Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện nguyễn trung hiếu

Tính toán các thông số của bảo vệ và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ - Phần 2: Tìm hiểu hệ thống SCADA quản lý trạm điện 220kV Hà Đông... Việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng k

Trang 1

Nguyễn Trung Hiếu – Đ4H1 Page 1

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Nguyễn Trung Hiếu

3 Phương thức bảo vệ của trạm

4 Giới thiệu tính năng và thông số các loại rơle được sử dụng

5 Tính toán các thông số của bảo vệ và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ

- Phần 2: Tìm hiểu hệ thống SCADA quản lý trạm điện 220kV Hà Đông

- Kết quả tính toán bảo vệ

- Kết quả kiểm tra sự làm việc của bảo vệ

Ngày giao nhiệm vụ : ngày 07 tháng 10 năm 2013

Ngày hoàn thành nhiệm vụ : ngày 31 tháng 12 năm 2013

Hà nội, Ngày 07 tháng 10 năm 2013

TS Vũ Thị Anh Thơ

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là nguồn năng lượng rất quan trọng đối với cuộc sống con người Nó được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ Chính vì thế khi thiết kế hay vận hành bất cứ một hệ thống điện nào cũng cần phải quan tâm đến khả năng phát sinh hư hỏng và tình trạng làm việc bình thường của chúng Hệ thống điện là một mạng lưới phức tạp gồm rất nhiều phần tử cùng vận hành nên hiện tượng sự cố xảy ra rất khó có thể biết trước Vì vậy, để đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn, ổn định thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ, tự động hoá Hệ thống bảo vệ rơle

có nhiệm vụ ngăn ngừa sự cố hạn chế tối đa các thiệt hại do sự cố gây nên và duy trì khả năng làm việc liên tục của hệ thống Việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng không bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống, cảnh báo và xử lý khắc phục chế độ không bình thường là mảng kiến thức quan trọng của kỹ sư ngành hệ thống điện

Vì lý do đó, em đã chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV Hà Đông” Đồ án gồm 6 chương:

Chương 1 : Mô tả đối tượng được bảo vệ, các thông số chính

Chương 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle

Chương 3 : Lựa chọn phương thức bảo vệ

Chương 4 : Giới thiệu tính năng và thông số của các rơle sử dụng

Chương 5 : Tính toán các thông số của rơle, kiểm tra sự làm việc của bảo vệ

Chương 6: Tìm hiểu hệ thống SCADA quản lý trạm điện 220kV Hà Đông

Trong thời gian qua, nhờ sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Vũ Thị Anh Thơ, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Tuy nhiên, với khả năng và trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn TS Vũ Thị Anh Thơ và các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ thống

điện đã trang bị cho em những kiến thức chuyên ngành cần thiết trước khi tiếp nhận kiển thức thực tế khi trở thành một kỹ sư

Hà Nội, ngày 7 tháng 10 năm 2013

Trang 3

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : Mô tả đối tượng được bảo vệ, các thông số chính

1.1 Vị trí,vai trò trạm biến áp Hà Đông trong hệ thống

1.2 Sơ đồ đấu dây

1.3 Các thông số của thiết bị chính trong 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 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơle

2.1 Điện kháng các phần tử và sơ đồ thay thế

CHƯƠNG 3 : Lựa chọn phương thức bảo vệ

3.1 Các loại hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường

3.2 Các loại bảo vệ cần đặt

3.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện

3.2.2 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không

3.2.3 Bảovệ quá dòng điện có thời gian

3.2.4 Bảovệ quá dòng cắt nhanh

3.2.5 Bảovệ chống quá tải

3.2.6 Bảovệ máy biến áp bằng rơle khí

3.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho trạm biến áp

CHƯƠNG 4 : Giới thiệu tính năng và thông số các loại Rơle sử dụng

4.1 Rơle bảo vệ so lệch

4.1.1 Giới thiệu tổng quan về Rơle 7UT613

4.1.2 Nguyên lý hoạt động chung của Rơle 7UT613

Trang 4

4.1.3 Một số thông số kỹ thuật của Rơle 7UT613

4.1.4 Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho rơle 7UT613

4.1.5 Chức năng bảo vệ so lệch MBA của Rơle 7UT613

4.1.6 Các chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế của Rơle 7UT613

4.1.7 Chức năng bảo vệ quá dòng của Rơle 7UT613

4.1.8 Chức năng bảo vệ chống quá tải của Rơle 7UT613

4.2 Rơle số 7SJ64

4.2.1.Giới thiệu tổng quan về Rơle 7SJ64

4.2.2 Các chức năng của Rơle 7SJ64

4.2.3 Đặc điểm cấu trúc của Rơle 7SJ64

4.2.4 Chức năng bảo vệ quá dòng có thời gian

CHƯƠNG 5:Tính toán các thông số của Rơle, kiểm tra sự làm việc của bảo vệ 5.1 Các số liệu cần thiết phục vụ trong tính toán bảo vệ

5.2 Những chức năng bảo vệ dùng Rơle 7UT613

5.2.1 Khai báo thông số máy biến áp

5.2.2 Chức năng bảo vệ so lệch có hãm

5.2.3 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế

5.3 Những chức năng bảo vệ dùng Rơle 7SJ64

5.3.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

5.3.2 Bảo vệ quá dòng

5.3.3 Bảo vệ quá dòng thứ tự không

5.4 Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ

5.4.1 Bảo vệ so lệch có hãm

5.4.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế

5.4.3 Bảo vệ quá dòng điện

5.4.4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không

Tài liệu tham khảo

Trang 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220kV HÀ ĐÔNG 1.1.Những chặng đường phát triển, đặc điểm, vai trò trạm

1.1.1 Những chặng đường phát triển

- 1965 Trạm được đưa vào vận hành với cấp điện áp 35 kV

- 1968 Trạm được xây dựng lên cấp điện áp 110 kV

- 1982 Khởi công xây dựng mở rộng trạm lên cấp điện áp 220 kV và là trạm biến áp 220 kV đầu tiên của lưới điện miền Bắc

- 1983 Đón nhận điện từ tổ máy số 1 nhà máy nhiệt điện Phả Lại hoà vào lưới điện miền Bắc Sau đó trạm tiếp tục được mở rộng lắp đặt thiết bị đủ để đón nhận công suất của cả 4 tổ máy nhiệt điện Phả Lại phát lên cho lưới điện miền Bắc, đồng thời cung cấp điện ngược lên phục vụ thi công nhà máy thủy điện Hòa Bình

- 1988 nhận điện từ tổ máy số 1 nhà máy thuỷ điện Hòa Bình phát lên

- 1998 Nâng công suất các MBA trạm và tiến hành thay đổi các thiết bị mới theo công nghệ sản xuất mới, theo hướng hiện đại hoá-tự động hoá

Sản lượng điện truyền qua trạm hàng năm hơn 1,3 tỷ kWh, tổn thất điện năng qua trạm dưới 0,8% Hiện nay trạm đã đảm đương được các công việc đại tu các thiết bị máy cắt, TU, dao cách ly và các thiết bị khác đến cấp điện áp 35 kV, xử

lý sự cố từ xa, đảm nhiệm việc xử lý các hư hỏng mạch điều khiển của các thiết bị trong trạm, cùng các trung tâm điều độ: A0, A1, B1, B10 xử lý nhanh, chính xác an toàn các sự cố trên lưới, đảm bảo việc cung cấp điện ổn định, liên tục, an toàn cho các phụ tải Hà Nội, Hà Tây và trên lưới điện miền Bắc

1.1.2 Vai trò của trạm biến áp Hà Đông

Trạm Biến áp 220 kV Hà Đông nằm trên địa bàn phố Ba La-phường Quang Trung-thị xã Hà Đông-tỉnh Hà Tây, trạm trực thuộc Công ty Truyền Tải Điện 1-Tổng Công ty Điện lực Việt Nam Trạm là một điểm nút quan trọng nhất nằm giữa hai nhà máy điện lớn: nhà máy Nhiệt điện Phả Lại và nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, giữ vai trò điều phối cung cấp điện cho Hệ thống điện miền Bắc, trực tiếp cung cấp điện cho thủ đô Hà Nội, tỉnh Hà Tây và vào các tỉnh miền Trung Khi đường dây

500 kV đưa vào vận hành, sự làm việc ổn định của trạm có ảnh hưởng trực tiếp tới

sự ổn định của Hệ thống điện toàn quốc

1.2.Tìm hiểu chung về cấu trúc trạm

 Cấp 220kV

Các lộ vào ra

Trang 6

Trên cấp điện áp 220kV có 11 ngăn lộ trong đó có 07 lộ vào ra Đó là các lộ:

271- Chèm 275 - Phả Lại

272 - Hoà Bình-I 276 - Ninh Bình

273 - Hoà Bình-II 277 - Hoà Bình-III

274 - Mai Động Các thanh cái

Trạm có 03 thanh cái 220 kV: Đó là các thanh cái: C21-thanh cái 1, C22-thanh cái 2, C29-thanh cái vòng Hai thanh cái C21 và C22 được nối với nhau bởi máy cắt liên lạc 212, thanh cái vòng C29 được nối với máy cắt vòng 200

Thanh cái 220 kV được cấp điện từ nhà máy thuỷ điện Hoà Bình (qua

3 lộ: 272, 273, 277), từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại (qua lộ 275) và từ đường dây 500 kV Từ đây điện áp được cấp đến hai máy biến áp 3AT và 4AT của trạm

Ngoài ra tại từng cấp điện áp trong trạm còn được trang bị thêm các máy biến áp đo lường: máy biến điện áp TU, máy biến dòng điện TI sử dụng

cho mục đích đo lường, bảo vệ, tự động hoá

Trang 7

Thanh cái 110 kV đƣợc cấp điện từ hai máy biến áp 3AT và 4AT phía

220 kV Từ đây điện áp đƣợc cấp đến hai máy biến áp 1T và 2T của trạm

02 máy cắt bảo vệ cho các máy biến áp 3AT và 4AT là 133, 134

02 máy cắt bảo vệ cho các máy biến áp 1T và 2T là 131, 132

Hệ thống dao cách ly

Tổng số có 56 dao cách ly ở phía 110 kV Chúng đƣợc đặt trong nhà hay ngoài trời, là loại một pha hay ba pha Có một hay hai dao tiếp địa cho từng pha dùng để nối đất khi tiến hành sửa chữa, bảo dƣỡng

Trang 8

 Cấp 22kV

Cấp điện áp 22 kV có cả ở phía mạch 220 kV và phía mạch 110 kV của trạm

- Phía 110 kV:

+ Điện áp 22 kV đƣợc cấp từ máy biến áp 1T

+ Có 7 ngăn lộ trong đó có 6 lộ ra cung cấp cho các phụ tải

+ Hệ thống máy cắt: ở cấp 22 kV dùng các máy cắt hợp bộ, có tất cả 7 máy cắt hợp bộ Máy cắt 441 đóng cắt các lộ nối từ thanh cái 22 kV tới đầu

+ Hệ thống các máy cắt: có hai máy cắt hợp bộ là 443 và 444

+ Hệ thống dao cách ly: có 4 dao cách ly

1.3.Các thông số của thiết bị chính trong trạm

Trang 9

Điện áp ngắn mạch UK( C-H ) = 32%

UK( C-T ) = 11%

UK( T-H ) = 20%

Tổn hao không tải ∆P0 = 94W ; I0% = 0,16%

1.3.2.Các thiết bị phân phối phía 220 kV

1 Máy cắt FXT-14F

_ Máy cắt FXT-14F là loại tự nén và sử dụng khí SF6 để cách điện và dập hồ

quang, là máy cắt ba pha làm việc ngoài trời, có một bộ truyền động dùng cho

cả ba pha do đó phù hợp với việc tự động đóng lại ba pha

2 Biến dòng điện AT5-245-EMEK

- Tiêu chuẩn : IEC – 185

- Điện áp cao nhất của thiết bị : 245 kV

- Tần số danh định : 50 Hz

- Tỉ số biến dòng : 400-600-800-1200/5 A

+ Cấp chính xác lõi 1 : 0,5; 30 VA

+ Cấp chính xác lõi 2, 3, 4 : 5P20; 30 VA

- Tỉ số biến đang sử dụng : 1200/5A

3 Biến điện áp kiểu DKF–245-ARTECHE

Máy biến điện áp sử dụng ngoài trời, theo tiêu chuẩn IEC – 186

Trang 10

Điện áp sơ cấp định mức của lưới kV 230

Điện áp lớn nhất của lưới cho phép làm việc kV 245

Điện áp pha định mức cuộn sơ cấp kV 220/ 3

_ Là loại tự nén và sử dụng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang, là máy cắt

ba pha làm việc ngoài trời, có một bộ truyền động dùng cho cả ba pha do đó phù hợp với việc tự động đóng lại ba pha

Trang 11

Khối lượng 1 trụ kg 300

2.Biến dòng điện AT5-145-EMEK

- Tiêu chuẩn : IEC – 185

- Điện áp cao nhất của thiết bị : 125 kV

- Tần số danh định : 50 Hz

- Tỉ số biến dòng : 600-1200-1500-2000/5 A

+ Cấp chính xác lõi 2, 3, 4 : 5P20; 30 VA

- Tỉ số biến đang sử dụng : 800-1200/5A

3 Biến điện áp kiểu DDB-123-ARTECHE

Máy biến điện áp sử dụng ngoài trời, theo tiêu chuẩn IEC – 186

Điện áp sơ cấp định mức của lưới kV 110

Điện áp lớn nhất của lưới cho phép làm việc kV 123

Điện áp pha định mức cuộn sơ cấp kV 110/ 3

Trang 12

1.3.3 Thiết bị phân phối phía 22 kV

1 Tủ máy cắt VB-25/20

Máy cắt chân không loại VB-25/20 nằm trong tủ máy cắt, có thể kéo ra ngoài, bộ

truyền động lò xo tích năng bằng động cơ hoặc bằng tay Thao tác từ xa, tại chỗ bằng lệnh tại bộ rơ le số trên cửa tủ ngăn hạ áp hoặc nút ấn cơ khí trên cửa tủ ngăn cao áp

Thời gian chịu ngắn mạch sec 3

2 Máy biến dòng điện

- Tỉ số biến dòng 2000/5A

+ Cấp chính xác lõi 2, 3 : 5P20; 15 VA

- Điện áp định mức : 24 kV

3 Máy biến điện áp EGG20-RICHTER

Điện áp định mức cuộn sơ cấp : 23kV

Thông số các cuộn thứ cấp :

Cuộn dây 1

3

11,0

kV

Cuộn dây 2

3

11,0

kV

Trang 13

- Bảo vệ quá dòng phía 22kV :7SJ531

- Bảo vệ khảng cách : 7SA513, 7SA511,REL511

- Bảo vệ so lệch thanh cái trở kháng thấp: 7SS52

- Bảo vệ chống từ chối tác động của MC: 7SV512

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE

Ngắn mạch trong hệ thống điện là hiện tượng các pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính), lúc xảy ra ngắn mạch tổng trở của hệ thống giảm đi, dòng điện tăng lên đáng kể gọi là dòng điện ngắn mạch Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định các trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất (INmax) và dòng điện ngắn mạch bé nhất (I Nmin) đi qua đối tượng bảo vệ để lựa chọn thiết bị bảo vệ rơ le,cài đặt,chỉnh định các thông số và kiểm tra độ nhạy của

rơ le

Việc tính toán ngắn mạch dựa trên các giả thiết:

- Các máy phát điện không có dao động công suất , nghĩa là góc lệch pha giữa các vecto suất điện động của máy phát là không đổi và gần bằng 0 Tính toán thực tế cho thấy phụ tải (pt) hầu như không tham gia vào ngắn mạch (NM) ban đầu, do vậy ta có thể bỏ qua pt khi tính NM ban đầu

Trang 14

- Có thể dùng phương pháp xếp chồng để tính toán

- Bỏ qua điện trở:

+ Với điện áp >1kv thì bỏ qua R vì R<<X + Với điện áp <1kv thì R>1/3X

- Bỏ qua điện dung và dòng từ hóa máy biến áp

- Các tính toán thực hiện ở dạng tương đối cơ bản

2.1.ĐIỆN KHÁNG CÁC PHẦN TỬ VÀ SƠ ĐỒ THAY THẾ

Đối với tính toán bảo vệ rơ le,chọn các đại lượng cơ bản sau:

cb

S I

cb

S I

U

   kA Cấp điện áp 22 kV có Ucb3= 23 kV

cb

S I

Trang 15

C-H = 32 % ; UN

T-H = 20 %

% 20, 5

0, 205

100 100

C N C

T

H N H

U X

X U X



2.2.TÍNH TOÁN DÕNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

Xác định dòng điện ngắn mạch qua các vị trí đặt BI trong các chế độ:

- Trạm vận hành 1 máy biến áp, SN =SNmax

- Trạm vận hành 2 máy biến áp, SN =SNmin

Trang 16

Công suất ngắn mạch trên thanh góp là nhỏ nhất

N3 N’3

Trang 17

N’1

BI1 N1

Trang 18

N’1

BI1 N1

0 0,1

H X

0,115

C X

0, 205

H X

Trang 19

N’1

BI1 N1

0 0,1

H X

0,115

C X

0, 205

H X

phía 110kV, vh 1 mba, SNMAX

Dòng thứ tự không chạy từ hệ thống về điểm ngắn mạch:

BI2

1 0,0625

Trang 20

BI2

2 0,0625

H X

0,115

C X

Hình 2.8: Sơ đồ nghịch ngắn mạch 110kV, vh 1 mba, S NMAX

BI2

0 0,1H

Trang 21

Hình 2.10: Phân bố dòng TTK khi ngắn mạch N (1,1) phía 110kV, vh 1 mba, S NMAX

Dòng qua dây trung tính mba:

Trang 22

-1BI:giống nhƣ điểm N2

IBI1=5,237

-2BI: không có dòng qua 2BI

-4BI: giống nhƣ điểm N2

phía 110kV, vh 1 mba, S NMAX

I1BI(1)=I1N+ I2N+ I0H =2,174+2,174+0,518 = 4,866 -2BI: I2BI=3.I1N=3.2,174= 6,522

-3BI: Không có dòng qua

-4BI: I 4BI =ITT=2,714

*Điểm N2’:

I1BI(1)=4,866

Trang 23

N3

0

0,1

H X

0,115

C X

Trang 24

2.2.2.KHI TRẠM VẬN HÀNH 2 MÁY BIẾN ÁP SONG SONG, S N =S NMIN

Trang 25

0 0,1

X

0,115

C X

0,205

H X

0,115C

X

0,205

H X

Hình 2.16: Sơ đồ không ngắn mạch phía 220kV, vh 2 mba, S NMIN

Trang 26

0 0,1

phía 220kV, vh 2 mba, SNMIN

Dòng thứ tự không chạy từ hệ thống về điểm ngắn mạch:

Trang 27

-1BI: Chỉ có thành phần dòng thứ tự không qua

I1BI = I0B = 1,623

-2BI: không có dòng qua

0 0,1

Hình 2.18:Phân bố dòng thứ tự không khi ngắn mạch N (1,1)

phía 220kV, vh 2 mba, S NMIN

Trang 28

Dòng thứ tự không chạy từ hệ thống về điểm ngắn mạch:

-4BI: I 4BI = ITT = -2,727

2,Ngắn mạch phía 110kV: các dạng ngắn mạch N(2)

, N(1,1), N(1)Điểm ngắn mạch:N2 và N2’

Trang 29

BI2

1 0,0875

Trang 30

phía 110kV, vh 2mba, S NMIN

Trang 31

I02BI =0,5 I0N = 1,421 Dòng pha lớn nhất:

IBI2= I12BI+ I22BI + I02BI =1,421.3 = 4,263

-4BI: I 4BI = ITT = 2,814

*Điểm N2’:

I1BI = 3,402

-2BI: giống nhƣ điểm N2: I2BI = 4,263

I 4BI = 2,814

c,Xét dạng ngắn mạch N (1,1) :

1

2 1

H X

/ 2

0,0575

C X

/ 2 0,1025

H X

0N 3,717

I  

Hình 2.22: Phân bố dòng TTK khi ngắn mạch N (1,1)

phía 110kV, vh 2 mba, SNMIN

Dòng qua dây trung tính của mba:

0 3, 717

TT N

Trang 32

*Dòng điện N (1,1) đi qua các BI:

-1BI:giống nhƣ điểm N2 : I1BI = 3,418

-2BI: giống nhƣ điểm N2: I2BI = 4,085

-4BI: giống nhƣ điểm N2 : I4BI = ITT = -3,717

3,Ngắn mạch phía 22kV: dạng ngắn mạch N(2)

N’3BI1

Hình 2.23: Sơ đồ thuận ngắn mạch phía 22kV, vh 2 mba, SNMIN

Trang 33

Trang 34

Bảng 2-2 Giá trị dòng điện qua các BI khi NM phía 110kV

Chế độ Bảo vệ 3BI 1BI 2BI 4BI BI0

Trang 35

Hình 2.24: Kết quả tính toán ngắn mạch

CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ

3.1.CÁC LOẠI HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH

THƯỜNG CỦA MÁY BIẾN ÁP

1BI

2BI

3BI 4BI

110 kV

22 kV

220 kV

Imax=6,522(Smax,1MBA,N2(1)) Imin=2,986(Smin,2MBA,N2(2))

Imax=2,614(Smax,1MBA,N3(3)) Imin=1,750(Smin,2MBA,N3(2)) Imax=3,555(Smax,1MBA,N2(1))

Imin=2,435(Smin,2MBA,N1(1))

Trang 36

Những loại hư hỏng thường xảy ra đối với máy biến áp:

+ Hư hỏng bên trong MBA bao gồm:

- Chạm chập giữa các vòng dây

- Ngắn mạch giữa các cuộn dây

- Chạm đất (vỏ) và ngắn mạch chạm đất

- Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp

- Thùng dầu bị thủng hoặc rò dầu

+ Hư hỏng bên ngoài cuộn dây MBA bao gồm:

- Ngắn mạch 1 pha trong hệ thống

- Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống

Chế độ làm việc không bình thường là chế độ làm việc của máy biến áp có

một số chỉ tiêu vượt ra ngoài giới hạn cho phép Các chế độ điển hình là:

- Quá tải: dòng điện hoặc công suất vượt quá giá trị danh định Máy biến áp chỉ cho phép làm việc trong 1 thời gian nhất định gọi là thời gian cho phép tcp Hệ số quá tải càng lớn kqt =

B tăng đến mức quá bão hoà nếu điện áp tăng cao hoặc tần số giảm thấp

do thao tác đóng cắt hoặc do trục trặc của bộ điều chỉnh điện áp

- Nhiệt độ dầu hoặc dây quấn quá cao: nhiệt độ cao ảnh hưởng đến chất lượng cách điện và nếu vượt quá giới hạn sẽ làm hỏng cách điện

- Lọt khí vào dầu hoặc dầu bị vơi: là trạng thái không bình thường đối với MBA làm mát và cách điện bằng dầu

3.2.CÁC LOẠI BẢO VỆ CẦN ĐẶT

Muốn máy biến áp làm việc an toàn cần phải tính đầy đủ các hư hỏng bên trong máy biến áp và các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của máy biến áp, từ đó đề ra các phương án bảo vệ tốt nhất Những loại bảo vệ thường dùng để chống lại các loại sự cố và chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp bao gồm:

3.2.1.Bảo vệ so lệch dòng điện (BVSL)

1) Nhiệm vụ

Trang 37

BVSL đƣợc dùng làm bảo vệ chính cho MBA chống lại sự cố giữa các pha

Bảo vệ sẽ tác động khi xảy ra ngắn mạch trong khu bảo vệ và đi cắt ngay tất cả các máy cắt

2) Nguyên lý hoạt động

Xét một máy biến áp tự ngẫu đƣợc cung cấp bởi 2HTĐ (HTĐ1,HTĐ2), đặt 3 máy biến dòng điện 1BI, 2BI, 3BI, theo đúng cực tính Dòng điện thứ cấp của các biến dòng lần lƣợt IT1, IT2, IT3 ngƣợc chiều với dòng sơ cấp Is1, Is2, Is3

Hình 3-1: Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch

Nếu bỏ qua dòng từ hoá của BI (I 0) ,

I T

n

I

I  thì : I I IT 3 0

2 T 1 T

0III

2 T 1 T kcb

Trang 38

Hình 3-2: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm dùng cho MBATN

(Rơ le điện cơ ) HM-hãm theo thành phần hài bậc 2 trong dòng điện từ hoá máy biến áp

Dòng làm việc:  .LV I.T1  (I.T2 I.T3 )

Các dòng hãm: T 2

1 T 1 H

.

K)

III

Trang 39

Hình 3-3: Bảo vệ chống chạm đất có giới hạn dùng cho máy biến áp tự ngẫu

Vùng bảo vệ được xác định trong phạm vi các biến dòng ở điểm trung tính và các biến dòng ở các pha

Trong điều kiện làm việc bình thường và ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ ta có:

0

.

0

.

II

IĐ- dòng điện chạy qua dây trung tính máy biến áp

Nếu bỏ qua sai số của máy biến dòng, ta có dòng điện chạy qua R bằng không và điện áp đặt trên rơle so lệch cũng bằng không

Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ toàn bộ dòng chạm đất sẽ chạy qua điện trở

R tạo nên điện áp đặt trên rơle so lệch rất lớn, rơle sẽ tác động

3.2.3 Bảo vệ quá dòng điện có thời gian

1) Nhiệm vụ

Bảo vệ quá dòng có thời gian thường được dùng làm bảo vệ chính cho máy biến

áp có công suất bé và làm bảo vệ dự phòng cho máy biến áp có công suất trung bình và lớn để chống dạng ngắn mạch bên trong và bên ngoài máy biến áp

2) Nguyên lý hoạt động

Dòng điện khởi động của bảo vệ này được chọn theo điều kiện:

Trang 40

INmin Ikđ = LVmax

v

m at

I.K

K.K

Trong đó: Ilvmax- dòng điện làm việc lớn nhất cho phép đối với phần tử được bảo vệ;

INmin - dòng điện ngắn mạch cực tiểu đi qua bảo vệ đảm bảo cho rơle còn khởi động được;

Km- hệ số mở máy của phụ tải động cơ có dòng điện chạy qua chỗ đặt bảo vệ, thường lấy Km=25;

Kat- hệ số an toàn, Kat = 1,11,2;

Kv- hệ số trở về, Kv = 1

Thời gian làm việc của bảo vệ: đối với rơle số hiện nay có 2 loại đặc tính thời gian độc lập và thời gian phụ thuộc nên có thể chọn 1 trong 2 đặc tính phù hợp với điều kiện thực tế

Bảo vệ quá dòng như trên không đảm bảo tính chọn lọc trong lưới điện phức tạp nên để tăng tính chọn lọc ở đây người ta đặt thêm bộ phận định hướng công suất

3.2.4.Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

1) Nhiệm vụ

Với máy biến áp có công suất nhỏ, bảo vệ quá dòng cắt nhanh dược sử dụng làm bảo vệ chính Với các máy biến áp có công suất trung bình và lớn nó được dùng làm bảo vệ dự phòng chống ngắn mạch giữa các pha cho máy biến áp

3.2.5.Bảo vệ chống quá tải

Quá tải làm tăng nhiệt độ của máy biến áp, nếu mức quá tải cao và kéo dài, máy biến áp bị tăng nhiệt độ quá mức cho phép, tuổi thọ của máy biến áp bị suy giảm nhanh chóng Để bảo vệ chống quá tải máy biến áp có công suất bé có thể sử dụng bảo vệ quá dòng thông thường, tuy nhiên quá dòng điện không thể phản ánh được chế độ mang tải của máy biến áp trước khi xảy ra quá tải

Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	1,71 MB

Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện nguyễn trung hiếu

Bảo vệ quá dòng điện có thời gian

RƠLE HỢP BỘ QUÁ DÒNG SỐ 7SJ