộn 1

Cuộn 2
Cuộn 3
Cuộn 4

Cuộn 5

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

5P20, 30VA(Rct<=1)

87T

P

5P20, 30VA

Dự phòng

400-800-1200/5A

0.2

30VA (Rct<=0.4)

Đo lường

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

5P20, 30VA(Rct<=0.7)

50BF

400/5A

P

800/5A

P

1200/5A

P

5P20, 30VA(Rct<=1)

50/51


20

2.3 Bảo vệ rơle mạng nhất thứ nhà máy
Mạng nhất thứ của nhà máy gồm có: hệ thống máy phát, trạm biến áp và
các phân đoạn điện tự dùng.
Trong đó máy phát và các phân đoạn điện tự dùng lần lượt làm nhiệm vụ
biến đổi cơ năng thành điện năng và cung cấp điện cho các phụ tải.
Trạm biến áp làm nhiệm vụ:
+ Trạm biến áp tăng áp nhiệm vụ chính là tăng điện áp từ 19 kV ở đầu ra máy
phát lên 220 kV để hoà mạng Quốc gia, ®ång thêi cung cÊp hƯ thèng ®iƯn 6,6 kV cho
nhµ máy.

+ Trạm biến áp hạ áp nhiệm vụ chính là lấy điện từ 19 kV từ máy phát để hạ
xuống 6,6 kV cung cấp cho các phân đoạn điện tự dùng ( TD91; TD92). MBA
TD93 có nhiệm vụ hạ điện áp từ 11 kV xuống 6,6 kV, nguồn này được lấy từ trạm
110 kV của nhà máy cũ.
Sơ đồ nối dây của nhà máy nối theo khối máy phát điện máy biến áp, nên hệ
thống rơle bảo vệ mạng nhất thứ cũng tác động theo khối này. Riêng hệ thống thanh
góp toàn trạm biến áp có hệ thống bảo vệ chung. Do đó có các hình thức bảo vệ cho
từng phần. Có ba khối bảo vệ chính đó là: Bảo vệ khối Máy phát - Máy biến áp; Bảo
vệ trạm 220 kV; Bảo vệ khối phân đoạn điện tự dùng 6,6 kV.
Nguồn thao tác cho hệ thống điều khiển, bảo vệ của mạng nhất thứ nhà
máy là nguồn điện một chiều, điện áp 220V. Điện áp một chiều này được cấp từ
hệ thống chỉnh lưu từ điện áp xoay chiều, đồng thời điện áp một chiều này còn
nạp điện cho hệ thống ác quy để dự phòng khi bị mất ®iƯn xoay chiỊu ( hƯ
thèng UPS).


21

64S

21

59

40

50B
F

50T

32

24G

49S

46

64R
EF

T7
G
~
87G
T

64S: Bảo vệ lỗi chạm đất máy phát điện
32: Bo v cụng sut ngc
21: Bảo vệ khoảng cách
24G: Bo v quỏ kớch t mỏy phỏt
59: Bảo vệ quá áp
49S: Bo vệ chống hư hỏng máy cắt
40: B¶o vƯ mÊt kÝch tõ
46: Bảo vệ dịng pha thứ tự nghịch
50BF: B¶o vƯ chống hu hỏng máy cắt
50T: Bo v quỏ dũng ct nhanh MBA T7
64REF: Bảo vệ lỗi chạm đất có giới hạn cho MBA T7
87GT: Bảo vệ so lệch toàn khối MF - MBA

Hình 2.2. Các loại bảo vệ cho MBA T7
2.3.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm biến áp 220 kV


22

ELECTRICITY OF VIETNAM
EVN

A
AREVA
TRANSMISSION&DISTRIBUTION

110/220KV SWITCHAYRD
SINGLE LINE DIAGRAM
PROTECTION AND RELAY

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm biến áp 220 kV


23

2.3.2 Bảo vệ máy biến áp - máy phát
P1
P2

50T

P1

87T
P2

64REF

TI3

T7

1200/5-X

10BAC10GT11

10MKC
19/10,48

Biến áp
kích từ

Q1
10BAC10GT12
G

10BAC10GT13

P1
1200/5-0,2
10BAA10GT07

P2

P1
1200/5-0,5
P2 10BAA10GT06
P1

P1
400/5-10P
BT1
400/5-10P
BT2

P2

1200/5-0,5
10BAC10GT10

87TE
1200/5-0,5
10BAA10GT07

P1
50/51
P2

10MKC
19/10,48

3000/5-10P
10BAA10GT022

Hệ thống bảo vệ I

1200/5-5P
10BAA10GT08
Biến áp
kích từ

1200/5-5P
10BAA10GT09

P1
P2

P2
P1

64S
60

P2
P1

21
32

P2
P1

59

P2
49R

TBB-320-T3
300MA
19kV

G
~

LG

64R

24G
40
49S
50BF

600005-0,5
10BAB10GT03

P1

A1 A2 A3

P2

Hình 2.4. Bảo vệ máy biến áp - máy phát

46

87G