Nghiên cứu phương pháp phối hợp bảo vệ của các Recloser trên lưới điện trung áp 22KV tỉnh Lạng Sơn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

VY TUẤN MỸ

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP BẢO VỆ CỦA CÁC RECLOSER

TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 22KV TỈNH LẠNG SƠN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN

Thái Nguyên - năm 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

VY TUẤN MỸ

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP BẢO VỆ CỦA CÁC RECLOSER

TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 22KV TỈNH LẠNG SƠN

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

MÃ SỐ: 8.52.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Lê Tiên Phong

Thái Nguyên – năm 2020

i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn : Vy Tuấn Mỹ

Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Tiên Phong

Đề tài luận văn: Nghiên cứu phương pháp phối hợp bảo vệ của các Recloser trên

lưới điện trung áp 22kV tỉnh Lạng Sơn.

Ngành: Kỹ thuật điện

Mã ngành: 8.52.02.01

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Chủ tịch Hội đồng chấm luận văn xác

nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày

4/10/2020 với các nội dung sau:

Đã sửa một số lỗi chính tả, lỗi chế bản trong luận văn.

Đã bổ sung phần nội dung kết luận chung theo góp ý của Hội đồng.

Thái Nguyên, ngày 18 tháng 10 năm 2020

Người hướng dẫn khoa học Tác giả luận văn

TS. Lê Tiên Phong Vy Tuấn Mỹ

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. Võ Quang Lạp

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi,

được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham

khảo khác nhau. Qua số liệu thu thập thực tế, tổng hợp tại Công ty Điện lực Lạng Sơn

- nơi tôi làm việc, không sao chép bất kỳ luận văn nào trước đó và dưới sự hướng dẫn

khoa học của TS. Lê Tiên Phong - giảng viên trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp -

Đại học Thái Nguyên.

Các số liệu và những kết quả trong luận văn là trung thực, các đánh giá, kiến

nghị đưa ra xuất phát từ thực tiễn và kinh nghiệm làm việc trong công ty Điện lực

Lạng Sơn; kết quả nghiên cứu này chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào

trước khi bảo vệ và công nhận bởi “Hội Đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ

thuật”.

Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên./.

Tác giả luận văn

Vy Tuấn Mỹ

iii

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học kỹ thuật điện của trường

Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, đã giúp tác giả nhận thức sâu sắc về cách thức nghiên

cứu, phương pháp tiếp cận các đối tượng nghiên cứu và lựa chọn đề tài luận văn tốt

nghiệp cao học; đồng thời góp phần nâng cao kiến thức chuyên môn vững vàng, nâng

cao năng lực thực hành, khả năng thích ứng cao trước sự phát triển của khoa học, kĩ

thuật và kinh tế; có khả năng phát hiện, giải quyết độc lập những vấn đề thuộc chuyên

ngành được đào tạo và phục vụ cho công tác được tốt hơn. Việc thực hiện nhiều bài

tập nhóm trong thời gian học đã giúp tác giả sớm tiếp cận được cách làm, phương

pháp nghiên cứu, tạo tiền đề cho việc độc lập trong nghiên cứu và hoàn thành luận văn

này.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

TS. Lê Tiên Phong đã giúp đỡ, hướng dẫn hết sức chu đáo, nhiệt tình trong quá

trình thực hiện để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này;

Các CBCNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho

tác giả trong quá trình tiến hành thực nghiệm đề tài và bảo vệ luận văn thạc sĩ;

Các đồng chí lãnh đạo và đồng nghiệp của Công ty Điện lực Lạng Sơn đã giúp

đỡ tác giả thực hiện việc nghiên cứu, thu thập các số liệu để tác giả hoàn thành luận

văn thạc sĩ này; các đồng nghiệp đã dành thời đóng góp, chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ

này hoàn thiện tốt hơn;

Gia đình, bạn bè của tác giả đã giúp đỡ, tạo điều kiện về thời gian, động viên tác

giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này;

Tác giả mong muốn tiếp tục nhận được sự chia sẻ, hỗ trợ và tạo điều kiện của Hội

đồng Chấm luận văn thạc sĩ, để bản luận văn này hoàn thiện hơn.

Xin trân trọng cám ơn!

Lạng Sơn, ngày 16 tháng 07 năm 2020

Tác giả luận văn

Vy Tuấn Mỹ

iv

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ii

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iii

DANH MỤC KÝ HIỆU.............................................................................................. vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................. vii

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................viii

DANH MỤC HÌNH VẼ.............................................................................................. ix

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................................... 2

1.1 Giới thiệu lưới điện trung áp tỉnh Lạng Sơn ....................................................... 2

1.1.1 Nguồn điện .................................................................................................. 2

1.1.2 Trạm biến áp 110 kV ................................................................................... 2

1.1.3 Lưới điện ..................................................................................................... 3

1.2 Hệ thống bảo vệ rơ le hiện tại trong lưới điện trung áp 22 kV tỉnh Lạng Sơn ..... 9

1.2.1 Phương thức vận hành lưới điện, đặc điểm lưới điện ................................... 9

1.2.2 Các thiết bị bảo vệ trên lưới điện ............................................................... 10

1.2.3 Sơ lược về Recloser trong lưới điện ........................................................... 13

1.3 Một số vấn đề còn tồn tại trong lưới điện trung áp 22 kV tỉnh Lạng Sơn .......... 26

1.4 Định hướng giải quyết tồn tại ........................................................................... 27

1.5 Kết luận chương 1 ............................................................................................ 27

Chương 2: GIẢI TÍCH LƯỚI VÀ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO LƯỚI ĐIỆN

TRUNG ÁP TỈNH LẠNG SƠN ................................................................................ 28

2.1 Giới thiệu vấn đề .............................................................................................. 28

2.2 Mô hình hóa lộ 472 và 473 tỉnh Lạng Sơn trên phần mềm ETAP ..................... 28

2.2.1 Phương pháp mô hình hóa ......................................................................... 28

2.2.2 Mô hình hóa trên phần mềm ETAP ........................................................... 30

2.3 Giải tích lưới điện lộ 472 và 473 tỉnh Lạng Sơn ............................................... 37

2.3.1 Phương pháp giải tích lưới điện ................................................................. 37

2.3.2 Kết quả giải tích lưới điện lộ 472 và 473 trên phần mềm ETAP ................ 43

2.4 Tính toán ngắn mạch ........................................................................................ 44

2.4.1 Phương pháp tính toán ngắn mạch theo chuẩn IEC 60909 ......................... 44

2.4.2 Ứng dụng phần mềm ETAP tính toán ngắn mạch ...................................... 48

v

2.5 Recloser và máy biến dòng điện ....................................................................... 50

2.5.1 Recloser NULEC ...................................................................................... 50

3.5.2 Recloser NOJA ......................................................................................... 50

2.5.3 Máy biến dòng điện (CT) .......................................................................... 51

2.6 Kết luận chương 2 ............................................................................................ 54

Chương 3: PHỐI HỢP HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC RECLOSER TRONG LƯỚI ĐIỆN

22 kV TỈNH LẠNG SƠN .......................................................................................... 55

3.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................ 55

3.2 Tính toán thông số bảo vệ quá dòng điện ......................................................... 56

3.3 Tính toán thông số cài đặt recloser ................................................................... 59

3.4 Nguyên tắc phối hợp đặc tính bảo vệ ................................................................ 61

3.5 Kết quả mô phỏng trên phần mềm ETAP ......................................................... 65

3.5.1 Cài đặt recloser trên phần mềm ETAP ....................................................... 65

3.5.2 Kết quả mô phỏng trường hợp vận hành 2 lộ đường dây độc lập ............... 66

3.5.3 Kết quả mô phỏng trường hợp vận hành lộ 472 cấp điện hỗ trợ lộ 473 đến

CD 31-3 ............................................................................................................. 67

Lộ 473 đảm bảo tác động chọn lọc. .................................................................... 70

3.5.4 Kết quả mô phỏng trường hợp vận hành lộ 473 cấp điện hỗ trợ lộ 472 đến

CD 86-3 ............................................................................................................. 70

3.6 Cài đặt thông số bảo vệ trên thiết bị thực .......................................................... 73

3.6.1 Phương thức kết nối .................................................................................. 73

3.6.2 Cài đặt thông số trên phần mềm WSOS 5 cho reloser NULEC .................. 77

3.6.3 Cài đặt thông số trên phần mềm CMS cho recloser NOJA ......................... 80

3.6.4 Kiểm tra phối hợp cài đặt trên thiết bị thực tế ............................................ 82

3.7 Kết luận chương 3 ............................................................................................ 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 85

1. Kết luận ............................................................................................................. 85

2. Kiến nghị ........................................................................................................... 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 87

vi

DANH MỤC KÝ HIỆU

PMax Phụ tải cực đại

PMin Phụ tải cực tiểu

INmax Dòng ngắn mạch lớn nhất

Uđm Điện áp định mức

Iđm Dòng điện định mức

Ilvmax Dòng điện làm việc lớn nhất

Ipickup Dòng khởi động

c Hệ số điện áp theo IEC 60909-0

kdt Hệ số dự trữ

CT Máy biến dòng điện

TMS Bội số thời gian đặt (Time Multiplier Setting)

Knh Hệ số độ nhạy bảo vệ

vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam

EVNNPT Tổng công ty Truyền tải Điện Quốc gia

EVNNPC Tổng công ty Điện lực miền Bắc

A1 Trung tâm Điều độ Hệ thống điện miền Bắc

BQLDA Ban quản lý dự án

ĐZ Đường dây

CD Cầu dao

HTĐ Hệ thống điện

LPP Lưới điện phân phối

PC Công ty Điện lực

QHĐL Quy hoạch điện lực

TBA Trạm biến áp

MC Máy cắt

TTĐA Tổn thất điện áp

viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. 1 Các nhà máy điện trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn .............................................. 2

Bảng 1. 2 Thông số vận hành và nhu cầu phụ tải các trạm biến áp 110 kV ................... 3

Bảng 1. 3 Thông số, tình hình vận hành các đường dây 110 kV ................................... 4

Bảng 1. 4 Thông số, tình hình vận hành các đường dây trung áp .................................. 6

Bảng 1. 5 Thống kê trạm cắt Recloser trên lộ 22 kV Lạng Sơn ................................... 12

Bảng 1. 6 Phím chức năng của recloser NULEC ........................................................ 17

Bảng 2. 1 Thông số của máy biến áp 110/35/22 Lạng Sơn ........... …………………...31

Bảng 2. 2 Hệ số điện áp c (theo IEC 60909-0) .......................................................... 46

Bảng 2. 3 Giá trị dòng ngắn mạch lớn nhất tại các vị trí qua MC và recloser ............. 49

Bảng 3. 1 Kết quả tính toán dòng điện khởi động lộ 472 vận hành độc lập................. 60

Bảng 3. 2 Kết quả tính toán dòng điện khởi động lộ 473 vận hành độc lập................. 60

Bảng 3. 3 Kết quả tính toán dòng điện khởi động lộ 472 vận hành cấp hỗ trợ lộ

473E13.2 đến CD31-3 ............................................................................................... 61

Bảng 3. 4 Kết quả tính toán dòng điện khởi động lộ 473 vận hành cấp hỗ trợ lộ

472E13.2 đến CD 86-3 .............................................................................................. 61