Tính toán thiết kế hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp 110kV

Đây là đồ án suốt 5 năm mình học tập tại đại học Bách Khoa Hà Nội, điểm tất cả đồ án của mình khá cao, nếu các bận cũng đang làm đồ án thì hãy nhớ rằng điểm số của bạn chỉ phụ thuộc 30% vào những gì bạn viết, 70% vào những gì bạn thể hiện được vào hôm bảo vệ. Vì vậy ngoài chăm chút quá nhiều cho quyển đồ án các bạn hãy đọc thật nhiều sách (đặc biệt là sách cho thầy cô tại ĐHBKNH biên soạn) và tập rượt trước bảo vệ. Nếu có thắc mắc nào cần giải đáp hoặc hỗ trợ về đồ án, tài liệu học tập, thực tập, việc làm, sincal, e tap,... các bạn có thể liên hệ zalo 0348789178 mình khá lười nên ko up hết tài liệu liệu được. Chúc các bạn 1 ngày tốt lành! . Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp 110kV Đại Học Bách Khóa Hà Nội1) Tính toán ngắn mạch.a. Tính toán ngắn mạch tại điểm ngoài vùng bảo vệ phía 23kV ở chế độ max.b. Lựa chọn phần mềm tính toán ngắn mạch và tính toán với các điểm còn lại ở chế độ max và min. Kiểm chứng với kết quả đã tính ở mục (a)2) Lựa chọn sơ đồ phương thức và giới thiệu đặc tính của rơle được sử dụng.a. Đề xuất phương thức bảo vệ (viết tắt: BV) cho trạm biến ápb. Lựa chọn và giới thiệu tính năng rơle bảo vệ quá dòng và bảo vệ so lệch3) Tính toán thông số chỉnh định và kiểm tra sự làm việc đối với:a. Các BV quá dòng và kiểm tra độ nhạyb. Các BV so lệch MBA và xác định điểm làm việc trên đặc tính của rơle khi sự cố.c. Lập phiếu chỉnh định rơle với chức năng BV so lệch cho máy biến áp: căn cứ trên loại rơle BV so lệch đã chọn, sinh viên cần lập phiếu chỉnh định theo mẫu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Tính toán thiết kế hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp TRẦN XUÂN THÀNH thanh.tx174222@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điện Chuyên ngành Hệ thống điện Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đức Huy Bộ môn: Viện: Hệ Thống Điện Điện HÀ NỘI, /2022 Chữ ký GVHD ĐỀ TÀI ĐỜ ÁN Tính tốn thiết kế hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp 115/23/11kV (xem Phụ lục) Hệ thống S (3) N max (MVA) 1900 Tỷ số SN(3)min/SN(3)max 0.67 Tỷ số X0HT /X1HT 1.3 Máy biến áp Sđm (MVA) 63 Tổ đấu dây Y0 - Y0 - 11 Điện áp ngắn mạch (%) UNC-T = 10,5%; UNC-H = 17%; UNT-H = 6% Cấp điện áp (kV) UC/UT/UH = 115/23,5/10,5 Phạm vi điều chỉnh đầu phân áp  x 1,78% (phía 110kV) 1) Tính tốn ngắn mạch a Tính tốn ngắn mạch điểm ngồi vùng bảo vệ phía 23kV chế độ max b Lựa chọn phần mềm tính tốn ngắn mạch tính tốn với điểm lại chế độ max Kiểm chứng với kết tính mục (a) 2) Lựa chọn sơ đồ phương thức giới thiệu đặc tính rơle sử dụng a Đề xuất phương thức bảo vệ (viết tắt: BV) cho trạm biến áp b Lựa chọn giới thiệu tính rơle bảo vệ dòng bảo vệ so lệch 3) Tính tốn thơng số chỉnh định kiểm tra làm việc đối với: a Các BV dòng kiểm tra độ nhạy b Các BV so lệch MBA xác định điểm làm việc đặc tính rơle cố c Lập phiếu chỉnh định rơle với chức BV so lệch cho máy biến áp: loại rơle BV so lệch chọn, sinh viên cần lập phiếu chỉnh định theo mẫu Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên LỜI CẢM ƠN Với giúp đỡ thầy mơn, gia đình, bạn bè đặc biệt PSG TS Nguyễn Đức Huy hướng dẫn, giải đáp thắc mắc em trình thực đồ án Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, chúc thầy nhiều sức khỏe, cơng tác tốt đạt nhiều thành tích nghiệp trồng người nghiên cứu khoa học Còn sinh viên nên q trình hồn thành đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong thầy bảo để em hiểu kỹ vấn đề hoàn thiện đồ án tốt Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Trần Xuân Thành TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN Trong đồ án em xin trình bày nội dung sau : Mô tả đối tượng bảo vệ thơng số Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơle kiểm chứng kết quả bằng phần mềm PSS Sincal Giới thiệu tính thơng số loại Rơle và lựa chọn phương thức bảo vệ máy biến áp Tính tốn thơng số kiểm tra làm việc bảo vệ Viết phiếu chỉnh định cho rơle bảo vệ so lệch (87T) Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Trần Xuân Thành MỤC LỤC CHƯƠNG MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THƠNG SỐ CHÍNH 1.1 Mô tả đối tượng bảo vệ .1 1.2 Các thông số hệ thống 1.2.1 Hệ thống 1.2.2 Máy biến áp .1 CHƯƠNG TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 2.1 2.2 2.3 2.4 Lý thuyết ngắn mạch 2.1.1 Mục đích tính toán ngắn mạch 2.1.2 Các giả thiết tính toán ngắn mạch .2 Tính toán ngắn mạch 2.2.1 Lựa chọn các đại lượng bản 2.2.2 Tính toán thông số các phần tử 2.2.3 Dòng điện ngắn mạch các dạng ngắn mạch .4 Tính toán ngắn mạch chế độ cực đại .5 2.3.1 Điểm ngắn mạch N1 2.3.2 Điểm ngắn mạch N1’ 2.3.3 Điểm ngắn mạch N2 2.3.4 Điểm ngắn mạch N2’ .12 2.3.5 Điểm ngắn mạch N3 12 2.3.6 Điểm ngắn mạch N3’ .12 Tính toán ngắn mạch chế độ cực tiểu 12 2.4.1 Điển ngắn mạch N1 12 2.4.2 Điểm ngắn mạch N1’ .14 2.4.3 Điểm ngắn mạch N2 15 2.4.4 Điểm ngắn mạch N2’ .18 2.4.5 Điểm ngắn mạch N3 19 2.4.6 Điểm ngắn mạch N3’ .19 2.5 Bảng tổng kết kết quả tính ngắn mạch 19 2.6 Tính tốn ngắn mạch phần mềm PSS SINCAL .21 2.6.1 Giới thiệu phần mềm sincal .22 2.6.2 Phương pháp tính tốn ngắn mạch phần mềm 22 2.6.3 Kết tính tốn ngắn mạch phần mềm PSS SINCAL .23 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 27 3.1 Các dạng hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp 27 3.2 Các loại bảo vệ đặt cho máy biến áp 28 3.2.1 Những yêu cầu với thiết bị bảo vệ hệ thống điện 28 3.2.2 Bảo vệ cho máy biến áp 28 3.2.3 Bảo vệ dự phòng 31 3.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp 33 3.4 Giới thiệu tính và thông số của các loại rơle 34 3.4.1 Rơle bảp vệ so lệch 7UT613 34 3.4.2 Rơle hợp bộ quá dòng số 7SJ621 42 CHƯƠNG TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA RƠ LE VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 47 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Chọn máy biến dòng điện và máy biến điện áp 47 4.1.1 Máy biến dòng điện 47 4.1.2 Máy biến điện áp .49 Các chức bảo vệ cho rơle 7UI613 49 4.2.1 Chức bảo vệ so lệch có hãm 87T 49 4.2.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF): ( 4.2.3 Cài đặt chức 49 (Chống tải MBA) 51 ) .51 Cài đặt chức bảo vệ cho rơ le 7SJ621 51 4.3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh: 51 4.3.2 Bảo vệ dòng cắt nhanh thứ tự không ( Io>/50N) 52 4.3.3 Bảo vệ q dịng có thời gian ( 4.3.4 Bảo vệ q dịng thứ tự khơng, có thời gian (I0>>/51N) 53 ) 52 Kiểm tra dộ nhạy cú các chức bảo vệ 53 4.4.1 Kiểm tra độ nhạy chức bảo vệ dòng 53 4.4.2 Kiểm tra độ nhạy rơ le so lệch 87 .55 4.4.3 Kiểm tra độ nhạy bảo vệ so lệch TTK (87N/ ) 62 Kiểm tra làm việc rơle phần mềm PSS SINCAL .63 CHƯƠNG LẬP PHIẾU CHỈNH ĐỊNH .67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đờ tính toán bảo vệ tạm biến áp Hình 2.1 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận Hình 2.2 Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch Hình 2.3 Sơ đồ thay thế thứ tự không Hình 2.4 Sơ đồ dịng thứ tự khơng chạy qua pha Hình 2.5 Sơ đồ thay thứ tự thuận ( Tại điểm N2) Hình 2.6 Sơ đồ thay thứ tự nghịch ( Tại điểm N2) Hình 2.7 Sơ đồ thay thứ tự không ( Tại điểm N2) Hình 2.8 Sơ đồ thay ngắn mạch (Tại điểm N3) 12 Hình 2.9 sơ đồ thay thế thứu tự thuận (tại điểm N1) 12 Hình 2.10 Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch (tại điểm N1) .13 Hình 2.11 Sơ đồ thay thế thứ tự không (tại điểm N1) 13 Hình 2.12 Sơ đồ thay thứ tự thuận (Tại điểm N2) 16 Hình 2.13 Sơ đồ thay thứ tự nghịch (Tại điểm N2) 16 Hình 2.14 Sơ đồ thay thứ không (Tại điểm N2) 16 Hình 2.15 sơ đồ thay thế ngắn mạch ( tại điểm N3) 19 Hình 2.16 Các biểu tượng thường dùng Toolbox phần mềm PSS SINCAL 22 Hình 2.17 Sơ đồ mô phỏng tính toán ngắn mạch .23 Hình 2.18 Kết quả tính ngắn mạch pha tại các nút chế độ cực đại 23 Hình 2.19 kết quả tính ngắn mạch pha chạm đất tại các nút chế độ cực đại 23 Hình 2.20 kết quả tính ngắn mạch pha cham đất tại các nút chế độ cực đại 24 Hình 2.21 Kết quả tính ngắn mạch pha tại các nút chế độ cực tiểu 24 Hình 2.22 Kết quả tính ngắn mạch pha chạm đất tại các nút chế độ cực tiểu .24 Hình 2.23 Kết quả tính ngắn mạch pha chạm đất tại các nút chế độ cực tiểu 24 Hình 2.24 Dòng qua BI1 ngắn mạch pha chạm đất tại N1 chế độc cực đại 25 Hình 2.25 Dòng qua BI1 ngắn mạch chạm đất tại N1 chế độ cực đại 25 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lí bảo vệ so lệch có hãm dùng rơ le điện từ 29 Hình 3.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế máy biến áp ba cuộn dây 30 Hình 3.3 Vị trí đặt rơ le khí máy biến áp 31 Hình 3.4 Bảo vệ cảnh báo chạm đất 33 Hình 3.5 Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp 33 Hình 3.6 Rơle 7UT613 .34 Hình 3.7 un lí bảo vệ so lệch dịng điện rơ le 7UT613 35 Hình 3.8 Đặc tính tác động rơ le 7UT163 37 Hình 3.9 nguyên tắc hãm của chức bảo vệ so lệch 38 Hình 3.10 Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế rơ le 7UT613 39 Hình 3.11 Đặc tính tác động chống chạm đất hạn chế .41 Hình 3.12 Rơle hợp bộ quá dòng số 7SJ621 42 Hình 3.13 Đặc tính tác động của rơle 7SJ621 44 Hình 4.1 Đặc tính tác động của rơle 7UT613 .50 Hình 4.2 Kiểm tra độ an toàn hãm với cố ngắn mạch vùng 59 Hình 4.3 Kiểm tra độ an toàn tác động với cố vùng 62 Hình 4.4 Sơ đồ mô phỏng bảo vệ MBA phần mềm PSS SINCAL 64 Hình 4.5 Kiểm tra làm việc rơle dòng ngắn mạch N2 64 Hình 4.6 Kiểm tra làm việc rơle q dịng thứ tự khơng ngắn mạch N1 65 Hình 4.7 Kiểm tra làm việc rơle dòng ngắn mạch N3 65 Hình 4.8 Kiểm tra làm việc rơle so lệch ngắn mạch pha N2’ 66 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Hệ số của các dạng ngắn mạch .4 Bảng 2.2 Dòng điện và điện áp tại điểm ngắn mạch Bảng 2.3 Bảng tổng hợp dòng điện qua rơle chế độ cực đại .19 Bảng 2.4 Bảng tổng hợp dòng điện qua rơle chế độ cực tiểu .20 Bảng 2.5 Các dòng ngắn mạch qua BI chế độ cực đại 25 Bảng 2.6 Các dòng ngắn mạch qua BI chế độ cực đại 26 Bảng 3.1 Các loại bảo vệ dùng cho máy biến áp 27 Bảng 5.1 Bảng thông số BI 48 Bảng 5.2 Thông số BU .49