hệ thống bảo vệ cho trạm biến áp 220 KV Nhiệt điện uông bí

& Đồ án tốt nghiệp Phần chuyên đề : tính toán chỉnh định hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp tự dùng 20t điện áp 35/6,3 kv giới thiệu chung công ty nhiệt điện uông bí khái quát trình hình thành phát triển công ty nhiệt điện uông bí Vị trí địa lý, khí hậu , địa chất khu vực 1.1 Vị trí địa lý Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí nằm phía Nam trục đờng Quốc lộ 18, phía Đông giáp sông Uông phờng Quang Trung, phía Bắc giáp phờng Bắc Sơn, phía Tây giáp đồi khe Ngát, nằm Thị xã Uông Bí, Tỉnh Quảng Ninh, vùng Đông bắc Tổ quốc Thuận lợi cung cấp điện cho vùng Đông bắc Tổ quốc 1.2 Khí hậu - Nhiệt độ môi trờng: OoC ữ 42oC - Độ ẩm cực đại: 95 % - Hệ số động đất: 0,1 g - Tốc độ gió lớn nhất: 215 km/h 1.3 Địa chất khu vực: Địa hình nhà máy đợc bố trí khảo sát sở gần nguồn than mỏ Vàng Danh, nguồn nớc cung cấp vào nhà máy sông Uông Bí Giữa nguồn nớc đợc ngăn cách đập tràn đợc thiết kế ngăn chặn nớc mặn nớc từ suối Vàng Danh Yên Tử chảy Sự hình thành phát triển kinh tế xã hội khu vực Nhà máy điện Uông Bí đợc nằm đồi, thuận tiện cho việc bảo vệ có chiến tranh xảy Cung cấp điện thuận lợi cho vùng Đông bắc Tổ quốc để phát triển kinh tế an ninh vững vàng Về phần giao thông, vô thuận lợi nhà máy nằm gần trục Quốc lộ 18 Đó tiêu chuẩn để xây dựng nhà máy theo lý thuyết nhà máy nhiệt điện, là: vận chuyển than, dầu thuận tiện, nguồn nớc cung cấp cho nhà máy 1 & Đồ án tốt nghiệp Công ty Nhiệt điện Uông Bí doanh nghiệp nhà nớc trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam Vị trí nằm Phờng Quang Trung, Thị xã Uông Bí, Tỉnh Quảng Ninh Đợc khởi công xây dựng ngày 19-5-1961, thủ tớng Phạm Văn Đồng thay mặt Chính phủ bổ nhát cuốc dầu tiên với phân viện Lê Nin Grát (Liên Xô cũ) giúp ta xây dựng, với tổng công xuất 153MW Bao gồm lò khối phát điện Ngày thiết bị lạc hậu cải tiến thay đổi máy phát (mỗi máy 55MW) lò với tổng công xuất 110MW năm phát sản lợng 700 triệu kWh lên lới điện Quốc gia Công ty Nhiệt điện Uông Bí năm đầu xây dựng trực thuộc Cục Điện lực Bộ điện than Đến trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt nam Bộ Công nghiệp Công ty Nhiệt điện Uông Bí vinh dự đợc Bác Hồ thăm ngày 2/2/1965 (tức ngày mồng Tết năm ất Tỵ) Nhân dịp Bác tham gia vui Tết với nhân dân Thị xã Uông Bí Bác nói: Hiện nhà máy điện Uông Bí mỏ Vàng Danh xí nghiệp vào loại to đại nớc taThan Điện cần cho Công nghiệp Nông nghiệp Các cô sức làm nhiều, nhanh, tốt, rẻ Thiết kế xây dựng phải làm cho chắn, cho kỹphải tiết kiệm nguyên vật liệu giữ gìn máy móc mồ hôi máu nhân dân ta làm Hiện nay, nhà máy nhiệt điện đóng vai trò quan trọng hệ thống phát điện quốc gia Với khả phản ứng nhanh, dễ điều chỉnh công suất phát dới tải Các nhà máy nhiệt điện đảm nhiệm chức việc điều độ phân phối điện Với xu hớng phát triển công nghệ đại lĩnh vực nh nay, nhu cầu lợng giới nói chung Việt Nam nói riêng ngày tăng trởng, tốc độ phát triển nhiệt điện mạnh Việt Nam ta vòng khoảng thập kỷ gần đây, nhiều nhà máy nhiệt điện lò sử dụng nhiều loại nhiên liệu than, dầu, khí đốt đợc xây dựng miền đất nớc Việc nghiên cứu điện nhà máy nhiệt điện nói riêng nhà máy điện nói chung cần thiết Cho đến vấn đề điều khiển, nâng cao hiệu suất phát điện, đảm bảo an toàn vận hành, giảm thiểu ô nhiễm môi trờngvẫn cha đợc giải triệt để, đặt thách thức khoa học đại Cơ cấu tổ chức quản lý Công ty Nhiệt điện Uông Bí 3.1 Đặc điểm tổ chức sản xuất 2 & Đồ án tốt nghiệp Là doanh nghiệp thành viên sản xuất điện trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam Nhiệm vụ sản xuất điện cung cấp lên lới điện Quốc gia Theo phân cấp quản lý Nhà nớc dới điều hành Tập đoàn Điện lực Việt Nam nắm giữ 50% vốn điều lệ Hiện Công ty gồm dây chuyền sản xuất: + Dây chuyền toàn thiết bị nhà máy cũ 110 MW (Cần khảo sát hoàn thiện) + Dây chuyền tổ máy 300MW (Uông Bí mở rộng 1), tổ máy số + Đã khảo sát chuẩn bị khởi công xây dựng 300MW (Uông Bí mở rộng 2) 3.2 Đặc điểm tổ chức quản lý Bộ máy quản lý lực lợng sản xuất đợc tổ chức cấu theo mô hình sau: Sơ đồ tổ chức công ty tạiPhân xởng Tự động điều khiển P.GĐ Phó T ban CBSX Phó GĐ - KT vận hành Phòng Tổng hợp CBSX Phân xởng Vận hành Tổ trởng ca P.Kỹ thuật An toàn Phân xởng Nhiên liệu Phân xởng Lò máy PX Điện Kiểm nhiệt Phân xởng Hóa Phòng K.tế Kế hoạch P.Tổ chức Lao động Phòng Tài Kế toán Văn phòng Công ty Phòng Vật t Nhiên liệu Phòng Bảo vệ Kế Toán trởng Phó Giám Đốc Khối SXKD Giám Đốc Trởng ban CBSX Phòng GP MBCB MR II Phân xởng Cơ nhiệt 3 & Đồ án tốt nghiệp Chơng lý thuyết rơle bảo vệ trạm biến áp Trong hệ thống cung cấp công ty Máy biến áp (MBA) 20T trì phơng thức làm việc dự phòng nóng, đóng vai trò quan trọng phơng thức hoạt động tổ máy phát số số lấy điện lới phục vụ điện tự dùng nhà máy Mặt khác thời điểm đóng góp vai trò quan trọng để đa tổ máy số 7: 300MW vào vận hành Do việc tính toán lựa chọn rơle bảo vệ vận hành máy biến áp 20T quan trọng Rơle bảo vệ hệ thống thiết bị tự động có khả phát nhanh phần tử bị cố cô lập chúng để trì hoạt động bình thờng cho đối tợng đợc bảo vệ, nhằm hạn chế thấp hậu tai hại cố Nhiệm vụ máy biến áp 20T: 4 & Đồ án tốt nghiệp + Cấp điện áp tự dùng cho nhà máy cố lới điện, để trì đốt lò cho nhà máy chạy lại + Cấp điện áp tự dùng khối máy phát số số không phát điện để đa đại tu sửa chữa + Nếu cố kháng 5,6 đa đại tu Phải dùng nguồn máy biến áp 20T đa Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phân đoạn tự dùng hình 3.1 1.1 dạng h hỏng, cố máy biến áp 1.1.1 Các trờng hợp cố máy biến áp + Ngắn mạch pha cuộn dây máy biến áp + Ngắn mạch pha, ngắn mạch vòng dây pha + Cách điện thép mạch từ bị phá huỷ, dòng điện xoáy làm già hoá vật liệu cách điện + Vỏ máy biến áp bị thủng, dầu máy biến áp bị sụt mức giới hạn 1.1.2 Tình trạng làm việc không bình thờng bên máy biến áp + Dòng điện tăng cao ngắn mạch đờng dây + Dòng điện tải có cố 5 & Đồ án tốt nghiệp Thanh 1-35kV Thanh 2-35kV 333-1 333-2 20T 333-25 35/6,3kV Uk%=10% Uđ/c=5% Y/ -11 333 616-1 615-1 Tp-Tp-6-1000 Xk%=6% 6,3kV 1000A Tp-Tp-6-1000 Xk%=6% 6,3kV 1000A 615 5P 6kV 616 6P 6kV 7P 6kV Phân đoạn 1-2 CB 185 8P 6kV Phân đoạn 3-4 Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phân đoạn tự dùng 6 & Đồ án tốt nghiệp 1.2 yêu cầu hệ thống rơle bảo vệ Trong trình vận hành hệ thống điện (máy biến áp, đờng dây, động điện, thiết bị điều khiển nối với nhau) rơi vào cố hay làm việc không bình thờng Sự cố hệ thống điện chế độ xuất có h hỏng phần tử nh: hỏng lớp cách điện, đứt dây dẫn chế độ cố dòng mạch thờng tăng lên gấp nhiều lần chế độ bình thờng, cố cần đợc loại trừ nhanh chóng, để đảm bảo không làm h hỏng thiết bị khác hệ thống điện, nh môi tr ờng ngời vận hành 1.2.1 Tính chọn lọc Tính tác động chọn lọc bảo vệ thực chất tác động không nhầm lẫn, tức tác động giới hạn đợc giao nhiệm vụ mà không vợt giới hạn, giữ nguyên vẹn phần tử cung cấp điện khác Tác động chọn lọc bảo vệ đợc phân thành : + Chọn lọc theo vùng bảo vệ + Chọn lọc theo chế độ đợc trao cho bảo vệ: áp hay dòng Đối với bảo vệ khỏi ngắn mạch theo vùng khả cắt bảo vệ có ngắn mạch cắt phần tử h hỏng bảo vệ Để khắc khục nhợc điểm thờng dùng biện pháp: + Sau cắt không chọn lọc cần sử dụng hệ thống đóng lặp lại với thiết bị kiểm tra khoá chắn vùng có cố + Phân chia vùng bảo vệ đặc tuyến dòng thời gian phụ thuộc Tính chọn lọc bảo vệ khỏi chế độ không bình thờng phải có yêu cầu cao hơn, có nh thiết bị bảo vệ ngăn chặn đợc nguyên nhân phát sinh cố lan tràn phụ tải 1.2.2 Tính tác động nhanh Khi phát sinh dòng, thiết bị điện nằm mạch chịu tác dụng lực điện động tác dụng nhiệt dòng ngắn mạch tạo Vì bảo vệ tác động nhanh, kịp thời dòng ngắn mạch nhỏ nên tác động phá hoại thấp Tính tác động nhanh bảo vệ yêu cầu quan trọng để đảm bảo cho phụ tải h hỏng làm việc ổn định, để giảm mức độ h hỏng nhỏ Đặc biệt động máy biến áp công suất lớn, để tăng hiệu hệ thống tự đóng lại 7 & Đồ án tốt nghiệp 1.2.3 Độ nhậy Độ nhậy bảo vệ khả ghi nhận độ lệch khỏi giá trị đặt, đại lợng đợc bảo vệ ( áp tăng, dòng giảm) Độ nhậy bảo vệ khỏi ngắn mạch đ ợc đánh giá hệ số nhạy : kN = I nm I kd : Inm - dòng ngắn mạch nhỏ vùng bảo vệ; Ikđ - dòng khởi động bảo vệ rơle Nh hệ số độ nhậy biểu thị mức độ không từ chối tác động bảo vệ xuất cố bất lợi cho làm việc Hệ số độ nhậy lớn bảo vệ tác động chắn, ngợc lại knh nhỏ độ nhậy thấp Yêu cầu độ nhậy: - Đối với bảo vệ kN - Đối với bảo vệ dự trữ kN 1,5 1,2 Bảo vệ rơi vào trạng thái không tác động khi: - Dòng cố thực tế nhỏ giá trị tính toán, điện áp mạng nhỏ định mức điện trở độ chỗ ngắn mạch - Do chỉnh định không xác: Vì thang đo chỉnh dịnh sai với giá trị tác động rơ le, môi trờng, lực kéo lò so, tiếp điểm tiếp xúc - Sai số tính toán dòng chỉnh định, ngắn mạch - Sai lệch nhiệt độ môi trờng tác động 1.2.4 Độ tin cậy Độ tin cậy khả bảo vệ làm việc chắn điều kiện cố vùng bảo vệ, đồng thời không tác động chế độ mà không đợc giao nhiệm vụ Thiết bị bảo vệ rơle phụ thuộc vào loại thiết bị thờng trực Sự làm việc thiết bị đợc đặc trng chế độ khác nhau: - Chế độ báo động (tính phần trăm giây hay giây), chế độ bảo vệ phải tác động 8 & Đồ án tốt nghiệp - Chế độ thờng trực (tính hàng giờ) lúc thiết bị phải tác động, không tác động Nh vậy, yêu cầu tính làm việc chắn bảo vệ rơle phải tác động không đợc từ chối có cố phát sinh bất ngờ vùng đợc bảo vệ (Ngắn mạch chế độ không bình thờng khác) không đ ợc tác động tr ờng hợp lại, nghiã rơle không đợc giao nhiệm vụ 1.2.5 Tính kinh tế Các bảo vệ rơle phải thoả mãn yêu cầu kỹ thuật đồng thời phải xây dựng cho rẻ đến mức Đối với thiết bị cao áp chi phí cho trang thiết bị lắp đặt (bảo vệ rơle) BVRL chiếm phần nhỏ, đại đa số thiết bị mạng cao áp đắt, hệ thống bảo vệ rơle thờng chi phí bé nên yêu cầu đợc xét đến Năm yêu cầu mâu thuẫn lẫn nhau, tăng yêu cầu kỹ thuật giá thành cao Do cần tính toán yêu cầu mức độ tốt việc lựa chọn sơ đồ thiết bị rơle bảo vệ 1.3 Sơ đồ nối máy biến dòng rơle 1.3.1 Sơ đồ nối máy biến dòng rơle theo hình đủ (sao hoàn toàn) Hình 1.2 Sơ đồ nối cấc maý biến dòng hình hoàn toàn Trong sơ đồ hình hoàn toàn máy biến dòng đặt tất pha, cuộn dây rơle nối vào dòng điện pha toàn phần Dây trung tính đảm bảo cho sơ đồ bảo vệ ngắn mạch chạm đất Khi hệ thống làm việc bình thờng ngắn mạch không chạm đất pha dây trung tính nguyên tắc dòng điện 9 & Đồ án tốt nghiệp Khi ngắn mạch chạm đất dòng điện chạy dây trung tính là: 3I'o = I'a + I'b + I'c k sd = I ri I2 =1 1.3.2 Sơ đồ nối máy biến dòng rơle theo hình khuyết Hình 3.3 Sơ đồ nối cấc maý biến dòng hình khuyết Dòng điện dây dẫn trở Iv là: I'v = - (I'a + I'c ) hay I'v = I'b (khi thành phần dòng điện thứ tự không) Khi ngắn mạch pha không đặt máy biến dòng (pha B), rơle không tác động Vì vậy, dùng bảo vệ chống ngắn mạch nhiều pha 10 10 & Đồ án tốt nghiệp + Trờng hợp II : -Biến đổi - tam giác trờng hợp II : X1 X2 = X*1 + X*3 + = X *1 + X *3 + X *1 X *3 X *2 X *2 X *3 X *1 0,09.1,02 0,17 = 0,09 +1,02 + = 1,65 0,17.1,02 0,09 = 0,17 + 1,02 + = 3,12 Đổi sang điện kháng tính toán: + Với nguồn hệ thống công suất vô lớn nên xtt = x = x*1 = 1,65 Dòng ngắn mạch pha đợc xác định theo công thức: ( 3) I NHT ( 0) = I N( 3) ( 0,2) = I N( 3) ( ) = S cb với :IcbHT = 3U cb = 1 I cbHT = 9,16 xtt 1,65 100 3.6,3 = 9,16 (kA) Dòng ngắn mạch pha: ( 2) I NHT = ( 3) I NHT = 5,552 2 = 4,408 (kA) +Với nguồn MF1,2 xtt = x Với : 33 S dm S dm S cb = 3,12 137,5 100 = 4,29 = 68,75 x = 137,5 (MVA) 33 = 5,552 (kA) & Đồ án tốt nghiệp Do xtt > tra đờng cong: Dòng ngắn mạch pha nguồn máy phát cung cấp : ( 3) I NMF = I N( ) ( ) = I N( ) ( 0,2) = I N( ) ( ) = I cbMF = với: S dm 3.U cb = 137,5 3.6,3 1 I cbMF = 12,6 x tt 4,29 = 2,937 (kA) = 12,6(kA) Dòng ngắn mạch pha nguồn máy phát cung cấp : ( 2) I NMF = ( 3) I NMF = 2,937 2 = 2,544 (kA) + Dòng ngắn mạch tổng: ( 3) ( 3) I N( 3) = I N( 3) ( 0) = I N( 3) ( 0,2) = I N( 3) ( ) = I NHT + I NNM ( 2) ( 2) I N( 2) = I N( 2) ( ) = I N( 2) ( 0,2 ) = I N( 2) ( ) = I NHT + I NNM = 5,552+2,937 = 8,489 (kA) = 4,808 + 2,544 = 7,352 (kA Kết tính toán ngắn mạch bảng 2.1: Bảng 2.1 Trờng hợp I II ( 3) Nguồn F12 ( 2) ( 3) Nguồn HT ( 2) ( 3) Tổng nguồn IN IN IN IN IN I N( ) 3,608 2,937 3,124 2,544 6,836 5,552 5,92 4,808 10,44 8,489 9,044 7,352 Quy đổi phía 35 kV với máy biến áp có độ điều chỉnh 5% ta có: ) ( 3) I N( 3max 35 = I N max ) ( 2) I N( 2min 35 = I N 6,3 6,3 = 10,44 = 1,978 35(1 U % ) 35(1 0,05) 6,3 6,3 = 7,352 = 1,26 35(1 + U % ) 35(1 + 0,05) Vậy: I Nmax(35) = 1,978 (kA), I Nmin(35) = 1,26 (kA) 34 34 (kA) (kA) & Đồ án tốt nghiệp Chơng Tính toán chỉnh định cho rơle bảo vệ MBA20T 3.1.Tính toán bảo vệ tải 3.1.1.Vị trí lắp đặt Qúa tải tợng dòng điện chạy qua phần tử hệ thống điện vợt qúa trị số dòng điện cho phép Qúa dòng điện xảy ngắn mạch tải Nguyên lý tải nguyên lý đợc sử dụng sớm để bảo vệ phần tử hệ thống điện rơle nhiệt Nó đợc lắp đặt pha phía sơ cấp MBA 3.1.2 Xác định dòng chỉnh định Trớc tiên xác định dòng điện ngắn mạch máy biến áp tức ngắn mạch thứ cấp Điện áp U cb = Un2 = 35 kV Xác định dòng điện phía máy biến áp Sn InI = 16000 3.U nI Sn InII = 3.U nII = = 3.35 = 264 ( A) 16000 3.6,3 = 1468 (A) Dựa vào dòng điện định mức chọn máy biến dòng loại bão hoà nhanh Ký hiệu T-35-600 (Trang 273,Thiết kế cấp điện) Vì sơ đồ nối dây máy biến áp Y/ nên chọn sơ đồ nối máy biến dòng phía sơ cấp nối theo hình tam giác (),còn phía thứ cấp nối theo hình đủ (Y) Nh hệ số sơ đồ phía sơ cấp ksd = , phía thứ cấp ksd = Ta chọn máy biến dòng có tiêu chuẩn kỹ thuật Bảng 3.1 35 35 & Đồ án tốt nghiệp Stt Ký mã hiệu TH 33P-//0.5 Tỷ số 600/5A Cấp xác 0,5 Số lợng T OT-20- /0.5 2000/5A 0,5 Dòng khởi động rơle bảo vệ chống tải kkdRqt = k at k sd I dm k tv k I Trong đó: - kat = 1,05 - hệ số an toàn; - ksd = hệ số sơ đồ; - k tv =0,85 - hệ số trở ; - k I- hệ số biến dòng; - Idm - dòng điện cuộn dây máy biến áp Kết tính toán chỉnh định bảo vệ tải đợc trình bày bảng sau: Bảng 3.2 TT Tên đại lợng Công suất định mức Đơn vị kVA A Công thức S dm Dòng định mức MBA 3U dm = 16000 3.35 Kết 16 000 264 Idm = Tỷ số biến dòng Cách đấu biến dòng Hệ số sơ đồ k sd Dòng chỉnh định rơle 600 120 kI= A k at 1,05 I dm = 264 k tv 0,85 326 k sd I cd = 326 kI 120 4,69 I cd= Dòng khởi động rơle Chọn loại rơle Thời gian tác động A IkdR= 36 PT40/10 s 36 & Đồ án tốt nghiệp Chọn dòng khởi động rơle IkdR = 4,7 A Với thời gian đặt t = 9s, tín hiệu tải đợc thể dới dạng còi, đèn tín hiệu màu đỏ 110kV Tín hiệu (+) MC1 RI1 BI RT (-) TBA MC1 kV Hình 3.1 Sơ đồ bảo vệ tải MBA 3.2.Tính toán bảo vệ cực đại 3.2.1.Vị trí lắp đặt Trên phía cao áp hạ áp Dòng khởi động bảo vệ cực đại đợc chọn điều kiện Kết tính toán bảng 5.3 Bảng 3.3 TT Tên đại lợng Công suất định mức Dòng định mức (A) Công thức kết tính toán 35 kV 6,3kV 16000 16000 S dm 3U dm = Idm = 37 3.35 3U dm = 16000 Idm = = 264 Tỷ số biến dòng S dm 16000 = 1468 600 kI= 37 2000 kI= 3.6,3 & 35(1 0,05) = 5,278 6,3 Tỷ số biến áp Đồ án tốt nghiệp Cách mắc biến dòng Hệ số sơ đồ 3.2.2.Chỉnh định bảo vệ cực đại phía thứ cấp 6,3 kV + Dòng chỉnh định phải tránh khỏi dòng mở máy: k at k nv I dm 1,2.1,5.1468 = k tv 0,85 I cd = = 3108,7 (A) đó: - k at = 1,2- hệ số an toàn, - k nv = 1,5-hệ số nhảy vọt, - k tv = 0,85-hệ số trở + Dòng khởi động rơle bảo vệ : I kdR = k sd I cd = 3108,7 kI 400 = 7,77 (A) - ksd = hệ số sơ đồ; - k I- hệ số biến dòng; + Kiểm tra độ nhậy rơle: Kn = Với : I NminHT = I N 7352 = I cd 3108,7 ( 2) I NHT = 2,36 >1,5 = 7,352 (kA) = 7352 ( A) Vậy ta chọn rơle loại PT 40/10 Thời gian tác động t1 = 0,5s 3.2.3 Chỉnh định bảo vệ cực đại phía cao áp : Dòng chỉnh định đợc lựa chọn để đảm bảo điều kiện sau: Tránh dòng từ hoá nhảy vọt đóng MBA không tải Icd = 38 k at k nv 1,2.2,0 I dnBA = 264 k tv 0,85 = 745,4 (A) 38 Y & Đảm bảo tính tơng thích với bảo vệ trớc : Icd = k at 1,2 I cd ( 6,3 ) = 602,66 k tv 0,85 = 850,8 (A) đó: I cd(6,3) = I cd 3108,7 = ku 5,278 = 602,66 (A) k u = 5,278 Vậy : I cd = 850,8 (A) Dòng khởi động rơle bảo vệ : I kdR = k sd I cd = 850 ,8 ki 120 = 12,28 (A) Ta đặt : 12,5 (A) Với ;- ksd = hệ số sơ đồ; - k I- hệ số biến dòng; + Kiểm tra độ nhậy rơle: Kn = I N 1260 = I cd 850 ,8 = 1,483 1,5 : I Nmin(35) = 1,260 (kA) = 1260 (A) Vậy ta chọn rơle loại PT 40/20 Thời gian tác động t = t1 + t = 0,5 + 0,5 = 1s (t = 0,5s : cấp chọn lọc thời gian) 39 39 Đồ án tốt nghiệp & Đồ án tốt nghiệp 35 kV (+) MC RI1 (+) (+) RI2 (+) RI3 (+) Rtg1 RG1 (-) (+) Tín hiệu (+) RTG RTH (-) (-) MC 6kV Hình 3.2 Sơ đồ bảo vệ tải cực đại MBA 3.3.Tính toán bảo vệ so lệch cho máy biến áp Bảo vệ so lệch dựa nguyên tắc so sánh dòng điện đầu phần tử lấy từ nguồn máy biến dòng Dòng từ hoá máy biến áp thành phần quan trọng dòng không cân bằng, thay đổi cách đột biến điện áp tăng đột ngột (khi đóng cắt máy biến áp không tải sau cố loại trừ ngắn mạch) Gía trị đạt tới ữ lần dòng điện định mức máy biến áp Ngoài đặc điểm tắt dần theo thời gian, dòng từ hoá chứa thành phần không chu kỳ sóng hài bậc cao Để giảm bớt giá trị dòng từ hoá cần phải áp dụng biện pháp đặc biệt: sử dụng máy biến dòng bão hoà nhanh có tác dụng hạn chế thành phần không chu kỳ dòng điện Kết tính toán bảng 5.4 Bảng 3.4 TT Tên đại lợng Công suất định mức Dòng định mức (A) Công thức kết tính toán 35 kV 6,3kV 16000 16000 S dm 3U dm = Idm = 3.35 3U dm = Idm = = 264 40 S dm 16000 40 = 1468 16000 3.6,3 & Đồ án tốt nghiệp Tỷ số biến dòng kI= kI= Tỷ số biến áp 35 = 5,5 6,3 35 = 5,5 6,3 Cách mắc biến dòng Hệ số sơ đồ Gía trị dòng điện 600 2000 5 Y I nI k sd 264 = k iI 120 I 2I = I nII k sd 1468.1 = k iII 400 I 2II = = 3,8 A = 3,67 A Từ kết tính toán ta nhận thấy phía hạ áp (6kV) có dòng thứ cấp nhỏ nên đợc chọn phía không bản, phía 35 kV phía Xác định dòng điện không cân cha kể đến dòng không cân bằngI''' kcb sai lệch số vòng dây gây ra: Ikcb=I'kcb+I''kcb = (kkck.kdn.i%+ U%)INMax ng đó: + kkck - hệ số không chu kỳ ; kkck= + kdn - hệ số đồng máy biến dòng ; kdn = + i % - sai số máy biến dòng i % = 5% (bảng 5.3) +I NMaxng = 1978 (A): dòng ngắn mạch lớn Thay số vào công thức ta có: Ikcb = (1.1 0,05 + 0,05).1978 = 197,8 (A) + Dòng chỉnh định để tránh khỏi dòng không cân cha kể đến thành phần I'' kcb : I cd = k at I kcb = 1,3 1978 = 257,14 (A) + Dòng chỉnh định để tránh khỏi dòng từ hoá nhảy vọt đóng máy biến áp không tải : I cd = k at I dm = 1,3 277,82 = 361,17 (A) : I dm = 41 S dm 3.U dm (1 = U % ) = 16000 3.35.(1 0,05) 41 = 277,82 (A) & Đồ án tốt nghiệp Theo điều kiện ta chọn : Icd = 361,17 (A) Kiểm tra sơ độ nhậy : kn= I N 1260 = I cd 361,17 = 3,19 > : I Nmin(35) = 1260 (A) Vậy đảm bảo độ nhậy cần thiết cho máy biến áp Do ta sử dụng rơle PHT-565, kết tính toán đợc trình bày bảng 5.5 Bảng 3.5 TT Các đại lợng Dòng tác động rơle phía I kd ( cb ) = Số vòng tính toán phía Wcb ( 35) = Công thức tính Gía trị Đơn vị I cd k sd ki 361,17 = 5,21 120 A Ftd 100 = 19,18 5,21 Vòng 19 Vòng 100 = 5,26 19 A I kd ( kcb ) Số vòng quy tròn phía Dòng tác động tơng ứng số vòng dây chọn I kd ( cb ) = Ftd Wcb Dòng chỉnh định phía cao áp (cơ bản) I cd ( 35) = I kd k i k sd 5,26.120 A = 364,64 Dòng chỉnh phía hạ áp định Số vòng dây t.tcủa cuộn không I cd ( 6,3 ) = I cd ( 35 )U sc U dm( 6,3 ) Wcb ( 35) = Wkcb Số vòng dây cuộnkhông quy tròn gần I kcb I cb 19,18 W kcb Dòng cân việc đặt sai vòng dây gây Wcb ( 35) Wcb Wcb ( 35) 364,64.33,25 = 1924,5 6,3 I N max ng 3,8 = 19,75 3,67 A Vòng 20 Vòng 19,75 20 1978 = 25,04 19,75 A I'''kcb= 42 Dòng cân kể đến I'''kcb 197,8 + 25,04 = 222,84 Ikcb= I' kcb + I'' kcb+ I''' kcb 42 A & 10 Dòng chỉnh địnhkhi kể đến I'''kcb I cd = k at.Ikcb Đồ án tốt nghiệp 1,3.222,84 = 289,69 Nhận thấy : Icd = max(361,17; 289,69) = 361,17 (A) < 364,64(A) Vậy chọn : W cb = 19 vòng W kcb = 20 vòng Kiểm tra lại độ nhậy : 1260 364,64 kn= = 3,46 > Hình 3.3 Sơ đồ nối cuộn rơle PHT-565 43 43 A & 44 44 Đồ án tốt nghiệp 45 45 3TT 2000/5 16MVA 35/6,3 kV Uk = 10% Yo/? -11 20T 2TT 600/5 1TT 600/5 333-15 333-2 333-1 PCB + 7PT + _ 3PB Thanh 1-35kV Thanh 2-35kV + 4PT PTH _ 5PT + _ 2PB + PTH 6PT 2PY + Quá I + + _ _ + 1PB 3P 1PT 1PY 4P 2PT Cắt nhanh + _ + 3PY 3PT Bảo vệ + + 5P _ 6P POT + Đóng điện quạt mát 4PY So lệch + P _ & Đồ án tốt nghiệp Hình 3.5 Sơ đồ tổng hợp hệ thống rơle bảo vệ máy biến áp 20T & Đồ án tốt nghiệp kết luận Sau trình làm việc khẩn trơng đến đồ án em hoàn thành:''Tính toán chỉnh định hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp tự dùng 20T Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí" Với nội dung: - Giới thiệu chung trình hình thành phát triển Công ty Nhiệt điện Uông Bí - Hệ thống cung cấp điện Công ty Nhiệt điện Uông Bí - Tính toán chỉnh định hệ thống rơle bảo vệ cho máy biến áp tự dùng 20T điện áp 35/6,3 kV Do hạn chế trình độ việc tính toán, thời gian đề xuất phơng án nên không tránh khỏi thiếu sót thiếu xác Em mong nhận đợc bảo thầy cô giáo để đồ án hoàn thành tốt nữa, có điều kiện đợc đa vào làm việc cho hệ thống bảo vệ rơle MBA 20T, giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ học tập làm việc sau Cuối cho em gửi lời cảm ơn tới thầy, cô giáo Bộ môn Điện khí hoá xí nghiệp nói riêng thầy cô giáo trờng Đại học Mỏ-Địa chất nói chung, toàn thể bạn bè, đồng nghiệp quan em công tác, cá nhân thầy giáo Bùi Đình Thanh nhiệt tình cổ vũ, hớng dẫn động viên mặt Em xin chân thành cám ơn Nguyễn Văn Kiểm 46 46 & Đồ án tốt nghiệp tài liệu tham khảo Võ Viết Đạn Giáo trình kỹ thuật Điện cao áp Nhà xuất giáo dục Hà Nội 1998 Trần Bá Đề Bảo vệ Rơle hệ thống điện mỏ Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 1997 Nguyễn Công Hiền Giáo trình cung cấp điện Tập 1,2 Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1989 Nguyễn Anh Nghĩa Giáo trình điện khí hoá mỏ Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 1997 Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp Điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1991 Trần Hữu Quế Vẽ kỹ thuật khí Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1977 Lã Văn út, Trịnh Hùng Thám Nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1991 Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, NguyễnVăn Sáu Máy điện Tập 1,2 Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1998 Nguyễn Hữu Khái Thiết kế nhà máy điện trạm biến áp.(Phần điện), Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội - 2004 10 Trần Quang Khánh Bảo vệ Rơle Tự động hoá hệ thống điện Nhà xuất giáo dục Hà Nội 1998 11 Trần Đình Long Bảo vệ hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2000 12 Nguyễn Bình Thành Cơ sở lý thuyết mạch Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội 1970 13 Nguyễn Hồng Thái, Vũ Văn Tẩm Rơle số lý thuyết ứng dụng Nhà xuất giáo dục Hà Nội 1998 14 Lã Văn út Ngắn mạch hệ thống điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2005 15 Công Ty Nhiệt điện Uông Bí Quy trình vận hành Điện Lu hành nội 47 47