Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện Nguyễn Quốc Cường

Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC LỜI NÓI ĐẦU NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP .3 CHƢƠNG I:MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH .5 1.1 Mô tả đối tƣợng 1.2 Các thông số CHƢƠNG II: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE 2.1 Các giả thiết tính toán ngắn mạch 2.2 Chọn đại lƣợng tính thông số phần tử 2.3 Sơ đồ thay tính ngắn mạch 2.4 Các phƣơng án tính toán ngắn mạch 10 2.4.1 Trƣờng hợp máy biến áp làm việc (SNmax) 11 2.4.2 Trƣờng hợp hai máy biến áp làm việc song song(SNmax) 20 2.4.3.Trƣờng hợp máy biến áp làm việc (SNmin) 29 2.4.4.Trƣờng hợp máy biến áp làm việc song song, SNmin 40 CHƢƠNG III: LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ 50 3.1 Các hƣ hỏng chế độ làm việc không bình thƣờng máy biến áp 50 3.2 Các loại bảo vệ cần đặt 51 3.3 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ 62 3.4 Chọn máy cắt máy biến d ng điện máy biến điện áp 63 CHƢƠNG IV: GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CỦA CÁC LOẠI RƠLE ĐỊNH SỬ DỤNG 67 4.1 Hợp bảo vệ so lệch 7UT613 67 4.2 Hợp bảo vệ d ng 7SJ621 84 CHƢƠNG V: CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠLE 94 5.1 Tính toán thông số bảo vệ 94 5.2 Kiểm tra làm việc rơle bảo vệ 104 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 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 110/35/22 kV” Đồ án gồm chương: Chương 1: Mô tả đối tượng bảo vệ, thông số Chương 2: Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ Chương 4: Giới thiệu tính thông số loại rơle chọn Chương 5: Tính toán thông số bảo vệ, kiểm tra làm việc rơle Trong thời gian qua, nhờ hướng dẫn tận tình cô giáo Th.S Ngô Thị Ngọc Anh, giúp em trang bị cho em kiến thức chuyên ngành cần thiết Em xin chân thành cảm ơn Th.S 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 Sinh viên Nguyễn Quốc Cường SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp NHIỆM VỤ THIẾT KẾ BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP Họ tên: Nguyễn Quốc Cường Khoa: Hệ thống điện - Lớp : Đ4 - H1 Trường Đại Học Điện Lực Đầu đề thiết kế: Thiết kế bảo vệ cho trạm biến áp 110/35/22 kV -2  50 MVA Các số liệu ban đầu: 22 kV 110 kV B1 HTĐ HTĐ D1 D2 B2 35 kV Hệ thống điện: HTĐ1 : S1Nmax = 1250 MVA ; S1Nmin = 0,7 S1Nmax ; X0H1 = 1,2 X1H HTĐ2: S2Nmax = 2000 MVA ; S2Nmin = 0,75 S2Nmax ; X0H2 = 1,35 X1H Đƣờng dây: D1 : L1 = 70 km ; X1 = 0,401/ km ; X0 = X D2: L2 = 60 km ; X1 = 0,392 / km ; X0 = X1 Máy biến áp B1, B2: B1,B2- Sdđ = 50 MVA Cấp điện áp: 121/ 38,5/ 24 kV UNC-T= 10,5 % UNC-H = 17 % UNT-H = % Giới hạn điều chỉnh Uđc =  15% SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Nội dung phần thuyết minh tính toán: a Mô tả đối tượng bảo vệ, thông số b Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle c Lựa chọn phương thức bảo vệ d Giới thiệu tính thông số loại rơle định sử dụng e Tính toán thông số bảo vệ, kiểm tra làm việc bảo vệ Các vẽ A a Sơ đồ đấu dây thông số b Kết tính toán ngắn mạch c Phương thức bảo vệ d Tính thông số rơle e Kết tính toán bảo vệ f Kết kiểm tra làm việc bảo vệ Cán hƣớng dẫn: Th.S: Ngô Thị Ngọc Anh Toàn Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ngày… tháng… năm 2014 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG I MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH 1.1 Mô tả đối tƣợng Đối tượng bảo vệ trạm biến áp 110/35/22kV gồm máy biến áp làm việc song song có công suất máy 50 MVA, Uđc =  15% Trạm cung cấp điện từ hệ thống đường dây D1 D2 Công suất ngắn mạch lớn hệ thống SN1max SN2max 22 kV 110 kV BI4 BI5 BI1 D1 N’3 HTĐ N’1 BI3 N3 N1 D2 HTĐ N’2 BI2 35 kV N2 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 1.2 Các thông số 1.2.1 Thông số hệ thống điện a Hệ thống điện 1: Công suất ngắn mạch chế độ cực đại : S1Nmax = 1250 MVA Công suất ngắn mạch chế độ cực tiểu : S1Nmin = 0,7 S1Nmax MVA Điện kháng thứ tự không: X0H1 = 1,2 X1H b Hệ thống điện 2: Công suất ngắn mạch chế độ cực đại : S1Nmax = 2000 MVA Công suất ngắn mạch chế độ cực tiểu : S1Nmin = 0,75 S1Nmax MVA Điện kháng thứ tự không: X0H1 = 1,35 X1H 1.2.2 Thông số đƣờng dây a Đường dây 1: Chiều dài đường day :L1 = 70 Km ; Điện kháng km đường day: X1 = 0,401 / km Điện kháng thứ tự không : X0 = X1 b Đường dây 2: Chiều dài đường day :L1 = 60 Km ; Điện kháng km đường day: X1 = 0,392 / km Điện kháng thứ tự không : X0 = X1 1.2.3 Thông số máy biến áp Máy biến áp B1, B2 : Sdđ = 50MVA Cấp điện áp 121/ 38,5/ 24 kV U % N C  T  10, C  H  17 T H 6 Giới hạn điều chỉnh: Uđc =  15 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE 2.1 Các giả thiết tính toán ngắn mạch - 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 - Các mạch từ không bị băo hoà, tức điện cảm phần tử số mạch điện tuyến tính - Bỏ qua phụ tải (coi phụ tải không ảnh hưởng trình tính toán ngắn mạch) - 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 + Bỏ qua điện trở cuộn dây máy phát điện, máy biến áp điện trở đường dây nhiều trường hợp - Hệ thống sức điện động ba pha nguồn đối xứng: + Khi 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 lƣợng tính thông số phần tử 2.1 Chọn đại lƣợng Chọn Scb = SdđMBA = 50 MVA ; - Cấp điện áp 110 kV có Utb1= 115 kV: Icb1= - Scb =  U cb1 50 = 0, 24 kA  121 Cấp điện áp 35 kV có Utb2= 37,5 kV Icb2= - Ucb=Utb (121 /38,5 /24) Scb 50 = = 0,75 kA  38,5  U cb2 Cấp điện áp 22 kV có Utb3 = 24 kV Icb3= Scb =  U cb 50 = 1,203 kA  24 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 2.2.2 Thông số phần tử a Điện kháng hệ thống: - Hệ thống điện 1: X1H1max = X2H1max = Scb 50 = = 0,04 SNmax 1250 X0H1max = 1,2 X1H1max = 1,2 0,04 = 0,048 S1Nmin = 0,7 S1Nmax = 0,7 1250 = 875 MVA X1H1min = X2H1min = Scb 50 = = 0,057 SNmin 875 X0H1min = 1,2 X1H1min = 1,2 0,057 = 0,068 - Hệ thống điện 2: X1H2max = X2H2max = S cb S Nmax = 50 = 0,025 2000 X0H2max = 1,35 X1H2max = 1,35 0,025 = 0,034 S2Nmin = 0,75 S2Nmax = 0,75.2000 = 1500 MVA X1H2min = X2H2min = S cb 50 = = 0,033 S Nmin 1500 X0H2min = 1,35 X1H2min = 1,35 0,033 = 0,045 b Điện kháng đƣờng dây: Đường dây D1: L1 = 70 km; X1 = 0,401  km X1D1 = X2D1 = X1.LD1 S cb 50 = 0,401 70 = 0,106 1152 U cb X0D1 = 2X1D1 = 0,106 = 0,212 Đường dây D2: L2 = 60 km; X2 = 0,392  X1D2 = X2D2 = X2.LD2 km Scb 50 = 0,089 = 0,392 60 1152 U cb X0D2 = 2X1D2 = 0,089 = 0,178 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp c Điện kháng máy biến áp: U CN % = 1  U CNT %  U CNH %  U TNH % =  (10,5% +17% - 6%) = 21,5% 2 U TN % = 1  U CNT %  U TNH %  U CNH % =  (10,5% +6%-17%) = 0% 2 U HN % = 1  U CNH %  U TNH %  U CNT % =  (17% +6%-10,5%) = 12,5% 2 d Điện kháng cuộn dây: (Vì lấy Scb=SdđMBA nên ta có): U CN % = 21,5 = 0,215 100 100 XT = XC = XH = U HN % 12,5 = = 0,125 100 100 2.3 Sơ đồ thay tính ngắn mạch a Sơ đồ thứ tự thuận (nghịch :E=0) 110 kV X 1H 1max X 1D1 0, 04 0,106 XC XH 0, 215 0,125 XT X 1H 1min X 1H max 0, 057 0, 04 22 kV X 1D 0, 089 X 1H 0, 033 35 kV SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp b Sơ đồ thứ tự không: X H 1max X D1 0, 048 0, 212 XC XH 0, 215 0,125 XT X H 1min X H max 0, 068 0, 034 X 0D2 0,178 X H 0, 045 22 kV 110 kV 2.4 Các phƣơng án tính toán ngắn mạch - Sơ Đồ : S N max : 1MBA làm việc - Sơ Đồ : S N max : 2MBA làm việc song song +Các dạng ngắn mạch cần tính toán: Ngắn mạch ba pha N(3) Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) Ngắn mạch pha N(1) - Sơ Đồ : S N : 1MBA làm việc - Sơ Đồ : S N : 2MBA làm việc song song + Các dạng ngắn mạch cần tính toán : Ngắn mạch hai pha N(2) Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) Ngắn mạch pha N(1) SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 10 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 5.1.3 Những chức bảo vệ d ng 7SJ621 Bảng 5.1.3-1: Các thông số cài đặt cho Rơle 7SJ621 phía 110 kV Địa Các lựa chọn Cài đặt 1201 ON ON Nội dung Bật chức dòng OFF 1207 0,10 4,00A 1,255A Dòng khởi động bảo vệ dòng Normal Inverse 1211 Very Inverse Extremly Inverse User Character Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t= const User Character 1301 ON ON Bật chức dòng thứ tự không OFF 1307 0,05 4,00A 0,30A Dòng khởi động dòng thứ tự không 4201 ON ON Bật chức tải Hệ số k OFF 4202 0,10 4,00 1,10 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 50BF 0,25sec Thời gian trễ 50BF OFF 7005 0,00 60,00sec; SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 99 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Bảng 5.1.3-2: Các thông số cài đặt cho Rơle 7SJ621 phía 22 kV Địa Các lựa chọn Cài đặt 1201 ON ON Nội dung Bật chức dòng OFF 1207 0,10 4,00A 1,255A Dòng khởi động bảo vệ dòng Normal Inverse 1211 Very Inverse Extremly Inverse User Character Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t= const User Character 1301 ON ON Bật chức dòng thứ tự không OFF 1307 0,05 4,00A 0,30A Dòng khởi động dòng thứ tự không 4201 ON ON Bật chức tải Hệ số k OFF 4202 0,10 4,00 1,10 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 50BF 0,25sec Thời gian trễ 50BF OFF 7005 0,00 60,00sec; SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 100 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Bảng 5.1.3-3: Các thông số cài đặt cho Rơle 7SJ621 phía 35 kV Địa Các lựa chọn Cài đặt Nội dung 1201 ON ON Bật chức dòng 1,255A Dòng khởi động bảo vệ dòng User Character Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t= const ON Bật chức tải OFF 1207 0,10 4,00A Normal Inverse 1211 Very Inverse Extremly Inverse User Character 4201 ON 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 50BF 0,25sec Thời gian trễ 50BF OFF 7005 0,00 60,00sec; SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 101 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp a Bảo vệ dòng cắt nhanh (I>>/50): Dòng khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh: Ikđ50 = katINngmaxIcb1 kat: hệ số an toàn, thường chọn k0 = 1,2  1,3, lấy k0 = 1,2 INngmax: dòng ngắn mạch cực đại qua bảo vệ INngmax = maxBI1{IN2max;IN3max} = 3,584 Dòng ngắn mạch lớn qua bảo vệ trường hợp ngắn mạch ba pha 22 kV chế độ SNmax, máy biến áp làm việc Trong hệ đơn vị có tên : Ikđ50 =1,2 3,584.0,24 = 1,032 kA Dòng khởi động phía thứ cấp BI xác định theo điều kiện: Ikđ50>> = I 1,032 I kd 10  2,064A 10 = kđ50  nI nI 500 Trong đó: nI- tỷ số biến dòng tương ứng Thời gian làm việc bảo vệ: t=0 b Bảo vệ dòng có thời gian (I>/51): Dòng khởi động bảo vệ dòng có thời gian: Ikđ51 = kIdđB với k: hệ số chỉnh định, thường chọn k = 1,5  1,6, lấy k = 1,6 IdđB: dòng danh định máy biến áp + Phía 110 kV: Ikđ51(110) = 1,6 240 = 375 A + Phía 35 kV : Ikđ51(35) = 1,6 750 = 1200 A + Phía 22 kV : Ikđ51(22) = 1,6 1203 = 1924,8 A SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 102 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thời gian làm việc bảo vệ dòng có thời gian: chọn đặc tính độc lập + Phía 22 kV : t22 = max{tD22} + t Chọn tD22max = 0,8s t = 0,3s tD22 = 0,8 + 0,3 =1,1s + Phía 35 kV : t35 = max{tD35} + t Chọn tD35max = 0,8s t = 0,3s tD22 = 0,8 + 0,3 =1,1s + Phía 110 kV: t110 = max{t35;t22} + t t110 =1,1 + 0,3 =1,4s c Bảo vệ dòng thứ tự thời gian (I0>/51N): Dòng khởi động bảo vệ dòng thứ tự thời gian: I0kđ51N = k0IdđBI k0: hệ số chỉnh định, thường chọn k0 = 0,2  0,3, lấy k0 =0,3 IdđBI: dòng danh định BI + Phía 110 kV : I0kđ51N(110) = 0,3 500 = 150 A + Phía 22 kV : I0kđ51N(22) = 0,3 2000 = 600 A Thời gian làm việc bảo vệ dòng thứ tự thời gian: chọn đặc tính độc lập + Phía 22 kV : t22 = max{tD22} + t Chọn tD22 = 0,8s t = 0,3s t22 = 0,8 + 0,3 = 1,1s + Phía 110 kV : t110 = t22 + t t110 = 1,1 + 0,3 =1,4s SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 103 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 5.2 Kiểm tra làm việc bảo vệ 5.2.1 Bảo vệ so lệch d ng điện có hãm a kiểm tra hệ số 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 (vì nguồn cung cấp từ phía nên không cần xét N1) Trên lý thuyết ngắn mạch vùng bảo vệ dòng so lệch không Tuy nhiên, thực tế bảo vệ đo dòng so lệch theo biểu thức : ISL = Ikcb = (Kđn.Kkck.fi+Uđ/c).INng.max Trong : Kđn – Hệ số đồng máy biến dòng, Kđn= ; Kkck – Hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần không chu kỳ dòng ngắn mạch trình độ, Kkck = ; fi – Sai số tương đối cho phép BI, fi = ; Uđ/c-Phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, Uđ/c = 0,15 ; INngmax- Dòng điện ngắn mạch cực đại vùng bảo vệ Suy : ISL = 0,25.INngmax Dòng hãm xác định theo biểu thức : IH = 2.INngmax  Khi ngắn mạch điểm N2 : Dòng ngắn mạch lớn qua bảo vệ trường hợp ngắn mạch ba pha 35kV chế độ SNmax, máy biến áp làm việc ISL = 0,25INngmax = 0,25IN2max = 0,25 3,584 = 0,896 IH = 2INngmax = 2IN2max = 3,584 = 7,168 Đường thẳng ISL = 0,896 cắt đoạn b (Hình 5.2) nên: tg1  ISL I 0,896  I Hng  SL   3,584 I Hng tg1 0,25 Hệ số an toàn hãm: k atH  IH 7,168  2 I Hng 3,584 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 104 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp  Khi ngắn mạch điểm N3: Dòng ngắn mạch lớn qua bảo vệ trường hợp ngắn mạch ba pha 22kV chế độ SNmax, máy biến áp làm việc ISL = 0,25INngmax = 0,25IN3max = 0,25 2,475 = 0,61875 IH = 2INngmax = 2IN3max = 2,475 = 4,95 Đường thẳng ISL = 0,61875 cắt đoạn b (hình5.2) nên : tg1  ISL I 0,61875  I Hng  SL   2,475 I Hng tg1 0,25 IH 4,95  2 I Hng 2,475 k atH  Hệ số an toàn hãm: Bảng 5.2-1: Kết kiểm tra hệ số an toàn hãm bảo vệ Điểm NM N2 N3 ISL 0,896 0,61875 IH 7,168 4,95 IHng 3,584 2,475 katH 2 Thông số ISL> IN 10 ISL>>=9,524 d Vùng khóa c Vùng tác động Ip2=1,25 IDIFF>=0,3 Vùng hãm bổ sung N2(7,168;0,896) a b IS1=1,2 N3(4,95;0,61875) IS2=5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 IS3=21,548 IRESET IN (Hình 5.2) SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 105 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp b Kiểm tra hệ số độ nhạy ngắn mạch vùng bảo vệ (N1’, N2’, N3’): Khi ngắn mạch vùng bảo vệ so lệch, trạm cấp điện từ phía 110kV ISL trường hợp dòng qua cuộn dây phía 110kV Dòng hãm trường hợp tổng trị số dòng điện phía máy biến áp qui đổi phía 110kV Đối với hợp bảo vệ so lệch Siemens chế tạo thì: ISL = IH = INmin(-0) Hệ số độ nhạy xác định theo công thức: kn  I N min( 0) ISLng INmin(-0): dòng cực tiểu ngắn mạch vùng bảo vệ (đã loại trừ thành phần thứ tự không) ISLng: trị số ngưỡng dòng so lệch ứng với INmin(-0)  Khi ngắn mạch điểm N’1: Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N’1 chế độ SNmin ,1 máy biến áp làm việc : Dạng ngắn mạch N(2): IBI1(-0) = 5,312 Dạng ngắn mạch N(1,1):   3 3 I BI1( 0)     j 4,296    j     1,839  = 5,453   2   Dạng ngắn mạch N(1): IBI1(-0) = 2,232 = 4,464 Từ kết ta được: ISL = INmin(-0) = 4,464 =IH Giao điểm đường thẳng IH = 4,464 với đường đặc tính động nằm đoạn b tg1  ISLng IH  ISLng  tg1I H  0,25.4,464  1,116 Hệ số độ nhạy: kn  I N min( 0) ISLng  4,464 4 1,116 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 106 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp  Khi ngắn mạch điểm N’2: Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N’2 chế độ SNmin ,1 máy biến áp làm việc : Dạng ngắn mạch N(2): IBI(-0) = 2,292 Từ kết ta được: IH = 2,292 Giao điểm đường thẳng IH = 2,292 với đường đặc tính động nằm đoạn b tg1  ISLng IH  ISLng  tg1I H  0,25 2,292  0,573 Hệ số độ nhạy: kn  I N min( 0) ISLng  2,292 4 0,573  Khi ngắn mạch điểm N’3: Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N’3 chế độ SNmin ,1 máy biến áp làm việc : Dạng ngắn mạch N(2): IBI1(-0) = 1,722 Dạng ngắn mạch N(1,1):   3 3 I BI1( 0)     j 1,658    j     0,33 = 1,988   2   Dạng ngắn mạch N(1): IBI1(-0) = 0,884 = 1,768 Từ kết ta được: ISL = INmin(-0) = 1,722 = IH Giao điểm đường thẳng IH = 1,722 với đường đặc tính động nằm đoạn b tg1  ISLng IH  ISLng  tg1I H  0,25 1,722  0,4305 Hệ số độ nhạy: kn  I N min( 0) ISLng  1,722 4 0,4305 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 107 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Bảng 5.2-2: Kết kiểm tra hệ số độ nhạy bảo vệ Điểm ngắn mạch N1’ N2’ N3’ ISL= IH 4,464 2,292 1,722 ISLng 2,107 0,573 0,3 kn 4 Thông số ISL> IN 10 ISL>>=9,524 d Vùng tác động Vùng khóa c N’1 (4,464;4,464) N’2 (2,292;2,292) Ip2=1,25 IDIFF>=0,3 Vùng hãm bổ sung N’3 (1,722;1,722) a b IS1=1,2 IS2=5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 IS3=21,548 (Hình 5.3) SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 108 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh IRESET IN Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 5.2.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (I0 /87N) Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: k n87N  3I 0N I kñ87N I0Nmin: dòng điện thứ tự không cực tiểu điểm ngắn mạch (N’1, N’3) Ikđ87N: dòng khởi động bảo vệ a Khi ngắn mạch điểm N’1: Từ kết tính ngắn mạch chương hai, dòng ngắn mạch thứ tự không cực tiểu ngắn mạch N’1, (SNmin; 1MBA): Dạng ngắn mạch N(1,1): I0Nmin = 2,457 = I(1,1)  ( trang 32 ) Dạng ngắn mạch N(1): I0Nmin = 2,232 = I10  (trang 33) Từ kết ta I0N1’min = min{2,232;2,457} = 2,232 b Khi ngắn mạch điểm N’3: Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch thứ tự không cực tiểu ngắn mạch N’3, (SNmin; 1MBA): Dạng ngắn mạch N(1,1): I0Nmin = I(1,1)  = 1,328 (trang 36) Dạng ngắn mạch N(1): I0Nmin = I10  = 0,884 (trang 38) Từ kết ta I0N3’min = min{0,884 ; 1,328} = 0,884  Từ kết tính ngắn mạch điểm N’1, N’3 ta được: I0Nmin = min{0,884 ; 2,232} = 0,884 Theo mục c phần 5.1.2 ta có Ikđ87N = 150A = 0,15 kA Trong hệ đơn vị tương đối bản: I kñ87N  I kñ87N 0,15   0,625 I cb1 0,24 Hệ số độ nhạy: kn87N = 0,884.3  4,24 0,625 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 109 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 5.2.3 Bảo vệ d ng có thời gian Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: k n51  I N min(cuoáivuøng) I kñ51 INmin(cuốivùng): dòng điện ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ có ngắn mạch cuối vùng bảo vệ Ikđ51: dòng khởi động bảo vệ a Phía 110 kV: INmin(cuốivùng) = min{IN2min;IN3min} Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(2) điểm N3 chế độ SNmin, hai máy biến áp làm việc INmin(cuốivùng) = 1,301 Trong hệ đơn vị có tên: INmin(cuốivùng) = 1,301 0,24 = 0,31224 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: k n51(110)  I N min(cuoáivuøng) I kñ51(110) 0,31224.103   0,813  384 Trong trường hợp bảo vệ không nhạy, để tăng độ nhạy sử dụng bảo vệ thành phần thứ tự nghịch 46: Dòng điện khởi động chọn theo điều kiện: Ikđ46 = 0,3.IdđB = 0,3.240 = 72 IN2min= 1,301 IN2min- Dòng thứ tự nghịch nhỏ qua BI1 I2bv = I N 2m in  1,301  0, 751 Độ nhạy bảo vệ: Kn2 = I BV 0, 751.103   10, 432 I kđ 46 72 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 110 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp b Phía 35 kV: INmin(cuốivùng) = min{IN2min} Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(2) điểm N2 chế độ SNmin, hai máy biến áp làm việc INmin(cuốivùng) = 1,6005 Trong hệ đơn vị có tên: INmin(cuốivùng) = 1,6005 0,75 = 1,200375 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: k n51(35)  I N min(cuoáivuøng) I kñ51(35) 1,200375.103   1,0003 1200 c Phía 22 kV: INmin(cuốivùng) = min{IN3min} Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(2) điểm N3 chế độ SNmin, hai máy biến áp làm việc INmin(cuốivùng) = 1,301 Trong hệ đơn vị có tên: INmin(cuốivùng) = 1,301 1,203 = 1,565 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: k n51(22)  I N min(cuoáivuøng) I kñ51(22)  1,565.103  0,813  1924,8 Trong trường hợp bảo vệ không nhạy, để tăng độ nhạy sử dụng bảo vệ thành phần thứ tự nghịch: Dòng điện khởi động chọn theo điều kiện: Ikđ46 = 0,3.IdđB = 0,3.1,203 = 0,3609 I2Nmin = 1,301 I2Nmin -Dòng thứ tự nghịch nhỏ qua BI3 I2bv = I N 2m in  1,301  0, 751 Độ nhạy bảo vệ: I BV 0, 751.103   2, 0809 Kn2 = I kđ 46 360,9 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 111 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 5.2.4 Bảo vệ d ng thứ tự thời gian k n51N  3I 0N I kñ51N 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 110 kV: (qua BI1)     I0Nmin = BI1 I(1) ;I(1,1) = 0,884;1,328 0N3 0N3 I0Nmin = 0,884 Trong hệ đơn vị có tên: I0Nmin = 0,884  Icb1  0,884  0,24  0,2122 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định: kn51N(110) = b phía 22 kV:  0,2122.103  4,244 150     ;I(1,1)  0,884;1,328 I0Nmin = minBI3 I(1) 0N3 0N3 I0Nmin = 0,884 Trong hệ đơn vị có tên: I0Nmin = 0,884  Icb3  0,884  1,203  1,063 Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định:  1,063.103  5,315 kn51N(22) = 600 5.2.5 Kết luận Từ tất kết tính toán, kết kiểm tra ta thấy hai bảo vệ 7UT613 7SJ621 cài đặt thông số giới hạn cho phép thiết bị để bảo vệ an toàn cho máy biến áp trước cố ngắn mạch trạm biến áp SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 112 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 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 H a 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 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 113 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh [...]... khác = 0 b Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): - Điện kháng phụ: XΔ  X 2Σ //X0Σ  X 2Σ X0Σ 0,064  0,056   0,03 X 2Σ  X0Σ 0,064  0,056 - Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch: +Dòng điện thứ tự thuận: I1Σ  1 1   10,638 X1Σ  XΔ 0,064  0,03 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 21 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp +Dòng điện thứ tự nghich: I2Σ  I1Σ  XOΣ 0,056 ... 0 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 22 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp c Ngắn mạch một pha N(1): - Điện kháng phụ: X = X 2Σ  X 0Σ = 0,064 + 0,056 = 0,12 - Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch: I 1Σ  1 1   5, 435 X1Σ  XΔ 0,064  0,12 I1Σ  I2Σ  I0Σ  5,435 - Điện áp chỗ ngắn mạch U0N  I0Σ  X0Σ  5, 435  0,056  0,304 - Phân bố dòng điện trên... SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 25 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp a Dòng điện ngắn mạch ba pha N(3): - Dòng điện tại điểm ngắn mạch I N  I1  I 2  E 1   4, 274 X1Σ 0, 234 Điểm N3: IBI1 = IBI3 = 1 IN = 2,137 2 Dòng qua các BI khác = 0 Điểm N’3: IBI1 = IN = 2,137 IBI3 =- 2,137 Dòng qua các BI khác = 0 b Dòng điện ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): - Điện kháng... 3,947 IBI4 = 0 IBI5 = -4,184 IBI2 = 0 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 27 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp c Dòng điện ngắn mạch một pha N(1) : - Điện kháng phụ: X   X 2  X 0  0,234  0,0625  0,2965 - Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch: I1  I 2   I 0   E 1   1,885 X 1  X  0,234  0,2965 - Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch: UON... 3.(-1,395) = -4,185 Dòng qua các BI khác bằng không SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 32 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp c Ngắn mạch 1 pha N(1): - Điện kháng phụ: X   X 2  X 0  0,163  0,122  0,285 - Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch: I1  I 2   I 0   E 1   2,232 X 1  X  0,163  0,285 - Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch: UON   I... dòng qua BI Điểm N’1: IBI1 = IN = 5,312 Dòng qua các BI khác bằng không SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 31 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp b Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1): - Điện kháng phụ: X   X 2  X 0 0,163  0,122   0,0698 X 2  X 0 0,163  0,122 - Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch: I1  E 1   4,296 X 1  X  0,163  0,0698 I 2 ... khác bằng không SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 33 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp 2.4.3.2 Ngắn mạch phía 35kV Trung điểm không nối đất, chỉ tính N(2) Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E = 0): X 1 ( N 1) XC 0, 215 N1 0,163 BI1 XT 0 N’2 BI2 N2 35 kV X 1 0,378 N2 I1 UN1 X1  X1 ( N1)  X C  X T  0,163  0,215  0  0,378 X X  0,378 2 - Điện kháng phụ:  - Các... dòng điện tại chỗ ngắn mạch: I1  E 1   3,534 X 1  X  0,234  0,049 I 2    I1 X 0 0,0625  3,534  0,745 X 2  X 0 0,234  0,0625 I0   I0 X 2 0,234  3,534  2,789 X 2  X 0 0,234  0,0625 - Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch: UON   I 0 X 0  2,789.0,0625  0,174 IOH = 0 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 26 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp. ..  0, 215 X 0 0,076 N1 I0 U0N SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 12 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp a Ngắn mạch ba pha N(3): ( E*  I N  I  I1Σ  E  1) U cb E 1   15,625 X1Σ 0,064 Điểm N1 : IBI1 = 0 (không có dòng qua BI1) Điểm N’1: IBI1 = IN = 15,625 IBI2 = 0 Dòng qua các BI khác = 0 b Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): - Điện kháng phụ: XΔ  X 2Σ //X0Σ  X 2Σ X0Σ... XC + XT = 0,215 + 0 =0,215 SV: Nguyễn Quốc Cƣờng Đ4-H1 30 GVHD:Th.S Ngô Thị Ngọc Anh Trường Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp N1 X OH 0,28 N’1 IOH BI1 X OH 0,215 X 0 0,122 IOB I0 N1 U0N U0N 110 kV X 0  X OH  X OB 0,28  0,215   0,122 X OH  X OB 0,28  0,215 a Ngắn mạch 2 pha N(2): - Điện kháng phụ: X   X 2   0,163 - Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch: I1  E 1  