- CẤU HÌNH CHUNG VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ. - 8 1.1 Các yêu cầu đối với hệ thống rơle bảo vệ. - 8 1.2 Các qui định về cấu hình hệ thống rơle bảo vệ. - 9 1.3 Một số sự cố thường gặp với hệ thống rơle bảo vệ. - 14 1.4 Sự cần thiết phải đánh giá độ tin cậy của hệ thống rơle bảo vệ và đề xuất nghiên cứu. - CÁC CHỈ TIÊU ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẢO VỆ. - 18 2.2 Các giải pháp nâng cao khả năng sẵn sàng của hệ thống rơle bảo vệ. - PHƯƠNG PHÁP CÂY SỰ CỐ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN BẢO VỆ. - ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP CÂY SỰ CỐ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP. - 32 4.1 Giới thiệu về trạm biến áp Đông Anh 500kV và phương thức bảo vệ. - 32 4.1.2 Sơ đồ phương thức bảo vệ của máy biếp áp AT3 tại trạm. - 36 4.2 Các kịch bản đánh giá độ tin cậy của hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp AT3 tại trạm biến áp Đông Anh 500kV. - 38 4.2.1 Các giả thiết khi tính toán độ tin cậy của các sơ đồ bảo vệ MBA. - 38 4.2.2 Các kịch bản so sánh độ tin cậy sơ đồ phương thức bảo vệ MBA. - Tác giả Nguyễn Thế Hùng 3 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình vẽ Trang Hình 2.1 Hệ thống bảo vệ không có dự phòng. - 23 Hình 2.2 Hệ thống bảo vệ có dự phòng. - 28 Hình 3.3 Cây sự cố cho mạch bảo vệ đường dây. - 30 Hình 3.4 Cây sự cố cho mạch bảo vệ đường dây có rơle dự phòng. - 32 Hình 4.2 Sơ đồ phương thức bảo vệ. - 33 Hình 4.3 Ma trận cắt của các bảo vệ cho náy biến áp AT3. - 33 Hình 4.4 Ma trận cắt của phương thức bảo vệ MBA AT3 Đông Anh. - 37 Hình 4.5 Sơ đồ phương thức bảo vệ 1 (sơ đồ tiêu chuẩn. - 40 Hình 4.6 Sơ đồ phương thức bảo vệ 2 (sơ đồ mở rộng. - 41 Hình 4.7 Sơ đồ phương thức bảo vệ 3(sơ đồ rút gọn. - 48 Hình 4.12 Sơ đồ phương thức bảo vệ 3 (sơ đồ rút gọn. - 49 Hình 4.14 Sơ đồ phương thức bảo vệ 2 (sơ đồ mở rộng. - 53 Hình 4.16 Sơ đồ phương thức bảo vệ 1 (sơ đồ tiêu chuẩn. - Có thể thấy phương thức bảo vệ của các thiết bị chính trong hệ thống đã được qui định khá rõ ràng. - Phần tính toán áp dụng kết quả nghiên cứu sẽ thực hiện đối với sơ đồ phương thức bảo vệ của máy biến áp AT3 220kV trạm biến áp truyền tải Đông Anh, Hà Nội. - đồng thời giới thiệu các sơ đồ phương thức chung bảo vệ máy biến áp 220kV & 500kV và các hư hỏng thường gặp với hệ thống rơle bảo vệ. - Chương 3: Giới thiệu phương pháp cây sự cố dùng để đánh giá mức độ không sẵn sàng của hệ thống rơle bảo vệ. - Chương 4: Áp dụng phương pháp cây sự cố để đánh giá mức độ không sẵn sàng loại trừ sự cố trong vùng đối với một số sơ đồ bảo vệ máy biến áp phổ biến với mức độ dự phòng tăng dần. - Phạm vi áp dụng là với sơ đồ bảo vệ máy 6 biến áp AT3 220kV trạm Đông Anh. - Mặt khác bảo vệ không được tác động khi ngắn mạch ngoài. - Để tăng tính đảm bảo của bảo vệ cần. - Chọn sơ đồ bảo vệ rơle đơn giản nhất. - Thường xuyên kiểm tra sơ đồ bảo vệ. - 220kV và 110kV như sau (trích lược): a) Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ đối với máy biến áp 500/220kV. - Bảo vệ chính 1: Được tích hợp các chức năng bảo vệ F87T N/51N. - Bảo vệ chính 2: Được tích hợp các chức năng bảo vệ F87T N/51N. - b) Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ đối với máy biến áp 220/110kV. - Bảo vệ chính 1: Được tích hợp các chức năng bảo vệ F87T N/51N tín hiệu dòng điện các phía lấy từ máy biến dòng chân sứ máy biến áp. - Bảo vệ chính 2: Được tích hợp các chức năng bảo vệ F87T N/51N tín hiệu dòng điện các phía lấy từ máy biến dòng ngăn máy cắt đầu vào các phía máy biến áp. - Chức năng rơle bảo vệ nhiệt độ dầu, cuộn dây máy biến áp (26), rơle áp lực máy biến áp (63), rơle ga cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (90), rơle báo mức dầu tăng cao (71) được trang bị đồng bộ với máy biến áp, được gửi đi cắt trực tiếp máy cắt ba phía thông qua rơle chỉ huy cắt hoặc được gửi đi cắt đồng thời thông qua hai bộ bảo vệ chính và dự phòng của máy biến áp (F87T1, F87T2). - c) Cấu hình hệ thống rơle bảo vệ đối với máy biến áp 110kV. - Chức năng rơle bảo vệ nhiệt độ dầu, cuộn dây máy biến áp (26), rơle áp lực máy biến áp (63), rơle ga cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (90), rơle báo mức dầu tăng cao (71) được trang bị đồng bộ với máy biến áp, được gửi đi cắt trực tiếp máy cắt ba phía thông qua rơle chỉ huy cắt hoặc được gửi đi cắt đồng thời thông qua bộ bảo vệ chính và dự phòng 110kV của máy biến áp (F87, F67/67N). - Bảo vệ cho các máy áp là hệ thống các rơle bao gồm rơle số, rơle điện cơ. - Xuất phát từ lý do này, luận văn sẽ đi sâu nghiên cứu cách thức đánh giá định lượng độ tin cậy của các sơ đồ phương thức bảo vệ dựa trên phương pháp cây sự cố. - Phần tính toán áp dụng kết quả nghiên cứu sẽ thực hiện đối với sơ đồ phương thức bảo vệ của máy biến áp AT3 tại trạm 500kV Đông Anh, Hà Nội. - (1) Với hệ thống rơle bảo vệ thường quan tâm tới thời gian không thể sẵn sàng làm việc của hệ thống trong một năm. - Hệ thống rơle luôn có các bảo vệ dự phòng cấp trên để đảm bảo loại trừ được sự cố khi các bảo vệ tại chỗ bị hư hỏng (có vùng chồng lấn giữa bảo vệ giữa bảo vệ tại chỗ và bảo vệ dự phòng từ xa). - Hệ thống bảo vệ dự phòng cũng được sử dụng phổ biến đối với máy phát điện và máy biến áp công suất lớn. - Các phương thức thiết kế hệ thống bảo vệ dự phòng bao gồm. - Sử dụng hai bộ rơle bảo vệ (Main 1 và Main 2. - Thiết kế các hệ thống mạch dòng điện và mạch điện áp riêng biệt cho hai bộ rơle bảo vệ. - Việc sử dụng rơle giống hệt nhau trong một hệ thống bảo vệ chính có những ưu điểm sau. - Đảm bảo sự phối hợp bảo vệ tốt hơn do hai hệ thống bảo vệ giống nhau. - Ví dụ: máy cắt không cắt được khi có sự cố được coi là một sự kiện không mong muốn đối với hệ thống rơle bảo vệ (TOP EVENT). - Áp dụng cây sự cố để phân tích khả năng hệ thống bảo vệ này không sẵn sàng để loại trừ được sự cố trên đường dây được bảo vệ. - Hình 3.4 Cây sự cố cho mạch bảo vệ đường dây có rơle dự phòng Vẫn với sơ đồ trên, bổ sung thêm một rơle dự phòng (rơle quá dòng có thời gian 51). - Phương thức bảo vệ cho máy biến áp AT3 bao gồm các bảo vệ chính sau: a) Bảo vệ so lệch máy biến áp F87T1 sử dụng rơle 7UT86 khai thác các chức năng. - Bảo vệ 7UT86 sử dụng mạch dòng điện lấy từ máy biến dòng chân sứ của máy biến áp AT3. - b) Bảo vệ so lệch máy biến áp F87T2 sử dụng rơle 7UT86 khai thác các chức năng. - 34 Bảo vệ 7UT86 sử dụng mạch dòng điện lấy từ máy biến dòng ngăn máy cắt đầu vào các phía của máy biến áp AT3. - chức năng bảo vệ chống quá áp thấp áp F59/F27. - Bảo vệ 7SJ85 sử dụng mạch dòng điện lấy từ máy biến dòng ngăn máy cắt đầu vào phía 220 của máy biến áp AT3. - Bảo vệ 7SJ85 sử dụng mạch dòng điện lấy từ máy biến dòng ngăn máy cắt đầu vào phía 110 của máy biến áp AT3. - Bảo vệ 7SJ82 sử dụng mạch dòng điện lấy từ máy biến dòng chân sứ của máy biến áp AT3. - f) Chức năng rơle bảo vệ nhiệt độ dầu, cuộn dây máy biến áp (26), rơle áp lực 35 máy biến áp (63), rơle ga cho bình dầu chính và ngăn điều áp dưới tải (96), rơle báo mức dầu tăng cao (71) được trang bị đồng bộ với máy biến áp, được gửi đi cắt trực tiếp máy cắt ba phía thông qua rơle chỉ huy cắt hoặc được gửi đi cắt đồng thời thông qua bộ bảo vệ chính và dự phòng 110kV của máy biến áp (F871, F87T2, F67/67N). - Hình 4.4 thể hiện ma trận cắt của các bảo vệ máy biến áp AT3 đi cắt các máy cắt 220kV, 110kV và 22kV. - Trong nội dung luận văn sẽ đánh giá về độ không sẵn sàng của hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp. - Các số liệu thống kê về xác suất không sẵn sàng của các phần tử trong hệ thống rơle bảo vệ chưa có hoặc chưa được công bố tại Việt Nam. - 4.2.2 Các kịch bản so sánh độ tin cậy của các sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp Các kịch bản để so sánh đánh giá độ tin cậy được giả thiết như sau. - Sơ đồ phương thức bảo vệ 1 (tiêu chuẩn): là phương thức bảo vệ hiện trạng của máy biến áp, gồm hai bảo vệ so lệch làm bảo vệ chính. - Bản chất của sơ đồ này chính là phương thức bảo vệ dành cho các máy biến áp 110kV. - Thống kê về các chỉ số độ không sẵn sàng của một số phần tử chính trong hệ thống rơle bảo vệ được thể hiện trong Bảng 4.1. - 47 Hình 4.11 Các chức năng hỗ trợ phân tích, tính toán cây sự cố Trong nội dung luận văn sẽ áp dụng phần mềm này để đánh giá mức độ không sẵn sàng của hệ thống rơle bảo vệ. - Việc bắt đầu với sơ đồ đơn giản này sẽ giúp làm rõ được các bước xây dựng cây sự cố và tính toán chỉ tiêu độ không sẵn sàng của hệ thống bảo vệ. - Sự kiện đỉnh hay sự kiện cần quan tâm là “Bảo vệ không loại trừ được được sự cố trong vùng”. - Kết quả tính toán độ không sẵn sàng để loại trừ sự cố trong vùng với phương thức bảo vệ theo Sơ đồ 1 (chỉ số độ tin cậy của các phần tử lấy theo Bảng 4.1) Probabilities Analysis. - Hiện tại hai rơle sử dụng để bảo vệ máy biến áp đều của cùng hãng SIEMENS. - 4.5.3 Xây dựng cây sự cố và đánh giá xác suất không sẵn sàng của Sơ đồ 1 (sơ đồ tiêu chuẩn) Sơ đồ tiêu chuẩn là sơ đồ phương thức bảo vệ hiện đang được sử dụng tại bảo vệ máy biến áp AT3 220kV tại trạm Đông Anh. - Phần được khoanh trong nét đứt thể hiện cây sự cố đối với bảo vệ so lệch. - Đầu ra của phần tử OR số 2 là độ không sẵn sàng do bảo vệ so lệch 1 không hoạt động. - Phần bên trái của sơ đồ thể hiện bảo vệ REF. - Với sơ đồ sử dụng 1 BI trung tính cho hai bảo vệ so lệch sẽ có mức độ không sẵn sàng tăng lên một chút (tăng 1,26 lần). - KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 5.1 Kết luận Luận văn đã nghiên cứu về các sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp trong hệ thống điện và thống kê các hư hỏng có thể xảy ra với hệ thống rơle bảo vệ. - Sơ đồ phương thức bảo vệ rơle thường có dự phòng cho tất cả các phần tử ngoại trừ máy cắt. - Các phương thức bảo vệ dự phòng kép được tăng cường độ tin cậy vì có hai sơ đồ bảo vệ độc lập hoạt động song song ít có khả năng hư hỏng. - Trong nội dung nghiên cứu của luận văn sử dụng chỉ số độ không sẵn sàng khi phân tích độ tin cậy sơ đồ bảo vệ. - Kết quả tính toán với các sơ đồ phương thức bảo vệ hiện đang sử dụng cho để bảo vệ các máy biến áp 110kV và 220kV cho thấy. - Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp 110kV có mức độ không sẵn sàng cao nhất, có thể gấp hơn 10 lần so với sơ đồ phương thức bảo vệ các máy biến áp 220kV. - Sơ đồ phương thức bảo vệ dự phòng đầy đủ cũng không cải thiện nhiều mức độ không sẵn sàng của hệ thống bảo vệ vì bản thân sơ đồ đã sử dụng tới hai hệ thống rơle dự phòng lẫn nhau. - Hư hỏng của máy cắt điện có ảnh hưởng nhiều đến mức độ không sẵn sàng để loại trừ sự cố trong vùng của hệ thống rơle bảo vệ. - Đánh giá mức độ an toàn của hệ thống rơle bảo vệ tránh các trường hợp tác động nhầm, không mong muốn. - Nghiên cứu áp dụng tính toán với các hệ thống bảo vệ khác phức tạp hơn. - Sơ đồ phương thức bảo vệ có dự phòng hoàn toàn. - Sơ đồ phương thức bảo vệ có dự phòng không hoàn toàn. - Kết quả tính toán với Sơ đồ phương thức bảo vệ đơn không có dự phòng Probabilities Analysis. - Trần Đình Long, Trần Việt Anh, Sử dụng phương pháp cây sự cố trong phân tích và đánh giá độ tin cậy của hệ thống bảo vệ và điều khiển, Tạp chí KH & CN số 2, tập 45, 2007
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt