Luận Văn Đánh giá các sơ đồ thanh góp của nhà máy điện và trạm biến áp theo quan điểm bảo vệ

Lời nói đầu


Trong những năm gần đây, nền kinh tế Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc. Cùng với sự phát triển đó, ngành công nghiệp điện lực đã trở thành một trong những ngành quan trọng nhất, quyết định đến sự phát triển và ổn định nền kinh tế và an ninh Quốc gia.
Để đảm bảo cho nền kinh tế ngày càng đi lên một cách vững chắc, ngành điện phải đi trước một bước. Hệ thống điện ngày càng được chú trọng đầu tư xây dựng và hiện đại hoá, trong đó các thiết bị bảo vệ được đặc biệt quan tâm bởi các thiết bị này đóng vai trò cực kỳ quan trọng, nó đảm bảo cho các phần tử chính như máy phát điện, máy biến áp, đường dây tải điện, cáp ngầm, thanh góp, động cơ . và toàn bộ hệ thống điện vận hành an toàn, ổn định.
Các hệ thống thanh góp là những điểm nút trung chuyển công suất trên lưới điện. Đây cũng là nơi tập trung rất nhiều các ngăn lộ, có thể là máy phát, máy biến áp hay đường dây tải điện. Thanh góp được bố trí trong các nhà máy điện hoặc trạm biến áp nên xác suất sự cố ngắn mạch xẩy ra trên thanh góp thường không lớn, tuy nhiên khi xẩy ra ngắn mạch trên thanh góp mà không loại trừ kịp thời thì sự cố trở nên rất trầm trọng. Đối với những thanh góp tại các nhà máy điện lớn và các trạm truyền tải điện, khi xẩy ra ngắn mạch nếu không loại trừ kịp thời nhiều trường hợp có thể gây sự cố lan truyền và tan rã lưới điện.
Các thiết bị bảo vệ nói chung và bảo vệ thanh góp nói riêng có nhiệm vụ phát hiện và loại trừ càng nhanh càng tốt phần tử bị sự cố ra khỏi lưới điện, ngăn chặn và hạn chế đến mức thấp nhất những tổn thất mà sự cố có thể gây nên.
Để đảm bảo nhu cầu chất lượng điện năng ngày càng tăng của xã hội, việc đánh giá khả năng đáp ứng của các thiết bị trong hệ thống điện là rất cần thiết. Thông qua đề tài luận văn "Đánh giá các sơ đồ thanh góp của nhà máy điện và trạm biến áp theo quan điểm bảo vệ", tác giả muốn đóng góp một phần nhỏ tìm tòi, nghiên cứu của mình thông qua việc tổng hợp các dạng sơ đồ và thiết bị bảo vệ thanh góp thường gặp trong hệ thống điện và đánh giá độ tin cậy của thiết bị bảo vệ của một số sơ đồ thanh góp hiện đang được sử dụng trong lưới điện truyền tải Việt Nam. Qua đó tác giả luận văn đưa ra một số nhận xét, đánh giá và kiến nghị đối với các sơ đồ thanh góp theo quan điểm bảo vệ.
Nội dung luận văn này gồm 4 chương:

Chương 1: Giới thiệu các loại sơ đồ thanh góp thường gặp ở nhà máy điện và trạm biến áp.

Chương 2: Nguyên lý bảo vệ các sơ đồ thanh góp.

Chương 3: Các phương pháp đánh giá độ tin cậy của bảo vệ thanh góp.

Chương 4: Tính toán độ tin cậy của một số sơ đồ bảo vệ thanh góp.

Để hoàn thành luận văn này, bản thân tôi đã nỗ lực rất nhiều, song trong khuôn khổ thời gian thực hiện luận văn có hạn nên việc thu thập tài liệu, số liệu và thông tin chưa được nhiều nên bản luận văn này không tránh khỏi những khiếm khuyết. Tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và toàn thể bạn đọc.
Trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn, tôi đã luôn nhận được sự động viên giúp đỡ rất nhiệt tình của các thầy cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, sự quan tâm, giúp đỡ của Lãnh đạo và đồng nghiệp tại Trung tâm thí nghiệm điện. Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của Viện sĩ, Giáo sư, Tiến sĩ khoa học Trần Đình Long đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn những sự giúp đỡ quý báu đó!


Mục lục

Trang
Lời nói đầu 1
Mục lục 3
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 6
Danh mục các hình vẽ 7
Chương 1: giới thiệu các loại sơ đồ thanh góp
thường gặp ở nhà máy điện và trạm biến áp 9
1.1. Sơ đồ nối mỗi mạch với thanh gúp qua một mỏy cắt 9
1.1.1. Sơ đồ một thanh gúp 9
1.1.2. Sơ đồ hai thanh gúp 14
1.2. Sơ đồ nối mỗi mạch với thanh gúp qua nhiều mỏy cắt 17
1.2.1. Sơ đồ hai thanh gúp cú hai mỏy cắt trờn một mạch 17
1.2.2. Sơ đồ hai thanh gúp cú 3 mỏy cắt trờn hai mạch 18
1.2.3. Sơ đồ đa giỏc 19
1.3. Sơ đồ cầu 21
Chương 2: Nguyên lý bảo vệ các sơ đồ thanh góp 23
2.1. Những trường hợp khụng cần đặt bảo vệ thanh gúp riờng 23
2.1.1. Sơ đồ một thanh gúp 23
2.1.2. Sơ đồ cầu 23
2.1.3. Sơ đồ đa giỏc 24
2.2. Nguyờn lý bảo vệ thanh gúp 24
2.2.1. Quỏ dũng điện 24
2.2.2. So lệch dũng điện 27
2.2.3. So lệch dựng rơle tổng trở cao 29
2.2.4. So sỏnh pha dũng điện 29
2.2.5. Bảo vệ khoảng cỏch 31
2.3. Cỏc loại bảo vệ thường dựng cho từng loại thanh gúp 36
2.3.1. Sơ đồ một thanh gúp 36
2.3.2. Sơ đồ cầu 39
2.3.2.1. Sơ đồ cầu trong 39
2.3.2.2. Sơ đồ cầu ngoài 41
2.3.3. Sơ đồ hai thanh gúp 42
2.3.4. Sơ đồ nối mỗi mạch với thanh gúp qua nhiều mỏy cắt 48
2.3.5. Sơ đồ đa giỏc 51
Chương 3: Các phương pháp đánh giá độ tin cậy
của bảo vệ thanh góp 54
3.1. Độ tin cậy và tầm quan trọng khi nghiên cứu, đánh giá
độ tin cậy của hệ thống bảo vệ 54
3.1.1. Giới thiệu chung 54
3.1.2. Các khái niệm cơ bản 54
3.1.2.1. Cỏc thụng số hỏng húc 54
3.1.2.2. Cỏc thụng số phục hồi (sửa chữa) 57
3.1.2.3. Quỏ trỡnh hỏng húc và phục hồi 59
3.1.3. Tầm quan trọng khi nghiên cứu, đánh giá
độ tin cậy của hệ thống bảo vệ 60
3.2. Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của bảo vệ thanh góp 61
3.3. Các phương pháp tính toán độ tin cậy thường dùng 62
3.3.1. Tính toán độ tin cậy đối với các sơ đồ đơn giản 62
3.3.1.1. Hệ thống nối tiếp 62
3.3.1.2. Hệ thống song song 63
3.3.1.3. Hệ thống hỗn hợp (nối tiếp - song song) 63
3.3.2. Tính toán độ tin cậy đối với các sơ đồ phức tạp 65
3.3.2.1. Phương phỏp mụ hỡnh (mụ phỏng) 65
3.3.2.2. Phương phỏp giải tớch 66
3.3.2.3. Phương phỏp khụng gian trạng thỏi 66
3.3.3. Phương phỏp cõy sự cố 67
3.3.3.1. Những khỏi niệm cơ bản 67
3.3.3.2. Phương phỏp xõy dựng cõy sự cố 70
Chương 4: Tính toán độ tin cậy của một số sơ đồ bảo
vệ thanh góp 72
4.1. Sơ đồ hai thanh góp có thanh góp vòng 72
4.1.1. Đặc tớnh của hệ thống bảo vệ 72
4.1.2. Sự kiện đỉnh của cõy sự cố 75
4.1.3. Sự cố mỏy cắt 76
4.1.4. Sự cố bảo vệ 82
4.1.5. Đỏnh giỏ độ tin cậy 84
4.2. Sơ đồ một rưỡi 87
4.2.1. Đặc tớnh của hệ thống bảo vệ 87
4.2.2. Sự kiện đỉnh của cõy sự cố 89
4.2.3. Đỏnh giỏ độ tin cậy 90
4.3. Sơ đồ đa giác 90
4.3.1. Đặc tớnh của hệ thống bảo vệ 90
4.3.2. Sự kiện đỉnh của cõy sự cố 92
4.3.3. Đỏnh giỏ độ tin cậy 94
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96
Tài liệu tham khảo 99