ĐỀ TÀI: “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai” pdf

Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai ĐỀ TÀI: “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai” Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4610 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG : Mô tả đối tượng bảo vệ, thơng số 1.1 Vị trí,vai trị trạm biến áp Xn Mai hệ thống 1.2 Sơ đồ đấu dây 1.3 Các thông số thiết bị trạm 1.1.1 Máy biến áp 1.1.2 Các thiết bị phân phối phía 220 kV 1.1.3.Các thiết bị phân phối phía 110 kV 1.1.4 Các thiết bị phân phối phía 22 kV CHƯƠNG : Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơle 10 2.1 Điện kháng phần tử sơ đồ thay 10 2.1.1 Hệ thống 10 2.1.2 Máy biến áp 11 2.2 Tính tốn dịng điện ngắn mạch 11 2.2.1 Chế độ 1: Trạm vận hành MBA, SN = SNmax 12 2.2.2 Chế độ 2: Trạm vận hành MBA, SN = SNmax 20 2.2.3 Chế độ 3: Trạm vận hành MBA, SN = SNmin 28 2.2.4 Chế độ 4: Trạm vận hành MBA, SN = SNmin………………………36 CHƯƠNG : Lựa chọn phương thức bảo vệ 47 3.1 Các loại hư hỏng chế độ làm việc khơng bình thường, .47 3.2 Các loại bảo vệ cần đặt 48 3.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện 48 3.2.2 Bảo vệ so lệch dịng điện thứ tự khơng 50 3.2.3 Bảovệ dòng điện có thời gian .51 3.2.4 Bảovệ dòng cắt nhanh .51 3.2.5 Bảovệ chống tải 52 3.2.6 Bảovệ máy biến áp rơle khí 52 3.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho trạm biến áp 53 Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4611 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai CHƯƠNG : Giới thiệu tính thơng số loại Rơle sử dụng 55 4.1 Rơle bảo vệ so lệch .55 4.1.1 Giới thiệu tổng quan Rơle 7UT613 .55 4.1.2 Nguyên lý hoạt động chung Rơle 7UT613… …58 4.1.3 Một số thông số kỹ thuật Rơle 7UT613 60 4.1.4 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT613… 62 4.1.5 Chức bảo vệ so lệch MBA Rơle 7UT613………………… 63 4.1.6 Các chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế Rơle 7UT613… 68 4.1.7 Chức bảo vệ dòng Rơle 7UT613 71 4.1.8 Chức bảo vệ chống tải Rơle 7UT613 .72 4.2 Rơle số 7SJ64 73 4.2.1.Giới thiệu tổng quan Rơle 7SJ64 … 73 4.2.2 Các chức Rơle 7SJ64 73 4.2.3 Đặc điểm cấu trúc Rơle 7SJ64 .……………………………….75 4.2.4 Chức bảo vệ dòng có thời gian ………………………… 77 CHƯƠNG 5:Tính tốn thơng số Rơle, kiểm tra làm việc bảo vệ 80 5.1 Các số liệu cần thiết phục vụ tính tốn bảo vệ 80 5.2 Những chức bảo vệ dùng Rơle 7UT613 .80 5.2.1 Khai báo thông số máy biến áp .80 5.2.2 Chức bảo vệ so lệch có hãm 82 5.2.3 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 84 5.3 Những chức bảo vệ dùng Rơle 7SJ64 86 5.3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 86 5.3.2 Bảo vệ dòng 87 5.3.3 Bảo vệ q dịng thứ tự khơng .88 5.4 Kiểm tra làm việc bảo vệ 90 5.4.1 Bảo vệ so lệch có hãm…… 90 5.4.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 94 5.4.3 Bảo vệ dòng điện.…… 94 5.4.4 Bảo vệ dòng thứ tự không .96 Tài liệu tham khảo Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4612 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai LỜI NÓI ĐẦU Điện nguồn lượng quan trọng sống người Nó sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thơng vận tải, sinh hoạt, dịch vụ Chính thiết kế hay vận hành hệ thống điện cần phải quan tâm đến khả phát sinh hư hỏng tình trạng làm việc bình thường chúng Hệ thống điện mạng lưới phức tạp gồm nhiều phần tử vận hành nên tượng cố xảy khó biết trước Vì vậy, để đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn, ổn định khơng thể thiếu thiết bị bảo vệ, tự động hố Hệ thống bảo vệ rơle có nhiệm vụ ngăn ngừa cố hạn chế tối đa thiệt hại cố gây nên trì khả làm việc liên tục hệ thống Việc hiểu biết hư hỏng tượng khơng bình thường xảy hệ thống điện với phương pháp thiết bị bảo vệ nhằm phát nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống, cảnh báo xử lý khắc phục chế độ khơng bình thường mảng kiến thức quan trọng kỹ sư ngành hệ thống điện Vì lý đó, em chọn đề tài tốt nghiệp:“Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai” Đồ án gồm chương: Chương : Mô tả đối tượng bảo vệ, thơng số Chương : Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle Chương : Lựa chọn phương thức bảo vệ Chương : Giới thiệu tính thông số rơle sử dụng Chương : Tính tốn thơng số rơle, kiểm tra làm việc bảo vệ Trong thời gian qua, nhờ hướng dẫn tận tình thầy giáo GS.VS TrầnĐình Long, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, với khả trình độ cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giáo Hồng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4613 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Em xin chân thành cảm ơn GS.VS.Trần Đình Long thầy giáo môn Hệ thống điện trang bị cho em kiến thức chuyên ngành cần thiết trước tiếp nhận kiển thức thực tế trở thành kỹ sư Hà Nội, ngày 30 tháng năm 2006 CHƯƠNG MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ, CÁC THÔNG SỐ CHÍNH 1.1 VỊ TRÍ, VAI TRỊ TRẠM BIẾN ÁP XN MAI TRONG HỆ THỐNG Cơng trình trạm biến áp 220/110/22 kV nằm dự án tổng thể quy hoạch, phát triển lưới điện tỉnh Hà Tây, lưới điện quốc gia Theo dự báo nhu cầu phát triển phụ tải Viện Năng Lượng lập, năm tới, mức độ gia tăng phụ tải khu vực tỉnh Hà Tây cao Trạm biến áp Xuân Mai xây dựng nhằm mục đích tiếp nhận điện phía 220 kV trạm Ba La-Hà Đơng Hồ Bình để trực tiếp cung cấp điện cho phụ tải phía 110 kV: Xn Mai, Hồ Lạc, Sơn Tây, Vân Đình (tương lai) phía 22 kV 1.2 SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY Phía 220 kV  Nguồn cấp điện cho trạm: + Đường dây 271-Hà Đông vào C21 trạm +Đường dây 272-Hồ Bình vào C22 trạm  Từ C21,C22-220kV qua CL 232-2 cấp cho máy biến áp AT2, cấp cho phụ tải 110kV C11,C12 cấp cho phụ tải 22kV- C42  Máy biến áp AT2 - Cơng suất 125 MVA, có điều chỉnh điện áp tải - Công suất SC / ST / SH : 125/125/25 MVA Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4614 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai - Tổ đấu dây Y0TN/-11  Máy biến áp AT1: Chưa lắp đặt Phía 110 kV: bao gồm: - ngăn lộ tổng - ngăn lộ ra: + Xuân Mai 174 + Hoà Lạc 173 + Sơn Tây 172 + Vân Đình 171 (tươnglai) - MC nối 100: bình thường làm nhiệm vụ nối góp C11,C12 Khi góp điện cần thay thế, sửa chữa MC phía 110kV MC100 thay cho MC khác Phía 22 kV: gồm ngăn lộ: - ngăn lộ tổng - ngăn lộ - ngăn máy biến áp tự dùng TD42 cấp tự dùng cho trạm - ngăn biến điện áp TUC42 Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4615 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4616 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai C23 -7 -1 -76 -75 271 -15 272 -2 -7 TU274 273-1 273-7 274 -25 -75 -76 HOà BìNH C24 TUC22 h15 -76 -75 -15 h13 -24 C19 -25 h07 -76 -1 -2 SƠN TÂY -9 TU172 172 -25 -9 -1 TU171 -76 TD35 171 -15 35kV -1 -7 -75 -9 VÂN ĐìNH -15 132 -7 -35 -15 -2 -7 -75 -1 -34 h03 -76 -76 -9 -95 -94 100 -2 -76 TUC19 -24 -38 h05 -3 -38 VßNG LI£N LạC TU173 -76 -15 173 -7 -75 -9 HOà LạC TUC11 TUC12 174 TU174 -76 h09 -2 -7 -75 -9 XUÂN MAI C12 C11 h11 -76 h01 Sơ đồ nối điện trạm 220 kv xuân mai ( e10.5) Hà ĐÔNG TU271 -76 -25 -7 -75 -2 -24 -28 AT2 C42 CS-1AT2 432 -76 TD42 Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4617 C21 C22 232-2 CS-2AT2 CS-4AT2 T402 -38 TUC42 CÁC THÔNG SỐ CỦA THIẾT BỊ CHÍNH TRONG TRẠM 1.3 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai 1.3.1 Máy biến áp Máy biến áp tự ngẫu nhãn hiệu OBF-125MVA-225/115/23 ngâm dầu, làm việc trời, công suất danh định 125 MVA Điện áp danh định cuộn dây UCdđ = 225 kV UTdđ = 115 kV UHdđ = 23 kV Tần số 50 Hz Tỷ số điện áp: 225 kV   1,25%/115 kV /23 kV   2,5% Kiểu làm mát ONAN/ONAF Tổ đấu dây Y0TN/-11 Điện áp ngắn mạch UK( C-H ) = 32,72% UK( C-T ) = 10,78% UK( T-H ) = 20,35% Tổn hao không tải P0 (C-T) =249,331 kW, P0 (C-H) =37,945 kW, P0 (T-H) =42,445 kW 1.3.2 Các thiết bị phân phối phía 220 kV Máy cắt FXT-14F Máy cắt FXT-14F loại tự nén sử dụng khí SF6 để cách điện dập hồ quang, máy cắt ba pha làm việc ngồi trời, có truyền động dùng cho ba pha phù hợp với việc tự động đóng lại ba pha Tiêu chuẩn sử dụng IEC 60056 Điện áp định mức kV 245 Tần số định mức Hz 50 Dòng điện định mức A 2000 Dòng cắt ngắn mạch định mức kA 40 Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4618 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Dịng đóng cố định mức kA 100 Trọng lượng khí SF6 kg 23,5 Thời gian cắt ngắn mạch lớn s Chu trình thao tác O– 0,3s – CO – 3min CO – CO – 15s – CO Thời gian thao tác (ms) Tg cắt bình thường Tg cắt nhanh Thời gian đóng 66  56  Thời gian cắt 32  13  Thời gian dập hồ quang Ê 24 Ê 24 Thời gian cắt Ê 60 Ê 50 60  10 50  10 300 300 Thời gian đóng – mở Thời gian chết Biến dòng điện CTH-245-ALSTOM - Tiêu chuẩn : IEC – 185 - Điện áp cao thiết bị : 245 kV - Tần số danh định : 50 Hz - Tỉ số biến dòng : 400-600-800-1200/1 A + Cấp xác lõi : 0,5; 30 VA + Cấp xác lõi 2, 3, : 5P20; 30 VA Biến điện áp kiểu CCV –245-ALSTOM Máy biến điện áp sử dụng trời, theo tiêu chuẩn IEC – 186 Điện áp sơ cấp định mức lưới kV 230 Điện áp lớn lưới cho phép làm việc kV 245 Điện áp pha định mức cuộn sơ cấp kV 220/ Thông số cuộn thứ cấp Cuộn 1a – 1n Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4619 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Dòng so lệch mức thấp IDIFF > giá trị khởi động dịng so lệch đoạn a (Hình 51), giá trị biểu thị độ nhạy bảo vệ xét đến dịng khơng cân cố định qua rơle, chế độ làm việc bình thường thì: IDIFF >= Kat.IKCB Kat: hệ số an toàn; Kat=1,2  1,3 IKCB dịng điện khơng cân bằng, trường hợp bình thường, theo ngun lí đo lường rơle 7UT613 dịng so lệch khơng, nhiên thực tế đo dịng khơng cân bao gồm thành phần sau: IKCB= (Kđn.KKCK.fi + U).IdđB Kđn hệ số đồng máy biến dòng, Kđn=1 KKCK hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần không chu kì dịng ngắn mạch q trình q độ, KKCK= fi : sai số tương đối cho phép BI, fi =0,1 U phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, với phạm vi điều chỉnh   1,25 % = 10 %, U= 0,1 IdđB: dòng điện danh định máy biến áp (lấy phía 220kV làm phía bản) Do IDIFF > = (1,2  1,3)(1.1.0,1 + 0,1).IdđB IDIFF > = (0,2  0,3) IdđB Thường chọn IDIFF >* I DIFF> = 0,3 I ddB Độ dốc đoạn đặc tính b đảm bảo cho rơle làm việc tin cậy trường hợp không cân xảy sai số BI thay đổi đầu phân áp máy biến áp dịng ngắn mạch khơng lớn Theo nhà sản xuất, chọn 1=14, KHb= tg1= 0,25 (KHb hệ số hãm đoạn b), SLOPE = 0,25 Độ dốc đoạn đặc tính c có mức độ hãm lớn hơn, nhằm đảm bảo cho rơle làm việc điều kiện dịng khơng cân lớn, BI bị bão hồ có ngắn mạch Hồng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4697 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Độ dốc xác định theo độ lớn góc 2, nhà sản xuất đặt sẵn rơle điểm sở 2,5 2=26,56, SLOPE 2= 0,5 Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ nhất: IS1  I DIFF  0,3 = = 1,2 K Hb 0, 25 Dòng so lệch mức cao IDIFF >> giới hạn phía đường đặc tính (đoạn d), đoạn đặc tính phụ thuộc vào giá trị dòng ngắn mạch máy biến áp Khi ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng so lệch lớn giá trị IDIFF >> rơle tác động khơng kể mức độ dịng hãm, ngưỡng thường chỉnh định mức ngắn mạch đầu máy biến áp dòng cố xuất lớn danh định máy biến áp, U C-T % =10,78%  N lần dòng UN % = 9,3 Vậy ta chọn giá trị IDIFF >> UN % = 9,3.IdđB Ta có ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ hai: * I H SLOPE 2,5.0,5 IS2  = =5 SLOPE  SLOPE1 0,5  0, 25 IS3  I DIFF  9,3 *  IH =  2,5 = 21,1 0,5 SLOPE I P2  IS2 SLOPE1 = 0,25 = 1,25  Phạm vi hãm bổ sung nhằm tránh cho rơle tác động nhầm BI bão hoà mạnh ngắn mạch lấy  Tỷ lệ thành phần hài bậc hai đạt đến ngưỡng chỉnh định, tín hiệu cắt bị khoá, tránh cho rơle khỏi tác động nhầm (15%)  Thời gian trễ cấp IDIFF > 0s  Thời gian trễ cấp IDIFF >> 0s 5.2.3 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) I-REF= kat fi% IdđB Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4698 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai kat = 1,2 : hệ số an toàn fi% = 0,1 : sai số lớn máy biến dòng I-REF=1,2.0,1.IdđB = 0,12 IdđB Chọn dòng điện khởi động : I-REF> = 0,3 IdđB Độ dốc đường đặc tính : SLOPE = Thời gian trễ tác động : T I-REF> = s Bảng 5-3 Địa 1201 Các lựa chọn Cài đặt Nội dung OFF ON Block relay for trip ON Đặt chức bảo vệ so lệch ON Hãm sóng hài bậc hai commands 1206 OFF ON Dịng so lệch mức thấp 1221 0.05 2.00 I/In0 0.30 I/In0 1226A 0.00 60.00sec; 0.00sec 1231 0.05 35.0 I/In0 9.3 I/In0 1236A 0.00 60.00sec; 0.00sec Thời gian trễ cấp IDIFF >> 1241A 0.10 0.50 0.25 Độ dốc đoạn đặc tính b 1242A 0.00 2.00 I/In0 0.00 I/In0 Điểm sở đoạn đặc tính Hồng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4699 IDIFF > = 0,3.IdđB Thời gian trễ cấp IDIFF > Dòng so lệch mức cao IDIFF >> = 9,3.IdđB Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai b 1243A 0.25 0.95 0.50 Độ dốc đoạn đặc tính c 1244A 0.00 10.00 I/In0 2.50 I/In0 Điểm sở đoạn đặc tính c 1261A 2.00 15.00 I/In0 I/In0 1271 10 80% 15% 1301 OFF ON ON 1311 0.05 2.00 I/In 0.3 I/In Ngưỡng cho phép hãm bổ sung tác động Tỉ lệ thành phần hài bậc hai Bật chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) Dòng khởi động bảo vệ REF 1312A 0.00 60.00 sec; 0.00 sec Thời gian trễ bảo vệ REF 1313A 0.00 0.95 0.00 Độ dốc đường đặc tính Từ thơng số chỉnh định trên, ta xây dựng đường đặc tính làm việc rơle 7UT613 hình 5-1 I I DIFF I DIFF N = 9,3 Vùng tác động I Vùng hÃm bỉ sung P2 I Vïng kho¸ DIFF I I I = S1 I = S2 Hình 5-1 Đặc tính tác động bảo vệ so lệch có hãm Hồng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46100 I = S3 21,1 N Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai 5.3 NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7SJ64 5.3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh, I>>(50) Dòng điện khởi động rơle xác định theo điều kiện: Ikđ = Kat.INng.max, kA Trong : Kat- hệ số an toàn, Kat = 1,21,3 Chọn Kat = 1,2; INng.max- dịng ngắn mạch ngồi lớn nhất, kA Dịng khởi động phía thứ cấp BI xác định theo điều kiện: I IkđI>> = kd 103 , A nI Trong đó: nI- tỷ số biến dịng tương ứng Bảo vệ q dịng cắt nhanh đặt phía 220 kV I Nng max  max I N max , I N max  qua 1BI INng.max =6,803-Ngắn mạch dạng N(3) N2, nguồn cung cấp SNmax, máy biến áp làm việc INng.max = 6,803.Icb1=6,803.0,328=2,231 kA; Ikđ1 = 1,2.2,231 = 2,678 kA Ikđ1I>> = 2,678 10  6,695 A 400 / 5.3.2 Bảo vệ dòng, I>(51) Dòng điện khởi động rơle chọn theo điều kiện sau: Ikđ = K at K m IdđB = K.IdđB, kA Kv Trong : Kat- hệ số an toàn, Kat = 1,21,3 Chọn Kat = 1,2; Km- hệ số mở máy, Km = 1,21,3 Chọn Km = 1,2; Kv - hệ số trở về, Kv = rơle số; K - hệ số chỉnh định, K =1,51,6.Chọn K = 1,6 Dịng khởi động phía thứ cấp BI xác định theo điều kiện: I IkđI> = kd 103 , A nI Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46101 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Trong đó: nI- tỷ số biến dòng tương ứng 1) Bảo vệ dòng đặt phía 220 kV Ikđ1 = 1,6.IdđB(220) = 0,513 kA; Ikđ1I> = 0,513 10  1,283 A 400 / 2) Bảo vệ q dịng đặt phía 110 kV Ikđ2 = 1,6.IdđB(110) =1,004 kA; Ikđ2I> = 1,004 10  1,255 A 800 / 3) Bảo vệ q dịng đặt phía 22 kV Ikđ3= 1,6.IdđB(22) =1,004 kA; Ikđ3I> = 1,004 10  1,255 A 800 / Bảo vệ q dịng sử dụng đặc tính thời gian độc lập  Phía 22 kV: Thời gian cắt bảo vệ đường dây tD = 1sec, t = 0,3 sec nên : t = tD + t = 1+0,3 =1,3 sec  Phía 110 kV Thời gian cắt bảo vệ đường dây tD = 1sec, t = 0,3 sec nên: t = tD + t = 1+0,3 =1,3 sec  Phía 220 kV: Thời gian cắt bảo vệ đường dây tD = 1sec, t = 0,3 sec nên : t = tD + t = 1+0,3 =1,3 sec 5.3.3 Bảo vệ dòng thứ tự khơng, I0>(51N) Dịng điện khởi động rơle chọn theo điều kiện sau: I0kđI> =(0,20,3).IdđBI Trong đó: IdđBI- Dòng danh định BI, IdđBI= 1A I0kđI>= 0,3.1 = 0,3A Bảo vệ đặt cho phía 220 kV 110 kV Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ64 phía 220 kV theo bảng 5-4 : Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46102 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai B ng 5-4 Địa Các lựa chọn Cài đặt Nội dung 1201 ON ON Bật chức dòng cắt nhanh OFF 1202 0,10 25,00A 6,695A Dòng khởi động dòng cắt nhanh 1203 0,00 60,00sec 0,00sec Thời gian tác động dòng cắt nhanh 1207 0,10 4,00A 1,283A Dòng khởi động bảo vệ dòng Very Inverse User Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ Extremly Inverse Character dòng, t=const ON Bật chức quá dòng thứ tự Normal Inverse 1211 User Character 1301 ON OFF 1307 0,10 4,00 khơng 0,30A Dịng khởi động q dịng thứ tự không 4201 ON ON Bật chức tải OFF 4202 0,10 4,00 1,10 Hệ số k 4203 1,0 999,9min 100,0min Hằng số thời gian 4204 50 100% 82% Cảnh báo trạng thái nhiệt 7001 ON ON Bật chức chống máy cắt hỏng OFF 7005 0,00 60,00sec; 50BF 0,25sec Thời gian trễ 50BF Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ64 phía 110 kV theo bảng 5-5: B ng 5-5 Địa Các lựa chọn Cài đặt Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46103 Nội dung Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai 1201 1207 1211 1301 1307 4201 4202 4203 4204 7001 7005 ON OFF 0,10 4,00A Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character ON OFF 0,05 4,00A ON OFF 0,10 4,00 1,0 999,9min 50 100% ON OFF 0,00 60,00sec; ON Bật chức dòng 1,255A Dòng khởi động bảo vệ dòng User Character Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ q dịng, t= const ON Bật chức q dịng thứ tự khơng Dịng khởi động q dịng thứ tự khơng Bật chức tải 0,30A ON 1,10 100,0min 82% ON 0,25sec Hệ số k Hằng số thời gian Cảnh báo trạng thái nhiệt Bật chức chống máy cắt hỏng 50BF Thời gian trễ 50BF Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ64 phía 22 kV theo bảng 5-6: B ng 5-6 Địa 1201 1207 1211 4201 4202 4203 4204 Các lựa chọn ON OFF 0,10 4,00A Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character ON OFF 0,10 4,00 1,0 999,9min 50 100% Cài đặt ON Nội dung Bật chức dòng 1,255A Dòng khởi động bảo vệ q dịng User Character Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t= const ON Bật chức tải 1,10 100,0min 82% Hệ số k Hằng số thời gian Cảnh báo trạng thái nhiệt Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46104 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai 7001 7005 ON OFF 0,00 60,00sec; ON 0,25sec Bật chức chống máy cắt hỏng 50BF Thời gian trễ 50BF 5.4.KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC BẢO VỆ 5.4.1 Bảo vệ so lệch, I (87) 1) Ngắn mạch vùng bảo vệ Trên lý thuyết ngắn mạch vùng bảo vệ dịng so lệch khơng Tuy nhiên, thực tế bảo vệ đo dòng so lệch theo biểu thức: Isl = Ikcb = (Kđn.Kkck.fi+Uđ/c).INng.max Trong đó: Kđn - Hệ số đồng máy biến dòng, Kđn= 1; Kkck - Hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần khơng chu kỳ dịng ngắn mạch q trình độ, Kkck = 1; fi - Sai số tương đối cho phép BI, fi = 1; Uđ/c-Phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, Uđ/c = 0,1; INngmax- Dịng điện ngắn mạch cực đại ngồi vùng bảo vệ Suy : Isl = 0,2.INngmax Dòng hãm xác định theo biểu thức: IH = 2.INngmax Hệ số an toàn hãm bảo vệ so lệch xác định theo biểu thức: I KatH = H I Htt Trong đó: IHtt - dịng điện hãm tính tốn Ngắn mạch phía 110 kV (N2) IN2ngmax = I1BImax = 6,803 (đã loại dịng thứ tự khơng) (Ngắn mạch dạng N2(3) ,nguồn cung cấp SNmax,1MBA làm việc độc lập (bảng 2-2) ) Isl2 = 0,2.IN2ngmax = 0,2.6,803 = 1,361 IH2 = IN2ngmax = 2.6,803 = 13,61 Như cắt đường đặc tính c nên: a) IH2tt = 1,361  2,5 =5,222 0,5 Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46105 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai KatH2 = 13,61  2,61 5, 222 b) Ngắn mạch phía 22 kV (N3) IN3ngmax = I1BImax = 0,831 (Ngắn mạch dạng N3(3), nguồn cung cấp SNmax, 1MBA làm vệc độc lập (bảng 2-3)) Scdm 125 = 0,2.0,831 = 0,831 Shdm 25 Scdm 125 =2.IN3ngmax =2.0,831 =8,31 Shdm 25 Isl3 = 0,2.IN3ngmax IH3 Như cắt đường đặc tính b nên: 0,831 =3,324 0,25 IH3tt = KatH2 = 8,31  2,5 3,324 2) Ngắn mạch vùng bảo vệ Khi ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng điện so lệch Isl ln dịng hãm IH theo lý thuyết rơle tác động Kiểm tra làm việc rơle ta kiểm tra độ nhạy: I Kn = sl Isltt Trong đó: Isltt- dịng so lệch tính tốn (tính dựa đặc tính làm việc rơle) a) Ngắn mạch phía 220 kV (N1’) Dịng so lệch vùng bé : Isl1 = IH = 9,842 (Ngắn mạch N’1(2), nguồn cung cấp SNmin ,2MBA làm việc song song, bảng 2-1) Như cắt đường đặc tính c nên: Isl1tt = (9,842  2,5).0,5  3,671 Độ nhạy bảo vệ: Kn1 = 9,842  2,68 3,671 b) Ngắn mạch phía 110 kV (N2’) Dịng so lệch vùng bé : Isl2 = IH2 = 4,245 (Ngắn mạch N2(2), nguồn cung cấp SNmin ,2MBA làm việc song song Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46106 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai (bảng 2-2)) Như cắt đường đặc tính b nên: Isl2tt = 4,245.0,25=1,106 Độ nhạy bảo vệ: Kn2 = 4,245 4 1,106 c) Ngắn mạch phía 22 kV (N3’) Dòng so lệch vùng bé : Isl3 = IH3 =0,686 125 =3,43 25 ( Ngắn mạch N3(2), nguồn cung cấp SNmin , 2MBA làm việc độc lập (bảng 2-3)) Như cắt đường đặc tính b nên: Isl3tt =3,43.0,25=0,858 Độ nhạy bảo vệ: Kn3 = 3,43 4 0,858 Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46107 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai 1,25 9,3 Isl* 10 0,831 0,3 a b N'2(4,245;4,245) Vùng tác động N'3(3,43;3,43) 1,25 10 N3(8,31;0,831) 8,31 12 c N'1(9,842;9,842) 11 13 Vïng kho¸ 16 17 18 Vïng h·m bỉ sung 15 N2(13,61;1,361) 14 19 20 21,1 21 d 22 IH* Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46108 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai 5.4.2.Bảo vệ chống chạm đất hạn chế, I0 (87N) Độ nhạy xác định theo biểu thức: Kn0 = 3.I N I kd Trong đó: I0Nmin- trị số dịng ngắn mạch thứ tự không nhỏ chỗ ngắn mạch vùng bảo vệ; + Điểm N’1 Iokđ - trị số dòng khởi động, I0kđ = 0,3.Idđ1BI = 0,3.400 =120 A Dịng thứ tự khơng nhỏ qua bảo vệ: 125 I0Nmin = 7145 =2343,8A 3.220 (Dạng ngắn mạch N’1(1,1), nguồn cung cấp SNmin ,1MBA làm việc,trang 30 ) Độ nhạy bảo vệ : Kn0 = 3.2343,8  58,6 120 + Điểm N’2 Iokđ - trị số dòng khởi động, I0kđ = 0,3.Idđ2BI = 0,3.800 =240 A Dịng thứ tự khơng nhỏ qua bảo vệ: I0Nmin = 1703 125 110 =1117,3A (Dạng ngắn mạch N2(1), nguồn cung cấp SNmin , 2MBA làm việc,trang 40) Độ nhạy bảo vệ : Kn0 = 3.1117,3  13,97 240 5.4.3.Bảo vệ dòng, I> (51) Độ nhạy bảo vệ xác định theo biểu thức: I Kn = N I kd Trong đó: Ikđ - Dòng khởi động bảo vệ 1,Bảo vệ dòng phía 220 kV IN1min = 0,686 125 220 = 0,225 kA Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46109 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai IN1min - Dòng ngắn mạch cực tiểu qua vị trí đặt bảo vệ có cố phía bên máy biến áp: INmin=  IN2min , IN3min (Dạng ngắn mạch N3(2), nguồn cung cấp SNmin, 2MBA làm việc song song, bảng2-3) Ikđ1 = 0,674 kA Kn1 = 0,225 =0,333 < 0,674 Trong tr ng h p b o v không nh y, t ng v thành ph n th t ngh ch: Dòng i n kh i ng c ch n theo i u ki n: 125 I2k = 0,3.Id B = 0,3 3.220 nh y s d ng b o  0,098 kA nh y c a b o v : I K2n1 = 21B Im in I kd1 Trong ó: I21BImin- Dòng th t ngh ch nh nh t qua 1BI I21BImin = 0,396 K2n1 = 125 220 = 0,13 kA 0,13  1,326 0,098 2,Bảo vệ dịng phía 110kV IN2min = 4,245 125 110 = 2,785 kA (Dạng ngắn mạch N2(2), nguồn cung cấp SNmin, 2MBA làm việc song song, bảng 2-2) Ikđ2 = 1,318 kA Kn2 = 2,785 = 2,113 1,318 3,Bảo vệ q dịng phía 22kV IN3min = 0,686 125 3.22 = 2,26 kA Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46110 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai (Dạng ngắn mạch N3(2), nguồn cung cấp SNmin, 2MBA làm việc song song, bảng 2-3) Ikđ3 = 1,318 kA Kn3 = 2,26 = 1,715 1,318 5.4.4.Bảo vệ dòng thứ tự không, I0> (51N) Độ nhạy bảo vệ xác định theo biểu thức: Kn0 = 3.I N I kd Trong đó: I0Nmin – Dịng thứ tự không cực tiểu ngắn mạch góp phía bên máy biến áp Vì ta chọn hệ số k = 0,3 , nên hệ số độ nhạy bảo vệ giống với bảo vệ 87N Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K46111 ... HTĐ2-K4622 2 3kV Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Cuộn dây Cuộn dây 0,11 kV 0,11 kV 1.3.5 Các thiết bị bảo vệ trạm  Thiết bị bảo vệ cho MBA trạm : bảo vệ so lệch 7UT512 bảo vệ q... Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4615 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4616 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Xuân Mai C23 -7 -1 -76 -75 271 -15... 3.2.5 Bảovệ chống tải 52 3.2.6 Bảovệ máy biến áp rơle khí 52 3.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho trạm biến áp 53 Hoàng Tiến Thanh- Lớp HTĐ2-K4611 Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến