1/ Đặt vấn đề

Mở đầu

Ngày nay, hầu như hoạt động của con người trong mọi lĩnh vực đều không thể tách khỏi nguồn năng lượng điện, ở nước ta điện năng hầu hết được sản xuất ở những nhà máy nhiệt điện, thủy điện có công suất lớn như: Thủy điện Hòa Bình, thủy điện Đa Nhim, thủy điện Trị An, nhiệt điện Phú Mỹ, nhiệt điện Phả Lại vv…

Các nhà máy thủy điện thì được xây dựng ở những vùng có vị trí địa lýthuận lợi cho viêc xây dựng nhà máy thủy điện, còn các nhà máy nhiệt điện thìđược xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu, nhưng hộ tiêu thụ thì không chỉ những hộ ở xung quanh nhà máy. Vấn đề đặt ra là làm sao truyền tải đượcđiện năng từ các nhà máy đến các hộ tiêu thụ một cách liên tục, an toàn và kinh tế nhất.

Để đảm bảo sản lượng và chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm việc ổn định trong toàn hệ thống cần phải sử dụng một cách rộng rãi có hiệu quả các phương tiện bảo vệ, thông tin đo lường, điều chỉnh và điều khiển tự động trong hệ thống điện. Trong số các phương tiện này rơle và các thiết bị bảo vệ bằng rơle đóng vai trò hết sức quan trọng.

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật điện nói chung và hệ thống điện lực nói riêng, kỹ thuật bảo vệ rơle trong mấy mươi năm gần đây đã có những biến

đổi và tiến bộ rất to lớn. Những thành tựu của kỹ thuật bảo vệ rơle hiện đại cho pháp chế tạo những loại bảo vệ phức tạp với những đặc tính kỹ thuật khá hoàn hảo nhằm nâng cao độ nhạy của các bảo vệ và tránh không cho các bảo vệ làm việc nhầm lẫn khi có những đột biến của phụ tải, khi có những hư hỏng trong mạch điện hoặc khi có dao động điện, nhằm hoàn thiện các phương pháp dự phòng trong các hệ thống khi có hư hỏng trong các sơ đồ bảo vệ và sơ đồ điều khiển máy cắt điện cũng như khi bản thân máy cắt điện bị trục trặc vv…hiện nay người ta đã chế tạo được các thiết bị bảo vệ rơle ngày càng gọn nhẹ, hoạt động chính xác, tác động nhanh, độ an toàn và tin cậy rất cao.

Vì vậy, để đáp ứng một phần yêu cầu này tôi quyết định nghiên cứu đề tài:“Bảo vệ so lệch máy biến áp sử dụng rơle so lệch số 7UT51*”

2/ Giới hạn của đề tài:

Đề tài chỉ tập chung nghiên cứu về lý thuyết, chưa đưa ra được mô hình cụ thể cho trạm biến áp, do khả năng còn hạn chế và thời gian có hạn, chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến của quí thầy cô và các bạn để đề tài hoàn chỉnh hơn.

3/ Mục đích nghiên cứu:

Vận dụng những kiến thức đã được học ở trường để áp dụng nghiên cứu trên thực tế.

Qua đó, bằng thực tiễn để học hỏi và tích lũy những kiến thức nhằm phục vụ cho công tác chuyên môn sau này.

4/ Hình thức nghiên cứu:

• Các bước tiến hành nghiên cứu.

• Chọn đề tài.

• Chính xác hóa đề tài.

• Lập đề cương.

• Thu thập tài liệu.

• Xử lý tài liệu.

• Xây dựng mô hình thí nghiệm.

• Viết công trình nghiên cứu.

5/ Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu là dựa trên cơ sở của việc xây mô hình bàn thínghiệm bảo vệ so lệch máy biến áp.

6/ Phương pháp nghiên cứu:

Sử dụng phương pháp xây dựng mô hình thí nghiệm và tham khảo tài liệu là chính. Việc tham khảo tài liệu giúp người thực hiện bổ xung thêm kiến thức, lý luận cũng như phương pháp mà những công trình nghiên cứu trước đó đã thực hiện. Nhờ đó người nghiên cứu tập chung giải quyết những vấn đề còn tồn tại. Tuy nhiên việc nghiên cứu tham khảo tài liệu luôn đảm bảo tính kế thừa và pháttriển có chọn lọc

Mục lục

mở đầu 7

1/ Đặt vấn đề 7

2/ Giới hạn của đề tài: 8

3/ Mục đích nghiên cứu: 8

4/ Hình thức nghiên cứu: . 8

5/ Đối tượng nghiên cứu: . 8

6/ Phương pháp nghiên cứu: 8

Chương 1: tổng quan về rơle thuật số . 9

1/ Khái niệm về rơle bảo vệ. 9

1.1/ Khái niệm 9

1.2/ Các yêu cầu đối với rơle bảo vệ 10

1.3/ Các chỉ danh của rơle đang sử dụng trong hệ thống điện. 11

2/ Cấu tạo chung của rơle số sử dụng bộ vi xử lý. 12

2.1/ S kh i c a r le s s d ng b vi x lý 12

2.2/ Dựng ch ng trỡnh ph n m m i u khi n ph n c ng. 13

2.2.1/ Ch ng trỡnh ph n m m h th ng. 13

2.2.1.1/ Ch ng trỡnh t ki m tra khi úng ngu n 13

2.2.1.2/ Ch ng trỡnh h th ng vào/ra c s (BIOS) . 13

2.2.1.3/ Ch ng trỡnh a nhi m . 14

2.2.1.4/ Cỏc ch ng trỡnh ph c v cho l p trỡnh ng d ng 14

2.2.2/ Ch ng trỡnh ph n m m ng d ng. 14

2.2.2.1/ Ph n m m ng d ng c a b vi x lý trong ch kh i ng 15

2.2.2.2/ X lý d li u t ng t . 15

2.2.2.3/ X lý tớn hi u s . 15

2.2.2.4/ Thụng tin liờn l c. . 16

2.2.2.5/ Ch c n ng b o v 16

2.2.2.6/ o l ng và b n ghi s ki n. . 16

3/ Các tín hiệu đầu vào và đầu ra. 17

3.1/ Đầu vào tương tự 17

3.2/ Đầu vào số. 18

3.3/ Đầu ra số 20

4/ Xử lý tín hiệu tương tự. . 21

4.1/ Các bộ biến đổi đầu vào. . 21

4.2/ Các bộ lọc sơ bộ và khuếch đại. 22

4.3/ Bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC). 22

5/ Các bộ lọc số. 23

6/ Bộ nguồn dùng cho rơle số. . 24

7/ Cổng vào ra thông tin tuần tự. . 25

8/ Phương pháp so sánh trong rơle số 28

8.1/ Phương pháp so sánh 2 đại lượng điện ở dạng cơ số 2 nhiều bítbằng sơ đồ phần cứng 28

8.2/ Phương pháp so sánh 2 đại lượng điện theo giá trị góc pha bằngphương pháp phần mềm 29

9/ Các bộ phận khác của rơle số 31

9.1/ Các bộ nhớ. 31

9.2/ Giao diện với người sử dụng 31

9.3/ Kết cấu lắp giáp . 32

Chương 2: Bảo vệ máy biến áp động lực 33

1/ Các dạng sự cố trong máy biến áp. . 33

1.1/ Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây MBA. 33

1.2/ Ngắn mạch một pha chạm đất. 33

1.3/ Ngắn mạch giữa các vòng dây của cùng một cuộn dây MBA. . 35

1.4/ Những hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường bên ngoài

máy biến áp. 35

2/ Các phương án bảo vệ máy biến áp . 36

2.1/ Bảo vệ ngắn mạch 36

2.1.1/ Dùng bảo vệ so lệch có hãm 36

2.1.2/ Sử dụng cầu chì. 38

2.1.3/ Sử dụng rơle quá dòng. 39

2.1.4/ Bảo vệ khoảng cách . 40

2.1.5/ Bảo vệ chống chạm đất 41

2. 2/ Bảo vệ quá tải. . 43

2.2.1/ Bảo vệ bằng rơle hơi. . 44

2.2.2/ Sử dụng rơle nhiệt độ dầu. . 45

2.2.3/ Sử dụng rơle nhiệt độ cuộn dây. 46

2.2.4/ Sử dụng rơle mức dầu. . 47

Chương 3: Nguyên lý hoạt động của rơle so lệch số 7ut1* . 50

1/ Các thông số kỹ thuật 50

2/ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của rơle 7UT51* 52

3/ Nguyên lý của bảo vệ so lệch máy biến áp . 54

3.1/ Nguyên lý đo . 54

3.2/ Làm phù hợp các giá trị đo được. 54

3.3/ Đánh giá các giá trị đo được 57

3.4/ Hãm cộng thêm khi máy biến dòng bị bão hòa. . 60

3.5/ Hãm hài. 60

3.6/ Tác động cắt. . 61

3.7/ Sử dụng ở máy biến áp đơn pha. . 61

4/ Bảo vệ chạm đất có giới hạn máy biến áp. 63

4.1/ Nguyên lý của bảo vệ. . 63

4.2/ Đánh giá các đại lượng đo được. . 64

5/ Một số chức năng khác trong 7UT51* 67

5.1/ Bảo vệ quá dòng có thời gian. . 67

5.2/ Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ. . 68

5.3/ Bảo vệ chạm vỏ 68

5.4/ Xử lý các tín hiệu cắt từ bên ngoài và các tín hiệu định nghĩa

bởi người xử dụng 69

5.5/ Ma trận cắt. 69

5.6/ Các chức năng phụ thuộc. . 69

Chương 4: Tính toán chọn thông số đặt cho

trạm biến áp 110/22 kv sài đồng 2 máy s =2x40 mva.

sử dụng rơle số 7ut51* . 75

1/ Cách cài đặt cho rơle 7UT51* . 75

1.1/ Giới thiệu bàn phím và bảng chỉ thị. . 75

1.2/ Làm việc với máy tính cá nhân. 77

1.3/ Các điều kiện trước khi vận hành rơle 7UT51*. . 77

1.4/ Cách cài đặt các thông số chức năng. 77

1.5/ Cài đặt cấu hình các chức năng bảo vệ 80

1.6/ Xếp đặt các đầu vào, ra nhị phân và các chỉ thị LED 83

1.6.1/ Xếp đặt các đầu vào nhị phân – khối địa chỉ 61 83

1.6.2/ Xếp đặt các rơle tín hiệu đầu ra-khối địa chỉ 62 . 86

1.6.3/ Xếp đặt các chỉ thị LED – khối địa chỉ 63 92

1.6.4/ Xếp đặt các rơle cắt – khối địa chỉ 64 . 94

1.7/ Cài đặt thông số máy biến áp – khối địa chỉ 11 98

1.8/ Các chỉnh định cho bảo vệ so lệch máy biến áp – khối địa chỉ 16 101

1.9/ Cách cài đặt cho bảo vệ chạm đất giới hạn-khối địa chỉ 19. . 106

1.10/ Cài đặt cho bảo vệ quá dòng dự phòng – khối địa chỉ 21. . 108

1.11/ Cài đặt cho bảo vệ quá tải theo nhiệt độ – khối địa chỉ 24 và 25. . 111

1.12/ Các chỉnh định cho bảo vệ dòng chạm vỏ – khối dịa chỉ 27 . 114

1.13/ Các tín hiệu 116

1.13.1/ Các tín hiệu vận hành – khối địa chỉ 51 116

1.13.2/ Đọc giá trị vận hành – các khối địa chỉ 57 và 59 117

2/ Tính toán ngắn mạch . 118

2.1/ Khái niệm chung . 118

2.2/ Phương pháp tính toán dòng ngắn mạch . 118

2.3/ Tính toán ngắn mạch cho trạm biến áp . 119

2.4/ Tính toán ngắn mạch ở thanh cái máy biến áp 120

2.5/ Chọn biến dòng cho bảo vệ . 121

2.6/ Cài đặt cho trạm biến áp 110/22 Kv Sài Đồng 122

2.7/ Các sơ đồ nối dây của rơle 7UT512 và 7UT513 . 125

kết luận 128