Đồ án tố nghiepj ngành hệ thống điện Nguyễn Huy Quân

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Mục lục LỜI NÓI ĐẦU Chương I : MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG BẢO VỆ 1.1 Mô tả đối tượng 1.1.1 Thông số 1.2.1 Hệ thống điện : 1.2.2 Đường dây D : 1.2.3 Máy biến áp : Chương II : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỀ RƠLE 2.1 Các giả thiết tính toán ngắn mạch : 2.2 Chọn đại lượng tính thông số phần tử : 2.2.1.Chọn đại lượng 2.2.2 Thông số phần tử : 2.3 sơ đồ thay tính ngắn mạch: 2.4.các phương án tính toán ngắn mạch : 2.4.1 Trường hợp máy biến áp làm việc (SNmax): đường dây // 10 2.4.2Trường hợp hai máy biến áp làm việc song song(SNmax):2 đường dây // .20 2.4.3.Trường hợp máy biến áp làm việc (SNmin): vận hành đường dây .31 2.4.4 Trường hợp hai máy biến áp làm việc song song(SNmin): vân hành đường dây.42 CHƯƠNG 3:LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 56 3.1 Tính toán lựa chọn thiết bị : 56 3.1.1 Máy cắt điện 56 3.1.2 Máy biến dòng điện: .57 3.1.3 Máy biến điện áp: 57 3.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHỌN LOẠI RƠLE SỬ DỤNG .58 3.2.1 HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA MBA 58 3.2.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI THIẾT BỊ BẢO VỆ 59 3.3 CÁC LOẠI BẢO VỆ CẦN ĐẶT CHO MBA TỰ NGẪU: 60 3.3.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm ( Diffirenttial relays with stablisation) ∆I 60 3.3.2 Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không (Bảo vệ chống chạm đất hạn chế - Restricted Earth Fault REF) I0 62 3.3.3 Rơle khí (BUCHHOLZ) cấp tác động RK 62 3.3.4 Bảo vệ nhiệt độ dầu  64 3.3.5 Bảo vệ dòng cắt nhanh I .64 3.3.6 Bảo vệ dòng có thời gian I> .64 3.3.7 Bảo vệ dòng thứ tự không I0> 64 3.3.8 Bảo vệ tải I≥ 64 3.3.9 Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 50BF .64 3.4 SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP .65 Chương IV 66 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Giới thiệu tính thông số 66 loại rơ le chọn sử dụng 66 4.1 Giới thiệu chung 66 4.2 Rơle bảo vệ so lệch số 7UT513 .67 4.2.1 Đặc trưng rơle 7UT513 68 4.2.2 Các chức thực .68 4.2.3 Thông số kỹ thuật 69 4.2.4 Thông số bảo vệ so lệch máy biến áp 74 4.2.5 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế .76 4.2.6 Phương thức hoạt động chức sử dụng 7UT513: 77 4.3 Rơle số 7SJ600 84 4.3.1 Đặc điểm rơle 7SJ600 84 4.3.2 Các chức rơle 7SJ600 85 4.3.3 Thông số kỹ thuật rơle 7SJ600 86 4.3.4 Nguyên lý làm việc: 88 Chương V 92 Tính toán thông số rơle 92 Kiểm tra làm việc bảo vệ 92 5.1 Tính toán thông số bảo vệ 92 5.1.1 Các số liệu cần thiết phục vụ tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp 92 5.1.2 Tính toán thông số bảo vệ .92 5.2 Kiểm tra làm việc bảo vệ 98 5.2.1 Bảo vệ so lệch có hãm (I/87) 98 5.2.2 Bảo vệ dòng có thời gian (51/ I) 104 5.2.3 Bảo vệ dòng thứ tự thời gian (51N/ I0 >): .106 5.2.4.Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không I / 87 N 108 5.4 Kết luận 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với tăng trưởng kinh tế quốc dân, hệ thống điện Việt Nam không ngừng phát triển, di trước bước nhằm phục vụ đắc lực cho nghiệp công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Điện nguồn lượng quan trọng sống người Nó sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông 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 thiếu thiết bị bảo vệ, tự động hoá 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 không 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 không bình thường mảng kiến thức quan trọng kỹ sư ngành hệ thống điện Với mong muốn học hỏi nâng cao hiểu biết thân thiết bị bảo vệ hệ thống điện nên em nhận đề tài tốt nghiệp “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220/110/35 kV” Trong thời gian qua, nhờ hướng dẫn tận tình cô giáo ThS Ngô Thị Ngọc Anh, giúp em trang bị cho em kiến thức chuyên ngành cần thiết Em xin chân thành cảm ơn ThS Ngô Thị Ngọc Anh em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, với khả trình độ hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót.Em mong nhận góp ý, bảo thầy cô giáo Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Chương I : MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG BẢO VỆ 1.1 Mô tả đối tượng Đối tượng bảo vệ trạm biến áp 220/110/35kV có MBA tự ngẫu B1 B2 mắc song song với Hai MBA cung cấp từ nguồn HTĐ HTĐ cung cấp đến góp 220kV trạm biến áp qua đường dây kép D Phía trung hạ áp có điện áp 110kV 35kV để đưa đến phụ tải BI4 BI1 N 1’ N 2’ BI2 D N1 N2 HTĐ 220kV 110kV N3’ BI3 N3 35kV 1.1.1 Thông số 1.2.1 Hệ thống điện : Có trung tính nối đất Công suất ngắn mạch chế độ cực đại : SNmax = 2100MVA Công suất ngắn mạch chế độ cực tiểu : SNmin = 0.8.SNmax = 1680MVA XOH = 1,2 X1H 1.2.2 Đường dây D : Chiều dài đường dây : L = 150km Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 X1 = 0,306  /km X0 = 2.X1 = 0,612  /km 1.2.3 Máy biến áp : Loại tự ngẫu pha cuộn dây Có cấp điện áp : 230/121/38,5 kV Sdđ = 250MVA U NC T = 11% U NC  H = 31% U NT  H = 17%  Uđc% = ± 10% Chương II : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỀ RƠLE 2.1 Các giả thiết tính toán ngắn mạch : 1) Tần số hệ thống không thay đổi Có nghiã suốt trình ngắn mạch, góc lệch pha sức điện động máy phát không đổi Do dòng ngắn mạch từ nguồn đến điểm ngắn mạch 2) Các mạch từ không bị băo hoà, tức điện cảm phần tử số mạch điện tuyến tính 3)Bỏ qua phụ tải (coi phụ tải không ảnh hưởng trình tính toán ngắn mạch) 4) Bỏ qua lượng nhỏ thông số số phần tử (Do toán thiết kế đòi hỏi độ xác không cao áp dụng ): - Bỏ qua dung dẫn đưòng dây điện áp thấp - Bỏ qua mạch không tải máy biến áp Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 - Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát điện, máy biến áp điện trở đường dây nhiều trường hợp 5) Hệ thống sức điện động ba pha nguồn đối xứng: - ngắn mạch không đối xứng phản ứng phần ứng pha lên từ trường quay không hoàn toàn giống Tuy nhiên, từ trường quay với tốc độ không đổi Khi sức điện động pha đối xứng.Thực tế hệ số không đối xứng sức điện động không đáng kể 2.2 Chọn đại lượng tính thông số phần tử : 2.2.1.Chọn đại lượng Chọn Scb = SdđMBA = 250 MVA ; Ucb=Utb=(220 /110 /35) -Cấp điện áp 230 kV có Utb1= 230 kV: Icb1= Scb =  U cb1 250 = 0,627 kA  230 -Cấp điện áp 121 kV có Utb2= 121 kV Icb2= Scb 250 = = 1,255 kA  115  U cb2 -Cấp điện áp 38,5 kV có Utb3 = 38,5 kV Icb3= Scb =  U cb 250 = 3,749 kA  38, 2.2.2 Thông số phần tử : a Điện kháng hệ thống : Hệ thống điện : X1maxH1 = X2maxH1 = S cb 250 = = 0,119 S Nmax 2100 X0maxH1 = 1,2 X1maxH1 = 1,2 0,119 = 0,143 S1Nmin = 0,8.S1Nmax = 0,8.2100 = 1680 MVA Đồ án tốt nghiệp X1minH1 = X2minH1 = Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 S cb 250 = = 0,149 S Nmin 1680 X0minH1 = 1,2 X1minH1 = 1,2 0,149 = 0,179 b Điện kháng đường dây: Đường dây D1: L = 150 km; X1 = 0,306  km X1D1 = X2D1 = X1.LD1 S cb 250 = 0,306 150 = 0,237 2202 U cb X0D1 = 2X1D1 = 0,237 = 0,474 c Điện kháng máy biến áp: U CN % = 1  UCNT %  UCNH %  UTNH % =  (11% +31% - 17%) = 12,5% 2 U TN % = 1  UCNT %  UTNH %  UCNH % =  (11% +17%-31%) = 0% 2 U HN % = 1  UCNH %  UTNH %  UCNT % =  (31% +17%-11%) = 18,5% 2 d Điện kháng cuộn dây: (Vì lấy Scb=SdđMBA nên ta có): C 12,5 XC = U N % = = 0,125 100 100 XT = U HN % 18,5 XH = = = 0,185 100 100 2.3 sơ đồ thay tính ngắn mạch: -Sơ đồ thứ tự thuận (nghịch :E=0) Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Xc 0,125 X 1H 2max 0,119 E HT ( X 1D / 0,118 XT XH 0,185 X 1H 2min ) 0,149 110kV 35kV 2).Sơ đồ thứ tự không XC 0,125 X H 2max 0,143 ( XT X 0D2 / 0, 237 XH 0,185 X H ) 0,179 2.4.các phương án tính toán ngắn mạch : a Sơ Đồ : S N max : 1MBA làm việc 22kV Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 b Sơ Đồ : S N max : 2MBA làm việc song song c Sơ Đồ : S N : 1MBA làm việc d Sơ Đồ : S N : 2MBA làm việc song song - Vị trí ngắn mạch : Phía I : vị trí điểm NM : N1 , N1/ Phía II : vị trí điểm NM : N2 , N2/ Phía III : vị trí điểm NM : N3 , N3/ - Dạng NM : + Để xác định dòng điện NM cực đại (INM max ) ta xét dạng ngắn mạch ) ta xét dạng ngắn mạch N(3),N(1) ,N(1,1) + Để xác định dòng điện NM cực tiểu (INM N(3),N(1) ,N(1,1) BI4 BI1 N 1’ N 2’ BI2 D N1 N2 HTĐ 220kV 110kV N3’ BI3 N3 35kV Sơ đồ nguyên lý vị trí đặt bảo vệ trạm biến áp Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 2.4.1 Trường hợp máy biến áp làm việc (SNmax): đường dây // 2.4.1.1Ngắn mạch phía 220kV: điểm ngắn mạch N1 va N1’ Sơ đồ thay thứ tự thuận; ( thứ tự nghịch E=0): N1 E HT X 1H1max X1D /2 0,119 0,118 X 1 0, 237 N1‘ E I 1 BI1 Sơ đồ thay thứ tự không : XC N1 X 0H1max X 0D /2 0,143 0,125 BI1 0,237 10 XH 0,185 U1N N1 N1/ BI1 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Phạm vi hãm bổ sung nhằm tránh cho rơle tác động nhầm lẫn BI bão hoà trường hợp xẩy ngắn mạch ngoài, giới hạn đường kéo dài đoạn đặc tính b bắt đầu trị số dòng điện IADD ON STAB = Tỷ lệ thành phần bậc đạt đến ngưỡng chỉnh định, tín hiệu cắt bị khoá tránh cho rơle khỏi tác động nhầm lẫn là15% Thời gian trễ cấp ISL> 0s Thời gian trễ cấp ISL>> 0s Thời gian trở rơle 0,1s Bảo vệ chống chạm đất hạn chế – REF (I0 / 87N) Dòng khởi động bảo vệ chống chạm đất hạn chế: Ikđ87N = k0IdđBI4 k0 : hệ số chỉnh định, thường chọn k0 = ( 0,2-0,3 ) lấy k0 = 0,2 IdđBI : dòng danh định BI phía 220kV: I ddBI1  1000A Ta có : I kd87N  0,2.1000  200A  0,2kA 5.1.2.2 Các thông số cài đặt cho bảo vệ dòng 7SJ600 Bảo vệ dòng cắt nhanh (I >>/ 50) Dòng điện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh tính theo công thức: Ikđ50 = Kat.INngmax Trong đó: Kat – Hệ số an toàn,thường chọn Kat = (1,2 - 1,3)lấy Kat = 1,2 INngmax – dòng điện ngắn mạch lớn qua bảo vệ INngmax = max( INmaxN 2; INngmaxN3 ) = max(2,762;1,83)=2,762 (theo kết tính toán chương II Đây dòng ngắn mạch lớn qua bảo vệ trường hợp ngắn mạch pha 110kV trường hợp SNmax ,một máy biến áp làm việc bảng 2.4.1) Vậy ta có: 95 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Ikđ50 = 1,2 x 2,762 = 3,3144 Trong hệ đơn vị có tên Ikđ50 = 3,3144 0,627 = 2,078 kA Dòng khởi động phỉa thứ cấp BI : I kd 50  I kd 50  0, 0104kA  10, A nBI Thời gian làm việc bảo vệ t = 2.Bảo vệ dòng thứ tự không cắt nhanh (I0 >>/50N) Dòng khởi động bảo vệ dòng thư tự không cắt nhanh: Ikđ50 = K0at.3I0Nngmax Trong đó: K0at – Hệ số an toàn,thường chọn K0at = (1,2 - 1,3)lấy K0at = 1,2 I0Nngmax – dòng điện ngắn mạch thứ tự không lớn qua bảo vệ I0Nngmax = maxBI1( I 0(1)N ; I 0(1,1) N ) = (0,533;0,596) = 0,596 Ikđ50 = 1,2 x x0,596 = 2,146 kA Thời gian làm việc bảo vệ t = 3.Bảo vệ dòng có thời gian (I >/ 51) Dòng khởi động bảo vệ dòng có thời gian tính theo công thức: I kd51  K at K m  I lvmax Kv I kd51  K.IddB Trong đó: K – hệ số chỉnh định, chọn K = (1,5  1,6) Lấy k =1,6 Vậy: Ikđ51= 1,6.IdđB * Phía điện áp 220kV: 96 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 220 I110 kd 51  1, 6.I ddB  1, 6.627,55  1004, 08 A *Phía điện áp 110kV 110 I35 kd 51  1,6.I ddB  1, 6.1255,1  2008,16 A *Phía điện áp 35kV 35 I 22 kd 51  1,6.IddB  1, 6.3749  5998, A -Thời gian làm việc bảo vệ dòng có thời gian :chọn đặc tính độc lập *Phía điện áp 35kV T35 = max  t 35D  + t 35 t 35 D = 0,5 - 1,5s Chọn t maxD = 1,5s t = 0,3s T35 = 1,5 + 0,3 = 1,8s *Phía điện áp 110kV T110 = max  t110 D  + t 110 t110 D = 0,5 – 0,7s Chọn t maxD = 0,7s t = 0,3s t35 = 0,7 + 0,3 = 1s *Phía điện áp 220kV 35 t110 = max  t110 D ; t D  + t t110 = 1,8 + 0,3 = 2,1s 4.Bảo vệ dòng thứ tự thời gian (Io >/51N) Dòng điện khởi động bảo vệ dòng thứ tự không tính theo công thức: Ikđ51N = K0.IdđBI Trong đó: K0 – hệ số chỉnh định, K0 = 0,2  0,3 Chọn K0 = 0,2 IdđB – dòng điện danh định phía sơ cấp BI đấu với 51N *Phía điện áp 220kV Ikđ51N = K0 I ddBI = 0,2.1000 = 200A 97 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 *Phía điện áp 110kV Ikđ51N = K0 I ddBI = 0,2.2000= 400A -Thời gian làm việc bảo vệ dòng thứ tự thời gian :chọn đặc tính độc lập -Tính toán cho phía điện áp 110,220kV *Phía điện áp 110kV T110 = max  t110 D  + t 110 t110 D = 0,5 – 0,7.Chọn t maxD = 0,7s t = 0,3s T110 = 0,7 + 0,3 = 1s *Phía điện áp 220kV T220 = max  t 35 D  + t T220 = + 0,3 = 1,3s 5.2 Kiểm tra làm việc bảo vệ 5.2.1 Bảo vệ so lệch có hãm (I/87) Kiểm tra độ an toàn hãm ngắn mạch vùng bảo vệ (N2 , N3): -Để kiểm tra hệ số an toàn hãm ngắn mạch vùng bảo vệ, ta kiểm tra hệ thống có công suất ngắn mạch cực đại, xét với dòng điện lớn qua bảo vệ ngắn mạch N2 ,N3 -Hệ số an toàn hãm đựoc xác định theo công thức: K atH  IH I Hng Trong đó: IH – Dòng hãm có ngắn mạch với trị số dòng ngắn mạch xuyên qua MBA lớn IH = 2.INngmax 98 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 IHng – Dòng hãm ngưỡng Theo lý thuyết dòng so lệch trường hợp ngắn mạch ISL =0 Thực tế sai số BI nên : ISL = Ikcb =( Kđm.Kkck.fi+Uđc).INngmax  0,25.INngmax -Để tránh bảo vệ tác động nhầm với cố ngắn mạch chạm đất vùng bảo vệ MBA dòng điện đem so sánh cần phải trừ thành phần TTK phái MBA có trung điểm nối đất trực tiếp * Đối với điểm N2: -Dòng ngắn mạch lớn qua bảovệ , trường hợp ngắn mạch pha 110 kV chế độ SNmax, máy biến áp làm việc: ISL = INng-max = 0,25.IN2-max = 0,25.2,762 = 0,6905 IH = 2INng-max = 2IN2-max = 2.2,762 = 5,524 Đường thẳng ISL = 0,3905 cắt đường đặc tính tác động b A Ta có: tgα1  ISL I 0,6905  I Hng  SL   2, 762 I Hng tgα1 0,25 -Hệ số an toàn hãm : k atH  IH 5,524  2 I Hng 2, 762 * Đối với điểm N3: INngmax = IN3max -Trong dòng ngắn mạch lớn qua bảovệ , trường hợp ngắn mạch pha 35 kV chế độ SNmax, máy biến áp làm việc: ISL = INng-max = 0,25.IN3-max = 0,25.1,83 = 0,4575 IH = 2INng-max = 2IN3-max = 2.1,83 = 3,66 Đường thẳng ISL = 0,4575 cắt đường đặc tính tác động b B 99 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Ta có: tgα1  ISL I 0,4575  I Hng  SL   1,83 I Hng tgα1 0,25 -Hệ số an toàn hãm : k atH  IH 3, 66  2 I Hng 1,83 Dựa vào đường đặc tính bảo vệ 7UT513 ta xác định trị số ngưỡng dòng hãm IHng : 100 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Bảng 5.2: Kết kiểm tra hệ số an toàn hãm ngắn mạch vùng bảo vệ Điểm NM N2 N3 ISL 0,6905 0,4575 IH 5,524 3,66 IHng 2,762 1,83 KatH 2 Thông số Kiểm tra độ nhạy ngắn mạch vùng bảo vệ (N/1;N/2:N/3) Khi ngắn mạch vùng bảo vệ so lệch, trạm cấp điện từ phía 220kV ISL trường hợp dòng qua cuộn dây phía 220kV Dòng hãm trường hợp tổng trị số dòng điện phía máy biến áp quy đổi phía 220kV Để kiểm tra độ nhậy bảo vệ so lệch ta xét dòng ngắn mạch nhỏ xảy ngắn mạch vùng bảo vệ ( điểm ngắn mạch N1 , N2 , N3 ) chế độ công suất ngắn mạch cực tiểu máy biến áp làm việc Để tránh tác động nhầm cố ngắn mạch chạm đất vùng bảo vệ máy biến áp, dòng ngắn mạch đem so sánh cần loại bỏ thành phần thứ tự không phía máy biến áp có trung điểm nối đất trực tiếp Đối với hợp bảo vệ so lệch Siemens chế tạo : ISL = IH = IN-min(-0) Hệ số nhạy xác định theo công thức: kn  I N min( 0 ) ISLng 101 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Trong đó: ISL(Nmin) – Dòng so lệch cực tiểu ngắn mạch vùng bảo vệ (Đã loại trừ thành phần thứ tự không) ISLng – Trị số ngưỡng dòng so lệch tương ứng với INmin (-0) a,Khi ngắn mạch điểm N1 : -Từ kết tính toán ngắn mạch chương , dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N1 chế độ SNmin 1MBA làm việc phải so sánh IBI(-0) dạng N (2) , N (1) , N (1,1) từ tìm INmin (-0) = 2.1,4 = 2,8 => ISL = IH =INmin (-0) = 2,8 Đường thẳng IH = 2,8 cắt đường đặc tính tác động b F ISLng = IH tg1 = 2,8.0,25 = 0,7 -Hệ số độ nhậy: kn  ISL 2,8  4 ISLng 0, ' b Điểm ngắn mạch N : Từ kết tính toán ngắn mạch chương II, dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N/2 chế độ SNmin 1MBA làm việc -Dạng ngắn mạch N (2) ISL = INmin(-0) = 2,447 = IH Đường thẳng IH = 2,447 cắt đường đặc tính tác động b D Vậy: tgα1  ISLng ISL -Hệ số độ nhậy:  ISLng  tg1  I SL  0, 25  2, 447  0, 612 kn  I Nmin(-0) ISLng  2, 447 4 0, 612 102 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 ' c Điểm ngắn mạch N : Từ kết tính toán ngắn mạch chương II, dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N/3 chế độ SNmin 1MBA làm việc -Dạng ngắn mạch N (2) ISL = INmin(-0) = 1,5 = IH Đường thẳng IH = 1,5 với đường đặc tính tác động b E Ta có: tgα1  -Hệ số độ nhậy: Kn  ISLng ISL  ISLng  tg1 I SL  0, 25.1,  0,375 I Nmin(-0) ISLng  1, 4 0,375 103 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Bảng 5.3 : Kết kiểm tra hệ số độ nhậy bảo vệ Điểm ngắn mạch N/ N/ N/ ISL 2,8 2,447 1,5 IH 2,8 2,447 1,5 ISLng 0,7 0,612 0,.75 Kn 4 Thông số 5.2.2 Bảo vệ dòng có thời gian (51/ I) -Hệ số độ nhậy chức bảo vệ dòng có thời gian xác định theo công thức: K n51  I Nmin(cuèi vïng) I kd51 Imin (cuối vùng) = min( INminN2; INminN3): Dòng điện ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ có ngắn mạch cuối vùng bảo vệ Ikđ51 : dòng khởi động bảo vệ a.Phía điện áp 220kV : kiểm tra độ nhạy với điểm N2 N3 Imin (cuối vùng) = min{ INminN2; INminN3} Từ kết tính toán ngắn mạch chương II, dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(2) điểm N3 chế độ SNmin hai máy biến áp làm việc ta INmin (cuối vùng) =0,925 104 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Trong hệ đơn vị có tên : INmin (cuối vùng) = 0,925  0,627  0,58 kA Hệ số độ nhậy bảo vệ xác định sau: K n51(110)  I Nmin(cuèi vïng) I kd51(110)  0,58.103  => không thỏa mãn 627, 55 => Ta phải sử dụng bảo vệ dòng TTN Dòng bảo vệ dòng TTN chọn : I kd51 I2  0,3.I ddB  0,3.627, 55  188, A Dòng ngắn mạch thứ tự nghịch nhỏ qua bảo vệ : I N  I NminN2 0,58.103   334,85 3 Độ nhạy bảo vệ : Kn  I 2Nmin 334,85   1, 78 I kd51 I2 188, Như độ nhạy đạt yêu cầu b.Phía điện áp 110kV Từ kết tính toán ngắn mạch chương II, dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ : INmin (cuối vùng) =0,965 Trong hệ đơn vị có tên : INmin (cuối vùng) = 0,965  0, 627  1,18 kA Hệ số độ nhậy bảo vệ xác định sau: K n51(110)  I Nmin(cuèi vïng) I kd51(110)  1,18.103  => không thỏa mãn 2008, => Ta phải sử dụng bảo vệ dòng TTN Dòng bảo vệ dòng TTN chọn : I kd51 I2  0,3.I ddB  0,3.1255,1  376, 53 A Dòng ngắn mạch thứ tự nghịch nhỏ qua bảo vệ : 105 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Dòng ngắn mạch thứ tự nghịch nhỏ qua bảo vệ : I N  I NminN2 1,18.103   681, 27 3 Độ nhạy bảo vệ : Kn  I 2Nmin 681, 27   1,81 I kd51 I2 376,53 Như độ nhạy đạt yêu cầu c.Phía điện áp 35kV Từ kết tính toán ngắn mạch chương II, dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ : INmin (cuối vùng) =0,925 Trong hệ đơn vị có tên : INmin (cuối vùng) = 0,925  3, 749  3, 47 kA Hệ số độ nhậy bảo vệ xác định sau: K n51(110)  I Nmin(cuèi vïng) I kd51(110)  3, 47.103  => không thỏa mãn 5998, => Ta phải sử dụng bảo vệ dòng TTN Dòng bảo vệ dòng TTN chọn : I kd51 I2  0,3.I ddB  0, 3.3749  1124, A Dòng ngắn mạch thứ tự nghịch nhỏ qua bảo vệ : I N  I NminN2 3, 47.103   2003, 3 Độ nhạy bảo vệ : Kn  I 2Nmin 2003,   1, 78 I kd51 I2 1124, Như độ nhạy đạt yêu cầu 5.2.3 Bảo vệ dòng thứ tự thời gian (51N/ I0 >): 106 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 -Hệ số độ nhạy chức bảo vệ dòng thứ TTK xác định theo công thức: K n51N  3.I 0Nmin(cuèi vïng) I kd51N Trong đó: I0Nmin - Dòng điện thứ tự không cực tiểu qua bảo vệ có ngắn mạch cuối vùng bảo vệ Ikđ51N - Dòng khởi động bảo vệ a.Phía điện áp 220kV (qua BI1) I0min (cuối vùng) = min{ I 0(1)N , I 0(1,1) N2 } Từ kết tính toán ngắn mạch chương II, dòng thứ tự không cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(1) N2 chế độ SNmin hai máy biến áp làm việc ta I0min (cuối vùng) = I0H  0,162 kA Trong hệ đơn vị có tên : I0Nmin (cuối vùng) = 0,162.0,627 = 0,102 kA Hệ số độ nhậy bảo vệ xác định sau: K N51(110)   I0Nmin(cuèi vïng) I kd51(110)  0,102.103   1, 53 200 b.Phía điện áp 110kV qua BI2 I0min (cuối vùng) = min{ I 0(1)N , I 0(1,1) N2 } Từ kết tính toán ngắn mạch chương II, dòng thứ tự không cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(1) N2 chế độ SNmin hai máy biến áp làm việc ta : I0min (cuối vùng)  I0 H  0, 42 kA Trong hệ đơn vị có tên : INmin (cuối vùng) =0,42.1,255 = 0,4271 kA 107 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Hệ số độ nhậy bảo vệ xác định sau: K n51(22)   I0Nmin(cuèi vïng) I kd51(22)  0, 5271 103   3,95 400 5.2.4.Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không I / 87 N Hệ số độ nhạy : kn87 N  3I N I 0kd 87 N Trong : I N - dòng điện thứ tự không cực tiểu điểm ngắn mạch N1' , N 2' (sơ đồ 3) I kd 87 N - dòng khởi động bảo vệ Tại điểm N1' :    I N  I 0(1)N ' , I 0(1,1)  0,33; 0,398 N' Tại điểm N 2' :  I N  I 0(1)N ' , I 0(1,1)  0,165; 0, 24 N' Vậy I N  0,165 Trong hệ đơn vị có tên : I N  0,165.627,55  103,55 Hệ số độ nhạy : kn87 N  3I N 3.103, 55   1, 55 I 0kd 87 N 200 5.4 Kết luận Qua kết tính toán , kiểm tra ta thấy hai bảo vệ 7UT513 7SJ600 cài đặt thong số giới hạn cho phép thiết bị để bảo vệ an toàn cho MBA trước cố trạm 108 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.VS.TSKH Trần Đình Long Bảo vệ hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2007 PGS.TS Lã Văn Út Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2000 3.TS.Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2004 4.PGS.Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp phần điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2005 109 [...]... 1,83 -Dòng qua các BI khác = 0 2.4.1.3 Ngắn mạch phía 110 kV,( điểm ngắn mạch N2, N2’ ) : - Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch: X1 N1 0,237 N1 XC 0,125 BI1 XT 0 N/2 N2 BI2 14 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 X1 0,362 N2 E I 1 U1N - Sơ đồ thay thế thứ tự không : 15 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 X OH 0, 237 XC XT 0,125 0 BI1 N2 BI2 XH 0,185 U0N X OH  X C 0,362 XT 0 I OH I O XH... BI khác bằng 0 Điểm N/2 : -Dòng điện các thành phần chạy qua BI: IBI1 = 1,49 IBI2 = 1,872 28  1,4978, 65 =1,49 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 IBI3 = 0 IBI4 = I0TT = 2,352 kA Dòng qua các BI khác bằng 0 c Dòng điện ngắn mạch một pha N(1) : -Điện kháng phụ: X = X 2 Σ  X 0 Σ = 0, 2955  0,174  0, 4695 -Các thành phần dòng điện đối xứng tại chỗ ngắn mạch -Dòng điện thứ tự thuận I 1Σ  1 1 ... 106,24 IBI1 = 2,77 34 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 -Dòng điện chạy qua BI4 IBI4 = 3 x IOB x Icb1 = -3 x 0,839 x 0,627= 1,578 kA Dòng qua các BI khác = 0 c.Dòng điện ngắn mạch một pha N(1) -Điện kháng phụ: X = X 2 Σ  X 0 Σ = 0,386 + 0,21 = 0,596 -Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch I 1Σ  I 2   I O  1 1   1, 02 X 1Σ  X Δ 0, 386  0, 596 -Điện áp chỗ ngắn mạch U... dòng qua BI1 Điểm N1/ : IBI1 = IN = 4,22 21 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Dòng qua các BI khác = 0 b Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): -Điện kháng phụ: X Δ  X 2Σ //X 0Σ  X 2Σ X 0Σ 0,237  0,11   0,075 X 2Σ  X 0Σ 0,237  0,11 -Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch: -Dòng điện thứ tự thuận: I1Σ  1 1   3, 2 X1Σ  X Δ 0, 237  0, 075 -Dòng điện thứ tự nghich: I2Σ  I1Σ  X OΣ 0,11... vận hành 1 đường dây -Các dạng ngắn mạch cần tính toán N(2) ; N(1,1) ;N(1) *Nhận xét: 31 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Do việc tính toán ở chế độ SNMIN nhằm mục đích xác định độ nhậy cho bảo vệ Rơle, nên để tìm dòng nhỏ nhất qua rơle ta xét trường hợp sửa chữa một đường dây có tổng trở từ hệ thống đến nhỏ hơn 2.4.3.1 Ngắn mạch phía 220kV -Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch N1 E HT E... 0,174 2 2 0,38  0, 625  0, 0925 a Dòng điện ngắn mạch ba pha N(3) -Dòng điện tại điểm ngắn mạch 26 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 I N  I1  I 2   E 1   3,384 X1Σ 0, 2955 Điểm N2 IBI1 = IBI2 = IN /2= 1,692 Dòng qua các BI khác = 0 Điểm N2/ IBI1 = IN /2= 1,692 IBI2 = -1,692 Dòng qua các BI khác = 0 b Dòng điện ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) -Điện kháng phụ: X Δ  X 2Σ //X 0Σ  X 2Σ X... -2,744 IBI2 = 0 IBI3 = 0 IBI4 = I0TT = 5,177 kA c Ngắn mạch một pha N(1) : -Điện kháng phụ: X = X 2 Σ  X 0 Σ = 0,362  0,122  0, 484 -Các thành phần dòng điện đối xứng tại chỗ ngắn mạch I 1Σ  I 2   I O  X 1Σ 1 1   1,182  I 0 T 1 0, 362  0, 484  XΔ -Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch: 18 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 U 0N   I 0Σ  X 0Σ  1,182  0,122  0,144 -Phân bố dòng... chạm đất N(1,1) - Điện kháng phụ: X Δ  X 2Σ //X 0Σ  X 2Σ X0Σ 0, 237  0,17   0,099 X 2Σ  X 0Σ 0, 237  0,17 -Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch: 11 Đồ án tốt nghiệp I1Σ  Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 1 1   2,98 X1Σ  X Δ 0, 237  0,099 I 2Σ   I1Σ  I0Σ   I1Σ  X O 0,17  2,98   1, 245 X 2Σ  X 0Σ 0, 237  0,17 X 2 0,237  2,98   1,735 X 2Σ  X 0Σ 0, 237  0,17 - Điện áp thứ tự không... IBI1 = IBI2 = IBI3 = IBI4 = 0 Điểm N1/ :IBI1 = I N(2) = 2,24 IBI2 = IBI3 = IBI4 = 0 b.Dòng điện ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) -Điện kháng phụ: X Δ  X 2Σ //X 0Σ  N1 X 2Σ X 0Σ 0,386  0,21   0,136 X 2Σ  X 0Σ 0,386  0,21 -Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch: 33 Đồ án tốt nghiệp I1Σ  Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 1 1   1,916 X1Σ  X Δ 0,386  0,136 I2Σ  I1Σ  X 0 0, 21  1,916   1,16... Dòng điện tại điểm ngắn mạch I N  I1  I 2   E 1   2,762 X1Σ 0,362 16 Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Huy Quân –Đ4H1 Điểm N2 IBI1 = IBI2 = IN = 2,762 - Dòng qua các BI khác = 0 Điểm N2/ IBI1 = IN = 2,762 - Dòng qua các BI khác = 0 b Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) - Điện kháng phụ: X Δ  X 2Σ //X 0Σ  X 2Σ X 0Σ 0,362  0,122   0, 091 X 2Σ  X 0Σ 0,362  0,122 -Các thành phần đối xứng dòng điện