Đồ án Tốt nghiệp bảo vệ so lệch máy biến áp điện lực bằng rơ le số 7UT51x (Siemens)

Lời mở đầu Kể từ khi điện năng được ứng dụng trong thực tế thì nó trở thành loại năng lượng vô cùng quan trọng không thể thiếu trong mọi hoạt động của xã hội. Điện là một loại năng lượng có khả năng biến đổi sang các dạng năng lượng khác với hiệu suất cao, dễ truyền tải đi xa với vận tốc rất lớn gần như tức thời. Điện năng là nguồn năng lượng không thể thay thế trong kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin và truyền thông. Do đó vai trò của các nhà máy điện, các thiết bị đường dây truyền tải và phân phối điện là vô cùng quan trọng cần có sự đảm bảo làm việc an toàn tin cậy. Rơle là phần tử quan trọng nhất trong hệ thống bảo vệ, nó quyết định các tác động cảnh báo và bảo vệ thiết bị. Rơle có rất nhiều chủng loại khác nhau nhưng có thể phân làm ba nhóm chính: rơle điện từ; rơle tĩnh(dùng linh kiện bán dẫn) và rơle kỹ thuật số hay gọi tắt là rơle số. Rơle số ra đời sau nhưng từ khi nó được đưa vào sử dụng đã chứng tỏ được những ưu điểm rất quan trọng nổi bật như sau: ã Độ tin cậy làm việc cao nhờ hạn chế được nhiễu và sai số do nguyên lý truyền thông tin bằng số. ã Do sử dụng những công cụ có công suất tiêu thụ rất nhỏ nên nhiệt độ trong thiết bị làm việc không cao. ã Do không sử dụng phần động trong mạch logic nên không có quán tính, không bị kẹt do rỉ hoặc kết bụi. ã Có khả năng kết hợp nhiều chức năng bảo vệ trong một thiết bị thay vì sử dụng nhiều rơle riêng lẻ, không bị trôi tham số trong quá trình vận hành. ã Có khả năng tự lập trình được nên có độ linh hoạt cao, dễ dàng sử dụng cho các đối tượng bảo vệ khác nhau. ã Độ nhạy, độ chính xác cao, thời gian tác động nhanh. ã Có khả năng bảo vệ tinh vi, sát với ngưỡng chịu đựng của đối tượng bảo vệ. ã Thời gian hiệu chỉnh ngắn nên có khả năng tác động rất nhanh. ã Có khả năng đo lường và nối mạng phục vụ cho công tác điều khiển, giám sát và điều chỉnh từ xa. ã Có khả năng hiển thị thông tin cho người sử dụng thông qua các chương trình, phần mềm sử dụng máy vi tính. ã Có khả năng ghi nhớ các sự kiện và hiện tượng bất thường phục vụ cho phân tích sự cố và đánh giá khả năng làm việc của hệ thống. Ngoài những ưu điểm đã nêu rơle số cũng có những nhược điểm nhất định: ã Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi người vận hành có trình độ cao hơn. ã Nhạy cảm với các điều kiện môi trường xung quanh, yêu cầu lắp đặt và bảo quản hết sức nghiêm ngặt. ã Giá thành cao, đòi hỏi vốn đầu tư lớn khi nâng cấp đồng loạt rơle cũ. ã Phụ thuộc nhiều vào bên cung cấp hàng trong việc sủa chữa và nâng cấp thiết bị. Do điều kiện lịch sử, những hệ thống bảo vệ cũ ở nước ta hầu hết sử dụng các rơle bảo vệ có xuất sứ từ Liên Xô cũ. Chúng là các rơle điện cơ, một số ít khác là rơle tĩnh. Nhưng cùng với sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật số và yêu cầu nâng cao chất lượng cung cấp điện thì phần lớn các role thế hệ cũ đã được thay thế bằng role số, đặc biệt là các công trình xây mới thì hoàn toàn sử dụng role số trong hệ thống bảo vệ. Rơle số rất đa dạng về chủng loại cũng như tính năng bảo vệ như rơle số bảo vệ quá dòng, rơle số bảo vệ so lệch, rơle số bảo vệ khoảng cách và được cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp khác nhau như: SIEMENS, ABB, ALSTOM, SCHNEIDER, SEL Trong cùng một dòng thiết bị của mỗi nhà cung cấp cũng có nhiều model khác nhau để chọn lựa tùy theo yêu cầu của người sử dụng. Với chuyên ngành Thiết bị điện – Điện tử mà em được đào tạo thì tìm hiểu về rơle số để bảo vệ thiết bị điện là rất quan trọng trong đó em dành mối quan tâm hơn cả tới việc bảo vệ máy biến áp và bảo vệ so lệch thường được chọn làm bảo vệ chính. Hiện tại ở Việt Nam cũng như trên thế giới thì rơle số bảo vệ so lệch của hãng SIEMENS được sử dụng phổ biến hơn cả do có khả năng tích hợp nhiều đầu vào khác nhau và nhiều tính năng bảo vệ tùy theo chọn lựa của người sử dụng, giao diện thân thiện với người sử dụng. Rơle bảo vệ so lệch của hãng SIEMENS có 2 dòng chính là 7UT51x và 7UT61x. 7UT51x và 7UT61x đều có tính năng cơ bản có thể chọn lựa tùy theo người sử dụng như: Bảo vệ so lệch máy biến áp, bảo vệ so lệch cho máy phát hoặc động cơ, bảo vệ so lệch cho điểm rẽ nhánh, bảo vệ quá dòng cắt nhanh và quá dòng có thời gian, bảo vệ chống chạm đất, bảo vệ chống chạm vỏ, bảo vệ quá tải theo nhiệt độ. Nhưng 7UT61x có thể sử dụng cho nhiều đầu vào một lúc thích hợp với các hệ thống lớn, 7UT51x thích hợp cho bảo vệ riêng cho một thiết bị. Vì những lý do mà em đã trình bày và trong giới hạn cho phép của đồ án tốt nghiệp em xin chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình là: Nghiên cứu và ứng dụng rơle số bảo vệ so lệch 7UT51x của hãng SIEMENS cho bảo vệ so lệch máy biến áp điện lực. Trong thời gian qua với sự nỗ lực làm việc của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS.Bùi Đức Hùng em đã hoàn thành bản đồ án này. Tuy nhiên, với khả năng và trình độ có hạn nên bản đồ án chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo để bản đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô! Mục Lục Phần I: Tìm hiểu rơle 7UT51X. Trang. Chương I : Giới thiệu chung về Rơle bảo vệ so lệch 7UT51x .8 I) Các ứng dụng và chức năng bảo vệ của 7UT51x 8 1.1) Các ứng dụng của 7UT51x .8 1.2) Các chức năng bảo vệ .9 II) Thiết kế cơ bản của 7UT51x . 13 2.1) Lắp đặt 13 2.2) Kích thước lắp đặt.(bản vẽ) 15 2.3) Thông số mô tả .19 2.4) Sơ đồ cấu trúc 20 III) Thông số kỹ thuật 22 3.1) Các thông số vào ra(inputs/outputs) 22 3.2) Các thông số thí nghiệm điện 25 3.3) Các thông số thí nghiệm ứng suất cơ học 25 3.4) Các thông số thí nghiệm điều kiện thời tiết . 26 Chương II : Nguyên lý làm việc và các ứng dụng 28 I) Hoạt động của các khối . 28 II) Nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch . .31 III) Bảo vệ so lệch máy biến áp . 32 3.1) Làm phù hợp các giá trị đo được . 32 3.2) Đánh giá các giá trị đo . 34 3.3) Hãm hài . 37 3.4) Hãm bổ sung khi biến dòng bị bão hòa . 38 3.5) Cắt nhanh không hãm với sự cố dòng lớn .39 3.6) Tác động/Cắt . 40 3.7) Một số sơ đồ đấu dây chuẩn cho bảo vệ máy biến áp .41 IV) Bảo vệ so lệch cho máy phát và động cơ 44 4.1) Định nghĩa các dòng đo . 44 4.2) Đánh giá các giá trị đo được .44 4.3) Hãm bổ sung khi biến dòng bị bão hòa .47 4.4) Tác động/Cắt .48 V) Bảo vệ so lệch cho các điểm rẽ nhánh 49 5.1) Qui ước chiều dòng điện .49 5.2) Đánh giá các giá trị đo được .49 5.3) Hãm bổ sung khi biến dòng bị bão hòa .51 5.4) Tác động/Cắt .53 VI) Bảo vệ chạm đất có giới hạn 53 6.1) Nguyên lý bảo vệ chạm đất có giới hạn .53 6.2) Đánh giá số liệu đo lường 56 VII) Bảo vệ quá dòng có thời gian .58 VIII) Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ 58 IX) Bảo vệ sự cố chạm vỏ .59 Phần II: Ứng dụng 7UT51 cho bảo vệ máy biến áp điện lực tại trạm 110kV Phúc Thọ 60 I) Đặt vấn đề về bảo vệ máy biến áp điện lực 60 1.1) Đặt vấn đề 60 1.2) Các dạng sự cố và tình trạng làm việc không bình thường của MBA .60 1.3) Các bảo vệ thường được sử dụng 60 II) Mô tả đối tượng được bảo vệ và các thông số chính .61 2.1) Vị trí, vai trò trạm biến áp Phúc Thọ trong hệ thống điện 61 2.2) Sơ đồ đấu dây 61 2.3) Các thông số của thiết bị chính trong trạm 64 2.3.1) Máy biến áp 64 2.3.2) Các thiết bị phân phối phía 110kV .64 2.3.3) Các thiết bị phân phối phía 35kV .66 2.3.4) Các thiết bị phân phối phía 22kV .67 III) Lựa chọn phương thức bảo vệ 68 3.1) Thành lập sơ đồ phương thức .68 3.2) Tính toán bảo vệ so lệch bằng 7UT513 72 Phụ Lục 79 Phụ Lục 1: Cài đặt thông số 79 1. Cài đặt ngày và giờ .79 2. Thông số máy biến áp(Transformer data) Khối địa chỉ 11 80 3. Thông số máy phát hoặc động cơ – Khối địa chỉ 12 .85 4. Cài đặt thông số của điểm rẽ nhánh – Khối địa chỉ 13 .86 5. Cài đặt thông số cho bảo vệ so lệch máy biến áp. Khối địa chỉ 16 .87 6. Cài đặt cho bảo vệ so lệch cho máy phát hoặc động cơ. Khối địa chỉ 17 .93 7. Cài đặt cho bảo vệ so lệch điểm rẽ nhánh. Khối địa chỉ 18 96 8. Cài đặt bảo vệ sự cố chạm đất. Khối địa chỉ 19 .99 9. Cài đặt cho bảo vệ quá dòng có thời gian. Khối địa chỉ 21 .101 10. Cài đặt cho bảo vệ quá tải theo nhiệt độ. Khối địa chỉ 24 và 25 103 11. Cài đặt cho bảo vệ chạm vỏ. Khối địa chỉ 27 .106 Phụ Lục 2: Các tín hiệu chỉ thị .108 1) Các tín hiệu vận hành – Khối địa chỉ 51 109 2) Các tín hiệu sự cố - Khối địa chỉ 52 đến 54 .112 Tài liệu tham khảo: 1. SIEMENS Instruction Manual 7UT51 V3.0. 2. Bảo vệ các hệ thống điện ( GS.VS Trần Đình Long ).

TÀI LIỆU LUẬN VĂN CÙNG DANH MỤC

TIN KHUYẾN MÃI

  • Thư viện tài liệu Phong Phú

    Hỗ trợ download nhiều Website

  • Nạp thẻ & Download nhanh

    Hỗ trợ nạp thẻ qua Momo & Zalo Pay

  • Nhận nhiều khuyến mãi

    Khi đăng ký & nạp thẻ ngay Hôm Nay

NẠP THẺ NGAY