Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, tỉnh Quảng Nam đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các nguồn điện phân tán Điện năng từ các nguồn này không chỉ gia tăng nhanh chóng mà còn chiếm tỷ trọng lớn trong tổng sản lượng điện nhờ vào những lợi ích mà chúng mang lại Chính sách khuyến khích và ưu đãi của Nhà nước cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển này.
Nguồn điện phân tán mang lại nhiều lợi ích nhưng cũng gây ảnh hưởng đến lưới điện phân phối, đặc biệt là vấn đề dòng ngắn mạch và sự phối hợp của các rơle bảo vệ Việc kết nối nguồn điện phân tán cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống điện.
Lưới điện phân phối được cấu trúc từ các trạm biến áp 110kV đến khách hàng tiêu thụ điện qua các xuất tuyến, trong đó có những xuất tuyến nối vòng nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Theo quy định, lưới điện phân phối vận hành hở, do đó việc tính toán phối hợp rơle bảo vệ bằng rơle bảo vệ quá dòng, bảo vệ đứt dây và đóng lặp lại đã được áp dụng rộng rãi tại lưới điện Quảng Nam Phương pháp này đảm bảo hoạt động tin cậy, chính xác, an toàn và ổn định trong cung cấp điện, kịp thời loại trừ sự cố, giảm thiểu tác động xấu và hạn chế mất điện diện rộng cũng như thời gian mất điện.
Khi nguồn điện phân tán tham gia vào lưới điện phân phối, công suất sẽ chảy vào lưới từ hai hướng, làm thay đổi dòng công suất và dòng ngắn mạch qua các thiết bị Sự thay đổi này có thể dẫn đến việc rơle bảo vệ hoạt động không chính xác, thiếu sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ, gây mất tính chọn lọc và giảm độ tin cậy trong cung cấp điện.
Để đáp ứng các yêu cầu đã nêu, cần tiến hành phân tích và đánh giá tác động của nguồn điện phân tán đến hệ thống rơle bảo vệ cho lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam Việc này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của nguồn điện phân tán mà còn tìm ra các giải pháp khả thi để khắc phục những vấn đề phát sinh Do đó, học viên đã chọn đề tài này nhằm nghiên cứu sâu về ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đối với hệ thống bảo vệ lưới điện tại khu vực.
Mục tiêu của luận văn
Phân tích tác động của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối tại Bắc Quảng Nam nhằm đưa ra các giải pháp cụ thể để cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống bảo vệ Mục tiêu là đảm bảo hệ thống bảo vệ hoạt động tin cậy và hiệu quả, đáp ứng tốt các yêu cầu trong quản lý lưới điện.
Nghiên cứu cấu trúc bảo vệ của lưới điện phân phối tại phía bắc Quảng Nam nhằm phân tích các thông số cài đặt và điều chỉnh hệ thống bảo vệ Việc tối ưu hóa các thông số này là cần thiết để nâng cao hiệu quả hoạt động và độ tin cậy của lưới điện phân phối trong khu vực.
- Phân tích sự làm việc của hệ thống bảo vệ trong các kịch bản kết nối các nguồn điện phân tán trong lưới phân phối phía bắc Quảng Nam.
Bố cục đề tài
Để hoàn thành những nội dung trên, cấu trúc luận văn bao gồm các chương sau:
Chương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam và các nguồn điện phân tán đấu nối vào lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam
Lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam có cấu trúc và đặc điểm riêng biệt, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện năng cho khu vực Nguồn phân tán, một khái niệm quan trọng trong lĩnh vực điện lực, mang lại nhiều lợi ích như tăng cường độ tin cậy và tính linh hoạt cho hệ thống điện Tuy nhiên, việc đấu nối các nguồn phân tán hiện có cũng gặp phải một số hạn chế, như ảnh hưởng đến chất lượng điện và sự ổn định của lưới điện.
Chương 2: Mô hình tính toán ngắn mạch và hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam
Bài viết này cung cấp cái nhìn tổng quan về phương pháp tính toán ngắn mạch trong chương trình Etap, cùng với hệ thống bảo vệ cho lưới điện phân phối Ngoài ra, nó cũng giải thích nguyên lý hoạt động của các thiết bị bảo vệ lưới điện phân phối tại khu vực phía Bắc Quảng Nam.
Chương 3: Phân tích ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam
Nguồn điện phân tán có ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam Đặc biệt, việc đánh giá tác động của nguồn điện phân tán đối với lưới điện phân phối 35kV tại khu vực Đại Lộc – Duy Xuyên là rất quan trọng Những thay đổi trong cấu trúc nguồn điện có thể dẫn đến những thách thức mới cho hệ thống bảo vệ, yêu cầu các biện pháp điều chỉnh và cải tiến để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho lưới điện.
Tại 371 trạm 110kV Đại Lộc, chúng tôi tiến hành xây dựng các kịch bản kiểm tra hiệu suất hoạt động của rơle, recloser đầu đường dây và cầu chì rẽ nhánh Việc này được thực hiện cả trước và sau khi có nguồn điện phân tán, nhằm đảm bảo tính ổn định và an toàn trong hệ thống điện.
Kết luận và kiến nghị.
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁC NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẤU NỐI VÀO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI PHÍA BẮC QUẢNG NAM 3 1.1 Tổng quan về lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam
Các nguồn điện phân tán đấu nối vào lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam4 1 Một số khái niệm về nguồn điện phân tán
1.2.1 Một số khái niệm về nguồn điện phân tán
Trong nhiều tài liệu, có nhiều thuật ngữ và định nghĩa khác nhau để mô tả nguồn phân tán Ví dụ, thuật ngữ này thường được sử dụng ở phía Bắc Châu Mỹ.
“nguồn phân tán” , ở khu vực Châu Âu và Châu Á gọi là “nguồn phi tập trung” được sử dụng để chỉ chung cho loại nguồn phát
Hội đồng quốc tế về hệ thống điện lớn định nghĩa nguồn điện phân tán là các máy phát điện có công suất từ 50-100MW, được kết nối vào lưới điện phân phối theo cách phân bố mà không phát điện trực tiếp vào hệ thống Khái niệm này ngầm hiểu rằng nguồn điện phân tán nằm ngoài sự kiểm soát của các đơn vị vận hành lưới điện truyền tải.
Theo Dondi và Bayoumi (IEEE, 2002), nguồn điện phân tán là các máy phát điện nhỏ hơn so với các nhà máy phát điện tập trung, cho phép kết nối linh hoạt với hệ thống điện Nguồn điện phân tán được định nghĩa là các nguồn phát hoặc lưu trữ điện năng nhỏ, nằm cạnh tải tiêu thụ và không thuộc về hệ thống điện lớn tập trung Định nghĩa này cũng bao gồm các thiết bị lưu trữ năng lượng, nhấn mạnh quy mô tương đối nhỏ của các máy phát.
Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA, 2002) định nghĩa nguồn phát điện phân tán là các thiết bị sản xuất điện năng tại chỗ, phục vụ trực tiếp cho khách hàng hoặc lưới phân phối điện địa phương Đặc biệt, định nghĩa này không quy định mức công suất của máy phát điện.
Theo Ackermann (2001), nguồn điện phân tán được xác định chủ yếu qua tiêu chí đấu nối và vị trí lắp đặt, thay vì công suất phát Nguồn điện phân tán bao gồm các nguồn phát điện kết nối trực tiếp với lưới phân phối hoặc nằm phía sau đồng hồ đo của khách hàng Khái niệm này không giới hạn về công nghệ và công suất của các ứng dụng nguồn phân tán.
Ngày nay, bên cạnh cấu trúc truyền thống của lưới điện phân phối, ngày càng có nhiều nguồn phát điện nhỏ được kết nối vào lưới, được gọi là nguồn phát điện phân tán (Distributed Generation) Mặc dù chưa có định nghĩa thống nhất về DG, nhưng nó chủ yếu đề cập đến các nguồn phát điện được đấu nối vào lưới điện phân phối trung áp và hạ áp Nguồn phân tán thường là các nguồn phát hoặc trạm trung gian cung cấp điện cho phụ tải, thường được đặt gần khách hàng Các nguồn này có thể bao gồm năng lượng tái tạo như thủy điện cực nhỏ, năng lượng mặt trời, gió, cũng như các nguồn nhiên liệu như pin nhiên liệu và tuabin khí, và thường được hiểu là các nguồn phát điện quy mô nhỏ.
1.2.2 Nhà máy thủy điện nhỏ
Thủy điện nhỏ là loại thủy điện có công suất tối đa 30MW, chủ yếu khai thác dòng chảy mà không cần tạo hồ chứa lớn Với thiết kế đập nhỏ, loại thủy điện này hầu như không gây ảnh hưởng đến môi trường Thủy điện nhỏ thường được xây dựng trên các dòng sông nhỏ với độ dốc nhẹ, có khả năng sử dụng toàn bộ hoặc một phần lưu lượng của dòng sông Các đặc điểm nổi bật của thủy điện nhỏ bao gồm tính hiệu quả và sự thân thiện với môi trường.
- Linh hoạt trong vận hành, có dự trữ quay nên có khả năng dự phòng cho các trường hợp sự cố
- Thủy điện kiểu kênh dẫn thân thiện với môi trường do không làm biến đổi dòng chảy, không làm ảnh hưởng tới khu vực hạ lưu
Các thủy điện nhỏ đóng vai trò quan trọng trong việc điện khí hóa nông thôn và khu vực miền núi Ngoài việc phát điện, nhiều nhà máy thủy điện còn đảm nhận chức năng điều tiết thủy lợi, góp phần cải thiện đời sống và phát triển kinh tế địa phương.
Các nhà máy thủy điện nhỏ thường không có hồ chứa hoặc chỉ có hồ chứa nhỏ, do đó, công suất phát điện của chúng phụ thuộc chủ yếu vào lưu lượng nước trên sông, biến đổi theo mùa và thời gian trong ngày.
Nguồn thủy điện nhỏ đang phát triển nhanh chóng trên toàn cầu, đặc biệt là tại Việt Nam, nơi đã có hàng chục nhà máy thủy điện nhỏ được đưa vào hoạt động trong những năm gần đây, góp phần đáng kể vào công suất của hệ thống điện quốc gia Sự phát triển này chủ yếu nhờ vào những lợi ích rõ ràng mà các nhà máy thủy điện nhỏ mang lại.
Thủy năng được coi là một nguồn năng lượng sạch và tái tạo, vì thủy điện hầu như không phát thải khí độc hại như Nitơ, Sulfur oxides và khí nhà kính.
+ Thủy điện có tầm hoạt động rất lớn, chỉ cần có một lượng mưa nhất định và dòng chảy ổn định của các sông ngòi
+ Với khả năng quản lý hợp lý và thời tiết tương đối ổn định, thủy điện không bao giờ bị cạn kiệt hoặc làm cạn kiệt nguồn tài nguyên
Các trạm thủy điện nhỏ và cực nhỏ có khả năng cung cấp điện năng cho các khu vực sâu, vùng xa, đồng thời hạn chế tối đa tác động đến môi trường.
- Về mặt kinh tế xã hội, thủy điện ngày càng phổ biến:
+ Thủy năng là ngồn năng lượng độc lập, rất dồi dào và đáng tin cậy
+ Công nghệ thủy điện đã phát triển ổn định, với mức giá cả phải chẳng và lợi tức đã được xác định rõ
+ Các nhà máy thủy điện nằm trong số các nhà máy năng lượng có hiệu suất cao nhất, có tuổi thọ có thể lên tới 100 năm
+ Thủy điện có thể đáp ứng nhanh chóng (gần như tức thời), với sự thay đổi nhu cầu về điện
Thủy điện không chỉ có khả năng sản xuất điện năng mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nguồn nước, kiểm soát lũ lụt và cung cấp các hoạt động giải trí, tham quan du lịch.
Mặc dù thủy điện nhỏ mang lại nhiều lợi ích, nhưng chúng cũng có những hạn chế đáng kể Việc xây dựng các công trình này có thể dẫn đến những thay đổi lớn trong môi trường sinh thái và ảnh hưởng tiêu cực đến các khu vực dân cư xung quanh Do đó, cần phải thực hiện nghiên cứu và đánh giá kỹ lưỡng trước khi tiến hành xây dựng để đảm bảo sự bền vững và an toàn cho cộng đồng.
1.2.3 Hệ thống điện năng lượng mặt trời
Hệ thống điện năng lượng mặt trời là giải pháp hiệu quả sử dụng tấm pin quang điện để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng thông qua hiệu ứng quang điện Cấu trúc của hệ thống này bao gồm nhiều thành phần thiết yếu, giúp tối ưu hóa quá trình thu nhận và chuyển đổi năng lượng mặt trời.
MÔ HÌNH TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ HỆ THỐNG BẢO VỆ CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI PHÍA BẮC QUẢNG NAM
Mô hình tính toán ngắn mạch dùng phần mềm Etap
2.2.1 Giới thiệu về ngắn mạch
Ngắn mạch là hiện tượng xảy ra khi các pha điện chập nhau, bao gồm pha chập đất hoặc pha chập dây trung tính Có nhiều loại ngắn mạch khác nhau, mỗi loại có xác suất xảy ra riêng biệt.
Bảng 2.1 Kí hiệu và xác suất xảy ra các dạng ngắn mạch
Ngắn mạch 3 pha được coi là ngắn mạch đối xứng, trong đó tất cả các pha đều chịu điện áp giống nhau và lệch nhau 120 độ Ngược lại, các loại ngắn mạch khác là ngắn mạch không đối xứng, khi đó điện áp và dòng điện giữa các pha có sự khác biệt và cũng lệch nhau 120 độ.
Ngắn mạch trực tiếp là hiện tượng khó xác định tổng trở tiếp xúc tại chỗ do hồ quang và các thành phần trung gian gây ra Tổng trở này thay đổi tùy thuộc vào trạng thái tiếp xúc và điều kiện của hồ quang điện Trường hợp nguy hiểm nhất xảy ra khi tổng trở bằng không, được gọi là ngắn mạch trực tiếp.
Dòng điện ngắn mạch có ba giai đoạn: trước khi ngắn mạch, quá trình quá độ và trạng thái duy trì Ban đầu, dòng ngắn mạch i(0) tăng nhanh và đạt giá trị cực đại sau 0.01 giây, sau đó giảm dần và chuyển sang trạng thái duy trì, nơi dòng điện không thay đổi và thường lớn hơn dòng xác lập trước đó, được gọi là chế độ xác lập mới Hệ thống bảo vệ rơle thực hiện việc kiểm soát sự cố ngắn mạch và gửi tín hiệu tới máy cắt để tự động cắt dòng ngắn mạch trong thời gian rất ngắn, gọi là thời gian cắt ngắn mạch.
Hình 2.1 Quá trình biến thiên dòng ngắn mạch
Có hai loại nguồn công suất ảnh hưởng đến sự biến thiên của dòng ngắn mạch:
Nguồn công suất vô cùng lớn được định nghĩa là nguồn có điện áp đầu cực không thay đổi về biên độ, ngay cả khi xảy ra sự cố như ngắn mạch Điều này đồng nghĩa với việc điện kháng trong nguồn bằng không và mạch không có điện dung, do đó không hình thành mạch vòng dao động.
Nguồn công suất giới hạn được xác định khi xảy ra ngắn mạch gần máy phát, vì phản ứng phần ứng tăng trong tình huống này sẽ làm giảm điện áp đầu cực của máy phát Do đó, máy phát không thể được xem là nguồn công suất vô hạn, mà chỉ là nguồn công suất có giới hạn.
Etap là phần mềm thiết kế và mô phỏng của Công ty Operation Technology, Inc (OTI), cho phép mô phỏng, phân tích và tính toán các hệ thống điện công nghiệp, phân phối và truyền tải Phần mềm cung cấp nhiều thông số quan trọng của hệ thống điện, giúp kiểm soát, điều chỉnh và sửa chữa kịp thời khi có sự cố, từ đó giảm thiểu thiệt hại Mục tiêu là hỗ trợ Công ty Điện lực trong việc hệ thống hoá và chuẩn hoá kiến thức tính toán điện, đặc biệt trong quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện Các bài toán ưu tiên bao gồm phân bố công suất, ngắn mạch, bù công suất phản kháng, độ tin cậy và phối hợp bảo vệ, là những vấn đề cần giải quyết thường xuyên.
2.1.3 Phương pháp tính ngắn mạch của Etap ixk i(t) i∞ i(0) in(t)
Etap tính toán dòng ngắn mạch dựa trên hai tiêu chuẩn chính là IEC 60909 và IEC 61363 Để tính dòng ngắn mạch, hệ thống được thay thế bằng một nguồn và tổng trở tương đương từ điểm ngắn mạch Hệ số c được áp dụng để nhân với điện áp nguồn thay thế trong các tình huống tính toán dòng ngắn mạch tối đa và tối thiểu.
Hình 2.2 Sơ đồ thay thế
Ngắn mạch 3 pha trong hệ thống điện ba pha xảy ra khi điện áp của cả ba pha tại điểm ngắn mạch đều bằng không Dòng điện trong ba pha sẽ đối xứng và lệch nhau một góc 120 độ, không phân biệt giữa điểm ngắn mạch chạm đất hay không Vì vậy, việc tính toán dòng ngắn mạch chỉ cần thực hiện cho một dây dẫn như đối với các đặc tính tải đối xứng.
= Z (2-1) Trong đó: I N ( 3): dòng ngắn mạch 3 pha
Un: điện áp dây tại điểm ngắn mạch trước khi xảy ra sự cố
Zth: tổng trở từ điểm ngắn mạch nhìn về nguồn
Ngắn mạch 1 pha chạm đất:
Hình 2.4 Ngắn mạch 1 pha chạm đất
Ta có: Va = 0, Ib = Ic = 0
→ Ia = Ia0 + Ia1 + Ia2 = 3Ia1 1 2 0
Z +Z +Z (2-2) Trong đó: I N (1): dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất
Z1, Z2, Z3: tổng trở thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không
Ngắn mạch 2 pha chạm nhau:
Hình 2.5 Ngắn mạch 2 pha chạm nhau
Ta có: Ia = 0, Ib = - Ic
Vì không có dòng điện chạy xuống đất nên không có dòng thứ tự không
→ Ib = - Ic = a 2 Ia1 +aIa2 với a = 1 120 0
Với I N ( 2 )là dòng ngắn mạch 2 pha chạm nhau
Ngắn mạch 2 pha chạm nhau chạm đất:
Hình 2.6 Ngắn mạch 2 pha chạm nhau chạm đất
Ta có: Ia = Ia0 + Ia1 + Ia2 = 0
Kết luận: Đánh giá ảnh hưởng của việc kết nối nguồn điện phân tán đến lưới điện phân phối cần xem xét từ nhiều khía cạnh khác nhau Việc hiểu rõ về ngắn mạch và cách tính toán dòng ngắn mạch là rất quan trọng Đồng thời, kết quả của dòng ngắn mạch và việc phối hợp rơle bảo vệ có thể được thực hiện hiệu quả nhờ phần mềm phân tích lưới điện Etap của OTI.
Hệ thống bảo vệ trên lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam
Để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống điện, đặc biệt trong trường hợp xảy ra sự cố, thiết bị bảo vệ và hệ thống rơle bảo vệ đóng vai trò rất quan trọng Các thiết bị bảo vệ cần theo dõi liên tục các chế độ vận hành của hệ thống điện, giúp phát hiện kịp thời những hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường.
Lưới phân phối điện có nhiều cấp điện áp như 0.4kV, 6kV, 10kV, 22kV và 35kV, phục vụ cho các khu vực trong thành phố, huyện, thị xã với bán kính cấp điện dài Hệ thống này bao gồm nhiều trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phụ tải, cùng với nhiều nhánh rẽ kết nối vào đường trục chính Để bảo vệ lưới phân phối, các biện pháp bảo vệ quá dòng và máy cắt được lắp đặt tại đầu các phân đoạn, kết hợp với cầu chì bảo vệ ở các nhánh rẽ, giúp tăng cường độ tin cậy cung cấp điện khi xảy ra sự cố ngắn mạch thoáng qua Các thiết bị bảo vệ phổ biến trên đường dây trung áp hình tia là rất cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc cung cấp điện.
MC: máy cắt Rơle bảo vệ quá dòng
BI: biến dòng điện C : Tụ bù ngang
F: cầu chì Máy cắt tự động đóng lại (recloser)
Hình 2.7 Mô hình đường dây phân phối trung áp hình tia và các bảo vệ
Bảo vệ quá dòng và máy cắt được lắp đặt ở đầu đường dây nhằm cách ly các sự cố vĩnh cửu trên lưới điện Khi dòng điện sự cố đạt giá trị khởi động của rơle bảo vệ quá dòng, rơle sẽ gửi tín hiệu để máy cắt thực hiện cắt Tốc độ tác động của rơle tỉ lệ thuận với biên độ dòng điện ngắn mạch.
Cầu chì được sử dụng để cách ly các sự cố vĩnh cửu ở phía phụ tải
Máy cắt tự động đóng lại (recloser) trên lưới điện được trang bị nhiều rơle bảo vệ như quá dòng (F50/51), quá dòng thứ tự không (F50N/51N), quá dòng thứ tự nghịch (F46) và bảo vệ đứt dây (F46BC) để cách ly các sự cố vĩnh cửu trên đường dây BC Nó cũng có khả năng loại trừ các sự cố thoáng qua; khi xảy ra sự cố này, rơle sẽ nhanh chóng cắt đoạn đường dây BC, và sau vài giây, nếu sự cố đã hết, tự động đóng lại sẽ khởi động lại để kết nối đoạn dây vào lưới điện Ngược lại, nếu là sự cố vĩnh cửu, máy cắt sẽ tiếp tục cắt đoạn dây ra khỏi lưới điện mà không khởi động lại quá trình tự động đóng lại Nhờ đó, tự động đóng lại nâng cao độ tin cậy cung cấp cho lưới điện, vì đến 70%-80% sự cố là do sự cố thoáng qua.
2.2.1 Rơle bảo vệ quá dòng
Bảo vệ quá dòng là hệ thống bảo vệ đơn giản nhưng hiệu quả, thường được sử dụng cho các đường dây phân phối có điện áp từ 35kV trở xuống Hệ thống này hoạt động khi dòng điện trong các pha vượt quá giá trị đã được cài đặt, đảm bảo tính năng động, tin cậy và chọn lọc Bảo vệ quá dòng còn đảm bảo độ nhạy cao đối với các sự cố xảy ra trên đường dây phân phối, đáp ứng các yêu cầu cơ bản của một hệ thống bảo vệ.
Có thể đảm bảo khả năng tác động chọn lọc của các bảo vệ bằng 2 phương pháp khác nhau về nguyên tắc:
Phương pháp bảo vệ đầu tiên liên quan đến việc thực hiện bảo vệ trong khoảng thời gian làm việc dài hơn khi vị trí bảo vệ gần với nguồn cung cấp Phương pháp này được gọi là bảo vệ dòng điện cực đại làm việc có thời gian.
Phương pháp thứ hai trong bảo vệ hệ thống điện dựa vào tính chất dòng ngắn mạch, cho thấy rằng dòng này sẽ giảm xuống khi khoảng cách từ điểm hư hỏng đến nguồn cung cấp tăng lên Dòng khởi động của bảo vệ (Ikđ) được thiết lập lớn hơn giá trị lớn nhất của dòng trên đoạn được bảo vệ khi xảy ra ngắn mạch ở đoạn kề, từ đó cho phép bảo vệ hoạt động chọn lọc mà không cần thời gian trễ Điều này dẫn đến việc sử dụng bảo vệ dòng điện cắt nhanh, giúp tăng cường độ tin cậy cho hệ thống điện.
Nguyên tắc tác động của bảo vệ quá dòng cực đại là nhằm bảo vệ các phần tử bằng cách phản ứng với dòng điện Hệ thống bảo vệ sẽ kích hoạt khi dòng điện qua thiết bị bảo vệ vượt quá một giá trị định mức đã được thiết lập trước.
Vùng tác động của bảo vệ quá dòng cực đại bao gồm cả phần tử được bảo vệ và các phần tử lân cận
Các bảo vệ dòng điện cực đại được phân loại thành hai loại chính dựa trên đặc tính thời gian: loại thời gian độc lập và loại thời gian phụ thuộc có giới hạn.
Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập là loại bảo vệ mà thời gian tác động luôn giữ nguyên, không bị ảnh hưởng bởi trị số dòng điện đi qua.
Bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc là loại bảo vệ mà thời gian tác động phụ thuộc vào dòng điện qua bảo vệ, đặc biệt khi bội số của dòng điện so với dòng I KĐ nhỏ Loại bảo vệ này cho phép phối hợp thời gian giữa các thiết bị bảo vệ gần nhau, giúp giảm thời gian cắt ngắn mạch tại các điểm gần nguồn Ngoài ra, việc chọn dòng khởi động phù hợp có thể tăng độ nhạy của bảo vệ Tuy nhiên, nhược điểm của loại bảo vệ này là sự phức tạp trong việc phối hợp các đặc tính và thời gian cắt ngắn mạch có thể lớn khi dòng sự cố gần bằng dòng khởi động.
Hình 2.8 Đặc tính thời gian tác động của bảo vệ quá dòng
SI: Đặc tính dốc tiêu chuẩn
DT: Đặc tính độc lập xác định t=1
VI: Đặc tính rất dốc
EI: Đặc tính cực dốc
- Thời gian tác động của đặc tính phụ thuộc được tính theo công thức sau:
Trong đó: I là dòng điện sự cố
Ikđ là dòng điện khởi động của rơle t là thời gian tác động
TMS là bội số nhân thời gian
L là hệ số cộng thời gian
Các hệ số A, m, L được xác định như bảng sau:
Bảng 2.2 Hệ số tính toán thời gian tác động của rơle quá dòng theo đặc tính phụ thuộc
Dạng đặc tính Tiêu chuẩn A m L
Normally Inverse (Standard Inverse) IEC 0.14 0.02 0
Short Time Very Inverse IEC 0.05 0.04 0
Normally Inverse (Standard Inverse) ANSI/IEEE 0.0515 0.02 0.114
TMS (Time Multiplier Setting) là bội số thời gian tác động, thể hiện tỷ lệ giảm thời gian tác động theo tính toán Đây là công cụ quan trọng để cài đặt thời gian tác động của bảo vệ, giúp đảm bảo sự phân cấp về thời gian Ví dụ, khi chọn TMS = 0.5, thời gian tác động sẽ giảm còn một nửa so với giá trị tính toán ban đầu.
+ Dòng khởi động của bảo vệ được xác định theo công thức sau:
Ilvmax là dòng điện làm việc lớn nhất cho phép đối với phần tử được bảo vệ
Kmm là hệ số mở máy của các phụ tải động cơ, với giá trị dao động từ 1.3 đến 2, thường được chọn là 1.5 Kat là hệ số an toàn, có giá trị từ 1.1 đến 1.2 Trong khi đó, ktv là hệ số trở về, có giá trị cố định là 1.
INmin là dòng ngắn mạch tối thiểu cần thiết để bảo vệ rơle khởi động Độ nhạy của bảo vệ được xác định bởi hệ số độ nhạy 𝑘𝑛ℎ, phản ánh khả năng của rơle trong việc phát hiện mức tăng dòng điện.
Hình 2.9 Đặc tính thời gian IEC Normally (Standard) Inverse Curves
Trong một hệ thống lưới phân phối với nhiều phân đoạn, việc đảm bảo tính chọn lọc giữa các thiết bị bảo vệ là rất quan trọng, và điều này được thực hiện thông qua việc phân cấp thời gian Nguyên tắc cơ bản là khi xảy ra sự cố, các thiết bị bảo vệ có thể cùng kích hoạt, nhưng thiết bị bảo vệ gần vị trí sự cố phải hoạt động trước Chẳng hạn, nếu có hai phân đoạn đường dây và mỗi phân đoạn được bảo vệ bởi một thiết bị bảo vệ quá dòng với thời gian đặt ở đầu phân đoạn, thì trong trường hợp xảy ra sự cố ngắn mạch tại điểm N2 sau phân đoạn 2, thiết bị bảo vệ gần nhất sẽ được kích hoạt trước.
Hình 2.10 Nguyên tắc phối hợp thời gian bảo vệ của các rơle quá dòng
PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN HỆ THỐNG BẢO VỆ CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI PHÍA BẮC QUẢNG NAM30 3.1 Ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối phía bắc Quảng Nam
Dòng điện sự cố từ các nguồn điện phân tán
Khi có nguồn điện phân tán kết nối vào lưới điện, cần chú ý đến ba trạng thái của lưới điện trong tính toán dòng điện sự cố: lưới điện không có nguồn phân tán, lưới điện vừa nhận điện từ hệ thống và nguồn phân tán, và lưới điện hoạt động độc lập với nguồn phân tán Việc này rất quan trọng để hiệu chỉnh sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ trong lưới điện, bao gồm máy cắt, tự động đóng lại và cầu chì, cho cả hai tình huống có và không có nguồn điện phân tán Mặc dù nguồn điện phân tán thường không kết nối vào lưới điện khi không có nguồn từ hệ thống, nhưng vẫn có khả năng xảy ra trong thời gian nhất định do các tác động cắt bỏ trong chế độ sự cố.
Sự gia tăng của các dòng điện trong các chế độ ngắn mạch
Trong các chế độ ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch không chỉ được cung cấp từ hệ thống mà còn từ các nguồn điện phân tán trên lưới điện, dẫn đến sự gia tăng dòng điện ngắn mạch Cần chú ý ba điểm quan trọng: đầu tiên, dòng điện ngắn mạch không được vượt quá mức định mức của thiết bị; thứ hai, thiết bị bảo vệ quá dòng phải tương ứng với mức độ dòng điện ngắn mạch; và cuối cùng, cần có sự phối hợp bảo vệ hợp lý giữa rơle, bộ phận tự động đóng lại, cầu chì và các thiết bị quá dòng khác dựa trên các dòng điện sự cố có thể xảy ra.
Tác động đến hoạt động của rơle bảo vệ quá dòng
Nguồn điện phân tán ảnh hưởng đáng kể đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối, đặc biệt là rơle bảo vệ quá dòng Sự đóng góp của nguồn điện phân tán vào dòng điện trong các chế độ sự cố làm thay đổi vùng bảo vệ của rơle, bởi vì dòng điện sự cố nhỏ nhất được cài đặt quyết định phạm vi bảo vệ Khi nguồn điện phân tán xuất hiện, phạm vi bảo vệ của rơle sẽ giảm, dẫn đến việc các sự cố có tổng trở lớn sẽ không được phát hiện Điều này xảy ra do dòng điện mà rơle đo được ở đầu đường dây thấp hơn dòng điện sự cố thực tế, vì dòng điện này bao gồm cả thành phần từ hệ thống điện và từ nguồn điện phân tán Hơn nữa, ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến rơle bảo vệ quá dòng không chỉ phụ thuộc vào quy mô mà còn vào vị trí lắp đặt; nguồn điện phân tán càng gần cuối đường dây, tác động giảm phạm vi bảo vệ của rơle càng rõ rệt.
Tác động đến sự vận hành của tự động đóng lại (recloser)
Nguồn điện phân tán đóng góp quan trọng trong chế độ sự cố của tuyến đường dây, ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống tự động đóng lại theo hai cách khác nhau.
- Một là, sự phối hợp giữa tự động đóng lại và cầu chì có thể bị ảnh hưởng
- Hai là, tự động đóng lại (recloser) tác động với các sự cố ở ngoài vùng bảo vệ
3.1.4.1 Tự động đóng lại (recloser) tác động với các sự cố ở ngoài vùng bảo vệ
Hình 3.1 Tự động đóng lại tác động (recloser) với sự cố ngoài vùng bảo vệ
Khi các nguồn điện phân tán kết nối vào lưới, sự cố xảy ra phía trước thiết bị recloser sẽ tạo ra dòng điện sự cố chạy qua recloser do các nguồn này Nếu dòng điện sự cố vượt quá giá trị tác động của recloser, nó có thể gây ra tác động đối với các sự cố ngoài vùng tác động, điều này là không được phép Để khắc phục hiện tượng này, cần trang bị cho recloser trên đường dây các thiết bị bảo vệ có hướng.
3.1.4.2 Ngăn cản tự động đóng lại (recloser) đóng lặp lại (F79) thành công
Khi xảy ra sự cố thoáng qua trong vùng bảo vệ của recloser, thiết bị sẽ nhanh chóng tác động để cách ly sự cố khỏi lưới điện Nếu không có nguồn điện phân tán trong phạm vi bảo vệ, hồ quang tại vị trí sự cố sẽ tắt, cho thấy sự cố đã được loại bỏ Sau đó, recloser sẽ tự động đóng lại, khôi phục phần lưới điện về hệ thống Tuy nhiên, nếu có nguồn điện phân tán trong vùng bảo vệ, nguồn này vẫn có thể hoạt động trong khi recloser đã cô lập sự cố lần đầu.
MC BI gây ra dòng điện sự cố, làm duy trì hồ quang điện tại vị trí sự cố thoáng qua, dẫn đến việc không thể dập tắt hồ quang Hệ quả là quá trình tự động đóng lại không thành công, biến sự cố thoáng qua thành sự cố vĩnh cửu Việc ngăn cản recloser đóng lại thành công sẽ làm giảm độ tin cậy cung cấp điện và gia tăng thời gian mất điện cho các phụ tải Thêm vào đó, việc recloser đóng lại không thành công cũng tạo thêm áp lực cho thiết bị điện, cụ thể là recloser, khi nó phải cắt và đóng lại một sự cố trong hệ thống.
Sự phối hợp giữa thiết bị tự động đóng lại (recloser) và cầu chì
Nguyên lý bảo vệ của các thiết bị bảo vệ tuyến đường dây bao gồm cầu chì và recloser, trong đó cầu chì bảo vệ các sự cố lâu dài, còn recloser nhanh chóng tách các sự cố thoáng qua khỏi lưới điện Khi có một lưới phân phối trung áp với recloser ở đầu đường dây và cầu chì bảo vệ tại các rẽ nhánh, đặc tính bảo vệ của chúng sẽ được phối hợp hiệu quả để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Hình 3.2a: Sơ đồ lưới điện phân phối hình tia được bảo vệ bởi thiết bị tự động đóng lại (recloser) và cầu chì
Hình 3.2b minh họa đặc tính phối hợp làm việc giữa thiết bị tự động đóng lại (recloser) và cầu chì Hình 3.2 thể hiện mối quan hệ bảo vệ giữa recloser và cầu chì, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hệ thống điện.
Khi xảy ra sự cố trên rẽ nhánh, recloser cần phải hoạt động nhanh chóng với thời gian vài chu kỳ để loại bỏ sự cố theo đặc tính cắt nhanh Sau khoảng thời gian t1 đã được cài đặt (từ 0,5 đến 60 giây), thiết bị sẽ tự động đóng lại để cung cấp điện cho đường dây và các rẽ nhánh Nếu sự cố vẫn tiếp diễn, cầu chì sẽ hoạt động cắt trước theo đặc tính trễ, trong khi recloser sẽ thực hiện cắt lần thứ hai với đặc tính trễ.
Thời gian chảy nhỏ nhất của cầu chì khi xảy ra sự cố lớn nhất trên nhánh phải phải lớn hơn thời gian cắt nhanh của recloser Thời gian này có thể được biểu diễn bằng tích của thời gian cắt nhanh (đặc tính A) với hệ số k theo bảng 2.4, trong đó hệ số K > 1 được xác định dựa trên cài đặt thời gian cắt nhanh của rơle tự đóng lại và số chu kỳ tự đóng lại Để đảm bảo an toàn, thời gian nóng chảy hoàn toàn của cầu chì cần phải nhỏ hơn thời gian làm việc của recloser theo đặc tính trễ C.
Khi nguồn phân tán kết nối qua các rẽ nhánh được bảo vệ bởi cầu chì, cầu chì sẽ hoạt động khi có sự cố xảy ra ngoài vùng bảo vệ Đồng thời, nó cũng có thể thực hiện việc cắt trước cho làn cắt đầu tiên của thiết bị tự đóng lại.
3.1.5.1 Cầu chì tác động trước khi thiết bị tự đóng lại (recloser) cắt lần đầu tiên
Hình 3.3 Sơ đồ mô tả trường hợp cầu chì tác động trước thiết bị tự động đóng lại
Trong lưới điện có cấu trúc như hình 3.3, nguồn điện phân tán (DG) được bố trí trên trục chính Khi xảy ra sự cố ở rẽ nhánh, dòng điện sự cố sẽ đi qua cầu chì, bằng tổng dòng điện sự cố từ hệ thống đến điểm ngắn mạch, kết hợp với dòng sự cố từ nguồn DG đến điểm ngắn mạch.
Giá trị IN có thể lớn hơn 𝐼 𝑁 𝐻𝑇, dẫn đến việc cầu chì tác động nhanh hơn thời gian cắt nhỏ nhất của recloser trong chế độ fast trip Điều này có thể khiến cầu chì hoạt động nhanh hơn cả lần cắt đầu tiên của recloser hoặc đồng thời với recloser trong các sự cố thoáng qua Tuy nhiên, việc cầu chì cắt trong trường hợp này là lãng phí, vì các sự cố thoáng qua chiếm đến 70%-80% tổng số sự cố trên các tuyến đường dây Sự phối hợp kém giữa cầu chì và recloser có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của lưới điện và làm tăng thời gian mất điện.
N của phụ tải phía sau cầu chì
3.1.5.2 Cầu chì tác động với sự cố ngoài vùng bảo vệ
Hình 3.4 Sơ đồ mô tả trường hợp cầu chì tác động với sự cố ngoài vùng bảo vệ
Trong lưới điện với cấu trúc như hình 3.4, khi DG được đặt trên rẽ nhánh và xảy ra sự cố trên trục chính tại điểm rẽ nhánh, thiết bị recloser không thể thực hiện đóng lặp lại thành công Sự hiện diện của DG làm cho sự cố trở nên kéo dài, với dòng sự cố từ DG đến điểm ngắn mạch có thể vượt qua dòng điện giới hạn của cầu chì, dẫn đến việc cầu chì cắt ngắn mạch Nếu dung lượng của DG đủ lớn, thời gian chảy của cầu chì có thể nhỏ hơn thời gian tác động lần thứ hai.
2 của thiết bị tự đóng lại ở đầu đường dây.
Đánh giá ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối khu vực Đại Lộc - Duy Xuyên – Nông Sơn (xuất tuyến 371 trạm biến áp 110kV Đại Lộc)
3.3.1 Tổng quan lưới điện phân phối khu vực Đại Lộc – Duy Xuyên – Nông Sơn (xuất tuyến 371 trạm biến áp 110kV Đại Lộc)
- Lưới điện phân phối khu vực Đại Lộc – Duy Xuyên – Nông Sơn còn tồn tại
Hệ thống điện áp 35kV, 22kV và 6kV được cung cấp từ ba trạm biến áp 110kV là Đại Lộc, Duy Xuyên và Đại Đồng, kết nối với trạm biến áp 500kV Đà Nẵng cùng các trạm 110kV khu vực phía Tây, phía Đông Đà Nẵng và trung Quảng Nam Tổng công suất của các máy biến áp đạt 170MVA với ba xuất tuyến 35kV, kết nối với trạm biến áp 110kV, nhà máy thủy điện và điện mặt trời mái nhà để truyền tải điện xa Lưới điện phân phối tại khu vực Đại Lộc – Duy Xuyên – Nông Sơn có trung tính cách ly cho điện áp 35kV và 6kV, trong khi trung tính của cấp điện áp 22kV được nối đất trực tiếp.
Xuất tuyến 371 nhận điện từ trạm biến áp 110kV Đại Lộc cấp điện cho 02 trạm
Biến áp trung gian 35kV chuyển đổi điện áp từ 35kV sang 22kV, cung cấp điện cho trạm biến áp trung gian 35kV khác, giảm điện áp xuống 6kV để phục vụ phụ tải khu vực phía Tây Duy Xuyên và huyện Nông Sơn Hệ thống bao gồm các dao cách ly phân đoạn, máy cắt tự động đóng lặp lại (recloser), rơle quá dòng và cầu chì tự rơi (FCO) ở đầu tuyến các nhánh rẽ, giúp thuận tiện cho việc phân đoạn sự cố và bảo trì.
Hình 3.5 Sơ đồ lưới điện phân phối đường dây 371 trạm biến áp 110kV Đại Lộc
Hình 3.6 Đường dây 371 trạm biến áp 110kV Đại Lộc được mô phỏng trên chương trình Etap của hãng OTI
3.3.2 Hệ thống bảo vệ trang bị cho xuất tuyến 371 trạm biến áp 110kV Đại Lộc
Bảo vệ chủ yếu trên lưới điện bao gồm các thiết bị như bảo vệ quá dòng, máy cắt tự động đóng lặp lại (recloser), cầu chì bảo vệ quá tải và ngắn mạch tại các rẽ nhánh, cũng như cầu chì bảo vệ được lắp đặt tại các trạm biến áp phân phối hạ áp.
Trên xuất tuyến 371 trạm biến áp 110kV Đại Lộc có các thiết bị bảo vệ:
- MC 371/ Đại Lộc có rơle bảo vệ loại REF 615 do ABB sản xuất
- Recloser 372/ Duy Hòa 35 có tủ điều khiển ADVC do Schneider sản xuất
At the Duy Hòa 35kV station, the protection relays MC 331 and 431 are of type 7UT612 manufactured by Siemens, while MC 332 and 432 utilize the 7UT613 model also from Siemens, with GRE from Toshiba Additionally, Reclosers 471 and 473 are equipped with ADVC control cabinets produced by Schneider, whereas Recloser 472 features an FXD control cabinet made by Cooper.
- Tại trạm TG 35kV Quế Trung: MC 331, 431 rơle bảo vệ loại Micom P643 và P14NZ do Areva sản xuất; Recloser 471, 472 có tủ điều khiển ADVC do Schneider sản xuất
The 473/Duy Hòa 35 recloser, equipped with an RC-10ES control cabinet, is manufactured by Noja in Australia Additionally, the Duy Thu recloser on the same line features an ADVC control cabinet produced by Schneider.
- Trên các nhánh rẽ, các máy biến áp phụ tải được đặt các cầu chì (FCO hoặc LBFCO) để bảo vệ quá tải và ngắn mạch
Rơle REF 615, được sản xuất bởi ABB, là một thiết bị bảo vệ kỹ thuật số cho dòng điện và điện áp, được thiết kế để bảo vệ đường dây cao áp trên không hoặc cáp ngầm, cũng như bảo vệ dòng điện cho máy biến áp Thiết bị này sở hữu nhiều chức năng chính nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hệ thống điện.
- Bảo vệ quá dòng điện (50/51; 50N/51N)
- Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch (46)
- Bảo vệ đứt dây (46BC)
- Bảo vệ quá & kém điện áp (59/27)
- Bảo vệ quá & kém tần số (81)
- Bảo vệ lỗi máy cắt (50BF)
- Kiểm tra đồng bộ điện áp (25) & đóng lặp lại (79)
Hình 3.7 Mặt trước của rơle REF615 do ABB sản xuất
Recloser là thiết bị tự động có chức năng phát hiện và ngắt dòng điện quá mức, đồng thời tự động đóng lại để khôi phục hoạt động của đường dây Thiết bị này bao gồm một mạch cảm biến giúp nhận diện thời gian và mức độ quá dòng, đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
- Recloser có tủ điều khiển RC-10ES do Noja - Australia sản xuất: gồm các chức năng sau:
+ Quá dòng chạm đất (EF)
+ Quá dòng chạm đất nhạy (SEF)
+ Quá dòng thứ tự pha nghịch (NPS)
+ Bảo vệ đứt dây (46BC)
+ Điện áp dưới/quá mức (U/OV)
+ Tần số dưới/quá mức (UF/OF)
+ Mất khả năng phát hiện nguồn cung cấp (LSD)
+ Điều khiển lặp lại điện áp (VRC)
+ Phục hồi tự động (ABR).
Hình 3.8 Tủ điều khiển RC-10ES do Noja - Australia sản xuất
- Recloser có tủ điều khiển ADVC do Nulec - Schneider sản xuất: gồm các chức năng sau:
+ Quá dòng chạm đất (EF)
+ Quá dòng chạm đất nhạy (SEF)
+ Quá dòng thứ tự pha nghịch (NPS)
+ Khóa việc đóng recloser khi tải đang có điện
+ Khóa việc đóng recloser khi mất điện lưới (Dead Lockout)
+ Bảo vệ đứt dây (46BC)
+ Phối hợp chu trình hoạt động.
+ Bảo vệ thấp tần/cao tần.
+ Bảo vệ thấp áp/quá áp.
Hình 3.9 Tủ điều khiển ADVC do Nulec - Schneider sản xuất
3.3.3 Kiểm tra sự phối hợp làm việc của các thiết bị tự động đóng lại (recloser) trước và sau khi có nguồn phân tán Để đánh giá sự phối hợp làm việc của các thiết bị tự động đóng lại (recloser) trước và sau khi có nguồn phân tán, xem xét các bảo vệ trên đường dây, đưa ra các tình huống, để phân tích đánh giá sự phối hợp của các thiết bị bảo vệ và đề xuất các giải pháp khắc phục hiệu quả, cụ thể: Đường dây 371 trạm biến áp 110kV Đại Lộc được trang bị hệ thống bảo vệ gồm: trên đường dây 371/ Đại Lộc: rơle REF 615 MC 371/ Đại Lộc và recloser 372/ Duy Hòa 35; trên đường dây 473/ Duy Hòa 35: recloser 473/ Duy Hòa 35, reclsoer Cây Vải
Hình 3.10 Đường cong phối hợp giữa rơle REF 615 MC 371/Đại Lộc và recloser 372/ Duy Hòa 35 của chức năng bảo vệ quá dòng pha trước khi có nguồn phân tán
Hình 3.11 Đường cong phối hợp giữa recloser 473/ Duy Hòa 35 và recloser Cây Vải của chức năng bảo vệ quá dòng pha trước khi có nguồn phân tán
Hình 3.12 Đường cong phối hợp giữa recloser 473/ Duy Hòa 35 và recloser Cây Vải của chức năng bảo vệ quá dòng chạm đất trước khi có nguồn phân tán
3.3.3.1 Kiểm tra sự phối hợp làm việc của các thiết bị tự động đóng lại (recloser) trước khi có nguồn phân tán
Để phân tích và đánh giá recloser 372/Duy Hòa 35, chúng ta lựa chọn hai điểm quan trọng: điểm đầu tiên là tại trụ DCL 371-7/Duy Hòa 35, nằm phía trước recloser 372/Duy Hòa 35; điểm thứ hai là tại trụ 71, thuộc nhánh rẽ Công ty Thăng Hoa, nằm phía sau recloser 372/Duy Hòa 35.
Bảng 3.1 Giá trị dòng điện ngắn mạch 3 pha và thời gian cắt của các thiết bị bảo vệ trước khi có nguồn phân tán (371/ Đại Lộc và 372/ Duy Hòa 35)
Vị trí sự cố Dòng điện sự cố lớn nhất (A)
Rơle REF 615 MC 371/ Đại Lộc recloser 372/ Duy Hòa
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng sự cố phía trước recloser 372/ Duy Hòa 35
Dòng sự cố phía sau recloser 372/ Duy Hòa 35
Trụ nhánh rẽ Công ty
Bảng 3.2 Giá trị dòng điện ngắn mạch 2 pha và thời gian cắt của các thiết bị bảo vệ trước khi có nguồn phân tán (371/ Đại Lộc và 372/ Duy Hòa 35)
Vị trí sự cố Dòng điện sự cố lớn nhất (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng sự cố phía trước recloser 372/ Duy Hòa 35
Dòng sự cố phía sau recloser 372/ Duy Hòa 35
Bảng giá trị dòng điện ngắn mạch và sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ trên xuất tuyến 371/Đại Lộc cho thấy rơle REF 615 MC 371/Đại Lộc và recloser 372/Duy Hòa 35 hoạt động phối hợp chọn lọc, đảm bảo độ nhạy cao trong trường hợp không có nguồn điện phân tán kết nối.
- Đối với recloser Cây Vải thì chọn 02 điểm để phân tích đánh giá: tại trụ 66 phía trước recloser Cây Vải và tại trụ 66/57 phía sau recloser Cây Vải
Bảng 3.3 Giá trị dòng điện ngắn mạch 3 pha và thời gian cắt của các thiết bị bảo vệ trước khi có nguồn phân tán (473/ Duy Hòa 35 và Cây Vải)
Vị trí sự cố Dòng điện sự cố lớn nhất (A)
Recloser 473/ Duy Hòa 35 Recloser Cây Vải
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng sự cố phía trước recloser Cây Vải
Dòng sự cố phía sau recloser Cây Vải
Bảng 3.4 Giá trị dòng điện ngắn mạch 2 pha và thời gian cắt của các thiết bị bảo vệ trước khi có nguồn phân tán (473/ Duy Hòa 35 và Cây Vải)
Vị trí sự cố Dòng điện sự cố lớn nhất (A)
Recloser 473/ Duy Hòa 35 Recloser Cây Vải
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng sự cố phía trước recloser Cây Vải
Dòng sự cố phía sau recloser Cây Vải
Bảng 3.5 trình bày giá trị dòng điện ngắn mạch một pha chạm đất và thời gian cắt của các thiết bị bảo vệ trước khi có nguồn phân tán tại các địa điểm 473/Duy Hòa 35 và Cây Vải.
Vị trí sự cố Dòng điện sự cố lớn nhất (A)
Recloser 473/ Duy Hòa 35 Reclsoer Cây Vải
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng sự cố phía trước recloser Cây Vải
Dòng sự cố phía sau recloser Cây Vải
Qua bảng giá trị dòng điện ngắn mạch và sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ trên xuất tuyến 473/Duy Hòa 35, ta nhận thấy rằng recloser 473/Duy Hòa 35 và recloser Cây Vải đã đảm bảo sự phối hợp chọn lọc, đồng thời duy trì độ nhạy cao trong các tình huống không có nguồn điện phân tán kết nối.
3.3.3.2 Kiểm tra sự phối hợp làm việc của các thiết bị tự động đóng lại
(recloser) sau khi có nguồn phân tán
- Dòng điện sự cố chạy qua recloser 372/ Duy Hòa 35 khi sự cố ngắn mạch phía trước recloser như bảng sau:
Bảng 3.6 trình bày giá trị dòng điện ngắn mạch 3 pha và 2 pha, cùng với thời gian cắt của các thiết bị bảo vệ sau khi có nguồn phân tán tại các địa điểm 371/ Đại Lộc và 372/ Duy Hòa 35.
Vị trí sự cố Dòng Rơle REF 615 MC recloser 372/ Duy Hòa 35 điện sự cố lớn nhất (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng điện ngắn mạch 3 pha
Dòng điện ngắn mạch 2 pha
Qua phân tích bảng giá trị dòng điện ngắn mạch và sự phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ trên tuyến 371/Đại Lộc, nhận thấy rằng rơle REF 615 MC 371/Đại Lộc và recloser 372/Duy Hòa 35 không đảm bảo sự phối hợp chọn lọc khi có sự cố ngắn mạch tại trụ DCL 371-7/Duy Hòa 35 Cụ thể, khi xảy ra sự cố trước recloser 372/Duy Hòa 35, trong trường hợp có nguồn điện phân tán, thiết bị này sẽ cắt máy cắt ngoài vùng bảo vệ, điều này là không chấp nhận được Do đó, để khắc phục tình trạng này, cần thiết phải cài đặt recloser 372/Duy Hòa 35 theo hướng phù hợp.
- Dòng điện sự cố chạy qua recloser Cây Vải khi sự cố ngắn mạch phía trước recloser như bảng sau:
Bảng 3.7 Giá trị dòng điện ngắn mạch 3 pha và thời gian cắt của các thiết bị bảo vệ sau khi có nguồn phân tán (473/ Duy Hòa 35 và Cây Vải)
Vị trí sự cố Dòng điện sự cố lớn nhất (A)
Recloser 473/ Duy Hòa 35 Recloser Cây Vải
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng ngắn mạch chạy qua (A)
Dòng điện ngắn mạch 3 pha
Dòng điện ngắn mạch 2 pha
Dòng điện ngắn mạch 1 pha chạm đất
Bảng giá trị dòng điện ngắn mạch và sự phối hợp bảo vệ trên xuất tuyến 473/Duy Hòa 35 cho thấy rằng recloser 473/Duy Hòa 35 và recloser Cây Vải không đảm bảo phối hợp chọn lọc khi xảy ra sự cố tại trụ tụ bù Cây Vải Khi có sự cố phía trước recloser Cây Vải và nguồn điện phân tán đấu nối vào, recloser Cây Vải sẽ cắt máy cắt ngoài vùng bảo vệ, điều này là không cho phép Để khắc phục tình trạng này, cần thiết phải cài đặt recloser Cây Vải theo hướng đúng.
