Điện, điện tử - Tụ bù dọc t501, t504

TỤ BÙ DỌC T501, T504 1. Giới thiệu chung Tụ bù dọc TBD501 và TBD 504 được lắp đặt cho đường dây 571 (Hà Tĩnh 2) và 574 (Hà Tĩnh 1) là loại GEH 2743B do hãng GE (General Electric-USA) sản xuất. Các thông số chính của tụ bù dọc loại GEH 2743B : Trở kháng dàn tụ (1pha) 23 W Dòng điện định mức 1000 A Dòng lớn nhất có thể chịu đựng được trong 30phút 1350 A Công suất định mức (3 pha) 69 MVAR Điện áp định mưc (Pha - Pha) 550 kV Cách điện BIL (sàn tụ với đất) 1550 kV Điện áp chịu đựng khi có xung sét 1550 kV Điện áp chịu đựng ở tần số công nghiệp 01phút: 10 giây: 740 kV 680 kV Sơ đồ một sợi của dàn tụ bù loại GEH 2743B được trình bày trên hình 1. Hệ thống bảo vệ bao gồm điện trở phi tuyến, khe hở phóng điện, máy cắt, cuộn cản dịu, hệ thống điều khiển và các thiết bị thông tin. Điện trở phi tuyến được dùng để bảo vệ quá điện áp cho dàn tụ khi có sự cố trên hệ thống điện. Khe hở phóng điện sẽ làm việc khi dòng hoặc năng lượng của điện trở phi tuyến vượt quá giới hạn. Máy cắt sẽ tự động đóng vào khi xảy ra các sự cố, ví dụ sự cố ngắn mạch đường dây, phóng điện qua khe hở, quá nhiệt MOV.... Cuộn cản dịu được dùng để hạn chế dòng phóng của tụ khi máy cắt tụ đóng. Sự truyền thông về các trạng thái của tụ được truyền bằng các đường cáp quang. 2. Các chức năng bảo vệ 2.1. Các chế độ điều khiển và bảo vệ. 2.1.1. Chế độ Local/Remote Sự lựa chọn chế độ Local/Remote được thực hiện qua khoá lựa chọn chế độ trên tủ điều khiển chung. Khi khoá 43RL ở vị trí Local, dàn tụ chỉ điều khiển được qua máy tính đặt trên tủ điều khiển tụ còn khi khoá 43RL ở vị trí Remote dàn tụ sẽ được điều khiển qua tủ bảng điều khiển hoặc từ hệ thống máy tính điều khiển. 2.1.2. Chế độ Bypass và chế độ tự động khôi phục(Auto Reinsertion) Sự lựa chọn chế độ này được thực hiện qua khoá lựa chọn chế độ trên tủ điều khiển chung, có hai khoá lựa chọn đó là Enable/Disable và 1-Phase/3-Phase 2.1.2.1. Chế độ không tự động khôi phục (Reinsertion Disabled) Để tắt chế độ tự động khôi phục, lắc khoá 43 AR sang vị trí Disable, ở chế độ này máy cắt sẽ không tự động cắt ra sau khi máy cắt tụ Bypass, chế độ vận hành của máy cắt luôn là 3 pha, máy cắt sẽ được cắt ra bằng tay bởi khoá điều khiển trên tủ bảng điều khiển hoặc qua máy tính đặt trên tủ điều khiển tụ. Khi khoá 43AR ở vị trí Disable, vị trí của khoá 43ST không ảnh hưởng đến sự làm việc của hệ thống bảo vệ và điều khiển. 2.1.2.2. Chế độ tự động khôi phục một pha (Reinsertion in Single-Phase Mode) Để bật chế độ tự động khôi phục một pha, lắc khoá 43AR về vị trí Enable và khoá 43ST phải ở vị trí 1-Phase. Ở chế độ này, máy cắt tụ sẽ đóng từng pha và tự động mở 3 pha trong các trường hợp sau: Bảo vệ đường dây tác động Phóng điện qua khe hở phóng điện Máy cắt tụ sẽ Bypass cả 3 pha đối với tất cả các trường hợp khác. Máy cắt sẽ tự động đóng và tự động cắt ra cả 3 pha trong các trường hợp sau: Quá nhiệt độ của MOV Quá dòng điện tụ theo thời gian 2.1.2.3.Chế độ tự động khôi phục 3 pha (Reinsertion in Three-Phase Mode) Để bật chế độ tự động khôi phục cả 3 pha, lắc khoá 43AR về vị trí Enable và khoá 43ST phải ở vị trí 3-Phase. Ở chế độ này máy cắt tụ sẽ Bypass đối với tất cả các trường hợp, máy cắt tụ sẽ cắt ra cả 3 pha trong các trường hợp sau: Bảo vệ đường dây tác động Phóng điện qua khe hở phóng điện Quá nhiệt độ của MOV Quá dòng điện tụ theo thời gian 2.1.2.4. Yêu cầu đối với chế độ tự động khôi phục (Requirements for Automatic Reinsertion) Việc cắt tự động của máy cắt tụ chỉ được thực hiện nếu tất cả các điều kiện sau đây được thoả mãn: Khoá 43AR phải ở vị trí Enable Không có tín hiệu BLOCK INSERTION Không có trạng thái LOCKOUT Dòng điện đường dây nhở hơn 110% giá trị định mức (nhở hơn 1100 A) 2.1.2.4. Tự động khôi phục chưa được thực hiện (Automatic Reinsertion Pending) Sự khôi phục tự động sẽ được trì hoãn không xác định nếu xảy ra các điều kiện sau: - BLOCK INSERTION: Đối với sự tác động của bảo vệ mà nguyên nhân do BLOCK INSERTION (ví dụ quá dòng tụ, quá nhiệt của MOV), sự khôi phục sẽ trì hoãn cho đến khi lệnh BLOCK INSERTION mất đi - Dòng điện đường dây cao: Nếu dòng điện đường dây lớn hơn 1100 A, sự khôi phục sẽ được trì hoãn cho đến khi hạ thấp xuống mức cho phép 2.1.2.4.Tự động khôi phục không được thực hiện (Automatic Reinsertion Pending) Sự hồi phục tự động sẽ không được thực hiện nếu xảy ra các điều kiện sau: Máy cắt tụ được mở bằng tay Khoá lựa chọn chế độ 43 AR ở vị trí Disable Rơ le Lockout cắt 2.2. Các chức năng bảo vệ 2.2.1. Bảo vệ hư hỏng MOV Dòng qua các nhánh của MOV được đo từ các biến dòng CT-6 và CT60, khi hư hỏng MOV, dòng không cân bằng sẽ xuất hiện, nếu sự khác nhau giữa dòng các nhánh lớn hơn 2:1. Bảo vệ sẽ gửi lệnh Bypass 3 pha máy cắt đồng thời đưa ra cảnh báo Varistor Failure Bypass và Lockout. 2.2.2. Bảo vệ hư hỏng khe hở phóng điện Khe hở phóng điện được cài đặt ở một ngưỡng năng lượng phóng giới hạn 13,6 Mj. Nếu khi ngưỡng giới hạn năng lượng phóng bị vượt quá thì bảo vệ sẽ đưa ra cảnh báo Gap Failure To Conduct Bypass, Lockout đồng thời đóng và khoá máy cắt. 2.2.3. Bảo vệ quá nhiệt Varistor Dòng qua mỗi nhánh Varistor được đo bởi biến dòng CT-6 và CT-60, các dòng này được truyền tới hệ thống bảo vệ và được giám sát liên tục. Khi nhiệt độ của Varistor lớn hơn 60oC bảo vệ sẽ đưa ra cảnh báo, khi nhiệt độ lớn hơn 130oC bảo vệ sẽ đưa ra cảnh báo Excessive Varistor Temperature Bypass, đồng thời đóng và khoá máy cắt. 2.2.4. Bảo vệ dòng không cân bằng Dòng không cân bằng được kiểm tra bởi biến dòng CT-3 và CT-30. Các bình tụ sự cố trong hai dãy tụ trong một pha gây ra các dòng điện không cân bằng và được truyền đến hệ thống bảo vệ. Trong các điều kiện vận hành bình thường các dòng này có trị số rất bé, khi có sự cố hư hỏng các bình tụ bảo vệ sẽ tính toán tỷ số giữa dòng không cân bằng với dòng qua dàn tụ, nếu vượt quá ngưỡng đặt bảo vệ sẽ đưa ra cảnh báo đồng thời đóng và khoá máy cắt 2.2.5. Bảo vệ khi sự cố đường dây Hệ thống bảo vệ tụ nhận một đầu vào từ các rơ le bảo vệ đường dây và qua đó một sự cố đường dây sẽ được phát hiện, đầu vào này không phụ thuộc vào chế độ một pha hay 3 pha. Khi nhận được tín hiệu từ rơ le bảo vệ đờng dây, máy cắt sẽ được Bypass và đưa ra cảnh báo “Line Protection Bypass”. Không phụ thuộc vào chế độ Enable hay Disable, máy cắt Bypass và tự động cắt ra sẽ xảy ra ở chế độ 1 pha hay 3 pha. 2.2.6. Bảo vệ quá dòng tụ theo thời gian Dòng qua tụ được đo từ biến dòng CT-1. Khi giá trị tích luỹ quá dòng qua tụ theo thời gian vượt quá ngưỡng thì bảo vệ sẽ gửi lệnh Bypass 3 pha máy cắt đồng thời đưa ra cảnh báo "Capacitor Time Overcurrent" và "Excessive Capacitor Overcurrent Bypass". 2.2.7. Bảo vệ chạm đất sàn tụ Dòng chạm đất sàn tụ được đo từ biến dòng CT-4. Nếu giá trị dòng tích luỹ theo thời gian vượt quá ngưỡng Bypass thì bảo vệ sẽ gửi lệnh Bypass 3 pha máy cắt đồng thời đưa ra cảnh báo Platform Fault Bypass và Lockout. 2.2.8. Bảo vệ hư hỏng máy cắt Hệ thống bảo vệ tụ giám sát sự làm việc của máy cắt, nếu một lệnh Bypass được đưa ra bởi hệ thống bảo vệ và bảo vệ nhận một tín hiệu một trong 3 pha của máy cắt đang mở sau thời gian 0,25s, cảnh báo “Bypass Breaker Failure” và “Lockout” sẽ được đưa ra đồng thời gửi lệnh đi cắt máy cắt đờng dây. Khi một lệnh tự động cắt ra được gửi tới máy cắt tụ bởi hệ thống bảo vệ tụ và hệ thống bảo vệ nhận một tín hiệu một (hoặc 2, hoặc 3) pha của máy cắt đang đóng sau thời gian 0,25s, cảnh báo “Breaker Open Failure Bypass” sẽ được đưa ra đồng thời lệnh đóng máy cắt và Lockout sẽ được thực hiện. 2.2.9. Bảo vệ khiếm khuyết máy cắt Khi phát hiện áp lực khí SF6 hoặc áp lực dầu truyền động xuống thấp ở mức 2, hệ thống bảo vệ tụ sẽ gửi lệnh Bypass máy cắt đồng thời lockout. 2.2.10. Bảo vệ đóng cắt không đồng pha Các tiếp điểm chỉ trạng thái đóng và cắt của từng pha máy cát sé được gửi tới hệ thống bảo vệ tụ, nếu có một trạng thái đóng cắt không đồng pha (>4s), bảo vệ sẽ đưa ra một cảnh báo "Breaker Pole Disagreement" và gửi lệnh đi đóng máy cắt đồng thời Lockout. 2.2.11. Bảo vệ hư hỏng giao diện cáp quang Tủ điều khiển lập trình PLC xuất hiện lỗi nội bộ trong thời gian quét kiểm tra độ dẫn truyền của 3 cạc GFOI, khi PLC phát hiện lỗi thì một tín hiệu cảnh báo GFOI FAILURE xuất hiện, bảo vệ cho phép rơ le tự động tách ra, không có khả năng thực hiện tất cả các lệnh tác động từ hệ thống bảo vệ. 2.2.12. Bảo vệ tự động tách ra Dàn tụ có hai hệ thống bảo vệ độc lập A và B. Nếu một trong hai hệ thống bị hư hỏng, hệ thống bảo vệ bị hư hỏng sẽ được tự động tách ra khỏi mạng đang vận hành. Một trong những nguyên nhân gây nên dạng sự cố này là: - Lỗi đường truyền cáp quang. - Lỗi PLC - Lỗi nguồn một chiều cung cấp cho bảo vệ (kém áp nguồn 24 V, 125V) 2.2.13. Bảo vệ hư hỏng cảm biến đo nhiệt độ môi trường Khi nhiệt độ môi trường vượt ngoài phạm vi dải nhiệt độ định mức (-5¸55oC) thì bảo vệ sẽ đưa ra cảnh báo Temperature Sensor Failure. Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng sẽ làm hỏng hóc các thiết bị. 2.2.14. Bảo vệ lỗi PLC Tủ điều khiển lập trình PLC thực hiện kiểm tra lỗi nội bộ đều đặn trong mỗi lần quét. Nếu có một trong các lỗi, thì xuất hiện đèn cảnh báo PLC Failure, bảo vệ sẽ tự động tác ra và không có khả năng thực hiện tất cả các lệnh tác động từ hệ thống bảo vệ. Một trong các nguyên nhân lỗi PLC: - Lỗi phần cứng CPU - Lỗi phần cứng chung - Lỗi bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên - Lỗi phần mềm - Lỗi Module I/O - Mất Module I/O - Thời gian quét lớn hơn 20 ms - Mất nguồn một chiều cung cấp cho PLC (Hết)