Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến nhất hiện nay. Trong bất kỳ lĩnh vực nào như sản xuất, sinh hoạt,an ninh... đều cần sử dụng điện năng. Việc đảm bảo sản xuất điện năng để phục vụ cho nhu cầu sử dụng năng lượng là một vấn đề quan trọng hiện nay. Bên cạnh việc sản xuất là việc truyền tải và vận hành hệ thống điện cũng đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ LE Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐỨC TÙNG Mã sinh viên: 20710920039 Giảng viên hướng dẫn: VŨ THỊ THU NGA Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ Chuyên ngành: HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp: D15LTH1 Hà nội, tháng năm 2021 MỤC LỤC…………………………………………………………………………… CHƯƠNG I MƠ TẢ ĐỐI TƯỢNG VÀ CHỌN MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN 1.1 Mô tả đối tượng 1.1.1 Giới thiệu chung [2] 1.1.2 Thông số 1.2 Chọn tỷ số biến đổi BI .2 1.2.1 Cho đường dây CHƯƠNG II TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.1 Mục đích tính tốn 2.2 Tính tốn ngắn mạch [1] 2.2.1 Vị trí điểm ngắn mạch 2.2.2 Tính tốn điện kháng phần tử 2.3 Ngắn mạch phục vụ bảo vệ đường dây 2.3.1 Chế độ cực đại MBA làm việc song song .6 2.3.2 Chế độ cực tiểu với máy biến áp làm việc độc lập 12 2.5 Xây dựng quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây 18 3.1 Nhiệm vụ yêu cầu relay bảo bệ 20 3.1.1 Nhiệm vụ relay bảo vệ 20 3.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp 23 3.2.1 Những hư hỏng chế độ làm việc bất thường MBA 23 3.2.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp 23 3.3 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây .24 3.3.1 Những hư hỏng chế độ làm việc bất thường đường dây 24 3.3.2 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây 24 3.4 Nguyên lý bảo vệ sử dụng phương thức bảo vệ cho máy biến áp đường dây 25 3.4.1 Bảo vệ dòng điện .25 3.4.2 Bảo vệ so lệch 28 3.4.3 Bảo vệ role khí .30 3.4.4 Bảo vệ chống chạm đất máy biến áp .31 CHƯƠNG IV TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY 33 4.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 33 4.1.1 Tính dịng khởi động cho bảo vệ 33 4.1.2 Xác định vùng bảo vệ 33 4.2 Bảo vệ dịng có thời gian (51): 36 4.2.1 Chế độ phụ tải cực đại 36 4.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 38 4.3 Bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh .40 4.3.1 lựa chọn dòng khởi động cho bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh 40 4.3.2 xác định vùng bảo vệ .41 4.4 Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian 42 Tài liệu tham khảo 44 LỜI MỞ ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến Trong lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt,an ninh cần sử dụng điện Việc đảm bảo sản xuất điện để phục vụ cho nhu cầu sử dụng lượng vấn đề quan trọng Bên cạnh việc sản xuất việc truyền tải vận hành hệ thống điện đóng vai trị quan trọng hệ thống điện Do nhu cầu điện ngày tăng, hệ thống điện ngày mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm đồng nghĩa với việc khả xảy cố chạm chập, ngắn mạch tăng theo Chính cần phải tăng cường thiết bị bảo vệ cho hệ thống điện để giảm thiểu, ngăn chặn hậu cố gây Đồ án môn học Bảo vệ rơle giúp cho sinh viên củng cố kiến thức bảo vệ rơle Từ sinh viên có đánh giá đắn loại bảo vệ Trong trình làm đồ án này, em nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy môn, đặc biệt cô Vũ Thị Thu Nga Dù cố gắng kiến thức em cịn hạn chế, kinh nghiệm tích lũy cịn nên đồ án khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đánh giá, nhận xét, góp ý thầy để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô, đặc biệt cô Vũ Thị Thu Nga giúp đỡ em hoàn thành đồ án này! Hà Nội, tháng năm 2021 Sinh viên thực 3|Page CHƯƠNG 1: MƠ TẢ ĐỐI TƯỢNG VÀ CHỌN MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN Chọn tỷ số máy biến dòng HTĐ B2 115 kV MC B1 D1 BI MC tpt1 24 kV D2 tpt2 BI P1 Chọn tỉ số biến đổi BI1, BI2 Chọn tỷ số biến đổi máy biến dòng BIdùng cho bảo vệ đường dây L Dòng điện sơ cấp danh định BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn Dòng thứ cấp lấy 5A Tỷ số biến đổi máy biến dòng BI: ni = I Sdd I Tdd + Chọn ISdd ≥ Ilvmaxdd + Chọn ITdd = 5A Đường dây L2 Dòng điện làm việc đường dây L2: Ilvmax2¿ I pt 2= P2 4.10 = =101,29( A) √ Udm cos φ2 √ 3.24 0,95 Chọn ISdd = 150 (A) 4|Page P2 Vì vậy, hệ số biến dòng BI : n 2= Isdd 150 = Itdd Đường dây L1 Dòng điện làm việc đường dây L1: P1 6.10 I lvmax 1=I pt 1= + Ipt 2= + 101,29=253,22( A) √ 3.24 0,95 √ Udm cos φ Chọn ISdd = 400 (A) Vì vậy, hệ số biến dòng BI 1: n 1= Isdd 400 = Itdd 5|Page CHƯƠNG : TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠ LE 2.1 Mục đích tính tốn Ngắn mạch cố nghiêm trọng hệ thống.Là tượng pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính).Lúc xảy ngắn mạch tổng trở hệ thống giảm đi, dòng điện tăng cao gây phá hủy thiết bị dẫn tới thiệt hại lớn tài sản hệ thống đe dọa tính mạng người vận hành Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính tốn ngắn mạch nhằm xác định trị số dòng điện ngắn mạch lớn qua đối tượng bảo vệ để lựa chọn thiết bị lực (nhị thứ) phương thức nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp dòng cố, xác định trị số dòng ngắn mạch nhỏ để kiểm tra độ nhạy chúng Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào ảnh hưởng nguồn, cấu trúc hệ thống, vị trí điểm ngắn mạch dạng ngắn mạch Một số giả thiết tính tốn ngắn mạch: + Coi tần số không đổi ngắn mạch + Bỏ qua tượng bão hoà mạch từ lõi thép phần tử + Bỏ qua điện trở phần tử + Bỏ qua ảnh hưởng phụ tải dòng ngắn mạch Việc tính tốn ngắn mạch thực hệ đơn vị tương đối 2.2 Tính tốn ngắn mạch 2.2.1 Thơng số Tính tốn bảo vệ dịng điện cắt nhanh, bảo vệ dòng điện cực đại cho đường dây cung cấp điện L1, L2 sơ đồ lưới điện 6|Page HTĐ B2 115 kV B1 D1 MC1 BI1 24 kV tpt1 tpt2 D2 MC2 BI2 P2 P1 Các thông số: a) Hệ thống điện: + Công suất ngắn mạch chế độ cực đại: SNmax = 2500MVA; +Công suất ngắn mạch chế độ cực tiểu: SNmin = 0,8.SNmax = 2000MVA; + X0H =(0,8).X1HT X0H/X1HT = 0,8 b) Máy biến áp: + Công suất định mức SBđm = 2*15 MVA; + Công suất định mức: U1/U2 = 115/24 kV; + Uk% = 12,5% c) Đường dây: Đường dây L1 L2 d) Phụ tải: Loại dây AC - 100 AC - 75 Chiều dài (km) 20 15 Z1 (Ω/km) 0,27 + j0,39 0,36 + j0,41 Z0 (Ω/km) 0,48 + j0,98 0,56 + j1,02 P1 = 6MW; cosφ1 = 0,95; tpt1 = 2(s) P2 = 4MW; cosφ2 = 0,95; tpt2 = 1,5(s) 7|Page + Đặc tính thời gian tác động: t= 120 Tp( S) I∗−1 2.2.2 Vị trí điểm ngắn mạch Hình 2.1: Mơ tả vị trí điểm ngắn mạch 2.2.3 Tính tốn điện kháng phần tử Tính hệ đơn vị tương đối, gần Công suất bản: Scb =15 MVA Điện áp : Ucb = Utb cấp = ( 115/24 ) Hệ thống : SNmax = 2500 (MVA) SNmin = 2000 (MVA) X0H/X1HT = 0,8 Giá trị điện kháng thứ tự thuận : Chế độ cực đại : X1HTmax = Scb 15 = = 0,006 S Nmax 2500 Chế độ cực tiểu : X1HTmin = Scb 15 = = 0,008 S Nmin 2000 Giá trị điện kháng thứ tự không : Chế độ cực đại : Chế độ cực tiểu : 8|Page Máy biến áp B1 B2: Sđm = 15MVA, Uk(%) = 12,5% XB1 = XB2 = U k % Scb 12,5.15 = = 0,125 100.15 100 Sdm Đường dây L1 Chia đường dây L1 thành đoạn : L11 = L12= L13= L14 = L1 Giá trị điện kháng thứ tự thuận: X L S 0,39.20 15 X L =X L =X L = X L = 11 21 cb = =0,0553 4 U cb 232 11 12 13 14 Giá trị điện kháng thứ tự không: Đường dây L2 Chia đường dây L2 thành đoạn nhau : L21 = L22= L23= L24 = L2 Giá trị điện kháng thứ tự thuận: Giá trị điện kháng thứ tự không: 9|Page