Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống bảo vệ đường dây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI - - - - - - - - - * * * - - - - - - - - - VŨ THANH HẢI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG BẢO VỆ ðƯỜNG DÂY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: ðiện khí hĩa sản xuất nơng nghiệp và nơng thơn Mã số: 60.62.54 Người hướng dẫn khoa học: TS. Ngơ Trí Dương HÀ NỘI - 2011 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… i LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu c

pdf124 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1469 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống bảo vệ đường dây, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ủa riêng tơi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Tơi xin cam đoan rằng các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội , ngày 22 tháng 11 năm 2011 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Thanh Hải Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bầy tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn khoa học TS. Ngơ Trí Dương đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình làm luận văn. ðồng thời định hướng giải quyết các vấn đề khoa học và chỉnh sửa cấu trúc của luận văn để luận văn hồn thành đúng theo kế hoạch. Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội; Viện đào tạo Sau đại học; Khoa Cơ điện đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. Tơi xin bầy tỏ lịng biết ơn thầy Chủ nhiệm bộ mơn và quí thầy, cơ trong bộ mơn ðiện kỹ thuật của khoa Cơ điện trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội đã tạo mọi điều kiện để tơi hồn thành mơ hình hệ thống bảo vệ đường dây. ðồng thời cĩ nhiều ý kiến quý báu để luận văn đi đúng hướng và đảm bảo đúng theo kế hoạch. Tơi xin chân thành cảm ơn đến các đồng nghiệp đã gĩp ý xây dựng để luận văn đạt chất lượng. Mặc dù tơi đã cĩ nhiều cố gắng để hồn thiện luận văn bằng cả sự nhiệt tình, tâm huyết và năng lực của mình; Tuy nhiên khơng thể tránh khỏi những thiếu sĩt. Rất mong nhận được ý kiến đĩng gĩp của quí thầy cơ và các bạn đồng nghiệp. Hà Nội , ngày 22 tháng 11 năm 2011 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Thanh Hải Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vii Danh mục hình viii LỜI MỞ ðẦU i 1. ðặt vấn đề 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nội dung nghiên cứu 2 4. Phương pháp nghiên cứu 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4 1.1. ðặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Thái Bình 4 1.1.1. ðặc điểm tự nhiên 4 1.1.2. ðặc điểm kinh tế xã hội 5 1.2. Hiện trạng lưới điện của thành phố Thái Bình 5 1.3. ðiều kiện tự nhiên, xã hội tại khu vực Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình 7 1.4 Thực trạng lưới điện tại trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình 7 1.5. Thực trạng hệ thống bảo vệ đường dây hạ thế tại Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình 9 1.6. Tính quan trọng của việc bảo vệ quá dịng đường dây 10 1.7. Ý nghĩa của ứng dụng tự động hĩa vào bảo vệ đường dây 10 1.8. Giới hạn của đề tài 12 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢO VỆ ðƯỜNG DÂY 13 2.1. Phân loại đường dây 13 2.2. Các dạng sự cố và biện pháp bảo vệ đường dây tải điện 13 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… iv 2.3. Các phương pháp bảo vệ đường dây hạ thế thường dùng 14 2.3.1. Bảo vệ quá dịng 14 2.3.2. Bảo vệ khoảng cách 25 CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ ðƯỜNG DÂY TẠI TRƯỜNG ðẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH CƠ SỞ ðÀO TẠO THÁI BÌNH 27 3.1. Phân tích đánh giá các phương pháp bảo vệ đường dây 27 3.2. Các thiết bị bảo vệ quá dịng cho đường dây 27 3.3. Tính tốn bảo vệ quá dịng trên đường dây 32 3.4. Tính tốn chọn thiết bị đo lường và điều khiển trung gian (BI) 33 3.5. Tính tốn các giá trị bảo vệ đường dây 35 3.5.1. Bảo vệ quá tải 35 3.5.2. Bảo vệ quá dịng cắt nhanh 36 CHƯƠNG 4 GIỚI THIỆU BỘ ðIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC S7 – 200 37 4.1. Bộ điều khiển logic khả trình PLC S7 – 200 37 4.1.1. Giới thiệu chung về PLC 37 4.1.2. Ưu điểm của PLC trong tự động hĩa 38 4.1.3. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động 39 4.2. Ngơn ngữ lập trình Simatic S7-200 50 4.2.1. Cấu trúc chương trình của S7-200 51 4.2.2. Thực hiện chương trình của S7-200 52 4.2.3. Ngơn ngữ lập trình của S7 - 200 53 4.3. Một số lệnh cơ bản của SIMATIC S7 – 200 55 4.3.1. Các lệnh vào ra 55 4.3.2. Các lệnh ghi/xĩa giá trị cho tiếp điểm 56 4.3.3. Các lệnh logic đại số Boolean 56 4.3.4. Các lệnh so sánh 57 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… v 4.3.5. Các lệnh điều khiển Timer 57 4.3.6. Các lệnh điều khiển Counter 59 4.4. Phương pháp lập trình trên STEP 7 – MICRO/WIN32 61 4.4.1. Các thành phần quan trọng 61 4.4.2. Phương pháp lập trình 62 4.4.3. Soạn thảo chương trình 63 4.4.4. Download chương trình xuống PLC 65 4.5. Trình tự thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC 66 CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ MẠCH BẢO VỆ QUÁ DỊNG CHO ðƯỜNG DÂY HẠ ÁP TẠI TRƯỜNG ðẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH CƠ SỞ ðÀO TẠO THÁI BÌNH 68 5.1. Phân tích đối tượng, yêu cầu thiết kế bảo vệ 68 5.2. Lựa chọn thiết bị, phân cơng tín hiệu vào ra 69 5.2.1. Lựa chọn thiết bị 69 5.2.2. Chuyển đổi dữ liệu đầu vào EM231 76 5.3. Yêu cầu điều khiển và kết nối 76 5.4. Xây dựng thuật tốn điều khiển 80 5.4.1. Xây dựng sơ đồ cấu trúc 80 5.4.2. Xây dựng lưu đồ thuật tốn 81 5.5. Chương trình điều khiển 82 5.6. Mơ phỏng bằng Simulator S7 – 200 83 CHƯƠNG 6 CHẾ TẠO MƠ HÌNH VÀ MƠ PHỎNG 86 6.1. Yêu cầu về chế tạo mơ hình 86 6.1.1. Yêu cầu xác định loại mơ hình hệ thống 86 6.1.2. Yêu cầu khi thiết kế xây dựng mơ hình 86 6.1.3. Quy trình thiết kế mơ hình 87 6.2. Chi tiết thiết kế mơ hình bảo vệ đường dây 89 6.2.1. Phân tích, lựa chọn thiết bị cho sơ đồ khối của mơ hình 89 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… vi 6.2.2. Tính tốn xây dựng các khối mơ hình con 95 6.2.3. Lắp ráp mơ hình lớn 98 6.3. ðánh giá kết quả thu được 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 1. Kết luận 99 2. Kiến nghị 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Áp tơ mát trong sơ đồ đường dây cấp điện trong khu vực trường 9 Bảng 3.1 Thơng số kỹ thuật của Máy biến dịng hạ thế loại CT-0.6 34 Bảng 4.1. ðặc điểm và vùng nhớ của CPU 22X 44 Bảng 4.2. Tổng hợp các khối mở rộng của PLC S7 - 200 46 Bảng 4.3. Tổng hợp đặc điểm về dữ liệu họ CPU 22X 48 Bảng 4.4. Tổng hợp về cách truy xuất theo các kiểu dữ liệu 50 Bảng 4.5. Các loại Timer của S7-200 (đối với CPU 214) theo TON, TONR 58 Bảng 5.1. Một số loại module mở rộng của S7-200 71 Bảng 5.2. Bảng định cấu hình cho EM231 ở chế độ nguồn đơn cực 74 Bảng 5.3. ðiện áp đặt quy đổi sau khi dịng đi qua trở 1 Ω 76 Bảng 5.4. Quy đổi tín hiệu điện áp sang dạng 16 bít. 76 Bảng 5.5. Bảng phân cơng tín hiệu vào/ra của PLC 82 Bảng 6.1. Thống kê linh kiện và phụ kiện 97 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ đường dây cấp điện trong khu vực trường 8 Hình 1.2. Aptomat LG 9 Hình 2.1. ðặc tính thời gian của bảo vệ quá dịng độc lập (1), phụ thuộc (2) Và hỗn hợp(3, 4) 14 Hình 2.2. Bảo vệ quá dịng cắt nhanh đường dây một nguồn cung cấp 18 Hình 2.3. Bảo vệ quá dịng cắt nhanh đường dây hai nguồn cung cấp 18 Hình 2.4. Sơ đồ Bảo vệ quá dịng cĩ kiểm tra áp 18 Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá dịng cĩ hướng cho đường dây 1 nguồn cung cấp. 20 Hình 3.1. Cấu tạo chung của MCCB 28 Hình 3.2. Cấu tạo của một MCCB C60 29 Hình 3.3. ðồ thị đặc tính hoạt động của MCCB 30 Hình 3.4. Sơ đồ mắc BI nối Y với Rơ le 34 Hình 3.5. Sơ đồ mắc BI nối ∆ với Rơ le 35 Hình 4.1. Hình ảnh thực tế của PLC 38 Hình 4.2: Cấu trúc của một PLC 39 Hình 4.3. Hình ảnh của Cáp truyền PC-PPI 40 Hình 4.4. Tổng thể bộ xử lý trung tâm CPU 214 40 Hình 4.5. Hình dáng bộ CPU 224 41 Hình 4.6. Kết nối CPU với module mở rộng 45 Hình 4.7. Sơ đồ kết nối PLC với PC 46 Hình 4.7. Giao tiếp giữa PLC với PC và vấu tạo cáp PC/PPI 47 Hình 4.8. Cấu trúc các chương trình trong PLC 51 Hình 4.9. Thực hiện chương trình quét trong PLC 52 Hình 4.10a. Trạng thái ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LD 55 Hình 4.10b. Trạng thái ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LDN 55 Hình 4.11. Timer của S7-200 61 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… ix Hình 4.12a. Bộ đếm CTU của S7-200 59 Hình 4.12b. Bộ đếm lùi CTUD của S7-200 60 Hình 4.13. Cửa sổ soạn thảo chương trình trong LAD 61 Hình 4.14. Cửa sổ soạn thảo chương trình trong STL 64 Hình 4.15. Ví dụ về lập trình bằng LAD và STL 65 Hình 4.16. Trình tự thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC 67 Hình 5.1. Hình ảnh tổng thể của CPU 224 70 Hình 52. Sơ đồ các cổng vào/ra và nguồn nuơi 24VDC 71 Hình 5.3. Hình ảnh tổng thể của module EM231 75 Hình 5.4. Cấu trúc của EM231 76 Hình 5.5. Sơ đồ đấu dây các thiết bị với EM231 72 Hình 5.6: Sơ đồ khối mạch đầu vào tương tự 73 Hình 5.7: Bộ định cấu hình DIP cho module EM231 73 Hình 5.8: Sơ đồ nguyên lý thiết bị vào PLC 75 Hình 5.9. Sơ đồ kết nối tổng thể 78 Hình 5.10. Sơ đồ kết nối BI với EM231 79 Hình 5.11. Sơ đồ kết nối Role với PLC 79 Hình 5.12. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển 80 Hình 5.13. Lưu đồ thuật tốn điều khiển 81 Hình 5.14. Trạng thái làm việc trên S7 – 200 Simulator 85 Hình 6.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu mơ phỏng 88 Hình 6.2. Máy biến áp 250/12VAC, 2A 89 Hình 6.3. Dây đồng 1 lõi, 2mm2 90 Hình 6.4. Dây điện 1 sợi 1,5mm2 90 Hình 6.5. Dây điện nhỏ 1 sợi 0,2mm2 91 Hình 6.6. Rơ le 12VDC 95 Hình 6.7. ðế gắn Rơ le 95 Hình 6.8. Sơ đồ tiếp điểm của Rơ le 92 Hình 6.9. Linh kiện điều áp LM317 93 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… x Hình 6.9. Linh kiện điều áp LM31 97 Hình 6.10. Cầu chỉnh lưu 97 Hình 6.11. Sơ đồ chỉnh lưu cầu 97 Hình 6.12. Tụ điện 97 Hình 6.13. Diode 97 Hình 6.14. Biến trở 97 Hình 6.15. Một số loại điện trở 97 Hình 6.16. ðèn led hiển thị 97 Hình 6.17. Tấm phíp thủy tinh cách điện 95 Hình 6.18. Một số dụng cụ, chi tiết khác 95 Hình 6.19. Mạch điện cơ bản LM317 96 Hình 6.20. Mạch điều áp dùng LM317 96 Hình 6.21. Mơ hình sau khi hồn thiện 98 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 1 LỜI MỞ ðẦU 1. ðặt vấn đề ðiện năng là nguồn năng lượng vơ cùng quan trọng đối với cuộc sống con người. Nĩ được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: cơng nghiệp, nơng nghiệp, giao thơng vận tải, sinh hoạt ... Chính vì thế nên việc hiểu biết về những hiện tượng khơng bình thường cĩ thể xảy ra trong hệ thống điện, cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chĩng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện, cảnh báo và xử lý khắc phục sự cố đảm bảo an tồn cho hệ thống lưới điện. Hiện nay ở nước ta nĩi riêng, thế giới nĩi chung và đặc biệt là ở các nước đang phát triển thì tình trạng thiếu hụt điện đang là vấn đề lớn cĩ tính chất tồn cầu. Bên cạnh địi hỏi phát triển nguồn điện năng cung cấp theo kịp nhu cầu phát triển của đất nước thì việc bảo vệ nguồn điện đĩ trong truyền tải và phân phối cũng hết sức quan trọng. Bảo vệ tốt sẽ giảm hao hụt điện năng, nâng cao chất lượng điện cung cấp cho khu cơng nghiệp và khu dân cư ... Nĩi một cách đơn giản thì bảo vệ tốt sẽ cĩ một nguồn điện tốt, ổn định, thời gian cấp điện liên tục. Bảo vệ điện cĩ ý nghĩa vơ cùng quan trọng khơng chỉ với ngành điện mà cịn là lợi ích và mục tiêu phát triển của tồn xã hội. Thực tế cho thấy chúng ta hồn tồn cĩ thể phịng tránh, khắc phục và dần kiểm sốt được các sự cố về điện. Mỗi khi cĩ sự cố xảy ra trên đường dây thì tín hiệu dịng điện bị biến đổi rất rõ rệt và nhanh chĩng, trên cơ sở đĩ các biện pháp bảo vệ quá dịng đường dây được áp dụng rất phổ biến và mang lại hiệu quả cao bới khả năng tác động chính xác và tin cậy. Việc ứng dụng những tiến bộ của khoa học kỹ thuật đặc biết là lĩnh vực tự động hĩa sẽ giúp cho các biện pháp bảo vệ quá dịng được thực hiện một cách tự động, chính xác, tin cậy, tránh được những sơ suất do chủ quan khơng mong muốn của con người. Trong khi vẫn chưa cĩ giải pháp nào mang tính triệt để đối với mạng Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 2 điện đặc biệt phức tạp như nước ta hiện nay thì việc thiết kế một mơ hình bảo vệ thu nhỏ, cĩ kết hợp với điều khiển thơng qua máy tính sẽ rất cĩ ý nghĩa thực tiễn. ðây khơng chỉ là giải pháp nhằm bảo vệ chính xác và tin cậy cho hệ thống mà nĩ cịn cĩ tác dụng như một mơ hình trực quan phục vụ cho tập cho sinh viên chuyên ngành điện, tự động hĩa nĩi riêng cũng như nâng cao hiểu biết, ý thức bảo vệ điện năng của mọi người nĩi chung. Trên cơ sở đĩ Tơi đã chọn đề tài : “Nghiên cứu xây dựng mơ hình hệ thống bảo vệ đường dây” nhằm phát huy được ưu điểm của tự động hĩa trong bảo vệ đường dây nâng cao độ an tồn và độ tin cậy trong cung cấp điện. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu phần mềm bộ điều khiển PLC S7-200 và những ứng dụng của nĩ trong thực tiễn, đặc biệt trong lĩnh vực tự động hĩa trong hệ thống điện. Trên cơ sở nghiên cứu về thực trạng lưới điện hạ áp tại Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình cũng như các biện pháp bảo vệ hiện tại để từ đĩ xây dựng mơ hình bảo vệ lưới điện thu nhỏ. Xây dựng mơ hình ngồi để kiểm chứng và đưa PLC S7 – 200 vào bảo vệ cho đường dây, thay thế các máy cắt thao tác bằng tay hiện nay. 3. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu về đặc điểm tự nhiên, xã hội và hiện trạng lưới điện của Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình. Khảo sát thực tế hệ thống bảo vệ mạng điện hạ áp tại Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình. Nghiên cứu về các biện pháp chung bảo vệ trong hệ thống điện hạ áp. Lựa chọn phương pháp bảo vệ cho lưới điện tại Trường Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình. Nghiên cứu phần mềm PLC Simatic S7-200 trong việc thiết kế mạch điều khiển bảo vệ quá dịng cho đường dây. Thiết kế mơ hình bảo vệ quá dịng cho đường dây. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 3 ðề tài gồm cĩ 6 chương: Chương 1. Tổng quan Chương 2. Giới thiệu chung về bảo vệ đường dây Chương 3. Tính tốn lựa chọn phương pháp bảo vệ đường dây tại Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình Chương 4. Giới thiệu về bộ điều khiển logic khả trình PLC S7 - 200 Chương 5. Thiết kế mạch bảo vệ quá dịng cho đường dây Chương 6. Chế tạo mơ hình và mơ phỏng 4. Phương pháp nghiên cứu Trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu về bảo vệ hệ thống điện, đặc biệt là bảo vệ quá dịng cho đường dây. Tìm hiểu về thực trạng và các biện pháp bảo vệ cho đường dây hạ áp tại Trường ðHCN TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình từ đĩ đánh giá, so sánh về hiệu quả của các biện pháp và thiết bị bảo vệ. Nghiên cứu về máy cắt hạ áp để từ đĩ đưa ra giải pháp nhằm kết hợp máy cắt với PLC trong việc bảo vệ đường dây. Nghiên cứu về bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-200 trong việc điều khiển tự động, các thiết bị vào/ra của CPU224 để từ đĩ ứng dụng vào thiết kế mạch điều khiển bảo vệ quá dịng cho đường dây. Nghiên cứu về lý thuyết để làm nền tảng cho việc chế tạo mơ hình. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. ðặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Thái Bình 1.1.1. ðặc điểm tự nhiên Thành phố Thái Bình là tỉnh lỵ tỉnh Thái Bình miền Bắc Việt Nam. Thành phố cịn là trung tâm kinh tế, văn hố, xã hội, khoa học, quốc phịng... của tỉnh và cũng là 1 trong 6 đơ thị trung tâm của vùng duyên hải Bắc Bộ. Nằm cách thủ đơ Hà Nội 110km, đồng thời là đầu mối giao thơng của tỉnh; thuận lợi giao lưu với các tỉnh, thành phố vùng đồng bằng sơng Hồng qua quốc lộ 10. Vị trí: Nằm ở vị trí trung tâm của tỉnh. ðịa giới thành phố Thái Bình: ðơng Nam và Nam giáp huyện Kiến Xương; Tây và Tây Nam giáp huyện Vũ Thư; Bắc giáp huyện ðơng Hưng. Thành phố Thái Bình cách thủ đơ Hà Nội 110 km về phía Tây Bắc, cách TP Hải Phịng 60km về phía ðơng Bắc. Thủy văn: Các sơng lớn chảy qua : Sơng Trà Lý đi qua giữa thành phố, ngồi ra con cĩ sơng Kiến Giang chảy ở phía Nam, và sơng Vĩnh Trà. ðịa hình, khí hậu: Thành phố Thái Bình là vùng đất bằng phẳng, cĩ cao độ 2,6m, cĩ sơng Trà Lý chảy qua với chiều dài 6,7km, cĩ hệ thống sơng đào đã được nâng cấp, kè bờ. Chất đất ở đây cĩ nguồn gốc phát sinh từ các cồn và bãi cát biển nhưng được bồi đắp phù sa nên rất thích hợp cho việc gieo trồng lúa nước và cây rau màu. Nơi đây cũng rất ổn định về địa chất, phù hợp với việc phát triển các ngành cơng nghiệp hay xây dựng những cơng trình cao tầng. Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới giĩ mùa, tiểu vùng khí hậu duyên hải. Thành phố cĩ 2 mùa rõ rệt trong năm: mùa nĩng ẩm mưa nhiều kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, cịn lại là mùa khơ hanh ít mưa. Nhiệt độ trung bình ở đây là 230C, lượng mưa trung bình từ 1.500-1.900mm, độ ẩm khơng khí giao động 70-90%, số giờ nắng khoảng 1.600-1.800 giờ mỗi năm. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 5 1.1.2. ðặc điểm kinh tế xã hội Tổng diện tích của thành phố là 6768,9 ha, dân số 210000 người. Trên địa bàn thành phố chính phủ đã cho phép xây dựng các khu cơng nghiệp như: Nguyễn ðức Cảnh, Phúc Khánh, Tiền Phong thu hút lượng lớn các doanh nghiệp trong và ngồi nước về hoạt động. Tình hình an ninh chính trị của thành phố nĩi chung ổn định. Do luơn tích cực sử dụng đồng bộ các biện pháp để giải quyết vấn đề chính trị, xã hội nên trên địa bàn khơng để xảy ra tình trạng phức tạp. Cơng tác phịng ngừa đấu tranh chống tội phạm hình sự, tệ nạn xã hội được quan tâm chỉ đạo thực hiện và thu được nhiều kết quả. 1.2. Hiện trạng lưới điện của thành phố Thái Bình Hệ thống lưới điện tỉnh Thái Bình luơn khơng ngừng được đầu tư xây dựng và phát triển. Lưới điện đã phủ kín các xã, đến tận các thơn xĩm và các hộ dân nơng thơn, bình quân mỗi xã cĩ từ (3-4) trạm biện áp và (15- 20)km đường dây trục chính và các đường phân nhánh. Sản lượng điện thương phẩm của Thái Bình năm 2008 là 708 triệu kwh, năm 2009 là 905 triệu kwh. Ngày 03/4/2006, Bộ Cơng nghiệp (nay là Bộ Cơng Thương) đã cĩ Quyết định số 835/Q ð-BCN về việc phê duyệt quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Bình giai đoạn 2006 – 2010, cĩ xét đến 2015. Nhu cầu điện của tỉnh Thái Bình đến năm 2010 là: - Cơng suất: 330 mw - ðiện thương phẩm: 1397 triệu kwh Theo quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Bình giai đoạn 2006- 2010, Thái Bình sẽ được đầu tư 687 tỷ đồng cho việc cải tạo, nâng cấp, mở rộng các hạng mục cơng trình điện gồm đường dây và trạm biến áp cĩ cấp điện áp 110kv trở xuống (khơng kể đường dây và trạm 220kv thuộc quy hoạch điện quốc gia). Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 6 Thực hiện quy hoạch, trong những năm qua, được sự quan tâm, giúp đỡ của Bộ Cơng Thương, tập đồn điện lực Việt Nam, cơng ty điện lực 1 lưới điện tỉnh Thái Bình luơn được đầu tư xây dựng và phát triển theo quy hoạch. Các cơng trình điện hồn thành, đưa vào khai thác sử dụng đã đảm bảo cho nguồn cung cấp điện cho Thái Bình được cải thiện và nâng cao rõ rệt về chất lượng và số lượng, tạo điều kiện thuận lợi trong việc cung cấp điện, chủ động trong việc truyền tải và phân phối điện đến các xã trong tỉnh. ðáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của tỉnh trong thời gian hiện nay cũng như trong những năm tới. Năm 2006 - 2009, tỉnh Thái Bình đã được nhà nước đầu tư cho việc xây dựng các cơng trình điện 657 tỷ đồng, trong đĩ cĩ nhiều dự án lớn như: nâng cấp trạm biến áp 220kv Thái Bình; đường dây 220kv và 110kv Thái Bình - Hải Phịng; đường dây và trạm 110kv Kiến xương, Vũ thư. ðặc biệt trong giai đoạn này Thái Bình đang thực hiện dự án năng lượng nơng thơn II và dự án lưới điện trung áp nơng thơn tỉnh Thái bình (tổng vốn đầu tư 2 dự án khoảng 280 tỷ VNð) để đầu tư xây dựng mới và cải tạo lưới điện trung áp, hạ áp của tất cả các xã trên địa bàn tỉnh. Việc thực hiện và hồn thành các dự án trên sẽ gĩp phần hiện đại hố lưới điện nơng thơn Thái Bình, sẽ đáp ứng được nhu cầu cung ứng và sử dụng điện, địi hỏi ngày một tăng của các địa phương trong tỉnh. Thực hiện việc đầu tư xây dựng lưới điện theo quy hoạch, hệ thống lưới điện của tỉnh ngày càng phát triển, hiện đại và đồng bộ từ khâu cung ứng đến khâu phân phối sử dụng điện, cụ thể hiện trạng lưới điện của tỉnh như sau: - Hiện nay, tỉnh cĩ 1 trạm biến áp 220kv (tại xã Nguyên xá, huyện ðơng hưng) và 42,2km đường dây 220kv; 8 trạm biến áp 110kv và 143km đường dây 110kv được bố trí trên tất cả 8 huyện, thành phố trong tỉnh, hệ thống lưới điện này thực hiện nhiệm vụ nhận điện từ lưới điện quốc gia truyền tải điện năng về cung cấp cho tỉnh Thái Bình và liên thơng với các tỉnh lân Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 7 cận, để tạo điều kiện điều tiết nguồn điện ổn định, đảm bảo hệ số cung cấp điện, an tồn, ổn định cao khi cĩ sự cố lưới truyền tải điện xẩy ra. - Lưới điện trung áp, hạ áp cĩ 19 trạm biến áp trung gian 35/10kv; 1990 trạm biến áp phân phối 35/04kv, 10/0,4kv; 1.790km đường dây 35kv, 10kv; 5.700km đường dây hạ thế . 1.3. ðiều kiện tự nhiên, xã hội tại khu vực Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình nằm ở phía Bắc của TP. Thái Bình, nằm trên địa bàn xã Tân Bình, TP. Thái Bình. Phía Tây Nam giáp quốc lộ 10, phía ðơng Bắc giáp Khu Cơng nghiệp Tân Bình, phía Tây Bắc giáp đường Lý Bơn . Với diện tích 5 ha, trường cĩ khơng gian tương đối rộng rãi, mơi trường khí hậu trong lành và độc lập với khu dân cư địa phương. 1.4 Thực trạng lưới điện tại trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình Nhà trường chỉ quản lý và sử dụng lưới điện hạ thế. Lưới điện trung thế được cung cấp tới đầu vào của máy biến áp hạ áp và do điện lực TP. Thái Bình quản lý. Nguồn cấp điện: Tồn bộ lưới điện hạ thế của trường được cung cấp bởi 1 trạm biến áp 560KVA – 35/0,4KV đặt tại gĩc phía ðơng Bắc của trường. - Lưới điện: Lưới điện của tồn bộ khu vực thuộc quản lý của nhà trường là sử dụng điện áp 3 pha 380V và điện áp 1 pha 220V. Hệ thống dây dẫn điện chủ yếu dùng cáp đồng cĩ vỏ bọc cụ thể: + ðường cấp từ trạm biến áp tới khu văn phịng của các đơn vị phịng, khoa: Sử dụng điện áp 3Fa 380V và điện áp 1Fa 220V dùng cáp đồng cĩ vỏ bọc M(4x60)mm2. + ðường cấp từ trạm biến áp đến khu giảng đường học lý thuyết: Sử dụng điện áp 3Fa 380V và điện áp 1Fa 220V dùng cáp đồng cĩ vỏ bọc Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 8 M(4x150)mm2. + ðường cấp từ trạm biến áp đến khu xưởng học thực hành: Sử dụng điện áp 3Fa 380V và điện áp 1Fa 220V dùng cáp đồng cĩ vỏ bọc M(4x60)mm2. + ðường cấp từ trạm biến áp đến Ký túc xá: Sử dụng điện áp 3Fa 380V và điện áp 1Fa 220V dùng cáp đồng cĩ vỏ bọc M(4x60)mm2. - Phụ tải: Phụ tải tiêu thụ điện của nhà trường là phục vụ cơng tác học tập và nghiên cứu chủ yếu là điện chiếu sáng, các thiết bị tại các phịng thí nghiệm thực hành và các thiết bị điện văn phịng khác. Hình 1.1. Sơ đồ đường dây cấp điện trong khu vực trường Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 9 Bảng 1.1. Áp tơ mát trong sơ đồ đường dây cấp điện trong khu vực trường Áp tơ mát Loại Idm(A) Udm(V) I N (KA) A1 ABS 803b 600 380 42kA A2 ABN203c 150 380 30kA A3 ABN203c 150 380 30kA A4 ABS 403b 400 380 30kA A5 ABN203c 150 380 30kA A6 ABE402b 250 380 35kA 1.5. Thực trạng hệ thống bảo vệ đường dây hạ thế tại Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình Khảo sát cho thấy hồn tồn chưa cĩ một hệ thống bảo vệ lưới điện thực sự đối với hệ thống điện của nhà trường. Các thiết bị bảo vệ là các loại máy cắt thơng thường, được lắp đặt độc lập ở mỗi nhánh đường dây. ðiều này khiến cho cơng tác quản lý, sử dụng, bảo vệ và sửa chữa vẫn hồn tồn mang tính truyền thống, thao tác vẫn là thủ cơng. Cơng tác bảo vệ trên tồn bộ lưới điện của nhà Trường hiện đang áp dụng bảo vệ bằng aptomat, đĩng lặp lại bằng tay. Các loại aptomat được dùng là của nhãn hiệu LG, với các mức dịng điện định mức là 250A, 150A.... Tất cả các giá trị để lựa chọn aptomat đều mang tính chất ước lượng. Hình 1.2. Aptomat LG Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 10 Hiện nay vẫn chưa cĩ biện pháp bảo vệ tự động nào đối với lưới điện của nhà trường. Khi cĩ sự cố thì các aptomat sẽ cắt đường dây điện đĩ ra khỏi nguồn, chỉ khi người vận hành trực tiếp đi kiểm tra thực trạng lưới điện đĩ mới được đĩng trở lại bằng tay. Ngày nay xu thế phát triển của xã hội, các cơ sở hạ tầng cũng được xây dựng theo hướng hiện đại hơn rất nhiều. Bên cạnh đĩ thì các thiết bị cung cấp, truyền tải và bảo vệ điện cũng cần được áp dụng những tiến bộ của tự động hĩa. 1.6. Tính quan trọng của việc bảo vệ quá dịng đường dây Hiện nay việc phân phối và truyền tải điện ngày càng cĩ nhiều yêu cầu mới cần được giải quyết. ðĩ là độ an tồn, tin cậy đối với hệ thống điện, cơ sở vật chất và quan trọn hơn là an tồn cho con người. ðể cĩ được độ tin cậy trong cung cấp, truyền tải và an tồn trong sử dụng thì cơng tác bảo vệ điện vơ cùng quan trọng. ðối với bảo vệ đường dây, một trong những biện pháp rất hiệu quả được lựa đĩ là bảo vệ quá dịng. Dịng điện là đại lượng đặc trưng rất cơ bản cho truyền tải điện, mọi sự biến đổi của điện năng đều cĩ thể được thể hiện qua sự thay đổi của dịng điện. ðây cũng chính là 1 đối tượng quan trọng cần bảo vệ trong ngành điện, rất nhiều các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện đều dựa trên nguyên lý thay đổi của dịng điện đẫn đến việc thay đổi các đại lượng vật lý khác như điện áp, nhiệt độ, ... Việc dịng điện bị tăng cao (quá dịng) sẽ dẫn tới hư hỏng đường dây do nhiệt độ tăng cao, để lâu cĩ thể dẫn tới cháy nổ các thiết bị trong hệ thống điện đĩ cũng như cơ sở vật chất và nguy hiểm tới con người. 1.7. Ý nghĩa của ứng dụng tự động hĩa vào bảo vệ đường dây Hiện nay, khơng chỉ riêng ở lưới điện hạ áp của Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình mà ở hầu hết các lưới điện hạ áp khác đều dùng bảo vệ quá dịng bằng aptomat loại điều khiển bằng tay. Cĩ 2 vấn đề đối với cách bảo vệ truyền thống này, đĩ là: - Khi chọn giá trị dịng định mức cho aptomat thì hồn tồn mang tính Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 11 ước lượng. Thực tế thì các nhân viên khi lắp đặt aptomat sẽ ước tính xem phụ tải của nhánh đĩ là khoảng bảo nhiêu ampe, khi tính ra được một con số rồi sẽ chọn dịng của aptomat lớn hơn một cấp để đảm bảo an tồn. Việc này hồn tồn phụ thuộc vào kinh nghiệm chủ quan của người nhân viên đĩ. Biện pháp thứ 2 là dùng đồng hồ để đo dịng max, biện pháp này khoa học hơn nhưng cũng khơng hay được áp dụng mỗi khi lắp đặt. Do việc đo và tính tốn dịng max địi hỏi nhân viên phải cĩ kiến thức chuyên mơn cao, cĩ khả năng tính tốn tốt và mất nhiều thời gian hơn. Tuy nhiên thực tế thì biện pháp này cũng phụ thuộc vào nhân viên đo đạc rất nhiều, do khi đo dịng max thì phải đo được lúc phụ tải max, nhưng làm sao cĩ thể biết chính xác lúc nào phụ tải mới đạt max hoặc gần max, điều này rất khĩ với một lưới điện cĩ số lượng và chủng loại phụ tải phức tạp. - Vấn đề thứ 2 đĩ là khi cĩ sự cố thì aptomat sẽ ngắt bảo vệ ngay lập tức. Cứ coi như ngắt bảo vệ đĩ là hồn tồn chính xác, aptomat đã làm đúng nhiệm vụ. Tuy nhiên để đĩng lặp lại được thì nhân viên vận hành phải đi kiểm tra lần lượt từ đầu đến cuối nhánh xem bị chạm chập ở đâu để khắc phục sự cố. ðiều này làm tốn thời gian và kéo dài thời gian mất điện của thụ điện. Trong khi đĩ nếu sự cố đĩ là thống qua nếu biết thì ta cĩ thể đĩng lặp lại ngay lập tức mà khơng cần tốn thời gian đi kiểm tra. Như vậy cĩ thể nhận thấy rằng, lựa chọn thiết bị bảo vệ và phương pháp bảo vệ là rất quan trọng. ðặc biệt là với những phụ tải quan trọng thì địi hỏi độ tin cậy cung cấp điện rất cao, nếu thời gian mất điện kéo dài sẽ gây ra ảnh hưởng rất nhiều. Với lưới điện tại trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình, nếu mất điện sẽ ảnh hưởng đến cơng tác giảng dạy và học tập trong tồn trường, đặc biệt hiện nay các cơng cụ giảng dạy đều là các thiết bị tiệu thụ điện. ðặc biệt hơn là khu làm việc của văn phịng, nếu bị mất điện sẽ ảnh hưởng đến cơng việc và quan trọng hơn đĩ là các dữ liệu quan trọng cĩ Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 12 thể bị mất. Với việc ứng dụng của tự động hĩa trong bảo vệ quá dịng, chúng ta cĩ thể bảo vệ chính xác với dịng điện thực tế của lưới điện, tức bảo vệ với giá trị dịng mà người sử dụng mong muốn. Tín hiệu dịng điện sẽ được PLC đo liên tục, do đĩ việc xác định và xử lý sự cố là hồn tồn tin cậy và chính xác. Khơng những thế thao tác đĩng lặp lại cũng được thực hiện tự động theo chương trình cài đặt sẵn hoặc do nhân viên giám sát qua máy vi tính. 1.8. Giới hạn của đề tài ðề tài thiết kế mơ hình bảo vệ quá dịng lưới điện hạ háp tại Trường ðại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình. Tuy nhiên do mạng điện hạ áp trong tồn bộ trường gồm nhiều nhánh nên chỉ chọn ra 1 lộ đại diện để tính tốn bảo vệ và thiết kế mơ hình. Kết quả cĩ thể được áp dụng cho tất cả các lộ đường dây cùng cấp trong tồn trường. Trong lý thuyết nghiên cứu đến nhiều biện pháp bảo vệ quá dịng khác nhau. Tuy nhiên do thời gian thực hiện đề tài cĩ hạn, các dụng cụ và thiết bị chế tạo khơng đầy đủ nên khơng thể tính tốn và thiết kế với tất cả các biện pháp bảo vệ được. Qua khảo sát và tìm hiểu về thực trạng của lưới điện hạ áp tại trường ðai học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ._. sở đào tạo Thái Bình, biện pháp bảo vệ quá dịng được chọn để tính tồn và thiết kế mơ hình đị là bảo vệ quá dịng cắt nhanh. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 13 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢO VỆ ðƯỜNG DÂY 2.1. Phân loại đường dây Phương pháp và chủng loại thiết bị bảo vệ các đường dây tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: ðường dây trên khơng hay đường dây cáp, chiều dài đường dây, phương thức nối đất của hệ thống, cơng suất truyền tải và vị trí của đường dây trong cấu hình của hệ thống, cấp điện áp của đường dây... Hiện nay cĩ nhiều cách để phân loại các đường dây, theo cấp điện áp người ta cĩ thể phân biệt: - ðường dây hạ áp (low voltage: LV) tương ứng với cấp điện áp U < 1 kV. - ðường dây trung áp (medium voltage: MV): 1 kV ≤ U ≤ 35 kV. - ðường dây cao áp (high voltage: HV): 60 kV ≤ U ≤ 220 kV. - ðường dây siêu cao áp (extra high voltage: EHV): 330kV ≤ U ≤ 1000kV. - ðường dây cực cao áp (ultra high voltage: UHV): U > 1000 kV. - Các đường dây cĩ cấp điện áp danh định từ 110 kV trở lên được gọi là đường dây truyền tải và dưới 110 kV trở xuống gọi là đường dây phân phối. Theo cách bố trí đường dây: ðường dây trên khơng (overhead line), đường dây cáp (cable line), đường dây đơn (single line), đường dây kép (double line)... 2.2. Các dạng sự cố và biện pháp bảo vệ đường dây tải điện Những sự cố thường gặp đối với đường dây tải điện là ngắn mạch (một pha hoặc nhiều pha), chạm đất một pha (trong lưới điện cĩ trung tính cách đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang), quá điện áp (khí quyển hoặc nội bộ), đứt dây và quá tải. • ðể chống các dạng ngắn mạch trong lưới hạ áp người ta thường dùng cầu chảy hoặc aptomat. • ðể bảo vệ các đường dây trung áp chống ngắn mạch, người ta dùng các Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 14 loại bảo vệ quá dịng cắt nhanh hoặc cĩ thời gian với đặc tính thời gian độc lập hoặc phụ thuộc thuộc: Quá dịng cĩ hướng Bảo vệ khoảng cách Bảo vệ so lệch sử dụng cáp chuyên dùng • ðối với đường dây cao áp và siêu cao áp, thường dùng các bảo vệ: So lệch dịng điện. Bảo vệ khoảng cách. So sánh biên độ, so sánh pha. So sánh hướng cơng suất hoặc dịng điện. 2.3. Các phương pháp bảo vệ đường dây hạ thế thường dùng 2.3.1. Bảo vệ quá dịng a. Bảo vệ quá dịng cĩ thời gian Bảo vệ quá dịng cĩ thể làm việc theo đặc tính thời gian độc lập (đường 1) hoặc phụ thuộc (đường 2) hoặc hỗn hợp (đường 3;4). Thời gian làm việc của bảo vệ cĩ đặc tính thời gian độc lập khơng phụ thuộc vào trị số dịng ngắn mạch hay vị trí ngắn mạch, cịn đối với bảo vệ cĩ đặc tính thời gian phụ thuộc thì thời gian tác động tỉ lệ nghịch với dịng điện chạy qua bảo vệ, dịng ngắn mạch càng lớn thì thời gian tác động càng bé. Hình 2.1. ðặc tính thời gian của bảo vệ quá dịng độc lập (1), phụ thuộc (2) Và hỗn hợp(3, 4) - Bảo vệ quá dịng với đặt tuyển thời gian độc lập: Ưu điểm của dạng bảo vệ này là cách tính tốn và cài đặt của bảo vệ khá đơn giản và dễ áp dụng. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 15 Thời gian đặt của các bảo vệ phải được phối hợp với nhau sao cho cĩ thể cắt ngắn mạch một cách nhanh nhất mà vẫn đảm bảo được tính chọn lọc của các bảo vệ. - Hiện nay thường dùng 3 phương pháp phối hợp giữa các bảo vệ quá dịng liền kề là phương pháp theo thời gian, theo dịng điện và phương pháp hỗn hợp giữa thời gian và dịng điện. Phối hợp các bảo vệ theo thời gian: Nguyên tác phối hợp này là nguyên tắc bậc thang, nghĩa là chọn thời gian của bảo vệ sao cho lớn hơn một khoảng thời gian an tồn ∆t so với thời gian tác động lớn nhất của cấp liền kề trước nĩ (tính từ phía phụ tải về nguồn). Tn = t(n-1)max + ∆t (2.1) Trong đĩ: Tn : là thời gian của cấp bảo vệ thứ n đang xét. t(n-1)max : là thời gina tác động cực đại của cấp bảo vệ trước đĩ. ∆t : bặc thời gian (ðối với rơ le điện cơ thường chọn bằng 0,5s, role tĩnh khoảng 0,4s, role số thường chọn (0,2-0,3)s tùy theo loại máy cắt được sử dụng). Giá trị dịng điện khởi động của bảo vệ trong trường hợp này thường được chọn theo cơng thức: IKðB = (Kat .Kmm . Ilvmax )/Ktv (2.2) Với: Kat : hệ số an tồn để đảm bảo cho bảo vệ khơng cắt nhầm khi cĩ ngắn mạch ngồi do sai số khi tính tốn ngắn mạch. Chúng ta thấy do cĩ hệ số an tồn Kat > 1 nên bảo vệ sẽ tồn tại vùng chết khi xảy ra ngắn mạch tại các thanh gĩp. Ưu điểm của phương pháp này là ngắn mạch càng gần nguồn thì thời gian cắt ngắn mạch càng nhỏ. Kmm : hệ số mở máy, cĩ thể lấy từ (1,5 – 2,5) Ilvmax : dịng điện cực đại qua đối tượng được bảo vệ, thường xác định trong chế độ cực đại của hệ thống, thơng thường: Ilvmax = (1,05 – 1,2)Iđm (2.3) Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 16 Ktv : hệ số trở về của chức năng bảo vệ quá dịng, cĩ thể lấy trong khoảng (0,85 – 0,95). Sử dụng nhằm đảm bảo sự làm việc ổn định của bảo vệ khi cĩ các nhiễu loạn ngắn ( hiện tượng tự mở máy của các đơng cơ sau khi TðL đĩng thành cơng) trong hệ thống mà bảo vệ khơng được tác động. Giá trị dịng khởi động của bảo vệ cần phải thỏa mãn điều kiện: Ilvmax < IKðB < IN min (2.4) Với: IN min: dịng ngắn mạch nhỏ nhất khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ. - Phối hợp các bảo vệ theo dịng điện: Thơng thường ngắn mạch càng gần nguồn thì dịng ngắn mạch càng lớn và dịng ngắn mạch này sẽ giảm dần khi vị trí điểm ngắn mạch càng xa nguồn. Yêu cầu đặt ra là phải phối hợp các bảo vệ tác động theo dịng ngắn mạch sao cho rơle ở gần điểm ngắn mạch nhất sẽ tác động cắt máy cắt mà thời gian tác động giữa các bảo vệ vẫn chọn theo đặc tính thời gian độc lập. Nhược điểm của phương pháp này là cần phải biết cơng suất ngắn mạch của nguồn và tổng trở đường dây giữa hai đầu đường dây đặt rơle mà ta cần phải phối hợp để đảm bảo tính chọn lọc. độ chính xác của bảo vệ cĩ thể sẽ khơng đảm bảo đối với các đường dây gần nguồn cĩ cơng suất ngắn mạch biến động mạnh hoặc ngắn mạch qua tổng trở cĩ giá trị lớn. Do những nhược điểm trên mà phương pháp phối hợp theo dịng điện thường sử dụng để bảo vệ các đường dây cĩ cơng suất nguồn ít biến động và cho một dạng ngắn mạch. Phương pháp này tính theo dịng ngắn mạch pha và lựa chọn giá trị đặt của bảo vệ sao cho rơle ở gần điểm sự cố nhất sẽ tác động. Giả sử xét ngắn mạch 3 pha N(3) tại điểm N2 trên hình vẽ giá trị dịng ngắn mạch tại N2 được xác định theo cơng thức: Trong đĩ: Unguồn: điện áp dây của nguồn. (2.5) Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 17 c: hệ số thay đổi điện áp nguồn, cĩ thể lấy c = 1,1. Znguồn: tổng trở nguồn, được xác định bằng: với SNM là cơng suất ngắn mạch của nguồn. Bảo vệ quá dịng cĩ đặc tuyến thời gian phụ thuộc: Bảo vệ quá dịng cĩ đặc tuyến thời gian độc lập trong nhiều trường hợp khĩ thực hiện được khả năng phối hợp với các bảo vệ liền kề mà vẫn đảm bảo được tính tác động nhanh của bảo vệ. Một trong những phương pháp khắc phục là người ta sử dụng bảo vệ quá dịng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc. Hiện nay các phương thức tính tốn chỉnh định rơle quá dịng số với đặc tính thời gian phụ thuộc do đa dạng về chủng loại và tiêu chuẩn nên trên thực tế vẫn chưa được thống nhất về mặt lý thuyết điều này gây khĩ khăn cho việc thẩm kế và kiểm định các giá trị đặt. b. Bảo vệ quá dịng cắt nhanh (50) ðối với bảo vệ quá dịng thơng thường càng gần nguồn thời gian cắt ngắn mạch càng lớn, thực tế ngắn mạch gần nguồn thường thì mức độ nguy hiểm cao hơn và cần loại trừ nhanh. ðể bảo vệ các đường dây trong trường hợp này người ta dùng bảo vệ quá dịng cắt nhanh, bảo vệ cắt nhanh cĩ khả năng làm việc chọn lọc trong lưới cĩ cấu hình bất kì với một nguồn hay nhiều nguồn cung cấp. Hình 2.2. Bảo vệ quá dịng cắt nhanh đường dây một nguồn cung cấp (2.6) Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 18 Hình 2.3. Bảo vệ quá dịng cắt nhanh đường dây hai nguồn cung cấp Ưu điểm của nĩ là cĩ thể cách ly nhanh sự cố với cơng suất ngắn mạch lớn ở gần nguồn. Tuy nhiên vùng bảo vệ khơng bao trùm được hồn tồn đường dây cần bảo vệ, đây chính là nhược điểm lớn nhất của loại bảo vệ này. ðể đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt của bảo vệ quá dịng cắt nhanh phải được chọn sao cho lớn hơn dịng ngắn mạch cực đại (ở đây là dịng ngắn mạch 3 pha trực tiếp) đi qua chỗ đặt rơle khi cĩ ngắn mạch ở ngồi vùng bảo vệ. c. Bảo vệ quá dịng cĩ kiểm tra áp Trong nhiều trường hợp bảo vệ quá dịng cĩ thời gian cĩ thể khơng đủ độ nhạy vì dịng làm việc cực đại chạy qua phần tử được bảo vệ cĩ trị số quá lớn, chẳng hạn khi tách mạch vịng của lưới điện, cắt một số đường dây hoặc MBA làm việc song song, khi xay ra quá tải,... Hình 2.4. Sơ đồ Bảo vệ quá dịng cĩ kiểm tra áp Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 19 Trong một số lưới điện cĩ nguồn cơng suất ngắn mạch yếu, nếu xác định giá trị dịng điện khởi động cho bảo vệ theo cơng thức: IKðB = (Kat .Kmm . Ilvmax )/Ktv (2.7) Nhiều khi khơng thể đảm bảo điều kiện về độ nhạy. Khi đĩ để nâng cao độ nhạy của bảo vệ quá dịng cĩ thời gian đồng thời đảm bảo cho bảo vệ cĩ thể phân biệt được ngắn mạch và quá tải người ta thêm vào bảo vệ bộ phận khố điện áp thấp (hình vẽ trên). Bộ phận khố điện áp sử dụng rơle điện áp giảm 27 sẽ phối hợp với bộ phận quá dịng 51 theo lơgic “AND”. Khi cĩ ngắn mạch, dịng điện chạy qua chỗ đặt bảo vệ tăng cao đồng thời điện áp tại thanh gĩp bị giảm thấp làm cho đầu ra của bộ tổng hợp “AND” cĩ tín hiệu, bảo vệ sẽ tác động. Cịn khi quá tải, dịng điện chạy qua đối tượng được bảo vệ cĩ thể giá trị tác động của rơle, tuy nhiên giá trị điện áp tại thanh gĩp đặt bảo vệ giảm khơng lớn do đĩ rơle điện áp giảm 27 khơng tác động, bảo vệ sẽ khơng tác động. Như vậy khi dùng bảo vệ quá dịng cĩ kiểm tra áp, dịng điện khởi động cho bảo vệ được xác định: IKðB = (Kat . Ilvmax )/Ktv (2.8) Rõ ràng khi đĩ độ nhạy của bảo vệ đã tăng lên do trong biểu thức IKðB khơng cịn hệ số Kmm. ðiện áp khởi động của bộ khố điện áp thấp UKðR< chọn theo điều kiện: Trong đĩ: Ulvmin: điện áp làm việc tối thiểu cho phép tại chỗ đặt bảo vệ. UNmax: điện áp dư lớn nhất tại chỗ đặt bảo vệ khi cĩ ngắn mạch ở cuối vùng bảo vệ của bảo vệ quá dịng. nU: tỷ số biến đổi của máy biến điện áp BU. Thời gian làm việc của bảo vệ quá dịng cĩ kiểm tra áp chọn như đối với (2.9) Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 20 bảo vệ quá dịng thơng thường. e. Bảo vệ quá dịng cĩ hướng ðối với một số cấu hình lưới điện như mạng vịng, mạnh hình tia cĩ nhiều nguồn cung cấp..., bảo vệ quá dịng điện với thời gian làm việc chọn theo nguyên tắc bậc thang khơng đảm bảo được tính chọn lọc hoặc thời gian tác động của các bảo vệ gần nguồn quá lớn khơng cho phép. ðể khắc phục người ta dùng bảo vệ quá dịng cĩ hướng. Thực chất đây cũng là một bảo vệ quá dịng thơng thường nhưng cĩ thêm bộ phận định hướng cơng suất để phát hiện chiều cơng suất qua đối tượng được bảo vệ. Bảo vệ sẽ tác động khi dịng điện qua bảo vệ lớn hơn dịng điện khởi động IKð và hướng cơng suất ngắn mạch đi từ thanh gĩp vào đường dây. Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ quá dịng cĩ hướng được trình bày trên hình vẽ: Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá dịng cĩ hướng cho đường dây 1 nguồn cung cấp. ðối với mạng điện vịng một nguồn cung cấp (hình vẽ) chúng ta chọn thời gian cho bảo vệ như với mạng hình tia hai nguồn cung cấp, nhưng ở đây thời gian tác động của bảo vệ 2 và 5 (t2, t5) khơng cần phải phối hợp thời gian với bất kì bảo vệ khác vì khi ngắn mạch ở nhánh nguồn (nhánh 7) thì khơng cĩ dịng ngắn mạch chạy trong mạch vịng. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 21 Dịng điện khởi động của bảo vệ trong trường hợp này phải phối hợp với nhau giữa các bảo vệ cùng hướng để tránh trường hợp bảo vệ cĩ thể tác động nhầm. Ví dụ với mạng điện hình vẽ trên, dịng điện khởi động của các bảo vệ phải thoả mãn điều kiện: I đặt 1 > I đặt 3 > I đặt 5 I đặt 6 > I đặt 4 > I đặt 2 Khi ngắn mạch xảy ra gần thanh gĩp nguồn thì cĩ thể xảy ra hiện tượng khởi động khơng đồng thời, hiện tượng này sẽ làm cho thời gian cắt sự cố tăng lên. Vì bảo vệ sử dụng bộ phận định hướng cơng suất nên tồn tại “vùng chết” mà khi ngắn mạch tại đĩ giá trị điện áp đưa vào bảo vệ thấp hơn ngưỡng điện khởi động tối thiểu và khi đĩ bảo vệ sẽ khơng thể tác động. Khi tính tốn dịng điện khởi động cho bảo vệ trong mạng vịng phải chú ý đến các trường hợp khi cĩ bất kì một máy cắt nào mở, mạng sẽ trở thành sơ đồ hình tia một nguồn cung cấp, lúc đĩ sự phân bố cơng suất trong mạng sẽ khác và bảo vệ cĩ thể tác động nhầm. Ngày nay hầu hết các rơle quá dịng cĩ hướng số được tích hợp thêm nhiều chức năng như: chức năng cắt nhanh, quá dịng với đặc tuyến thời gian độc lập và phụ thuộc, nhờ đĩ một số rơle quá dịng cĩ hướng cĩ cả tính chọn lọc tuyệt đối và tương đối, nghĩa là cĩ thể vừa đảm bảo chức năng cắt nhanh vừa đĩng vai trị như một bảo vệ dự trữ. Một trong những rơle vừa nêu trên là rơle quá dịng cĩ hướng ba cấp tác động. ðể hiểu rõ hơn về loại rơle này chúng ta sẽ đi phân tích chọn thời gian làm việc và dịng điện khởi động của bảo vệ quá dịng cĩ hướng ba cấp tác động cho một số mạng điện điển hình trong hệ thống điện. f. Bảo vệ quá dịng chạm đất (50/51N) ðộ lớn của dịng chạm đất phụ thuộc vào chế độ làm việc của điểm trung tính hệ thống điện. Trong lưới điện cĩ trung tính cách điện với đất, dịng chạn đất thường khơng vượt quá vài chục ampe (thường ≤ 30 A). Cịn trong lưới cĩ (2.10) Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 22 điểm trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang (cuộn Peterson), dịng chạm đất được giảm đi rất nhiều. Sự nguy hiểm của tình trạng chạm đất của lưới cĩ trung tính cách đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang là điện áp ở hai pha cịn lại khơng chạm đất tăng lên bằng điện áp dây và cĩ thể chuyển thành sự cố ngắn mạch nhiều pha tại những chỗ cĩ vấn đề về cách điện trên đường dây. Tuy nhiên ở lưới này khi xảy ra chạm đất người ta vẫn cho phép vận hành nhưng bảo vệ phải báo tín hiệu để nhân viên vận hành tìm biện pháp khắc phục. Vì dịng chạm đất của mạng cĩ trung tính cách đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang cĩ giá trị khá nhỏ nên địi hỏi bảo vệ dịng thứ tự khơng phải cĩ độ nhạy cao. Trong hệ thống cĩ trung tính trực tiếp nối đất, khi xảy ra chạm đất một pha cũng chính là ngắn mạch một pha, dịng thứ tự khơng (TTK) phần lớn đến từ điểm trung tính của hai trạm ở hai đầu đường dây, cịn từ các trạm khác thì khá bé. ðiều này cho phép đảm bảo sự phối hợp tốt theo dịng của bảo vệ TTK. Các bảo vệ trong trường hợp này thường được phối hợp theo nguyên tắc phân cấp như đối với bảo vệ quá dịng pha. Trong rơle số tồn tại ba dạng sơ đồ sử dụng biến dịng đối với bảo vệ quá dịng chống sự cố chạm đất. ðĩ là các biến dịng pha mắc theo sơ đồ tổng ba pha, biến dịng TTK cho bảo vệ chống dịng chạm đất lớn và biến dịng TTK cĩ độ nhạy cao. Sơ đồ thứ nhất thường dùng cho lưới cĩ trung tính nối đất trực tiếp hay qua tổng trở thấp, khi dịng chạm đất qua các pha cĩ giá trị lớn nên gọi là bảo vệ dịng TTK cho lưới cĩ dịng chậm đất lớn. Khi đĩ rơle thường được nối với tổng các dịng pha từ ba biến dịng riêng biệt nên cĩ độ chính xác thấp. Bảo vệ dùng biến dịng TTK thường được sử dụng cho mọi trường hợp cĩ sự cố chạm đất, đặc biệt sử dụng trong các lưới cĩ dịng chạm đất bé (lưới cĩ trung tính cách đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang). Biến dịng TTK độ nhạy cao phát hiện dịng chạm đất thường cĩ giá trị Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 23 danh định nhỏ hơn nhiều so với biến dịng TTK cho bảo vệ cĩ dịng chạm đất lớn và được nối với rơle số theo các đầu vào riêng biệt. Trong rơle số ngồi các biến dịng người ta cĩ thể sử dụng thêm các biến điện áp với các sơ đồ khác nhau. Sơ đồ biến điện áp kiểu Y0-Y0 thường để xác định chiều cơng suất của dịng ngắn mạch dùng trong bảo vệ cĩ hướng. Cịn sơ đồ tam giác hở là để xác định điện áp TTK, nĩ thường làm việc kết hợp với chức năng quá dịng chạm đất độ nhạy cao trong lưới cĩ trung tính cách đất hoặc nối đất qua một tổng trở. Dịng TTK (I0) chỉ cĩ thể chạy từ điểm trung tính nối đất của MBA phía nguồn tới điểm cĩ sự cố chạm đất. Giá trị của dịng chạm đất cĩ thể xác định theo biểu thức: Với Z0, Z1 ,Z2: tương ứng là tổng trở TTK, thứ tự thuận (TTT) và thứ tự nghịch (TTN) nhìn từ điểm sự cố. Vì dịng TTK khơng thể đi qua cuộn tam giác của MBA nên việc phối hợp giữa các bảo vệ theo dịng TTK sẽ đơn giản hơn rất nhiều so với quá dịng pha. Nếu chọn dịng điện khởi động khơng chính xác thì bảo vệ quá dịng TTK cĩ thể tác động nhầm nếu sử dụng sơ đồ này. Ở Việt Nam, trước đây lưới cĩ trung tính cách đất thường là lưới phân phối trung áp nhỏ hơn 35 kV nhưng với việc đưa lưới 22 kV cĩ trung tính nối đất trực tiếp vào vận hành sẽ làm cho các loại bảo vệ chống chạm đất ở lưới này sẽ đa dạng hơn. Tuy nhiên trong các rơle số hiện nay các chức năng bảo vệ này đã được tích hợp sẵn nên khơng gây khĩ khăn cho việc sử dụng. Trong các sơ đồ bảo vệ ðZ cao áp từ 110 kV trở lên dùng rơle điện cơ và rơle tĩnh của Liên Xơ cũ, người ta hay sử dụng bảo vệ quá dịng TTK bốn cấp với đặc tuyến thời gian độc lập như một bảo vệ chính. (2.11) Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 24 Trong đĩ: Cấp I là cấp ngưỡng cao cắt nhanh, được xác định theo điều kiện chạm đất ở cuối ðZ hay chế độ khơng tồn pha của máy cắt ðZ đang bảo vệ. Cấp II và III là cấp ngưỡng cao cĩ thời gian, xác định theo điều kiện phối hợp với cấp một của ðZ lân cận, theo dịng chạm đất sau MBA hoặc theo chế độ khơng tồn pha của máy cắt ðZ lân cận cũng như các điều kiện bất thường khác như dao động điện, sự khơng đồng bộ... Cấp IV là cấp ngưỡng thấp cĩ thời gian xác định theo điều kiện dịng khơng cân bằng trong dây trung tính BI khi cĩ ngắn mạch ba pha sau MBA hay ở cấp điện áp thấp MBA tự ngẫu. Việc sử dụng nhiều cấp bảo vệ TTK theo trường phái Liên Xơ cũ như trên xuất phát từ một thực tế là trong sơ đồ bảo vệ khơng cĩ kiểu đặc tuyến phụ thuộc với thời gian tác động khác nhau cho các dịng chạm đất khác nhau. Do vậy, kiểu bốn cấp sẽ cho đặc tuyến dạng bậc thang cĩ chất lượng bảo vệ tốt hơn so với loại hai cấp đặc tuyến độc lập, nhưng vẫn khơng đạt được chất lượng như của loại bảo vệ quá dịng TTK với đặc tuyến phụ thuộc. Mặt khác, do trong các bảo vệ đường dây ở rơle số thường cĩ kèm theo chức năng phát hiện các sự cố chạm đất nên bảo vệ quá dịng TTK bốn cấp chỉ đĩng vai trị như bảo vệ dự phịng hoặc cĩ thể thay nĩ bằng một bảo vệ quá dịng TTK hai ngưỡng. Chức năng quá dịng chạm đất trong rơle số thường cĩ hai ngưỡng là ngưỡng cao và ngưỡng thấp. Ngưỡng cao cắt nhanh thường được xác định tương tự như các rơle cổ điển. ðể giảm thiểu xác xuất cắt nhầm do các cực máy cắt khơng đồng thời, người ta thường giới hạn thời gian tác động của cấp cắt nhanh khoảng dưới hai chu kỳ tần số cơng nghiệp đối với các máy cắt một pha. Cịn cấp ngưỡng thấp cũng cĩ thể cĩ dạng đặc tuyến độc lập hay phụ thuộc, trong đĩ nên sử dụng loại đặc tuyến thứ hai để tăng khả năng bảo vệ. Khi sử dụng chức năng quá dịng chống chạm đất trong rơle số, ta cần phải Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 25 phân biệt hai loại bảo vệ với các giá trị đặt được xác định xuất phát từ những cơ sở lập luận khác nhau. Bảo vệ quá dịng TTK cho lưới cĩ dịng chạm đất lớn thường được hiệu chỉnh theo dịng khơng cân bằng cực đại và dịng thứ tự khơng đi qua chỗ đặt bảo vệ. Cịn bảo vệ dịng TTK cho lưới cĩ dịng chạm đất bé thường xác định theo dịng điện dung. Sau đây chúng ta sẽ lần lượt xét các loại bảo vệ này. 2.3.2. Bảo vệ khoảng cách Vào những năm đầu thế kỷ 20, bảo vệ khoảng cách được xem như loại bảo vệ hồn hảo nhất để bảo vệ các đường dây tải điện. Trải qua gần một thế kỷ các rơle khoảng cách được nghiên cứu rất rộng rãi và khơng ngừng được cải tiến qua các thế hệ rơle điện cơ, rơle tĩnh đến các rơle số ngày nay. Tính năng của rơle khoảng cách nhất là những hợp bộ bảo vệ khoảng cách sử dụng kỹ thuật số hiện đại đã được mở rộng và đa dạng hơn rất nhiều so với các rơle trước đây. Ngày nay các rơle khoảng cách số như P441, P442, P444 (Alstom); 7SA511, 7SA513 (Siemens); SEL321 (SEL) ngồi chức năng bảo vệ khoảng cách nĩ cịn được tích hợp nhiều chức năng khác nữa như các chức năng: quá dịng cắt nhanh, quá dịng cĩ thời gian (50/51), chống chạm đất (50/51N), điện áp giảm (27), quá điện áp (59), tự động đĩng trở lại TðL (79), kiểm tra đồng bộ (25) và các chức năng truyền thơng khác. Bảo vệ khoảng cách là chức năng chính của rơle. Nĩ gồm một hệ thống dị tìm sự cố, một hệ thống đo khoảng cách và một hệ thống xác định hư ng cơng suất (dịng điện) sự cố. Tuỳ vào mỗi loại rơle của từng hãng chế tạo mà các rơle khoảng cách cĩ các phương pháp dị tìm phát hiện sự cố và đưa ra những phương thức xử lý khác nhau nhưng nhìn chung đều dựa trên nguyên lý cơ bản là dựa vào giá trị dịng điện và điện áp đo được từ đĩ tính tốn giá trị tổng trở đo rồi so sánh với giá trị đặt cùng với cơng suất trên đường dây để tổng hợp đưa ra quyết định thao tác. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 26 ðể đảm bảo tác động chọn lọc trong mạng phức tạp, người ta dùng bảo vệ khoảng cách cĩ hướng, chỉ tác động khi hướng cơng suất ngắn mạch đi từ thanh gĩp vào đường dây. Rơle khoảng cách dùng bảo vệ đường dây tải điện thường cĩ nhiều vùng tác động tương ứng v i các cấp thời gian tác động khác nhau. Hiện nay tồn tại nhiều phương thức tính tốn giá trị đặt cho bảo vệ khoảng cách, phạm vi ứng dụng của mỗi phương thức tuỳ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể. Ngồi ra bảo vệ khoảng cách cĩ thể được sử dụng kết hợp với TðL, các sơ đồ cắt liên động dùng kênh truyền tin để giảm thời gian cắt sự cố. Sau đây chúng ta sẽ đi phân tích cách tính tốn các vùng của rơle khoảng cách. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 27 CHƯƠNG 3 TÍNH TỐN LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ ðƯỜNG DÂY TẠI TRƯỜNG ðẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH CƠ SỞ ðÀO TẠO THÁI BÌNH 3.1. Phân tích đánh giá các phương pháp bảo vệ đường dây Tùy theo đặc điểm của từng lưới điện cũng như các dạng sự cố thường gặp với mỗi lưới điện ấy mà người ta nghiên cứu và áp dụng các biện pháp bảo vệ khác nhau. Chẳng hạn như, ngắn mạch (một hay nhiều pha), chạm đất một pha (trong lưới điện cĩ trung tính cách đất hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang), quá điện áp (khí quyển hoặc nội bộ), đứt dây và quá tải. Tuy nhiên với lưới điện hạ áp thì các biện pháp bảo vệ được thực hiện dễ dàng và đơn giản hơn nhiều so với các cấp điện áp cao hơn. Với các dạng ngắn mạch trong lưới hạ áp người ta thường dùng cầu chảy, rơ le, máy cắt hoặc aptomat. 3.2. Các thiết bị bảo vệ quá dịng cho đường dây ðối với đường dây hạ áp các thiết bị bảo vệ phổ biến là cầu chảy, máy cắt. Tuy nhiên do nhu cầu về độ an tồn, độ tin cậy và yêu cầu cung cấp điện liên tục mà thiết bị cầu chảy ngày càng ít được sử dụng, do mỗi lần tác động thì phải thay thế mới gây mất thời gian, nhân cơng và cả tốn kém về nguyên liệu nữa. Một trong các thiết bị đang được sử dụng rộng rãi và ngày càng phổ biến đĩ chính là máy cắt. ACB, MCCB, MCB là những thiết bị đĩng cắt ở mạng hạ thế cĩ đầy đủ chức năng nhất của một thiết bị đĩng cắt. ðĩ là: Bảo vệ điện (Quá tải, ngắn mạch, chạm đất, dịng rị ...), cách ly (cách ly hiển thị rõ ràng nhìn thấy được hoặc thơng qua cơ cấu chỉ thị tin cậy được), điều khiển tại chỗ hay từ xa. Bộ ngắt mạch hay chuyển mạch Circuit Breaker (CB) là thiết bị dùng để Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 28 đĩng ngắt dịng điện đồng thời bảo vệ thiết bị khơng bị hư hỏng khi bị ngắn mạch hoặc quá tải, CB sẽ tự động cắt dịng điện ngay lập tức. Khác với loại dùng cầu chảy phải thay mới, CB cĩ thể reset lại bằng tay hoặc tự động. Ở Việt nam những thiết bị này thường được người sử dụng gọi bằng một cái tên chung là Atomat. CB nhỏ thường dùng cho gia đình thường chỉ gọi là aptomat, đối với thiết bị CB lớn người ta gọi là máy cắt. Một số cách gọi CB thường được dùng ở Việt nam: MCB: Aptomat cỡ nhỏ, at tép. MCCB: Aptomat khối, aptomat định hình, at tầng. ACB: Máy cắt khơng khí hạ thế, máy cắt hạ áp, aptomat vạn năng. • Cấu tạo và nguyên lý làm việc của CB: - Cấu tạo: 1. Cần gạt 2. Bộ phận tác động 3. Tiếp điểm 4. Cực nối 5. Thanh lưỡng kim 6. Vít cân chỉnh 7. Cuộn hút 8. Bộ dập hồ quang Hình 3.1. Cấu tạo chung của MCCB Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 29 Hình 3.2. Cấu tạo của một MCCB C60 Cấu tạo của một MCCB cĩ các bộ phận chính sau: + Tiếp điểm: Aptomat thường cĩ 2 đến 3 loại tiếp điểm, tiếp điểm chính, tiếp điểm phụ và hồ quang. Với các aptomat nhỏ thì khơng cĩ tiếp điểm phụ. Tiếp điểm thường được làm bằng vật liệu dẫn điện tốt nhưng chịu được nhiệt độ do hồ quang sinh ra, thường làm bằng hợp kim Ag-W hoặc Cu-W. Khi đĩng mạch thì tiếp điểm hồ quang đĩng trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm chính. Khi cắt mạch thì ngược lại , tiếp điểm chính mở trước, tiếp theo là tiếp điểm phụ, cuối cùng là tiếp điểm hồ quang. Như vậy hồ quang chỉ cháy trên tiếp điểm hồ quang, do đĩ bảo vệ Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 30 được tiếp điểm chính. Tiếp điểm phụ được sử dụng để tránh hồ quang cháy lan sang làm hỏng tiếp điểm chính. + Hộp dập hồ quang: Thường sử dụng những tấm thép chia hộp thành nhiều ngăn nhằm cắt hồ quang thành nhiều đoạn ngắn để dập tắt. + Các mĩc bảo vệ: Mĩc bảo vệ dịng cực đại: ðể bảo vệ thiết bị điện khỏi bị quá tải, đặc tính A-s của mĩc bảo vệ phải nằm dưới đặc tính A-s của thiết bị cần bảo vệ. Cuộn hút điện từ được mắc nối tiếp với thiết bị. Khi dịng điện vượt quá giá trị cho phép thì tấm thép động 2 bị hút, cần chủ động được kéo lên, lị xo 6 kéo cần bị động ra, tiếp điểm mở ra ngắt mạch điện qua thiết bị. Mĩc bảo vệ kiểu rơ-le nhiệt: Kết cấu này rất đơn giản như rơ-le nhiệt, bao gồm phần tử nung nĩng mắc nối tiếp với mạch chính, tấm kim loại giãn nở làm nhả mĩc ngắt tiếp điểm khi dịng điện qua thiết bị. Nhược điểm của loại này là quán tính nhiệt lớn. Mĩc bảo vệ thấp áp: Cuộn hút mắc song song với mạch điện chính, khi điện áp thấp, lực hút của cuộn hút giảm yếu hơn lực lị xo 3, mĩc 4 bị kéo lên, lị xo 6 kéo tiếp điểm aptomat ra. - ðặc tính hoạt động của CB: Hình 3.3. ðồ thị đặc tính hoạt động của MCCB Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 31 Một số cách ký hiệu của máy cắt CB: - MCB (Minature circuit breaker): CB tép chỉ dùng với dịng định mức nhỏ hơn 100A,và khả năng cắt ngắn mạch cũng nhỏ hơn 100KA. - MCCB (Molded case circuit breaker ): CB khối, dịng định mức cĩ thể lớn hơn 100A, khả năng cắt dịng ngắn mạch cũng lớn hơn. - ACB (Air Circuit Breaker): Máy cắt khơng khí. - VCB (Vaccum Circuit Breaker): Máy cắt chân khơng. Một CB luơn cĩ hai giá trị đĩ là: Idm: Dịng làm việc định mức. Icu: Khả năng cắt dịng ngắn mạch. Các chỉ tiêu và thơng số kỹ thuật quan trọng cần lưu ý khi chọn thiết bị: - ðiện áp hoạt động định mức (Rated service voltage Ue). - ðiện áp cách điện định mức (Rated insulation voltage Ui). - ðiện áp chịu xung định mức (Rated impulse withstand voltage Uimp). - Dải nhiệt độ hoạt động (Operating temperature). - Tần số Hz (Frequency). - Số cực (Number of pole). - Loại Fixed (cố định) hay loại Withdrawable (kéo ra được). - Dịng điện định mức (Rated current). - Dịng điện ngắn mạch định mức (Rated ultimate breaking capacity under short circuit - Icu), thiết bị điện hoạt động ở điện áp nào thì chọn tương ứng với dải điện áp đĩ. - Khả năng chịu đựng dịng ngắn mạch của tiếp điểm (Rated short-time withstand current - Icw) trong 1s hoặc 3s. - Dịng ngắn mạch đỉnh {Rated making capacity under short-circuit (peak value) Icm}. - Số lần thao tác về cơ khí (Mechanical life with regular ordinary maintenance). Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 32 - Số lần thao tác về điện (Electrical life). - Khả năng cắt tải (Rated service breaking capacity under short-circuit Ics=%Icu). Icu, và Ics là 2 thơng số đặc trưng cho độ bền, Icu là khả năng chịu dịng ngắn mạch tối đa ( trước khi bị phá hủy). Nếu Ics=100%I cu, thì MCCB, ACB cĩ thể chịu được lần sau, nếu khơng thì chỉ được 1 lần, lần sau chỉ cần vượt quá Ics sẽ bị hỏng. - Thơng số ðiện áp hoạt động tối đa, và thơng số độ bền cơ / điện (số lần đĩng cắt) cùng với Icu, I cs là các giá trị đặc trưng cho độ cao cấp của sản phẩm. Hiện nhiều hãng triển khai loại thơng số rất thấp tại VN, kể cả các hãng châu Âu, và từ nhiều nguồn xuất xứ khác nhau. - ðiện áp định mức: là giá trị điện áp làm việc dài hạn của thiết bị điện được aptomat đĩng ngắt. - Dịng điện định mức: là dịng điện làm việc lâu dài của aptomat, thường dịng định mức của aptomat bằng 1,2 - 1,5 lần dịng định mức của thiết bị được bảo vệ. - Dịng điện tác động Itd: là dịng aptomat tác động, tuỳ thuộc loại phụ tải mà tính chọn tác động khác nhau. ðể aptomat bảo vệ được thiết bị thì đặc tính A-s của aptomat phải thấp hơn đặc tính A-s của thiết bị. 3.3. Tính tốn bảo vệ quá dịng trên đường dây • Khảo sát, tính tốn đối tượng bảo vệ: Nguồn cung cấp cho các đường dây trong khu vực trường là MBA 35/0,4 – ._.n văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 72 Từ các yêu cầu ở trên, tơi tiến hành chọn loại module mở rộng EM231 (mã hiệu 6ES7231-0HC22-0XA0) phục vụ cho mạch điều khiển, đặc biệt đây là loại cĩ cơng suất tiêu thụ rất bé, khoảng 2W nên rất tiết kiệm điện năng. Hình 5.3. Hình ảnh tổng thể của module EM231 Hình 5.4. Cấu trúc của EM231 Hình 5.5. Sơ đồ đấu dây các thiết bị với EM231 EM231 thực chất là một bộ chuyển đổi ADC nhận tín hiệu dưới dạng tương tự và cho tín hiệu ra dạng số để đưa vào CPU224. ðược thiết kế đồng bộ với các thiết bị khác trong họ CPU22x, chúng liên kết với nhau qua các bus dữ liệu và được đặt trên giá treo DIN phía bên phải CPU. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 73 Hình 5.6: Sơ đồ khối mạch đầu vào tương tự Module EM231 cĩ 4 ngõ vào analog, vị trí các ngõ vào tương ứng là: AIW0, AIW2, AIW4, AIW6. Tín hiệu analog là tín hiệu điện áp, tuy nhiên giá trị mà AIW đọc vào khơng phải là giá trị điện áp, mà là giá trị đã được quy đổi tương ứng 16bit nhờ bộ chuyển đổi trong PLC. Trường hợp tín hiệu vào là đơn cực, giá trị 16bitcĩ trị số từ 0 ÷ 32767 tức 0 ÷ (216-1)/2, tương ứng với mức tín hiệu vào từ: 0 ÷ 10V, 0 ÷ 5V hay 0 ÷ 20mA. Tín hiệu analog sẽ được đưa vào AIW0, AIW2… tương ứng, tuỳ thuộc vào vị trí của tín hiệu đưa vào module. • ðịnh cấu hình cho EM231 ðể định cấu hình cho EM231, ta sử dụng các cơng tắc DIP (SW1, SW2, SW3) để xác định độ lớn tín hiệu vào. Hình 5.7: Bộ định cấu hình DIP cho module EM231 Việc định cấu hình phải căn cứ vào yêu cầu cụ thể của bài tốn, loại tín hiệu và độ lớn tín hiệu vào dựa vào bảng 5.2 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 74 Bảng 5.2. Bảng định cấu hình cho EM231 ở chế độ nguồn đơn cực Nguồn đơn cực SW1 SW2 SW3 ðộ lớn tín hiệu vào ðộ phân giải OFF ON 0 ÷ 10V 2,5mV 0 ÷ 5V 1,25mV ON ON OFF 0 ÷ 20mA 5µA Như vậy ta sẽ định cấu hình cho EM231 ở chế độ sao cho độ lớn tín hiệu vào từ 0 ÷10V. Khi đĩ độ phân giải của module này là 2,5mV, tức giá trị điện áp để module cảm nhận được phải là một bội số của 2,5mV. c. Thiết bị vào/ra • Thiết bị vào Thiết bị đầu vào của mạch là các tín hiệu dịng điện của máy biến dịng, tuy nhiên do dịng này rất lớn so với giới hạn đo của các module mở rộng. Vì vậy tơi tiến hành chuyển các tín hiệu dịng này thành tín hiệu điện áp để phù hợp cho việc đo lường. Mặt khác tín hiệu vào EM231 là điện áp một chiều, nên điện áp này sẽ được đưa qua mạch chỉnh lưu để chuyển sang tín hiệu phù hợp với module mở rộng. Yêu cầu của mạch chỉnh lưu là phải biến đổi sao cho điện áp một đầu ra cĩ độ lớn đúng bằng độ lớn của điện áp xoay chiều ở đầu vào. Như vậy, mạch thứ cấp của TI sẽ được mắc nối tiếp với 1 điện trở xoay chiều cĩ độ lớn R(Ω), điện áp rơi trên R sẽ được đi qua mạch chỉnh lưu. Tín hiệu vào của EM231 lúc này sẽ là điện áp đầu ra của mạch chỉnh lưu này. Khi điện áp ra là 10V, tương ứng dịng điện chạy trong mạch thứ cấp của TI sẽ là 10/R (A). Ngược lại ta cĩ thể xác định được dịng chạy trên mạch thứ cấp TI khi biết điện áp rơi trên điện trở R. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 75 Nèi tíi EM231 CÇu chØnh luu Hình 5.8: Sơ đồ nguyên lý thiết bị vào PLC Tính tốn điện trở R: Do giá trị dịng lớn nhất mà mạch thứ cấp TI biến đổi là dịng tương ứng với chế độ sự cố của hệ thống tại đoạn đầu đường dây cấp điện, dịng này cĩ giá trị tính tốn bằng với giá trị đặt của MCCB tổng là 600A. Khi đi qua biến dịng BI – 400/5 sẽ cĩ giá trị là 7,5A. ðiện trở R được chọn sao cho điện áp rơi trên nĩ khơng vượt quá 10V (giới hạn của EM231). Tư đĩ ta cĩ: R ≤ 10/7,5 = 1,33 (Ω) ; ðể thuận tiện cho việc tính tốn và đảm bảo an tồn cho module mở rộng khơng bị quá áp, ta chọn R = 1 (Ω). ðiện trở R được chọn yêu cầu phải cĩ độ chính xác cao, chịu được dịng điện lớn trong thời gian dài mà khơng ảnh hưởng đến sự làm việc. Nếu ta chọn điện trở cĩ sai số lớn sẽ dẫn tới dịng mà PLC đo được với dịng thực tế chạy trong mạch cĩ sai số lớn. ðiều này làm cho PLC điều khiển khơng chính xác các quá trình, mạch sẽ khơng thực hiện được nhiệm vụ bảo vệ cho đường dây. • Thiết bị đầu ra Thiết bị đầu ra của mạch điều khiển là các máy cắt MCCB. Trường hợp nếu như dịng điện chạy trong cuộn hút của rơle điều khiển lớn hơn so với dịng cho phép của tiếp điểm Qx.x trên PLC, ta cĩ thể dùng thêm rơle trung gian để giảm dịng qua tiếp điểm này trên PLC. Lúc này, giá trị đặt cho PLC sẽ là các tín hiệu điện áp Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 76 Bảng 5.3. ðiện áp đặt quy đổi sau khi dịng đi qua trở 1 Ω Chế độ bảo vệ Dịng điện qua BI (A) ðiện áp tương ứng (V) Bảo vệ cắt nhanh đoạn AB 7,5 7,5 Bảo vệ quá tải đoạn BC 5 5 Bảo vệ sự cố đoạn CD 3,175 3,175 5.2.2. Chuyển đổi dữ liệu đầu vào EM231 Do tín hiệu vào là nguồn đơn cực nên dữ liệu của đầu vào tương tự sẽ cĩ giá trị nằm trong khoảng 0-32767, giá trị này sẽ tuyến tính với giải giá trị đầu vào của đầu vào Analog. Với tín hiệu đầu vào tương tự là 0-10V thì nĩ sẽ tương ứng với giá trị đọc được ở đầu vào analog là từ 0-32767. Cĩ thể làm một phép tính đơn giản để biết được giá trị điện áp đầu vào là bao nhiêu. Như vậy, giả sử tín hiệu truyền tới EM231 là U(V) thì giá trị quy đổi tương ứng 16bit để PLC nhận là A = U. 10 32767 Căn cứ vào bảng thơng số đặt bảo vệ quá dịng đưa vào PLC, ta quy đổi tín hiệu điện áp sang dạng 16bit như sau: Bảng 5.4. Quy đổi tín hiệu điện áp sang dạng 16 bít. Chế độ bảo vệ ðiện áp (V) Số bít Bảo vệ cắt nhanh đoạn AB 7,5 4915 Bảo vệ quá tải đoạn BC 5 16383,5 Bảo vệ sự cố đoạn CD 3,175 10403,5 5.3. Yêu cầu điều khiển và kết nối • Yêu cấu của bài tốn điều khiển: Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 77 Như vậy, tín hiệu điện được lấy từ các biến dịng pha sẽ được nối khép kín qua điện trở R = 1Ω. ðiện áp rơi trên điện trở này được đưa đến cổng và của module mở rộng EM231. Tại đây, tín hiệu vào tương tự sẽ được biến đổi sang dạng số để đưa vào module điều khiển (CPU224). Khi mạch hoạt động, CPU sẽ tiến hành đo lường tín hiệu vào, tùy theo giá trị điện áp đo được mà CPU sẽ thực hiện các nhiệm vụ khác nhau theo chương trình điều khiển, cĩ thể là đĩng hoặc cắt máy cắt. Nếu đường dây làm việc bình thường tức dịng làm việc (tương ứng với điện áp đo được) khơng vượt quá giá trị đặt của PLC thì các máy cắt vẫn được giữ nguyên trạng thái. Khi đường dây bị ngắn mạch, quá dịng hoặc quá tải, giá trị dịng điện tăng lên. Nếu lớn hơn dịng đặt cho bảo vệ cấp 1, 2 thì PLC sẽ thực hiện cắt lộ sự cố khỏi hệ thống và tự động đĩng lặp lại theo các giá trị thời gian đặt trước. • Kết nối modul và thiết bị: Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 78 Hình 5.9. Sơ đồ kết nối tổng thể Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 79 Hình 5.10. Sơ đồ kết nối BI với EM231 Hình 5.11. Sơ đồ kết nối Role với PLC Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 80 5.4. Xây dựng thuật tốn điều khiển 5.4.1. Xây dựng sơ đồ cấu trúc ðĩ là sơ đồ thể hiện mối liên hệ giữa các khối trong bài tốn điều khiển, bao gồm: Hệ thống điều khiển (bộ điều khiển), các cơ cấu chấp hành (Rơ le, động cơ, cuộn hút, ...), đối tượng điều khiển (các thiết bị điện, thiết bị đĩng cắt trực tiếp,...) và các thiết bị đo lường. Hình 5.12. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển Trong sơ đồ cấu trúc trên: - Hệ thống điều khiển là các thiết bị điều khiển và giao diện người dùng, bao gồm: máy tính cá nhân cĩ kết nối với bộ điều khiển CPU224 và thiết bị mở rộng EM321. - Cơ cấu chấp hành là các thiết bị đảm nhiệm vụ thực hiện lệnh điều khiển từ CPU. Ở đây cơ cấu chấp hành là cuộn hút của các máy cắt hoặc rơ le điện. - ðối tượng điều khiển chính là các thiết bị đĩng cắt trên lưới điện. - Các thiết bị đo lường bao gồm biến dịng, các khối so sánh trong bộ điều khiển và màn hình hiển thị. - Iđ là giá trị dịng điện đặt trước để hệ thống điều khiển tác động. Cơ cấu chấp hành Hệ thống điều khiển ðối tượng điều khiển Các thiết bị đo lường Iđ Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 81 5.4.2. Xây dựng lưu đồ thuật tốn Hình 5.13. Lưu đồ thuật tốn điều khiển Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 82 5.5. Chương trình điều khiển Trên cơ sở nghiên cứu yêu cầu bài tốn, phân cơng tín hiệu và lưu đồ thuật tốn vừa xây dựng ta cần định hình được chương trình điều khiển sẽ gồm những khối nào và phải cĩ sự phân cơng cho các tín hiệu đĩ. Các tín hiệu vào được lưu lần vào các vùng nhớ VW từ 100 đến 110 để so sánh với giá trị đặt dạnh 16bit trong PLC. Việc điều khiển thời gian tác động của máy cắt được thực hiện nhờ các bộ tạo trễ thời gian Timer cĩ nhớ (TONR) để khi tín hiệu vào Timer bị mất (khi máy cắt tác động cắt) thì Timer khơng tự động reset. ðể điều khiển đĩng lặp lại, ngồi việc sử dụng Timer T70 và T72 cịn sử dụng bộ đếm Counter để đếm số lần cắt máy cắt khi quá tải (cho phép cắt 2 lần liên tiếp tức cho phép đĩng lặp lại 1 lần). Bảng 5.5. Bảng phân cơng tín hiệu vào/ra của PLC Tín hiệu vào Ký hiệu ðịa chỉ Phần tử ON I0.0 Nút khởi động hệ thống OFF I0.1 Nút dừng hệ thống AIW0 Biến dịng đoạn AB AIW2 Biến dịng đoạn BC AIW4 Biến dịng đoạn CD Tín hiệu ra Máy cắt 1 Q0.1 Cuộn đĩng máy cắt đoạn AB Máy cắt 2 Q0.2 Cuộn đĩng máy cắt đoạn BC Máy cắt 3 Q0.3 Cuộn đĩng máy cắt đoạn CD Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 83 5.6. Mơ phỏng bằng Simulator S7 – 200 S7-200 Simulator là một phần mềm giúp thực hiện mơ phỏng chương trình của PLC trên màn hình máy tính rất hữu ích. S7-200 Simulator cĩ giao diện thiết kế đơn giản, trực quan và rất dễ dàng sử dụng. Khi đã cĩ chương trình điều khiển, ta tiến hành chạy thử nhàm kiểm nghiệm chương trình nhằm đảm bảo chương trình khơng cĩ vấn đề khi đưa vào chạy thực. Trình tự thực hiện khi mơ phỏng một chương trình điều khiển: - Viết chương trình bằng phần mềm Step 7 Micro Win. - Biên dịch chương trình: File/Export để xuất fiel chạy mơ phỏng. - ðặt tên tập tin và chọn Save file với định dạng *.awl. - Khởi động phần mềm mơ phỏng S7-200 Simulator. - Chọn loại CPU: Configuration /CPU Type/Chọn loại CPU cần mơ phỏng - Chọn thiết bị mở rộng cần sử dụng nếu cĩ. - Mở File cần mơ phỏng: Program / Load Program/ Chọn Accept/Chọn file *.awl. - Chạy mơ phỏng: PLC / Run hoặc biểu tượng Run trên thanh cơng cụ - Thay đổi trạng thái ngõ vào bằng các cơng tắc trên bảng điều khiển màu xanh. - ðiều chỉnh các tín hiệu đầu vào trên thanh trượt của modul mở rộng. - Quan sát các đèn báo trạng thái ngõ vào ra trên PLC. - Dừng chương trình: PLC/Stop hoặc biểu tương Stop trên thanh cơng cụ. Hình ảnh mơ phỏng chạy chương trình tự động bảo vệ quá dịng Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 84 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 85 Hình 5.14. Trạng thái làm việc trên S7 – 200 Simulator Sau khi chạy thử và kiểm tra thấy rằng chương trình được viết chạy đúng với các chế độ làm việc cũng như sự cố của lưới điện. Tuy nhiên giữa mơ phỏng trên máy tính và thực tế cịn cĩ nhiều sự khác biệt mà trên S7 – 200 Simulator khơng thể hiện được. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 86 CHƯƠNG 6 CHẾ TẠO MƠ HÌNH VÀ MƠ PHỎNG 6.1. Yêu cầu về chế tạo mơ hình 6.1.1. Yêu cầu xác định loại mơ hình hệ thống Mơ hình thiết kế phải đảm bảo cĩ tính chất tương tự với đối tượng thực, các hiện tượng xảy ra trên mơ hình phải phản ánh được bản chất của đối tượng thực tế. Theo nguyên tắc phân loại và lựa chọn mơ hình hệ thống thì việc xây dựng mơ hình mơ phỏng quá trình tự động bảo vệ quá dịng trên lưới điện hạ thế tại Trường đại học Cơng nghiệp TP. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình thuộc loại mơ hình vật lý tương tự. 6.1.2. Yêu cầu khi thiết kế xây dựng mơ hình Việc xây dựng mơ hình phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống thực, vì vậy khĩ cĩ thể đưa ra những nguyên tắc chặt chẽ mà chỉ cĩ thể đưa ra những nguyên tắc cĩ tính định hướng cho việc xay dựng mơ hình. Một số yêu cầu khi xây dựng mơ hình: Nguyên tắc xây dựng sơ đồ khối: Xây dựng mơ hình các các khối mơ hình con, mỗi hệ thống con sẽ đảm nhiệm một nhiệm vụ trong hệ thống lớn. Như vậy mỗi hệ con được biểu diễn bằng một khối, tín hiệu ra của khối trước chính là tín hiệu vào của khối sau. Nguyên tắc thích hợp: Tùy theo mục đích nghiên cứu mà ta cĩ thể chọn lựa một cách thích hợp giữa tính thích hợp và tính đống nhất của mơ hình. Cĩ thể bỏ bớt một số chi tiết khơng quan trọng để mơ hình đơn giản và việc giải các bài tốn trên mơ hình dễ dàng hơn. - Nguyên tắc về độ chính xác: Yêu cầu độ chính xác phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu. Ở giai đoạn thiết kế tổng thể độ chính xác khơng địi hỏi cao, Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 87 nhưng khi nghiên cứu thiết kế những bộ phận cụ thể thì độ chính xác của mơ hình phải đạt yêu cầu cần thiết. - Nguyên tắc tổ hợp: Tùy theo mục đích nghiên cứu mà người ta cĩ thể phân chia hoặc tổ hợp các bộ phận của mơ hình lại với nhau. 6.1.3. Quy trình thiết kế mơ hình - Khi tiến hành thiết kế xay dựng một mơ hình cần phải thực hiện trình tự theo các bước của quy trình thiết kế nhằm đảm bảo mơ hình tối ưu nhất, phản ánh thật nhất đối tượng thực. Thơng thường khi tiến hành nghiên cứu mơ phỏng phải thực hiện qua các bước như sau: - Bước 1: Xây dựng mục tiêu mơ phỏng và kế hoạch nghiên cứu. - Bước 2: Thu thập dữ liệu và xác định mơ hình nguyên lý. Tùy theo từng mơ hình cần mơ phỏng mà ta phải thu thập các tơng tin, dữ liệu liên quan đến hệ thống và mơi trường mơ phỏng, từ đĩ xây dựng mơ hình nguyên lý. - Bước 3: Hợp thức mơ hình nguyên lý. Kiểm tra tính đúng đắn của mơ hình, mơ hình phải phản ánh đúng bản chất của hệ thống đồng thời cĩ tính khả thi cao, khơng quá phức tạp. - Bước 4: Xây dựng mơ hình trên máy tính. Sử dụng các ngơn ngữ lập trình và các phần mềm mơ phỏng. - Bước 5: Chạy thử. Chạy thử để kiểm tra lỗi và hồn thiện chương trình. - Bước 6: Kiểm chứng và đánh giá mơ hình mơ phỏng. - Bước 7: Lập kế hoạch thực nghiệm mơ phỏng. - Bước 8: Thực nghiệm mơ phỏng. Cho chương trình chạy thực. - Bước 9: Xử lý kết quả mơ phỏng. Áp dụng phương pháp xác suất thơng kê để thu thập và xử lý dữ liệu. - Bước 10: Sử dụng và lưu trữ kết quả. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 88 Hình 6.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu mơ phỏng Mục tiêu mơ phỏng Thu thập dữ liệu Mơ hình nguyên lý Hợp thức mơ hình nguyên Kiểm chứng mơ hình mơ Mơ hình mơ phỏng Chạy thử Lập kế hoạch thử nghiệm Thực nghiệm mơ phỏng Xử lý kết quả mơ phỏng Sử dụng, lưu trữ kết quả mơ phỏng Sai ðúng ðúng Sai Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 89 6.2. Chi tiết thiết kế mơ hình bảo vệ đường dây 6.2.1. Phân tích, lựa chọn thiết bị cho sơ đồ khối của mơ hình Mơ hình bảo vệ lưới điện hạ áp sẽ bảo gồm các khối con như sau: • Khối tạo nguồn: đĩ là trạm biến áp, hoặc các nguồn dự phịng nếu cĩ. Trong trường hợp này thì chọn máy biến áp loại nhỏ cĩ đầu vào lấy nguồn điện xoay chiều dân dụng nhằm thuận tiện cho thử nghiệm, đầu ra là điện áp thấp phù hợp với các thiết bị khác trong mơ hình. Qua tính tốn chọn lựa Máy biến áp cĩ giá trị sau: 250/12VAC, 2A. ðây là máy biến áp xoay chiều nhỏ cĩ điện áp vào trong khoảng từ 0 – 250VAC, điện áp ra là 0 – 12VAC, loại này cĩ điện áp vào rất phù hợp với điều kiện thiết kế, điện áp ra cho giá trị phù hợp với mức điện áp thử nghiệm. Dịng điện ra 2A đảm bảo duy trì dịng cho các khối con khác được tốt hơn. Hình 6.2. Máy biến áp 250/12VAC, 2A Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 90 • Khối truyền tải: Bao gồm thanh cái phân phối và hệ thống dây dẫn tới phụ tải. Thái cái cĩ thể dùng dây điện mềm thay thể cho thanh đồng như thực tế, do trên mơ hình giá trị điện áp và dịng điện đều rất nhỏ nên dây điện bình thường vẫn đảm bảo tốt nhiệm vụ phân phố điện của thanh cái, yêu cầu chủ yếu là khi thiết kế phải đảm bảo tính trực quan. Hình 6.3. Dây đồng 1 lõi, 2mm2 - Dây truyền tải chọn dây đồng 1 sợi, tiết diện 1,5mm2. Do dây truyền tải trên mơ hình khơng cần loại dây lớn nên chỉ cần chọn dây 1,5. Tuy nhiên để dây tượng trưng cho đường dây truyền tải thì cần phải cĩ độ cứng nhất định nhằm đảm bảo cho dây thẳng dễ cho lắp đặt nên phải dùng dây 1 lõi. Hình 6.4. Dây điện 1 sợi 1,5mm2 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 91 - Dây trung tính đi theo các pha chọn dây đồng 1 sợi, tiết diện 0,2mm2. Loại dây này thường được dùng trong các thí nghiệm điện, do cĩ giá thành rẻ, tiết diện nhỏ và mềm phù hợp với các yêu cầu phải đi xuyên qua các lỗ nhỏ, đảm bảo cung cấp điện tốt cho các thiết bị hiển thị và cảnh báo. Hình 6.5. Dây điện nhỏ 1 sợi 0,2mm2 • Khối thiết bị đĩng cắt, cơ cấu chấp hành: ðây là khối đặc trưng cho cầu dao tổng của lộ đường dây và các thiết bị đĩng cắt như máy cắt, role, aptomat. Do mơ hình cĩ kích thước khá nhỏ nên khơng dùng cầu dao được mà chỉ cần dùng một cơng tắc thay thế cho cầu dao. - Thiết bị đĩng cắt sẽ chọn là rơ le điện loại nhỏ12VDC. Loại này cần nguồn nuơi cung cấp cho nĩ là 12VDC, do nguồn DC cung cấp thường bị sụt so với lý thuyết tính tốn nên ta chọn loại cĩ nguồn nuơi nhỏ hơn 24VDC nhằm đảm bảo độ tin cậy khi tác động. Loại này cĩ tiếp điểm chịu điện áp là 230VAC/28VDC đáp ứng rất tốt yêu cầu của bài tốn. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 92 Hình 6.6. Rơ le 12VDC Hình 6.7. ðế gắn Rơ le Hình 6.8. Sơ đồ tiếp điểm của Rơ le • Khối tạo tín hiệu tương tự (mạch điều áp) để đưa vào bộ điều khiển. Yêu cầu đặt ra là tạo nguồn điện một chiều cung cấp tín hiệu cho bộ điều khiển và cung cấp cho phụ tải. Khối này phải tạo ra điện áp cĩ thể thay đổi được mà như yêu cầu bài tốn lào cĩ thể điều áp được từ 0V – 10VDC. Như vậy ta cĩ thể chọn dùng phần tử chính là LM317 và các linh kiện kèm theo khi thiết kế mạch như: Cầu chỉnh lưu, tụ điện, diode, điện trở, biến trở, led hiển thị. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 93 Hình 6.9. Linh kiện điều áp LM317 Hình 6.10. Cầu chỉnh lưu Hình 6.11. Sơ đồ chỉnh lưu cầu Hình 6.12. Tụ điện Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 94 Hình 6.13. Diode Hình 6.14. Biến trở Hình 6.15. Một số loại điện trở Hình 6.16. ðèn led hiển thị • Khối đặc trưng cho phụ tải: Do mơ hình dùng nguồn điện một chiều 12VDC nên các thiết bị đặc trưng cho phụ tải cũng phải dùng nguồn 12VDC. Do phụ tải chỉ mang tính chất thể hiện cho người qua sát biết tình trạng làm việc của lưới điện nên trong mơ hình này chọn các đèn led hiển thị thay cho phụ tải điện (Hình vẽ 6.16). Khi đèn sáng là lưới điện đang làm việc, khi tắt là lưới điện bị cắt, khi led sáng tối là điện yếu, khi led sáng mạnh là điện áp tăng. • Khối tạo tín hiệu sự cố giả lập và tín hiệu cảnh báo: ðĩ là thiết bị tạo ra sự cố giả trên đường dây, chẳng hạn như dịng điện ( điện áp) tăng hay giảm. Ở đây dùng biến trở 2k để làm nhiệm vụ này ( Hình vẽ 6.14) - Tất cả các khối được lắp ráp trên bề mặt tấm phíp thủy tinh cách điện, kích thước là 40x55cm. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 95 Hình 6.17. Tấm phíp thủy tinh cách điện - Các thiết bị được kết nối với bộ điều khiển và tín hiệu từ bộ điều khiển tới cơ cấu chấp hành được dùng bằng dây điện loại nhỏ. - Ngồi ra cịn cĩ các dụng cụ chế tạo và các chi tiết nhỏ khác như: kìm, khoan, mỏ hàn, tua vít, bu lơng, đai ốc, ốc vít, thiếc hàn, ... Hình 6.18. Một số dụng cụ, chi tiết khác 6.2.2. Tính tốn xây dựng các khối mơ hình con Cá thiết bị khác khi lựa chọn đã cĩ sự tính tốn tương đối giá trị hợp lý của thiết bị, chỉ cịn quan tâm đến số lượng đủ cho cơng tác chế tạo mơ hình. Ở đây phần tính tốn quan trọng nhất đĩ là cơng việc thiết kế mạch điều chỉnh điện áp 1 chiều. Ta xét mạch LM317 cơ bản theo datasheet của nhà sản xuất: Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 96 Hình 6.19. Mạch điện cơ bản LM317 Cĩ cơng thức tính điện áp đầu ra: Trên cơ sở đĩ ta thiết kế mạch điều áp dùng LM317 để tạo ra nguồn áp cĩ thể điều chỉnh từ 0 đến 10V. Hình 6.20. Mạch điều áp dùng LM317 (6.1) Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 97 Bảng 6.1. Thống kê linh kiện và phụ kiện STT Tên Số lượng Ghi chú 1 Phíp thủy tinh 01 40x45cm 2 Máy biến áp 01 230/12VAC/2A 3 Bo mạch đồng 03 Loại nhỏ 4 Rơ le, đế 03 12VDC/4P 5 Dây điện 2mm2 01 30cm 6 Dây điện 1,5mm2 03 30cm 7 Dây điện 1mm2 01 6m 8 Dây điện 0,2mm2 01 2m 9 Chiết áp dây 05 470K 10 Bulong đai ốc 3 06 +12 đai ốc 11 ðầu đấu dây 02 Nhỏ, 4 đầu 12 Cầu 2A 03 Hoặc 5A 13 Diode 1N4002 06 14 Led 12 Thường + siêu sáng 15 Tụ 2200uF/35V 03 16 Tụ 10uF/35V 03 17 Tụ 220uF/25V 03 18 Tụ 104 03 Tụ giấy 19 LM317 03 ðiều áp 20 Biến trở 2k 03 21 Trở 1k 03 22 Trở 480 03 23 Trở 270 03 24 Dụng cụ ðủ Kìm,vit, mỏ hàn, thiếc.... Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 98 6.2.3. Lắp ráp mơ hình lớn Hình 6.21. Mơ hình sau khi hồn thiện 6.3. ðánh giá kết quả thu được Sau thời gian tìm hiểu lý thuyết và chế tạo, mơ hình đã hồn thành đúng thời gian đặt ra, đúng yêu cầu bài tốn điều khiển. Kết quả thủ nghiệm mơ hình ở các khâu đều rất tốt - Kích thước nhỏ gọn được bố trí rất hợp lý các khối con. - Kết cấu hài hịa cĩ tính trực quan cao. - Kiểm nghiệm độc lập cho tín hiệu chuẩn, điều chỉnh trơn tru. - Kết nối chạy tốt, đúng theo yêu cầu bài tốn. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận Sau một thời gian tiến hành nghiên cứu, đến nay đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mơ hình hệ thống bảo vệ đường dây” đã hồn thành. Qua việc nghiên cứu này tơi đã thu được một số kết quả như sau: - Nghiên cứu tìm hiểu thực trạng lưới điện Trường ðại học Cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình: Do trường cĩ quy mơ lớn, diện tích khuơn viên rộng nên hệ thống đường dây tương đối phức tạp, chia thành nhiều lộ, mỗi lộ lại cĩ những đặc thù riêng. Hệ thống đường dây bao gồm cả những lộ dây mới, cáp ngầm lẫn các lộ dây cũ từ nhiều năm trước nên làm cho hệ thống khơng đồng nhất, dẫn đến cơng tác quản lý, vận hành, sữa chữa và bảo vệ cĩ những khĩ khăn nhất định. - Nghiên cứu hệ thống bảo vệ đường dây hạ áp tại trường: Hiện tại trong tồn bộ hệ thống điện của nhà trường đều áp dụng biện pháp bảo vệ bằng aptomat với các cấp độ khác nhau, các thiết bị này đều cĩ thời gian lắp đặt và sử dụng đã lâu. Nhu cầu phụ tải ngày càng tăng cao, những sửa chữa nâng cấp cơ sở hạ tầng được thực hiện thường xuyên khiến cho hệ thống điện ngày càng quá tải và khơng theo kịp nhu cầu, dẫn đến cĩ sự chồng chéo các đường dây gây mất an tồn đồng thời làm cho các thiết bị bảo vệ này cũng giảm độ tin cậy. - Nghiên cứu các phương pháp bảo vệ đường dây hạ áp: ðối với lưới điện hạ áp thường dùng các biện pháp bảo vệ đĩ là bảo vệ quá dịng và bảo vệ khoảng cách. Thơng thường chỉ áp dụng khoảng cách với lưới từ trung áp trở lên do chi phí áp dụng lớn và cách tính tốn phức tạp, bảo vệ khoảng cách áp dụng với những đường truyền cơng suất lớn và dài, đối với đường dây hạ áp cĩ cơng suất nhỏ, đường truyền ngắn thì thường dùng các thiết bị dựa trên cơ sở tính tốn bảo vệ quá dịng. - Tính tốn phương pháp bảo vệ quá dịng cho đường dây hạ áp tại Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 100 trường ðại học Cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình: Trên cơ sở khảo sát thực trạng lưới điện của trường, khảo sát sơ đồ truyền tải và xác định tiết diện của dây dẫn, phương pháp bảo vệ quá dịng cho đường dây là dùng bộ điều khiển PLC S7 – 200 kết hợp với máy cắt. Bảo vệ được thực hiện thơng qua 2 cấp độ, đĩ là bảo vệ quá dịng quá tải và bảo vệ quá dịng cắt nhanh. - Nghiên cứu phần mềm PLC S7 – 200: Nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các chức năng, cách lập trình, cách kết nối với các mơ đun mở rộng cũng như cách kết nối các thiết bị ngoại vi với S7 – 200. - Nghiên cứu việc ứng dụng PLC vào thiết kế mạch bảo vệ quá dịng cho đường dây: Nghiên cứu cách đưa các tín hiệu tương tự vào PLC, cách chuyển đổi và xử lý tín hiệu trong PLC, cách đưa tín hiệu từ PLC ra cơ cấu chấp hành. - Xây dựng sơ đồ cấu trúc và thuật tốn điều khiển: Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển, xây dựng lưu đồ thuật tốn cho điều khiển bảo vệ quá dịng đường dây hạ áp tại trường ðH Cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình. Trên sơ sở đĩ viết chương trình bảo vệ quá dịng cho đường dây và thử nghiệm mơ phỏng bằng S7 – 200 Simulator. - Thiết kế và chế tạo thành cơng mơ hình tự động bảo vệ quá dịng: Mơ hình được tính tốn thiết kế sao cho tạo ra tín hiệu tương tự cĩ thể điều chỉnh được trong khoảng cho phép ở đầu vào mơ đun mở rộng của PLC, từ đĩ tín hiệu sẽ được PLC đo, nếu giá trị tăng cao đến giá trị sự cố của hệ thống thì PLC sẽ xuất tín hiệu đi cắt máy cắt. Mơ hình được thiết kế thành các mơ đun nhỏ, bao gồm khối nguồn, khối hiển thị, khối truyền tải, khối phụ tải, khối điều áp và cơ cấu chấp hành. Mơ hình đã chạy thành cơng trên phịng thí nghiệm và thể hiện được một cách trực quan hệ thống tự động bảo vệ đường dây tại trường. ðặc biệt đĩ là thử nghiệm ngắn mạch trong khoảng thời gian nhất định thì nhận thấy PLC đã tác động rất tin cậy. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 101 • Hạn chế: Trong mơ hình chưa cĩ biến dịng, phải dùng LM317 để thiết kế mạch tạo ra điện áp từ 0 đến 10V làm tín hiệu tương tự nên chưa hồn tồn giống với thực tế. ðể phát triển mơ hình vào ứng dụng thực tế cịn một khoảng cách để hồn thiện mạch đo lường và điều khiển. Trong quá trình thiết kế mơ hình điều khiển do điều kiện về thời gian, kinh phí và trình độ chuyên mơn cĩ hạn nên mơ hình vẫn cịn đơn giản. 2. Kiến nghị ðể đề tài được ứng dụng vào thực tiễn, chúng tơi cĩ những kiến nghị sau: - Do số liệu về hệ thống điện tại trường cịn thiếu nên cơng tác tìm hiểu nghiên cứu gặp nhiều khĩ khăn, cần phải cĩ nhiều thời gian để khảo sát thu thập thêm thơng tin để cĩ những nhận định khách quan và chính xác hơn, từ đĩ tạo cơ sở cho việc nghiên cứu, tìm giải pháp và thiết kế bảo vệ đáp ứng yêu cầu được sát thực tế hơn. - ðây là một mảng đề tài nghiên cứu cĩ tính thực tiễn khơng chỉ với lưới điện của trường ðại học Cơng nghiệp Tp. Hồ Chí Minh Cơ sở đào tạo Thái Bình mà cịn cĩ thể áp dụng rộng rãi. Trên cơ sở những kết quả đã đạt được, mong muốn đề tài này sẽ được tiếp tục triển khai nghiên cứu để hồn thiện hơn và cĩ thể triển khai áp dụng. - Mơ hình mới chỉ thử nghiệm ở phịng thí nghiệm với mức điện áp thấp nên chưa phản ánh hết những bản chất của lưới điện thực tế. Do đĩ khĩ tránh khỏi những kết luận sẽ cĩ phần mang tính chủ quan. Hy vọng đề tài sẽ cĩ thêm thời gian để thử nghiệm nhiều hơn... Tất cả các vấn đề liên quan tới mơ hình hệ thống bảo vệ đường dây sẽ được tiếp tục nghiên cứu sâu hơn trong thời gian tới. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS. Phan Xuân Minh và TS. Nguyễn Dỗn Phước, Tự động hĩa với Simatic S7-200, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2. TS. Tăng Văn Mùi và TS. Nguyễn Tiến Dũng, ðiều khiển logic và lập trình PLC, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 3. GS.VS Trần ðình Long, Bảo vệ các hệ thống điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2005. 4. PGS.TS Lã Văn Út, Ngắn mạch trong hệ thống điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2000. 5. TS Việt Anh, Các mạch điện tử ứng dụng, Nhà xuất bản thống kê. 6. Ths. Nguyễn Thị Hồi Sơn, Kỹ thuật điện tử số ứng dụng, Nhà xuất bản ðại học Nơng Nghiệp I Hà Nội. 7. Nguyễn Cơng Hiền, Mơ hình hĩa hệ thống và mơ phỏng, ðại học Bách Khoa Hà Nội, 2005. 8. PGS.TS Lê Kim Hùng, Bảo vệ các phần tử chính trong hệ thống điện, ðại học Bách Khoa ðà Nẵng, 2005. 9. ThS. Nguyễn Ngọc Kính, Bài giảng mạng điện, ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội, 2006. 10. ThS. Vũ Hải Thuận, Kinh tế điện, ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội, 2009. Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 103 PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH ðIỀU KHIỂN Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 104 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 105 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 106 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 107 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 108 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 109 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 110 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 111 Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 112 i ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfCH2530.pdf
Tài liệu liên quan