đây là đề tài rất thực tế về bảo vệ trạm biến áp, rất thuận tiện cho các bạn sinh viên chuyên ngành điện tham khảo, nhất là những bạn đang trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp về các đề tài liên quan.
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220kV VĨNH PHÚC 1.1.Giới thiệu chung tỉnh Vĩnh Phúc 1.1.1.Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Phát triển kinh tế xã hội 1.2 Trạm biến áp 220kV Vĩnh Phúc 1.2.1 Vị trí, vai trò trạm biến áp 220kV Vĩnh Phúc 1.2.2 Sơ đồ nguyên lý phần tử trạm biến áp Phía 220kV CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE 18 2.1 Nguyên nhân hậu ngắn mạch 18 2.1.1 Nguyên nhân ngắn mạch 18 2.1.2 Hậu ngắn mạch 19 2.2 Cơ sở lý thuyết tính ngắn mạch 19 2.3 Chọn đại lượng 22 2.4 Tính toán thông số phần tử 23 2.4.1 Hệ thống 23 2.4.2 Đường dây 23 2.5 Tính toán ngắn mạch 24 2.5.1 Trạm lấy điện từ Việt Trì 24 2.5.2 Trạm lấy điện từ Sơn Tây 26 2.5.3 Trạm lấy điện từ phía Sơn Tây Việt Trì 27 CHƯƠNG III: LỰA CHỌN RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 220kV VĨNH PHÚC 31 3.1 Rơle bảo vệ so lệch dọc 7UT613 31 3.1.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7UT613 31 3.1.2 Nguyên lý hoạt động chung rơle 7UT613 34 3.1.3 Một số thông số kỹ thuật rơle 7UT613 36 3.1.4 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT613 37 3.1.5 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp rơle 7UT61 38 3.1.6 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 7UT 43 3.1.7 Chức bảo vệ dòng rơle 7UT613 45 3.1.8 Chức bảo vệ chống tải 45 3.2 Rơ le bảo vệ qua dòng 7SJ64 46 3.2.1 Giới thiệu tổng quan rơ le 7SJ64 46 3.2.2 Các chức rơ le 7SJ64 47 3.2.3 Đặc điểm cấu trúc 7SJ64 48 3.2.4 Chức bảo vệ dòng điện có thời gian 48 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 50 4.1 Bảo vệ tải máy biến áp (MBA) 51 4.2 Bảo vệ tải rơle nhiệt (49/0) 51 4.3 Bảo vệ dòng (7SJ64) 52 4.3.1 Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (I>51) phía 23kV 52 4.3.2 Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (I>51) phía 110kV 53 4.3.3 Bảo vệ dòng phía 220kV 54 4.4 Bảo vệ so lệch dọc (7UT613) 56 4.5 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế, I0 /(87N) 65 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 LỜI NÓI ĐẦU Điện nguồn lượng quan trọng sống người Nó sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân : 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 xẩy khó biết trước Vì vậy, để đảm bảo cho lưới điện vận hành an toàn, ổn định thiếu thiết bị bảo vệ, tự động hóa Hệ thống bảo vệ rơle có nhiệm vụ ngăn ngừa cố hạn chế tối đa thiệt hại cố gây lên trì khả làm việc liên tục hệ thống Việc hiểu biết hư hỏng tượng không bình thường xẩy hệ thống điện với phương pháp thiết bị bảo vệ nhằm phát nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống điện, cảnh báo sử lý khắc phục chế độ không bình thường mảng kiến thức quan trọng kỹ sư hệ thống điện Vì lý em chọn đề tài : “ Bảo vệ rơle trạm biến áp 220/110 kV Vĩnh Phúc ” Với hướng dẫn tận tình thầy cô Bộ môn, em đồ án Tuy nhiên, với khả trình độ nhiều hạn chế nên đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy cô để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220kV VĨNH PHÚC 1.1.Giới thiệu chung tỉnh Vĩnh Phúc 1.1.1.Điều kiện tự nhiên Lịch sử hình thành Vĩnh phúc la nôi người Việt cổ, với di khảo cổ học Đồng Đậu tiếng Tỉnh Vĩnh Phúc thành lập vào năm 1950, kết hợp hai tỉnh Vĩnh Yên Phúc Yên Sau nhiều lần thay đổi địa giới hành chính, tỉnh Vĩnh Phúc thức tái lập vào năm 1997 Tính đến năm 2014 Vĩnh Phúc có diện tích 1.237,52 km2 với dân số khoảng 1.029.412 người, mật độ dân số khoảng 832 người/km2 Vị trí địa lý Vĩnh Phúc thuộc Vùng đồng sông Hồng, Vùng kinh tế trọng điểm Bắc Vùng Thủ đô, phía Bắc giáp tỉnh Thái Nguyên Tuyên Quang, phía Tây giáp Phú Thọ, phía Đông phía Nam giáp thủ đô Hà Nội Vĩnh Phúc nằm Quốc lộ số 2, đường sắt Hà Nội – Lào Cai đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai – Vân Nam (Trung Quốc), cầu nối vùng Trung du miền núi phía Bắc với Thủ đô Hà Nội; liền kề cảng hàng không quốc tế Nội Bài, qua đường quốc lộ số thông với cảng Hải Phòng trục đường 18 thông với cảng nước sâu Cái Lân Những lợi vị trí địa lý kinh tế đưa tỉnh Vĩnh Phúc trở thành phận cấu thành vành đai phát triển công nghiệp tỉnh phía Bắc Việt Nam Địa hình Vĩnh Phúc nằm vùng chuyển tiếp vùng gò đồi trung du với vùng đồng Châu thổ Sông Hồng Bởi vậy, địa hình thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam chia làm vùng sinh thái: đồng bằng, trung du vùng núi Vùng núi có diện tích tự nhiên 65.500 ha; Vùng trung du vùng núi, chạy dài từ Tây Bắc xuống Đông – Nam có diện tích tự nhiên khoảng 25.100ha; Vùng đồng có diện tích 33.500ha Khí hậu, thủy văn Về khí hậu: Vĩnh Phúc nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm Nhiệt độ trung bình năm 23,20C– 250C, lượng mưa 1.500 – 1.700 ml; độ ẩm trung bình 84 – 85%, số nắng năm 1.400 – 1.800 Hướng gió thịnh hành hướng Đông – Nam thổi từ tháng đến tháng 9, gió Đông – Bắc thổi từ tháng 10 tới tháng năm sau, kèm theo sương muối Riêng vùng núi Tam Đảo có kiểu khí hậu quanh năm mát mẻ (nhiệt độ trung bình 18oC) với cảnh rừng núi xanh tươi, phù hợp cho phát triển hoạt động du lịch, nghỉ ngơi, giải trí Thuỷ văn: Tỉnh Vĩnh Phúc có nhiều sông chảy qua, song chế độ thuỷ văn phụ thuộc vào sông sông Hồng sông Lô Sông Hồng chảy qua Vĩnh Phúc với chiều dài 50km, đem phù sa màu mỡ cho đất đai Sông Lô chảy qua Vĩnh Phúc dài 35km, có địa khúc khuỷu, lòng sông hẹp, nhiều thác gềnh Tài nguyên, khoáng sản Tài nguyên thiên nhiên Vĩnh Phúc gồm có: Tài nguyên nước, tài nguyên đất, tài nguyên rừng, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên du lịch Tài nguyên nước: Gồm nước mặt nước ngầm Nguồn nước mặt tỉnh phong phú nhờ hai sông Hồng Sông Lô hệ thống sông nhỏ như: sông Phó Đáy, sông Phan, sông Cà Lồ hàng loạt hồ chứa (Đại Lải, Xạ Hương, Vân Trục, Đầm Vạc ) dự trữ khối lượng nước khổng lồ, đủ để phục vụ cho sản xuất sinh hoạt nhân dân Nguồn nước ngầm có trữ lượng không lớn, đạt khoảng triệu m3/ngàyđêm Tài nguyên đất: Trên địa bàn tỉnh có nhóm đất là: Đất phù sa đất đồi núi Hiện trạng sử dụng đất tính đến năm 2014: Tổng diện tích 123.752,31 ha; Đất nông nghiệp 86.929,72 chiếm 70,24%; Đất phi nông nghiệp 34.651,61 chiếm 28%; Đất chưa sử dụng 2.170,98 chiếm 1,75% Tài nguyên rừng: Tính đến năm 2014 tỉnh Vĩnh Phúc có khoảng 32,4 nghìn đất lâm nghiệp, rừng sản xuất 13,2 nghìn ha, rừng phòng hộ 4,0 nghìn rừng đặc dụng 15,1 nghìn Tài nguyên rừng đáng kể tỉnh Vườn Quốc gia Tam Đảo với 15 nghìn ha, nơi bảo tồn nguồn gen động thực vật (có 620 loài thảo mộc, 165 loài chim thú), có nhiều loại quý ghi vào sách đỏ cầy mực, sóc bay, vượn Rừng Vĩnh Phúc việc bảo tồn nguồn gen động, thực vật có vai trò điều hoà nguồn nước, khí hậu phục vụ cho phát triển dịch vụ thăm quan, du lịch Tài nguyên khoáng sản: Nhìn chung, Vĩnh Phúc tỉnh vị trí chuyển tiếp miền núi đồng nên nghèo tài nguyên khoáng sản Khoáng sản có giá trị thương mại địa bàn bao gồm số loại như: đá xây dựng, cao lanh, than bùn song trữ lượng không lớn điều kiện khai thác hạn chế Tài nguyên du lịch: Vĩnh Phúc có nhiều tiềm để phát triển du lịch tự nhiên du lịch nhân văn Có Tam Đảo dãy núi hình cánh cung, độ cao 1500m, dài 50 km, rộng 10 km với phong cảnh thiên nhiên đẹp, khí hậu lành, mát mẻ Đặc biệt có Vườn Quốc gia Tam Đảo vùng phụ cận thuộc loại rừng nguyên sinh có nhiều loài động thực vật bảo tồn tương đối nguyên vẹn Bên cạnh Vĩnh Phúc có hệ thống sông ngòi, đầm hồ tương đối phong phú, địa đẹp vừa phục vụ sản xuất vừa có giá trị cho phát triển du lịch như: Đại Lải, Dị Nậu, Vân Trục, Đầm Vạc, Đầm Dưng, Thanh Lanh… Tiềm tự nhiên cho phát triển du lịch kết hợp với giá trị (tài nguyên) văn hóa truyền thống phong phú nguồn lực quan trọng cho phát triển kinh tế – xã hội Vĩnh Phúc Các đơn vị hành Tỉnh Vĩnh Phúc có 09 đơn vị hành chính, gồm thành phố Vĩnh Yên, thị xã Phúc Yên, huyện: Bình Xuyên, Lập Thạch, Sông Lô, Tam Dương, Tam Đảo, Vĩnh Tường, Yên Lạc Tỉnh lỵ Vĩnh Phúc thành phố Vĩnh Yên, cách trung tâm thủ đô Hà Nội 50km cách sân bay quốc tế Nội Bài 25km Dân số nguồn nhân lực Dân số trung bình năm 2014 khoảng 1.029.412 người, dân số nam khoảng 508.405 người chiếm 49,39%, dân số nữ 521.007 người chiếm 50,61% Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên 11% Tỷ lệ dân số độ tuổi lao động chiếm 60%, tỷ lệ lao động qua đào tạo chiếm 63%, tỷ lệ dân số làm việc khu vực nhà nước chiếm 8,2%, làm việc nhà nước chiếm 86,6%, làm việc khu vực có vốn đầu tư nước chiếm 5,2% Tính đến năm 2014, toàn tỉnh có 561 trường học sở giáo dục, đào tạo, có 550 trường mầm non, tiểu học, THCS, THPT trung tâm giáo dục thường xuyên; 13 trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp với 270.900 học sinh, sinh viên Trên địa bàn tỉnh có 49 sở dạy nghề (05 trường cao đẳng nghề; 02 trường trung cấp nghề; 09 trường cao đẳng trung cấp chuyên nghiệp có dạy nghề; 27 trung tâm dạy nghề; 06 sở dạy nghề); giai đoạn 2010-2014 đào tạo 132.983 người, hàng năm có khoảng 26.000 người tốt nghiệp đào tạo nghề, đáp ứng nhu cầu lao động thành phần kinh tế Bên cạnh đó, tỉnh có nhiều chế sách hỗ trợ cho doanh nghiệp đào tạo nghề cung ứng cho doanh nghiệp; Cùng với tốc độ gia tăng dân số, năm tới lực lượng lao động tăng đáng kể dân số bước vào tuổi lao động ngày nhiều Mỗi năm tỉnh có vạn người bước vào độ tuổi lao động, nguồn nhân lực dồi cho phát triển kinh tế – xã hội 1.1.2 Phát triển kinh tế xã hội Tốc độ tăng trưởng GRDP: Tốc độ tăng trưởng bình quân 18 năm (1997-2014): 14,8%/năm Quy mô tổng sản phẩm địa bàn (GRDP): 70-75 nghìn tỷ đồng, tương đương khoảng 3,2 tỷ USD (dự kiến năm 2015) GRDP bình quân đầu người: 70 triệu đồng/người/năm (dự kiến năm 2015) Cơ cấu kinh tế (dự kiến năm 2015): – Công nghiệp – Xây dựng: 62,1% – Thương mại – Dịch vụ: – Nông lâm thuỷ sản (%): 28,5% 9,4% Kim ngạch xuất – nhập (tổng giá trị): – Xuất khẩu: 1,5-2 tỷ USD (dự kiến năm 2015) Chỉ số lực cạnh tranh cấp tỉnh (PCI): – Năm 2010: Điểm 61,73; xếp hạng 15; nhóm điều hành Tốt – Năm 2011: Điểm 62,57; xếp hạng 17; nhóm điều hành Tốt – Năm 2012: Điểm 55,15; xếp hạng 43; nhóm điều hành Khá – Năm 2013: Điểm 58,86; xếp hạng 26; nhóm điều hành Khá Đầu tư trực tiếp nước: tính đến hết tháng 02 năm 2015 – Số lượng dự án: 578 dự án – Tổng số vốn đầu tư đăng ký: 40.000 tỷ VNĐ Đầu tư trực tiếp nước ngoài: tính đến hết tháng 02 năm 2015 – Số lượng dự án: 189 dự án – Tổng vốn đầu tư đăng ký: 3,15 tỷ USD Mục tiêu phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020: Đến năm 2015 xây dựng tỉnh Vĩnh Phúc trở thành tỉnh có đủ yếu tố tỉnh công nghiệp Đến năm 2020 Vĩnh Phúc trở thành tỉnh công nghiệp, trung tâm công nghiệp, dịch vụ, du lịch khu vực nước; nâng cao rõ rệt mức sống nhân dân; môi trường bảo vệ bền vững; bảo đảm vững quốc phòng, an ninh; hướng tới trở thành Thành phố Vĩnh Phúc vào năm 20 kỷ 21 1.2 Trạm biến áp 220kV Vĩnh Phúc 1.2.1 Vị trí, vai trò trạm biến áp 220kV Vĩnh Phúc -Tên đơn vị : Điện lực Vĩnh Tường – Công ty Điện lực Vĩnh Phúc -Nơi đặt trụ sở : TT Thổ Tang - Huyện Vĩnh Tường - Tỉnh Vĩnh Phúc -Ngày thành lập : 30/06/1996 , tên gọi : chi nhánh điện Vĩnh Lạc -Tháng 6/2010 chi nhánh điện Vĩnh Tường đổi tên thành Điện lực Vĩnh Tường -Trạm biến áp 220kV Vĩnh Phúc xây dựng đưa vào vận hành từ năm 2009 với mục đích cấp điện phục vụ phát triển KT-XH huyện Vĩnh Tường Yên Lạc Tuy nhiên, kinh tế phát triển nhu cầu điện cho sản xuất thép điện lớn, hàng năn tăng 15% , gây tải cho hệ thồng lưới điện, dẫn đến phải cắt xa thải lúc nhu cầu tiêu thụ vượt 140% ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động sản xuất , kinh doanh đời sống nhân dân Việc ngành điện đầu tư , cấp công suất trạm biến áp 110 kV Vĩnh Phúc từ 25MVA lên 40MVA đáp ứng nhu cầu phát triển phụ tải đảm bảo cấp điện ổn định an toàn liên tục choc ho khu vực huyên Vĩnh Tường Yên Lạc, Đồng thời khác phục tình trạng vận hành tải cho trạm giảm tổn thất điện năng, góp phần giúp công ty điện lực Vĩnh Phúc hoàn thành tốt công tác phục vụ 1.2.2 Sơ đồ nguyên lý phần tử trạm biến áp Phía 220kV Máy cắt Thông tin STT Ghi Nhà sản xuất Alstom Mã số GL314 Tiêu chuẩn áp dụng Loại IEC-62271-100 Ngoài trời, cực ( pha ba pha), Môi chất dập hồ quang Điện áp định mức 245 kV Dòng điện định mức 3150A Tần số 50Hz Dòng điện cắt định mức 10 Dòng điện đỉnh ngắn mạch ba pha 11 Trình tự thao tác 12 Điện trở tiếp điểm 45 (max.) 13 Điện áp xung sét chịu đựng (1.2/50s) 1050kV peak 14 Khoảng cách dòng rò tối thiểu 25mm/kV 15 Cơ cấu dẫn động cực đơn 16 Thời gian tác động chu trình cắt ≤ 50ms 17 Thời gian làm việc chu trình đóng ≤ 72ms 18 Khoảng cách cực 4000mm 19 Số tiếp điểm phụ thường đóng 12 20 Số tiếp điểm phụ thường mở 12 SF6 40kA/3s 100kA peak O-0.3sec-CO-3 -CO Dao cách ly Thông tin STT Nhà sản xuất Mã số Tiêu chuẩn áp dụng Loại Tiêu chuẩn Alstom S2DA/T/2T or SDF245 IEC-62271-102 Ngoài trời, ngắt tâm ( pha ba pha) Điều khiển dao Lưỡi Động tay cách ly Nối đất lưỡi Bằng tay Điện áp điều khiển động 220 V DC Điện áp định mức 245 kV Dòng điện định mức 1600A Tần số 50Hz Dòng điện chịu đựng thời gian ngắn 40kArms quy định 10 Dòng điện chịu thời gian ngắn (3 40kArms sec) (dao tiếp đất) 11 Dòng xung thao tác 100kA peak 12 Khoảng cách dòng rò tối thiểu ≥ 25mm/kV Công tắc giới hạn tiếp điểm 13 14 Số tiếp điểm thường mở phụ dao Công tắc giới hạn tiếp điểm cách ly thường đóng 2 Tiếp điểm thường mở 12 Tiếp điểm thường đóng 12 Số tiếp điểm Thường đóng 12 phụ ES Thường mở 12 Chống sét van IđmB = KI = Sđmb 3.U đm 250000 = 1255,1 (A) 3.115 1200 =240 Kn = 3144, I n(2) = 1,6 > 1,5- đạt yêu cầu 240.8, K I I kđ Thời gian tác động: ttđ = 0,7s Kết tính toán bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía 35kV thống kê bảng 4.5: Bảng 4.5: Bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía 110kV Đại lượng tính toán STT Kết tính toán Công suất định mức, MVA Dòng điện định mức, A 1255,1 Điện áp cực đại, kV 125,5 Điện áp cực tiểu, kV 103,5 Hệ số sơ đồ, ksd Tỷ số biến dòng, kI Sơ đồ đấu BI Dòng ngắn mạch pha, A 250 1200/5 Y 3144,6 Dòng khởi động ngưỡng thấp, A 10 Kiểm tra độ nhạy 11 Đánh giá độ nhạy 12 Thời gian tác động, s 8,2 1,6> 1,5 Đảm bảo độ nhạy 0,7 4.3.3 Bảo vệ dòng phía 220kV 4.3.3.1 Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (I>51) Ikđ = đó: K at K sđ K tk 1,1.1.1,5 IđmB = 627,55= 6,6 (A) K tv K I 0,98.160 IđmB = KI = Sđmb 3.U đm 250000 = 627,55 (A) 3.230 800 = 160 54 Kn = 5624, I n( 2) = 5,3>1,5 – đạt yêu cầu 160.6, K I I kđ Thời gian tác động: ttđ = max(t22, t110)+t=0,7+0,25=0,95s Kết tính toán bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía 220kV thống kê bảng 4.6: Bảng 4.6: Bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía 220kV Đại lượng tính toán STT Kết tính toán Công suất định mức, MVA Dòng điện định mức, A Điện áp cực đại, kV 253 Điện áp cực tiểu, kV 207 Hệ số sơ đồ, ksd Tỷ số biến dòng, kI Sơ đồ đấu BI Dòng ngắn mạch pha , A Dòng khởi động ngưỡng thấp, A 10 Kiểm tra độ nhạy 5,3> 1,5 11 Đánh giá độ nhạy Đảm bảo độ nhạy 12 Thời gian tác động, s 250 627,55 800/5 Y 5624,7 6,6 0,95 4.3.3.2 Bảo vệ dòng ngưỡng cao I>> = Kat.INMax = 1,1.2379,3 = 2617,23 (A) Kn = I n max I = 14318, = 5,5 2617, 23 Kết tính toán bảo vệ cực đại ngưỡng cao thống kê bảng 4.7: Bảng 4.7: Bảo vệ cực đại ngưỡng cao phía 220kV STT Đại lượng tính toán Kết tính toán Công suất định mức, MVA Dòng khởi động ngưỡng cao, A Tỷ số biến dòng, kI Kiểm tra độ nhạy Đánh giá độ nhạy 250 2617, 23 = 16,36 160 800/5 5,5 > 1,5 Đảm bảo độ nhạy 55 4.4 Bảo vệ so lệch dọc (7UT613) Bảng 4.8: Các thông số bảo vệ so lệch dọc Các phía TT 230 kV 115 kV 23 kV 250 MVA 250 MVA 50 MVA Y Y Các thông số tính toán Công suất định mức Sơ đồ đấu dây Dòng điện định mức 627,55 A 1255,1 A 1255 A Tỷ số biến dòng 800 = 160 1200 = 240 2000 = 400 5 Sơ đồ đấu BI Y Y Y 1255,1 =5,23 240 1255 = 3,14 400 Dòng chạy thứ cấp BI 627,55 = 160 3,92 I*SL I*H Hình 4.1 Đặc tính khởi động rơle 7UT613 56 Dòng so lệch mức thấp IDIFF > giá trị khởi động dòng so lệch đoạn a (Hình 5-1), giá trị biểu thị độ nhạy bảo vệ xét đến dòng không cân cố định qua rơle, chế độ làm việc bình thường thì: IDIFF > = Kat.IKCB Kat: hệ số an toàn; Kat=1,2 1,3 IKCB dòng điện không cân bằng, trường hợp bình thường, theo nguyên lí đo lường rơle 7UT613 dòng so lệch không, nhiên thực tế đo dòng không cân bao gồm thành phần sau: IKCB= (Kđn.KKCK.fi + U).IdđB Kđn: hệ số đồng máy biến dòng, Kđn=1 KKCK: hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần không chu kì dòng ngắn mạch trình độ, KKCK= fi : sai số tương đối cho phép BI, fi =0,1 U: phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, với phạm vi điều chỉnh 1,25 % = 10 %, U= 0,1 IdđB: dòng điện danh định máy biến áp (lấy phía 220kV làm phía bản) Do IDIFF > = (1,2 1,3)(1.1.0,1 + 0,1).IdđB IDIFF > = (0,2 0,3) IdđB Chọn: IDIFF >* I DIFF> = 0,3 IddB Độ dốc đoạn đặc tính b đảm bảo cho rơle làm việc tin cậy trường hợp không cân xảy sai số BI thay đổi đầu phân áp máy biến áp dòng ngắn mạch không lớn Theo nhà sản xuất, chọn 1=14, KHb= tg1= 0,25 (KHb hệ số hãm đoạn b), SLOPE = 0,25 Độ dốc đoạn đặc tính c có mức độ hãm lớn hơn, nhằm đảm bảo cho rơle làm việc điều kiện dòng không cân lớn, BI bị bão hoà có ngắn mạch Độ dốc xác định theo độ lớn góc 2, nhà sản xuất đặt sẵn rơle điểm sở 2,5 2=26,56, SLOPE 2= 0,5 Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ nhất: 57 IH1 0,3 I DIFF = = 1,2 0, 25 K Hb Dòng so lệch mức cao IDIFF >> giới hạn phía đường đặc tính (đoạn d), đoạn đặc tính phụ thuộc vào giá trị dòng ngắn mạch máy biến áp Khi ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng so lệch lớn giá trị IDIFF >> rơle tác động không kể mức độ dòng hãm, ngưỡng thường chỉnh định mức ngắn mạch đầu máy biến áp dòng cố xuất lớn lần dòng UN % danh định máy biến áp, UC-T N % =11% = 9,1 UN % Vậy ta chọn giá trị IDIFF >> = 9,1.IdđB Ta có ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ hai: IH2 2,5.0,5 I H* SLOPE = =5 0,5 0, 25 SLOPE SLOPE1 IH3 I DIFF 9,1 2,5 = 20,7 I H* = 0,5 SLOPE IP2 IS2 SLOPE1 = 0,25 = 1,25 Phạm vi hãm bổ sung nhằm tránh cho rơle tác động nhầm BI bão hoà mạnh ngắn mạch lấy Tỷ lệ thành phần hài bậc hai đạt đến ngưỡng chỉnh định, tín hiệu cắt bị khoá, tránh cho rơle khỏi tác động nhầm (15%) Thời gian trễ cấp IDIFF > 0s Thời gian trễ cấp IDIFF >> 0s *) Ngắn mạch vùng bảo vệ Theo nguyên lí ngắn mạch vùng bảo vệ dòng so lệch không Tuy nhiên, thực tế bảo vệ đo dòng không cân theo biểu thức sau: ISL= IKCB= (Kđn.KKCK.fi + U).INngmax Trong đó: Kđn hệ số đồng máy biến dòng, Kđn=1 KKCK hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần không chu kì dòng ngắn mạch trình độ, KKCK= 58 fi : sai số tương đối cho phép BI, fi =0,1 U phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, U= 0,1 INngmax: dòng điện ngắn mạch cực đại vùng bảo vệ Suy : Isl = 0,2 INngmax Dòng hãm xác định theo biểu thức: IH=2 INngmax Hệ số an toàn hãm bảo vệ so lệch xác định theo biểu thức : KatH= IH* I Htt Trong đó: IHtt – dòng điện hãm tính toán Dòng điện so lệch bảo vệ: I SL (kdn kKCK fi U ).I Nng max = (1.1.0,1+0,05).2379,3=356,9 (A) INngmax = 2379,3A (đã quy đổi phía cao áp) * I SL I SL 356,9 0,57 I ddBA 627,55 Dòng điện hãm bảo vệ: IH = 2.2397,3 =4758,6 I H* IH 4758, 7,58 I dmb 627,55 →A(7,58;0,57) thuộc vùng hãm bổ xung hình 4.1 Theo đặc tính làm việc bảo vệ: IHtt = 0,57 = 2,28 0,25 Độ hãm an toàn KatH = 7,58 IH* = = 3,3>2 (đặt yêu cầu) 2,28 I Htt → Bảo vệ đảm bảo không tác động ngắn mạch vùng bảo vệ *) Ngắn mạch vùng bảo vệ Khi ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng điện so lệch Isl dòng hãm IH theo lý thuyết rơle tác động Kiểm tra làm việc rơle ta kiểm tra độ nhậy : 59 Kn = I sl I sltt Trong đó: Isltt – dòng so lệch tính toán a Ngắn mạch phía 220kV Dòng so lệch vùng bé Isl =IH = 5,6247kA * I SL I SL 5624, 8,96 I dmB 627,55 →B(8,96;8,96) thuộc đường đặc tính cố hình 4.1 Theo đặc tính làm việc bảo vệ: Isltt = ( 8,96 – 2,5) 0,5 = 3,23 Kn = 8,96 = 2,77>2 (đặt yêu cầu) 3,23 b Ngắn mạch phía 110kV Dòng so lệch vùng bé Isl =IH = 2379,3A * I SL I SL 2379,3 1,9 I dmB 1255,1 →C(1,9;1,9) thuộc đườnng đặc tính cố hình 4.1 Theo đặc tính làm việc bảo vệ: Isltt = 1,9 0,25 = 0,475 Kn = 1,9 = 4>2 (đặt yêu cầu) 0,475 c Ngắn mạch phía 22 kV Dòng so lệch vùng bé Isl =IH = 937,9 * I SL I SL 937,9 0, 75 I dmB 1255 →D(0,75;0,75) thuộc đườnng đặc tính cố hình 4.1 Theo đặc tính làm việc bảo vệ: Isltt = 0,3 60 Kn = 0,75 = 2,5 >2 (đặt yêu cầu) 0,3 Các tham số cài đặt điện biểu thị bảng 4.9: Bảng 4.9 Cài đặt thông số bảo vệ so lệch dọc Thông số cài đặt TT Dòng khởi động ngưỡng thấp Dòng khởi động ngưỡng cao Độ dốc đoạn b Độ dốc Điểm gốc đoạn c Độ dốc Ngưỡng Khóa dòng tác động từ hóa Thời gian trì Ngưỡng Khóa tác động kích từ Thời gian trì Ngưỡng Thời gian thấp tác động Ngưỡng cao Kí hiệu Địa Giá trị I> 1603 0,3 I>> 1604 9,1 b gôc : 1600 25% ICS 1607 2,5 c 1608 50% i2 1610 0,15 tth 1612 0,2s i5 1614 0,4 t3 1615 0,16 t> 1625 0,5s t>> 1628 0,03s 61 Bảng 4.10: Cài đặt thông số cho máy biến áp Địa Các lựa chọn Cài đặt Nội dung 311 0.4 800 kV 230 kV Điện áp phía cao áp 312 0.25000 MVA 250 MVA Công suất cuộn cao áp Solid Earthed Trung tính nối đất trực tiếp YN Cuộn cao áp nối 313 314 Solid Earthed Isolated Y D Z 321 0.4 800 kV 115 kV Điện áp phía trung áp 322 0.25000 MVA 250 MVA Công suất cuộn trung áp 323 Solid Earthed Isolated Solid Earthed Trung tính nối đất trực tiếp 324 Y D Z Y Cuộn trung áp nối Y 325 11 Tổ đấu dây 331 0.4 800 kV 23 kV Điện áp phía hạ áp 332 0.25000 MVA 50 MVA Công suất cuộn hạ áp 333 Solid Earthed Isolated Isolated Trung tính cách đất 334 Y D Z D Cuộn hạ áp nối 335 0 11 11 Tổ đấu dây 372 100000 A 627,55 A Dòng điện làm việc phía cao áp 373 100000 A 1255,1 A Dòng điện làm việc phía trung áp 374 100000 A 1255 A Dòng điện làm việc phía hạ áp 62 Bảng 4.11 Cài đặt thông số cho rơle phía220 kV Địa 1201 Các lựa chọn ON OFF Cài đặt Nội dung Bật chức dòng ON cắt nhanh 1202 0,10 25,00A 24,45A 1203 0,00 60,00sec 0,00sec 1207 0,10 4,00A 1,57A Dòng khởi động dòng cắt nhanh Thời gian tác động dòng cắt nhanh Dòng khởi động bảo vệ dòng Normal Inverse 1211 Very Inverse User Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ Extremly Inverse Character dòng, t=const User Character 1301 1307 4201 ON OFF 0,10 4,00 ON OFF Bật chức quá dòng thứ tự ON không 0,3A Dòng khởi động dòng thứ tự không ON Bật chức tải 4202 0,10 4,00 1,10 Hệ số k 4203 1,0 999,9min 583min Hằng số thời gian 4204 50 100% 98% Cảnh báo trạng thái nhiệt 7001 7005 ON OFF 0,00 60,00sec; Bật chức chống máy cắt ON hỏng 50BF 0,25sec 63 Thời gian trễ 50BF Bảng4.12 Cài đặt thông số cho rơle phía 115 kV Địa 1201 1207 Các lựa chọn ON OFF 0,10 4,00A Cài đặt Nội dung ON Bật chức dòng 2,2 A Dòng khởi động bảo vệ dòng User Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ Character dòng, t= const ON Bật chức dòng thứ tự không Normal Inverse Very Inverse 1211 Extremly Inverse User Character 1301 1307 4201 ON OFF 0,05 4,00A ON OFF 2,09A Dòng khởi động dòng thứ tự không ON Bật chức tải 4202 0,10 4,00 1,10 Hệ số k 4203 1,0 999,9min 583min Hằng số thời gian 4204 50 100% 98% Cảnh báo trạng thái nhiệt 7001 7005 ON OFF 0,00 60,00sec; Bật chức chống máy cắt hỏng ON 50BF 0,25sec 64 Thời gian trễ 50BF Bảng 4.13 Cài đặt thông số cho rơle phía 22 kV Địa Các lựa chọn ON 1201 1207 OFF 0,10 4,00A Cài đặt Nội dung ON Bật chức dòng Dòng khởi động bảo vệ 2,2A dòng Normal Inverse Very Inverse 1211 Extremly Inverse User Character 1307 User Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ Character dòng, t= const Dòng khởi động dòng thứ tự 0,05 4,00A không ON 4201 OFF ON Bật chức tải 4202 0,10 4,00 1,10 Hệ số k 4203 1,0 999,9min 583min Hằng số thời gian 4204 50 100% 98% Cảnh báo trạng thái nhiệt ON 7001 7005 Bật chức chống máy cắt hỏng ON OFF 0,00 60,00sec; 50BF 0,25sec Thời gian trễ 50BF 4.5 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế, I0 /(87N) * Phía 220 kV: Icd =0,4.IdmBA = 0,4.627,55 = 251,02 (A) đó: IđmBA = 627,55 (A) I kdR I cd 251, 02 1,57 A kI 160 * Phía 110 kV: Icd =0,4.IdmBA = 0,4.1255,1 = 502,04 (A) 65 đó: IđmBA = 1255,1 (A) I kdR I cd 502, 04 2, 09 A kI 240 Bảng kết tính toán bảo vệ chạm đất thống kê bảng 3.14 Bảng 3.14 Kết tính toán STT Đại lượng 220 kV 110 kV Dòng điện định mức, A 627,55 1255,1 Tỷ số biến dòng, kI 800/5 1200/5 Dòng khởi động rơle, A 1,57 2,09 66 KẾT LUẬN Sau thời gian thực tế trạm biến áp 220kV Vĩnh Phúc với hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn, đến đồ án “Bảo vệ rơle trạm biến áp 220kV Vĩnh Phúc” hoàn thành Qua đồ án em giúp em hiểu kỹ tổng hợp kiến thức học Tuy nhiên, kiến thức thời gian hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy cô bạn giúp đỡ, bảo để giúp cho đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Lã Văn Út Ngắn mạch hệ thống điện – Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2007 PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa, Rơle bảo vệ hệ thống điện mỏ, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải TS Trần Bá Đề Giáo trình Trạm điện, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội 2003 Catalogs 7UT613 7SJ64 68 [...]... chiều và bão hoà máy biến dòng - Ngắt với tốc độ cao và tức thời đối với dòng sự cố lớn Bảo vệ so lệch cho máy phát điện, động cơ điện, đường dây ngắn hoặc thanh góp cỡ nhỏ Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) Bảo vệ so lệch trở kháng cao Bảo vệ chống chạm vỏ cho máy biến áp Bảo vệ chống mất cân bằng tải Bảo vệ quá dòng đối với dòng chạm đất Bảo vệ quá dòng một pha Bảo vệ quá tải theo nguyên... quả tính toán ngắn mạch sau quy đổi Điểm ngắn N1 (220kV) mạch 3pha INmax 14318,2 INmin N2 (110kV) 2pha 3pha 2pha 4282,7 5624,7 N3 (22kV) 3pha 8440,9 3144,6 2379,3 INmax(sau quy 2pha 6823,8 937,9 đổi về phía 220kV) 1429,4 INmin (sau quy đổi về phía 220kV) 30 620,3 CHƯƠNG III LỰA CHỌN RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 220kV VĨNH PHÚC 3.1 Rơle bảo vệ so lệch dọc 7UT613 Hình 3.1 Mặt trước rơle 7UT613... chế tạo, được sử dụng để bảo vệ chính cho máy biến áp 3 cuộn dây hoặc máy biến áp tự ngẫu ở tất cả các cấp điện áp Rơle này cũng có thể dùng để bảo vệ cho các loại máy điện quay như máy phát điện, động cơ, các đường dây ngắn hoặc các thanh cái cỡ nhỏ (có từ 3-5 lộ ra) Các chức năng khác được tích hợp trong rơle 7UT613 làm nhiệm vụ dự phòng như bảo vệ quá dòng, quá tải nhiệt, bảo vệ quá kích thích, chống... hoặc máy tính cá nhân sử dụng phần mềm DIGSI Giới thiệu các chức năng bảo vệ được tích hợp trong rơle 7UT613 Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp: Đây là chức năng bảo vệ chính của rơle 7UT613 - Đặc tính tác động có hãm của rơle - Có khả năng ổn định đối với quá trình quá độ gây ra bởi các hiện tượng quá kích thích máy biến áp bằng cách sử dụng các sóng hài bậc cao, chủ yếu là bậc 3 và bậc 5 - Có... 60044-1 Loại Trong nhà, 16 3 Máy biến Hệ số Đầu vào dòng 800-12002000/1/1/1A Đầu ra 200-400/1/1A Điện áp định mức 23kV Điện áp cao nhất thiết bị chịu được 24kV Điện áp chịu đựng với tần số định mức 50 kV/1min ( 50Hz) 4 Điện áp xung chiu đựng 125 kV Nhà sản xuất Shinwoo Loại Đóng nhanh Điện áp định mức 23 kV Cầu dao Điện áp cao nhất thiết bị chịu được 24 kV tiếp đất Điện áp chịu đựng với tần số định mức... kháng nguồn hệ thống tại thanh cái 220 kV Việt Trì: X1HT Scb 250 0,063 (3) Sn1 4000 - Điện kháng nguồn hệ thống tại thanh cái 220 kV Sơn Tây: X 2 HT Scb 250 0,066 (3) Sn 2 3800 2.4.2 Đường dây - Điện kháng trên đường dây từ Việt Trì đến trạm biến áp: X D1 x0 l1 Scb 0, 4.17 250 0,016 2 U cb2 1 2 2302 - Điện kháng trên đường dây từ Sơn Tây đến trạm biến áp: XD2 x0 l2 Scb 0, 4.33 250... định mức của máy phát điện, MVA + điện kháng quy đổi của máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây: x*cb.ba= U n % Scb 100Sd trong đó: Sd – công suất định mức của máy biến áp, MVA Un% - điện áp ngắn mạch phần trăm của máy biến áp + Điện kháng quy đổi của máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây: x*cb.C= U nC % Scb 100Sd x*cb.T= U nT % Scb 100Sd x*cb.H= U nH % Scb 100Sd trong đó: U nC % 1 (U nC T % U nC H % U nT H... của IEC: 60870-5-103 Đây là chuẩn giao thức truyền tin quốc tế có hiệu quả tốt trong lĩnh vực truyền thông bảo vệ hệ thống điện Giao thức này được hỗ trợ bởi nhiều nhà sản xuất và được ứng dụng trên toàn thế giới Thiết bị được nối qua cáp điện hoặc cáp quang đến hệ thống bảo vệ và điều khiển trạm như SINAULT LAS hoặc SICAM qua giao diện này Cổng kết nối này cũng hỗ trợ các giao thức khác như PROFIBUS... 0,1) 9 23 29 6823,8 I (3) N 3max (220) I N(3)3max 8440,9 937,9( A) Ku min 9 (3) N 3min (220) I N(3)3min 6823,8 620,3( A) Ku max 11 I Dòng ngắn mạch 3 pha phía 110kV quy đổi về phía 220kV 230 2 115 230(1 0,1) K u max 2, 2 115 230(1 0,1) K u min 1,8 115 I N(3)2 max 4282,7 (3) I N 2 max (220) 2379,3( A) K u min 1,8 Ku I (3) N 2 min (220) I N(3)2 min 3144,6 1429, 4(... 2.3 Chọn các đại lượng cơ bản Đối với tính toán bảo vệ rơ le chọn các đại lượng cơ bản sau: Scb=250 MVA, Scdm ST = 3800 MVA, Scdm VT = 4000MVA; Ucb=Utb Ucb1=230kV Ucb2= 115kV Ucb3= 23kV 22 Chọn: EHT=1 Cấp điện áp 220kV có Ucb1=230 kV Icb1= Scb = 3U cb1 250 = 0,63 kA 3.230 Cấp điện áp 110 kV có Ucb2 =115kV Icb2= Scb = 3U cb 2 250 = 1,26 kA 3.115 Cấp điện áp 22kV có Ucb3 = 23kV Icb3= 250 Scb = = 6,28 kA