Xây dựng hệ thống cung cấp điện cho một khu

GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT KHU SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 1/63 GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng PHẦN I XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC GỒM ĐƯỜNG DÂY KÉP VÀ TRẠM BIẾN ÁP I Xây dựng phương án: Yêu cầu của phương án cung cấp điện: Xây dựng phương án cung cấp điện là bước rất quan trọng qua trình thiết kế cung cấp điện, vì vậy cần nghiên cứu kỹ nhiệm vụ thiết kế, nắm vững các số liệu ban đầu Một phương án cung cấp điện được coi là hợp lý nếu thỏa mãn các yêu cầu sau:  Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải  Thuận tiện việc lắp ráp, vận hành và sữa chữa  Chất lượng điện  Có tính an toàn cao, an toàn cho người vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình Từ các yêu cầu đó, kết hợp với đặc điểm của phụ tải, cấu trúc của lưới điện, công suất của phụ tải và của nguồn cung cấp ta vạch phương án cung cấp điện sau: Sơ đồ cung cấp điện TG 110KV TG 35KV ĐZ PT1 HT MBA MC ~ ~ 60 Km PT2 II Chọn máy biến áp, dây dẫn và các khí cụ điện cho mạng điện: Chọn máy biến áp Vì phụ tải yêu cầu cần cấp điện liên tục nên ta dùng MBA cho trạm biến áp, đó máy biến áp được chọn theo điều kiện sau: Chọn máy biến áp điều áp dưới tải: Tra bảng phụ lục sách thiết kế nhà máy điện ta có các thông số kỹ thuật của MBA bảng sau: Loại Sđm (MVA) 25 UC (KV) 110 SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm UH (KV) 38,5 (KW) 36 Trang 2/63 PN (KW) 120 UN% I0% 10,5 0,75 GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng Từ các thông số của máy biến áp ta xác định được các tham số R B và XB theo công thức sau:(Tính cho mỗi máy) Chọn dây dẫn a Chọn tiết diện dây dẫn Ta chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt Nếu ta chọn dây AC và Tmax=5200h thì Jkt=1A/m2 Do đó: Ta chọn dây AC-95 có Icp=335(A); r0 = 0,33 ; x0 = 0,429 R = r0 l = 0,33 60 = 19,8 X = x0 l = 0,429 60 = 25,74 b Kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn sự cố Khi sự cố lộ kép bị đứt dây thì dòng điện chạy mạch là lớn nhất Ta kiểm tra điều kiện phát nóng của dây dẫn theo điều kiện sau: Trong đó:  Isc : dòng điện lớn nhất lúc sự cố  Icp : dòng điện cho phép chạy qua dây dẫn  k : hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ làm việc khác nhiệt độ tiêu chuẩn.( nếu chọn nhiệt độ môi trường là 350C thì k = 0,82) Ta có: Vậy dây dẫn đã chọn đảm bảo điều kiện phát nóng bị sự cố c Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp  Tổn thất điện áp được tính theo công thức: Trong đó:  Pi, Qi : là công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền tải li  ri, xi : là điện trở và điện kháng của đường dây xét  n ; số lộ đường dây tính được phải thỏa mãn điều kiện: Các trị số + Lúc bình thường : SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 3/63 GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng + Lúc sự cố :  Lúc bình thường:  Lúc sự cố: Khi đứt đường dây lúc đó tổn thất điện áp tăng gấp đôi lúc bình thường Do đó: Vậy dây dẫn đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật d Bảng thông số của đường dây Icp (A) AC-95 335 Loại ro xo R X 0,33 0,429 19,8 25,74 Isc (A) 157,4 3,76 Chọn máy cắt và dao cách ly a Máy cắt được chọn theo điều kiện sau:  Loại máy cắt  Điện áp định mức : UđmMC Uđmmạng  Ởn định lực điện đợng: iôđđ > ixk  Điều kiện cắt: IcắtMC b Điều kiện chọn dao cách ly:  Loại dao cách ly  Điện áp định mức : UđmDCL Uđmmạng  Ổn định lực điện động: iôđđ > ixk c  Điều kiện cắt: IcắtDCL Tính dòng điện làm việc cưỡng bức phía cao áp MBA  Dòng điện làm việc lúc bình thường  Dòng điện làm việc lúc cưỡng bức Icb = 2.Ibt = 0,078 = 0,156(KA) d Tính dòng điện làm việc cưỡng bức phía hạ áp MBA  Dòng điện làm việc lúc bình thường  Dòng điện làm việc lúc cưỡng bức Icb = 2.Ibt = 0,2472 = 0,4948(KA)  Dòng điện hệ thống cung cấp Bảng tổng hợp chọn MC và DCL SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 4/63 7,52 GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng Thông số tính Uđm Icb (K (KA) V) 110 0,156 35 0,494 Máy cắt Loại MC BBY11040/2000 BBY3540/2000 Dao cách ly Uđm Iđm ICđm Iôđđ (KV (KA (KA (KA ) ) ) ) Loại DCL Uđm Iđm (KV (KA ) ) Iôđđ (KA ) 110 40 102 110 80 35 40 100 35 80 SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 5/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng PHẦN TÌM HIỂU BẢO VỆ QUÁ DÒNG, XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI THUẬT TOÁN, SƠ ĐỒ THỰC HIỆN I Nguyên lý làm việc: Là bảo vệ phản ứng theo dòng điện chạy qua phần tử được bảo vệ, và bảo vệ sẽ tác động dòng điện này vượt quá dòng chỉnh định (dòng khởi động) Ví dụ khảo sát tác động của các bảo vệ dòng điện cực đại đặt mạng hình tia có1 nguồn cung cấp (hình 2.1), các thiết bị bảo vệ được bố trí về phía nguồn cung cấp của tất cả các đường dây Mỗi đường dây có bảo vệ riêng để cắt hư hỏng chính nó và góp của trạm ở cuối đường dây Dòng khởi động của bảo vệ IKĐ, tức là dòng nhỏ nhất qua phần tử được bảo vệ mà có thể làm cho bảo vệ khởi động, cần phải lớn dòng phụ tải cực đại của phần tử được bảo vệ để ngăn ngừa việc cắt phần tử không có hư hỏng Có thể đảm bảo khả tác động chọn lọc của các bảo vệ phương pháp khác về nguyên tắc:  Phương pháp thứ nhất - bảo vệ được thực hiện có thời gian làm việc càng lớn bảo vệ càng đặt gần về phía nguồn cung cấp Bảo vệ được thực hiện vậy được gọi là BV dòng điện cực đại làm việc có thời gian  Phương pháp thứ hai - dựa vào tính chất: dòng ngắn mạch qua chỗ nối bảo vệ sẽ giảm xuống hư hỏng càng cách xa nguồn cung cấp Dòng khởi động của bảo vệ IKĐ được chọn lớn trị số lớn nhất của dòng đoạn được bảo vệ xảy ngắn mạch ở đoạn kề (cách xa nguồn hơn) Nhờ vậy bảo vệ có thể tác động chọn lọc không thời gian Chúng được gọi là bảo vệ dòng điện cắt nhanh Các bảo vệ dòng điện cực đại làm việc có thời gian chia làm hai loại tương ứng với đặc tính thời gian độc lập và đặc tính thời gian phụ thuộc có giới hạn Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập là loại bảo vệ có thời gian tác động không đổi, không phụ thuộc vào trị số của dòng điện qua bảo vệ Thời gian tác động của bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc giới hạn, phụ thuộc vào dòng điện qua bảo vệ bội số của dòng đó so với dòng IKĐ tương đối nhỏ và ít phụ thuộc hoặc không phụ thuộc bội số này lớn II Các bộ phận chính và sơ đồ nguyên lý Có bộ phận chính: SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 6/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng  Bộ phận khởi động: Rơle RI  Bộ phận tạo thời gian: Rơle RT Sơ đồ thực hiện: Hình 2.2 Sơ đồ thực hiện của 51 ngắn mạch Hoạt động của sơ đồ ngắn mạch tại điểm N: Khi ngắn mạch tại điểm N thì dòng điện chạy qua bảo vệ là dòng điện ngắn mạch có trị số rất lớn Dòng điện chạy qua rơle vượt quá giá trị khởi động của rơle Rơle RI sẽ đóng tiếp điểm thường mở đưa điện đến cuộn RT, sau khoảng thời gian tiếp điểm của RT đóng lại, và rơle tín hiệu đưa tín hiệu cắt máy cắt III Bảo vệ quá dòng tác động có thời gian (51) Bảo vệ quá dòng có 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 có đặc tính thời gian độc lập không phụ thuộc vào trị số dòng ngắn mạch hay vị trí ngắn mạch, còn đối với bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc thì thời gian tác động tỉ lệ nghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ, dòng ngắn mạch càng lớn thì thời gian tác động càng bé Hình 2.3 Đặc tính thời gian của bảo vệ quá dòng độc lập (1), phụ thuộc (2) và hỗn hợp (3, 4) SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 7/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng Dòng khởi động của BV Theo nguyên tắc tác động, dòng khởi động IKĐ của bảo vệ phải lớn dòng điện phụ tải cực đại (Ilvmax) qua chổ đặt bảo vệ, để bảo vệ không tác động cắt máy cắt trường hợp phụ tải cực đại Tuy nhiên thực tế còn có các yêu cầu Bảo vệ phía trước (gần nguồn) không được tác động sau bảo vệ cắt 2MC (lúc này có dòng điện mở máy lớn chạy qua yêu cầu bảo vệ không được tác động, nghĩa là yêu cầu bảo vệ phải trở về) Itv > Imm Để bảo vệ trở về đối với Imm , nghĩa là: Imm < Itv (2-1) Ta có Sai số của dòng trở về của bảo vệ và các tính toán không chính xác được kể đến bởi hệ số an toàn kat > (vào khoảng 1,1 ÷1,2) Từ điều kiện đảm bảo sự trở về của bảo vệ có thể viết : (2-2) Tỉ số giữa dòng trở về của rơle (hoặc của bảo vệ) đối với dòng khởi động của rơle (hoặc của bảo vệ) gọi là hệ số trở về ktv (2-3) Như vậy dòng điện khởi động của bảo vệ là: (2-4) Các rơle lí tưởng có hệ số trở về ktv = 1; thực tế luôn có ktv < Dòng khởi động IKĐR của rơle khác với dòng khởi động IKĐB của bảo vệ hệ số biến đổi nI của BI và sơ đồ nối dây giữa các rơle dòng và BI Trong một số sơ đồ nối rơle, dòng vào rơle không dòng thứ cấp của các BI Ví dụ nối rơle vào hiệu dòng pha, dòng vào rơle IR(3) tình trạng đối xứng lần dòng thứ cấp IT(3) của BI Sự khác biệt của dòng rơle tình trạng đối xứng và dòng thứ cấp BI được đặc trưng hệ số sơ đồ: (2-5) Đối với sơ đồ hoàn toàn hoặc khuyết thì Ksđ(3) =1, còn sơ đồ số thì Ksđ(3) = Kể đến hệ sơ đồ, có thể viết: (2-6) Vậy dòng điện khởi động của rơle là: (2-7) Thời gian làm việc của bảo vệ: SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 8/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng Bảo vệ 51 có dạng đặc tính thời gian làm việc:  Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập  Bảo vệ có đặc tính thời gian phu thuộc có giới hạn a Bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc của bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập (hình 2.4) được chọn theo nguyên tắc bậc thang Hình 2.4 Các dạng đặc tính (từng cấp) , bảo vệ đoạn sau thời gian bảo vệ dịng cực đại (theo hướng về phía ng̀n) 1- độc lập; 2- phụ thuộc chọn thời gian làm việc phải lớn thời gian làm việc cực đại của các bảo vệ phân đoạn trước khoảng thời gian ∆t Ưu điểm của dạng bảo vệ này là cách tính toán và cài đặt của bảo vệ khá đơn giản và dễ áp dụng Thời gian đặt của các bảo vệ phải được phối hợp với cho có thể cắt ngắn mạch một cách nhanh nhất mà vẫn đảm bảo được tính chọn lọc của các bảo vệ Hiện thường dùng phương pháp phối hợp giữa các bảo vệ quá dòng liền kề là phương pháp theo thời gian, theo dòng điện và phương pháp hỗn hợp giữa thời gian và dòng điện a.1 Phối hợp bảo vệ theo thời gian Đây là phương pháp phổ biến nhất thường được đề cập các tài liệu bảo vệ rơle hiện hành Nguyên tắc phối hợp này là nguyên tắc bậc thang, nghĩa là chọn thời gian của bảo vệ cho lớn một khoảng thời gian an toàn Δt so với thời gian tác động lớn nhất của cấp bảo vệ liền kề trước nó (tính từ phía phụ tải về nguồn) tn = t(n-1)max + Δt (2-8) Trong đó:  tn: thời gian đặt của cấp bảo vệ thứ n xét  t(n-1)max: thời gian tác động cực đại của các bảo vệ của cấp bảo vệ đứng trước nó (thứ n)  Δt: bậc chọn lọc về thời gian được xác định bởi công thức: Δt = ER 10-2.[t(n-1)max + tn ] + tMC(n-1) + tdp ≈ 2.10-2.ER t(n-1)max + t MC (n-1) + t qt + tdp Với:  ER: sai số thời gian tương đối của chức quá dòng cấp xét (có thể gây tác động sớm hơn) và cấp bảo vệ trước (kéo dài thời gian tác động của bảo vệ), đối với rơle số thường ER = ( ÷ 5)% tuỳ từng rơle SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 9/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng  tMC (n-1): thời gian cắt của máy cắt cấp bảo vệ trước, thường có giá trị lấy (0,1 ÷ 0,2) sec đới với MC khơng khí, (0,06 ÷ 0,08) sec với MC chân khơng và (0,04 ÷ 0,05) sec với MC khí SF6  tqt: thời gian sai số quán tính khiến cho rơle vẫn ở trạng thái tác động mặc dù ngắn mạch đã bị cắt, với rơle số tqt thường nhỏ 0,05 sec  tdp: thời gian dự phòng Xét sơ đồ mạng hình 2.5, việc chọn thời gian làm việc của các bảo vệ được bắt đầu từ bảo vệ của đoạn đường dây xa nguồn cung cấp nhất, tức là từ các bảo vệ 1’ và 1” ở trạm C Giả thiết thời gian làm việc của các bảo vệ này đã biết, tương ứng là t1’ và t1” Thông thường người ta cho sẵn thời gian làm việc của bảo vệ các nhánh có mũi tên t1”, t2” Nhiệm vụ xác định thời gian làm việc của các bảo vệ còn lại Nguyên tắc tính từ bảo vệ xa nguồn đến gần nguồn  t2’= max (t1”, t1’) + ∆t  t3 = max (t2’, t2”) + ∆t Nếu ∆t = thì ngắn mạch ở bất cứ phân đoạn nào thì tất cả các rơle đều tác động đưa tín hiệu cắt tất cả các máy cắt a.2 Phối hợp bảo vệ theo dịng điện Thơng thường ngắn mạch càng gần nguồn thì dòng ngắn mạch càng lớn và dòng ngắn mạch này sẽ giảm dần vị trí điểm ngắn mạch càng xa nguồn Yêu cầu đặt ở là phải phối hợp các bảo vệ tác động theo dòng ngắn mạch 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 công suất ngắn mạch của nguồn và tổng trở ĐZ giữa hai đầu ĐZ đặt rơle mà ta cần phải phối hợp để đảm bảo tính chọn lọc, độ chính xác của bảo vệ có thể sẽ không đảm bảo đối với các ĐZ gần nguồn có công suất ngắn mạch biến động mạnh hoặc ngắn mạch qua tổng trở có giá trị lớn Do những nhược điểm mà phương pháp phối hợp theo dòng điện thường SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 10/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng Chọn rơle kiểu điện từ DT-521/10 có giới hạn dòng điện đặt (2,5 10A) Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ: Độ nhạy của bảo vệ được đánh giá thông qua hệ số độ nhạy k n, được kiểm tra với điểm ngắn mạch tính toán ở cái cao áp của trạm biến áp phụ tải đồng thời máy cắt đầu cắt INmin: dòng nhỏ nhất có thể có tại chỗ ngắn mạch ngắn mạch trực tiếp vùng bảo vệ Tra phụ lục tính toán ngắn mạch ta có: INmin = 4,35(KA) Vậy độ nhạy của bảo vệ đạt yêu cầu SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 49/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng PHẦN THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐÓNG NGUỒN DỰ TRỮ (TĐD) I Ý nghĩa của TĐD:  Sơ đồ nối điện của hệ thống điện cần đảm bảo độ tin cậy cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện Sơ đồ cung cấp từ hai hay nhiều nguồn điện đảm bảo độ tin cậy cao, vì cắt sự cố một nguồn không làm cho hộ tiêu thụ bị mất điện Dù việc cung cấp cho hộ tiêu thụ từ nhiều phía có ưu điểm rõ ràng vậy phần lớn các trạm có hai nguồn cung cấp trở lên đều làm việc theo sơ đồ một nguồn cung cấp Tự dùng của nhà máy điện là một ví dụ Cách thực hiện sơ đồ sẽ ít tin cậy đơn giản và nhiều trường hợp làm giảm dòng ngắn mạch, giảm tổn thất điện MBA, đơn giản bảo vệ rơle Khi phát triển mạng điện, việc cung cấp từ một phía thường là giải pháp được lựa chọn vì những thiết bị điện và bảo vệ đã đặt trước đó không cho phép thực hiện sự làm việc song song của các nguồn cung cấp  Nhược điểm của việc cung cấp từ một phía là cắt sự cố nguồn làm việc sẽ làm ngừng cung cấp cho hộ tiêu thụ Khắc phục cách đóng nhanh nguồn dự trữ hay đóng máy cắt mà ở đó thực hiện việc phân chia mạng điện Để thực hiện thao tác này người ta sử dụng thiết bị TỰ ĐỘNG ĐÓNG NGUỒN DỰ TRỮ (TĐD) II Yêu cầu bản thiết bị TĐD Hình 6.1 : Các nguyên tắc thực TĐD  Sơ đồ TĐD không được tác động trước máy cắt của nguồn làm việc bị cắt để tránh đóng nguồn dự trữ vào nguồn làm việc chưa bị cắt Ví dụ sơ đồ hình 6.1a, ngắn mạch đường dây AC thì bảo vệ đường dây SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 50/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng chỉ cắt 1MC còn 2MC vẫn đóng, nếu TĐD tác động đóng đường dây dự trữ BC thì có thể ngắn mạch sẽ lại xuất hiện  Sơ đồ TĐD phải tác động mất điện áp góp hộ tiêu thụ vì bất cứ lí gì, chẳng hạn cắt sự cố, cắt nhầm hay cắt tự phát máy cắt của nguồn làm việc, cũng mất điện áp góp của nguồn làm việc Cũng cho phép đóng nguồn dự trữ ngắn mạch góp của hộ tiêu thụ  Thiết bị TĐD chỉ được tác động một lần để tránh đóng nguồn dự trữ nhiều lần vào ngắn mạch tồn tại Ví dụ, nếu ngắn mạch góp C (hình 6.1a) thì TĐD đóng 4MC, thiết bị bảo vệ rơle lại tác động cắt 4MC, điều đó chứng tỏ ngắn mạch vẫn còn tồn tại, vậy không nên cho TĐD tác động lần thứ  Để giảm thời gian ngừng cung cấp điện, việc đóng nguồn dự trữ cần phải nhanh nhất có thể được sau cắt nguồn làm việc Thời gian mất điện tmđ phụ thuộc vào các yếu tố sau: tmđ < ttkđ tmđ > tkhử ion Trong đó:  ttkđ : khoảng thời gian lớn nhất từ lúc mất điện đến đóng nguồn dự trữ mà các động nối vào góp hộ tiêu thụ còn có thể tự khởi động  tkhử ion : thời gian cần thiết để khử môi trường bị ion hóa hồ quang tại chổ ngắn mạch (trường hợp ngắn mạch góp C - hình 6.1a)  Để tăng tốc độ cắt nguồn dự trữ ngắn mạch tồn tại, cần tăng tốc độ tác động của bảo vệ nguồn dự trữ sau thiết bị TĐD tác động Điều này đặc biệt quan trọng hộ tiêu thụ bị mất nguồn cung cấp được thiết bị TĐD nối với nguồn dự trữ mang tải Cắt nhanh ngắn mạch lúc này là cần thiết để ngăn ngừa việc phá hủy sự làm việc bình thường của nguồn dự trữ làm việc với các hộ tiêu thụ khác III TĐD đường dây: Sơ đồ: Trong chế độ vận hành bình thường, đường dây AC làm việc (1MC, 2MC đóng), đường dây BC dự trữ (3MC đóng, 4MC mở) Rơle RGT có điện (hình 6.3), tiếp điểm của nó đóng Nếu vì một lí nào đó góp C mất điện (ví dụ ngắn mạch đường dây AC, thao tác nhầm ), tiếp điểm của các rơle RU sẽ đóng mạch rơle thời gian RT (đường dây dự trữ BC có điện) Sau một thời gian chậm trễ yêu cầu chọn lọc của bảo vệ rơle, tiếp điểm RT đóng lại Cuộn cắt CC của máy cắt có điện, máy cắt 2MC mở Tiếp điểm phụ 2MC3 đóng, cho dòng điện chạy qua cuộn đóng CĐ của máy cắt 4MC và đường dây dự trữ BC được đóng vào để cung cấp cho các hộ tiêu thụ Tính toán tham số của các phần tử sơ đồ: a Thời gian của rơle RT: Khi ngắn mạch tại điểm N1 hoặc N2 (hình 6.2), điện áp dư góp C có thể giảm xuống rất thấp làm cho các rơle điện áp RU< khởi động Muốn TĐD tránh tác động trường hợp này cần phải chọn thời gian của rơle RT lớn thời gian làm việc của các bảo vệ đặt tại máy cắt 7MC và 9MC: SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 51/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng tRT = tBVA + ∆ t tRT = tBVC + ∆ t (6-1) (6-2) Trong đó:  tBVA, tBVC : thời gian làm việc lớn nhất của các bảo vệ phần tử nối vào góp A và góp C  ∆ t : bậc chọn lọc về thời gian, (0,3 ÷ 0,5 sec) Thời gian của rơle RT được chọn trị số lớn tính theo các biểu thức (1) và (2) Tuy nhiên, thời gian này càng nhỏ thì thời gian ngừng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ càng bé, vì vậy tính chọn cần phải đặt điều kiện thế nào để thời gian của rơle RT là nhỏ nhất có thể được Hình 6.2 : Sơ đồ nối điện để tính tốn tham số TĐD b Thời gian của rơle RGT: Để đảm bảo thiết bị TĐD tác động đóng máy cắt 4MC chỉ một lần, cần chọn: tRGT = tĐ(4MC) + tdự trữ (6-3) Trong đó:  tĐ(4MC) : thời gian đóng của máy cắt 4MC  tdự trữ : thời gian dự trữ Nếu thiết bị TĐD tác động đóng nguồn dự trữ vào ngắn mạch tồn tại và thiết bị bảo vệ rơle cắt nó ra, thì rơle RGT sẽ ngăn ngừa việc đóng trở lại vào ngắn mạch một lần nữa trường hợp thời gian của rơle RGT chọn theo (6-3) thỏa mãn điều kiện: tRGT = tĐ(4MC) + tBV + tC(4MC) (6-4)  tBV : thời gian làm việc của bảo vệ đặt tại máy cắt 4MC của mạch dự trữ  tC(4MC) : thời gian cắt của máy cắt 4MC c Điện áp khởi động của rơle điện áp giảm RU: SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 53/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng Rơle RU> không được trở về mạch dự trữ có điện áp cao điện áp làm việc cực tiểu Ulvmin (Ulvmin là điện áp nhỏ nhất mà các động còn có thể tự khởi động được) (6-7) Trong đó:  nU : hệ số biến đổi của máy biến điện áp 2BU (hình 6.3) IV TĐD trạm biến áp: Ở các trạm biến áp người ta sử dụng các loại TĐD khác TĐD máy biến áp, TĐD máy cắt phân đoạn, TĐD máy cắt nối Trên hình 6.4 là sơ đồ TĐD máy cắt phân đoạn Bình thường cả hai máy biến áp làm việc, máy cắt 5MC mở Giả thiết máy biến áp B2 bị hư hỏng, thiết bị bảo vệ rơle tác động cắt máy cắt 3MC và MC, sau đó thiết bị TĐD sẽ khởi động và đóng máy cắt 5MC Lúc này máy biến áp B1 sẽ làm nhiệm vụ cung cấp cho phụ tải và phụ tải ở cả hai phân đoạn Hình 6.4 : Sơ đồ TĐD máy cắt phân đoạn Lưu ý là nếu máy biến áp B1 được thiết kế chỉ đủ để cung cấp cho phụ tải phân đoạn I thì thiết bị TĐD cần phải có thêm mạch đưa tín hiệu cắt bớt những phụ tải kém quan trọng ở cả hai phân đoạn trước đóng máy cắt 5MC Trong sơ đồ, mạch điện mở máy cắt 4MC được nối qua tiếp điểm phụ của 3MC nhằm tạo sự liên động để mở máy cắt 3MC sẽ đồng thời mở cả máy cắt 4MC Để cắt nhanh máy cắt phân đoạn ngắn mạch tồn tại góp hạ áp của trạm, sơ đồ TĐD cần có thêm bộ phận tăng tốc độ tác động của bảo vệ máy cắt phân đoạn sau TĐD (không vẽ bộ phận này hình 6.4) Khác với sơ đồ TĐD đường dây đã xét trước (hình 6.3), sơ đồ TĐD máy cắt phân đoạn không có bộ phận khởi động điện áp giảm vì không cần thiết trường hợp SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 54/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng này Cả máy biến áp đều được cung cấp từ một góp cao áp chung của trạm, mất điện góp này tác động của thiết bị TĐD là vơ ích V TỦ CHỦN NG̀N TỰ ĐỘNG ATS Tổng quan:  Tủ ATS là hệ thống chuyển đổi nguồn tự động, có tác dụng điện lưới mất thì máy phát tự động khởi động và đóng điện cho phụ tải Khi nguồn lưới phục hồi thì hệ thống tự chuyển nguồn trở lại và tự động tắt máy phát  Ngoài ra, Tủ chuyển đổi nguồn tự động (ATS) thường có chức bảo vệ Điện Lưới và Điện Máy bị sự cố như:mất pha, mất trung tính, thấp áp (tuỳ chỉnh) thời gian chuyển đổi có thể điều chỉnh Quy cách chọn tủ ATS: Tủ thường được chọn có các yếu tố chính sau:    Phù hợp với công suất máy Phù hợp với môi trường nhiệt đới, không khí nhiễm muối ven biển và hải đảo Bảo đảm các yêu cầu về tính điều khiển Chức hoạt động của tủ ATS:      Tự động gửi tín hiệu khởi động máy khi: điện lưới mất hoàn toàn, điện lưới mất pha, điện lưới có điện áp thấp giá trị cho phép (giá trị này có thể điều chỉnh được) Thời gian chuyển đổi sang nguồn máy phát là – 30 giây Khi điện lưới phục hồi, bộ ATS lập tức chuyển phụ tải sang nguồn lưới Máy tự động tắt sau chạy làm mát -2 phút Có khả vận hành tự động hoặc nhân công Điều chỉnh được thời gian chuyển mạch Có hệ thống đèn chỉ thị Một số đèn báo và nút nhấn chức thường gặp: SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 55/63 Đồ án tốt nghiệp             GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng Đèn báo Mains Available sáng báo hiệu Điện Lưới nằm phạm vi cho phép Đèn báo Mains On Load sáng báo hiệu Điện Lưới cung cấp cho phụ tải Đèn báo Generator Available sáng báo hiệu Điện Máy có giá trị cho phép Đèn báo Generator On Load sáng báo hiệu Điện Máy cung cấp cho phụ tải Hoãn khởi động máy phát (Delay Start), thời gian này tuỳ chỉnh Hoãn phục hồi điện lưới trở lại (Delay On Restoration), thời gian này tuỳ chỉnh Hoãn đóng điện lưới vào phụ tải (Delay On Transfer), thời gian này tuỳ chỉnh Hoãn đóng điện máy vào phụ tải (Warm Up), thời gian này tuỳ chỉnh Chạy làm mát máy ( Cool Down ), thời gian này tuỳ chỉnh Cho phép máy cố gắng khởi động tối đa 03 lần Sạc bình accu tự động (Automatic Battery Charger) điều tiết nguyên tắc xung Bộ ATS cho phép người sử dụng chọn nguồn Điện Lưới hay Điện máy cung cấp phụ tải cần thiết thông qua công tắc Manual Switch Lắp ráp và cài đặt:   Tủ ATS có cấu tạo đơn giản, đó có thể lắp ráp hoặc ngòai nước Chất lượng tủ ATS phụ thuộc vào thiết bị đóng cắt Thiết bị và linh kiện G7 lắp ráp tại Việt Nam Thường sử dụng Contactor hoặc máy cắt điện lưới MCCB phase tùy theo công suất máy SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 56/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng SƠ ĐỒ THỰC HIỆN CỦA BẢO VỆ 51 SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 57/63 SƠ ĐỒ THỰC HIỆN CỦA BẢO VỆ QUÁ DÒNG CÓ KIỂM TRA ÁP Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng SƠ ĐỒ THỰC HIỆN CỦA BẢO VỆ SO LỆCH NGANG CÓ HƯỚNG SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 58/63 Đồ án tớt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng SƠ ĐỜ TĐD MÁY CẮT PHÂN ĐOẠN SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 59/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng SƠ ĐỒ THIẾT BỊ TĐD ĐƯỜNG DÂY SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 60/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng MỤC LỤC I II I II III IV V PHẦN I XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC GỒM ĐƯỜNG DÂY KÉP VÀ TRẠM BIẾN ÁP Xây dựng phương án Yêu cầu của phương án cung cấp điện .1 Sơ đồ cung cấp điện Chọn máy biến áp,dây dẫn và các khí cụ điện cho mạng điện Chọn máy biến áp .1 Chọn dây dẫn Chọn máy cắt và dao cách ly PHẦN II TÌM HIỂU BẢO VỆ QUÁ DÒNG, XÂY DỰNG SƠ ĐỒ KHỐI THUẬT TOÁN, SƠ ĐỒ THỰC HIỆN Nguyên lý làm việc Các bộ phận chính và sơ đồ nguyên lý .5 Sơ đồ thực hiện Hoạt động của sơ dồ ngắn mạch tại điểm N .6 Bảo vệ quá dòng tác động có thời gian (51) .6 Dòng khởi động của bảo vệ Thời gian làm việc của bảo vệ Độ nhạy của bảo vệ 13 Đánh giá bảo vệ dòng cực đại làm việc có thời gian .13 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50) 14 Nguyên tắc làm việc 14 Vùng tác động .17 Bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp 17 PHẦN III TÌM HIỂU VỀ RƠLE QUÁ DÒNG SỐ SEL-551 I Tổng quan về role SEL-551 20 Khái quát chung 20 Những đặc tính kỹ thuật .21 a Dòng điện xoay chiều đầu vào .21 b Tiếp điểm đầu 21 c Các đầu vào quang định mức 22 d Cảm biến mức 23 e Phần tử qua dòng 24 f Bảo vệ máy biến dòng bảo hòa 25 g Đặc tính bộ thời gian .25 II Các phần tử role và nguyên lý hoạt động 26 Mã nhị phân và SELogic điều khiển tính toán 26 SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 61/63 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng a Mã nhị phân của rơle .26 b SELogic điều khiển tính toán 26 c Sự giới hạn 26 d Xử lý có thứ tự và khoảng thời gian xử lý .27 Các đầu vào quang .28 Chuyển mạch điều khiển vị trí 29 Chuyển mạch điều khiển từ xa .31 Phần tử quá dòng cắt nhanh 31 Phần tử quá dòng có thời gian 34 Logic cắt .37 Logic đóng 38 PHẦN IV I II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Sơ đồ thay thế, xác định các đại lượng tính toán 40 Sơ đồ thay thế 40 Xác định các đại lượng bản 40 Điện kháng của các phần tử 40 Tính toán ngắn mạch 40 Tính toán dòng ngắn mach pha ở cuối đường dây .40 Tính toán ngắn mạch pha cuối đường dây và sau máy biến áp 40 Tính toán dòng ngắn mạch pha góp TBA 42 Dòng ngắn mạch thứ tự không 42 PHẦN V TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH BẢO VỆ RƠLE CHO ĐƯỜNG DÂY Giới thiệu chung về bảo vệ đường dây 44 1.Phân loại các đường dây 44 2.Các dạng sự cố và bảo vệ để bảo vệ đường dây tải điện 44 II Tính toán thông số cho rơle bảo vệ so lệch ngang có hướng 45 1.Nhiệm vụ của bảo vệ 45 I 2.Sơ đồ nguyên lý 45 3.Các bộ phận của bảo vệ 45 4.Phân tích sự làm việc của bảo vệ N .46 5.Tính toán dòng khởi động 47 6.Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ 48 PHẦN VI THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐÓNG NGUỒN DỰ TRỮ (TĐD) I II III Ý nghĩa của TĐD 49 Yêu cầu bản đối với thiết bị TĐD49 TĐD đường dây 50 Sơ đồ 50 Tính toán tham số của các phần tử sơ đồ .50 SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 62/63 Đồ án tốt nghiệp IV V GVHD: PGS TS Lê Kim Hùng TĐD ở trạm biến áp 53 Tủ chuyển nguồn tự động ATS .54 Tổng quan 54 Quy cách chọn tủ ATS 54 Chức hoạt động của tủ ATS .54 Một số đèn báo và nút nhấn chức thường gặp 55 Lắp ráp và cài đặt 55 PHẦN VII CÁC BẢN VẼ Sơ đồ thực hiện của 51 và bảo vệ quá dòng có kiểm tra áp 56 Sơ đồ thực hiện của bảo vệ so lệch ngang có hướng 57 Sơ đồ TĐD máy cắt phân đoạn 58 Sơ đồ thiết bị TĐD đường dây 59 SVTH: Nguyễn Phan Thanh Lâm Trang 63/63 ... PHẦN I XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC GỒM ĐƯỜNG DÂY KÉP VÀ TRẠM BIẾN ÁP I Xây dựng phương án: Yêu cầu của phương án cung cấp điện: Xây dựng phương án cung cấp... sau:(Tính cho mỗi máy) Cho? ?n dây dẫn a Cho? ?n tiết diện dây dẫn Ta cho? ?n tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế Jkt Nếu ta cho? ?n dây AC và Tmax=5200h thì Jkt=1A/m2 Do đó: Ta cho? ?n... điện Để bảo vệ cho đường dây kép mà ta đã xây dựng phương án cung cấp điện cho một khu vực ở phần I thì ta dùng bảo vệ so lệch ngang có hướng để bảo vệ cho đường dây kép