thiết kế bảo vệ rowle cho trạm biến áp 110kv

Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV Chƣơng I: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP Giới thiệu chung trạm 1.1 Hệ thống:  Hệ thống Max: SNHTmax = 2220,663 MVA X0HTmax = 1,0456.X1  Hệ thống Min: SNHTmin = 1725,42 MVA X0HTmin = 0,9782.X1 1.2 Máy biến áp:  SBA = 25 MVA Tổ đấu dây MBA: 0 /  /  -11 UC / UT / UH = 115/ 38,5/ 11 kV I C = 125,5 A; I T = 375 A; I H = 1312 A Điện áp ngắn mạch U CN H  17% U CN T  10,5% U TN H  6,5% Dải chỉnh định điện áp U C = 115  1,78% U đm U T = 38,5  2,5% U đm Giới thiệu chung trạm:  TBA xây dựng với tổng công suất 50 MVA  Trạm lắp đặt gồm MBA: + MBA T1: 25000 kVA – 115/38,5/11 kV tổ đấu dây 0 /  /  + MBA T2: 25000 kVA – 115/38,5/11 kV tổ đấu dây 0 /  /  Đặc điểm trạm  Nguồn cấp điện cho trạm :  Từ đường dây 110 kV 171 cấp cho trạm qua MC171 Được cấp vào trạm qua C11 Chiều dài đường dây 15,3 km Dây dẫn : AC - 120, dây chống sét A – 35 Loại BI : 200/5 A GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV  Từ đường dây 110kV 178 cấp cho trạm qua MC172 Được cấp vào trạm qua C12 Chiều dài đường dây 18Km Dây dẫn : AC - 120, dây chống sét A – 35 Loại BI : 200/5 A  Từ C11 qua MC 131 cấp cho MBAT1 cấp cho phụ tải phía 35 kV qua C31 cấp cho C91  Từ C12 qua MC 132 cấp cho MBAT2 cấp cho phụ tải phía 35 kV qua C32 cấp cho C92 C42 (Chưa sử dụng)  Thanh C11 liên lạc với C12 qua MC112 Lưới điện phân phối  ĐD 371 cung cấp cho phụ tải số Chiều dài đường dây 19 km Dây dẫn AC - 95 Loại BI 600/5 A  ĐD 375 cung cấp cho phụ tải số Chiều dài đường dây 17 km Dây dẫn AC - 95 Loại BI 600/5 A  ĐD 373 cung cấp cho phụ tải số Chiều dài đường dây 20 km Dây dẫn AC - 95 Loại BI 600/5 A  ĐD 372 cung cấp cho phụ tải số Chiều dài đường dây 14 km Dây dẫn AC - 95 Loại BI 600/5 A  ĐD 374 cung cấp cho phụ tải số Chiều dài đường dây 17 km Dây dẫn AC - 95 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV Loại BI 300/5 A  ĐD 376 cung cấp cho phụ tải số Chiều dài đường dây 17,5 km Dây dẫn AC - 95 Loại BI 200/5 A  ĐD 971 cung cấp cho phụ tải cấp 10kv Chiều dài đường dây 07 km Dây dẫn AC - 70 Loại BI 2000/5 A  ĐD 972 cung cấp cho phụ tải cấp 10kv Chiều dài đường dây 06 km Dây dẫn AC - 70 Loại BI 2000/5 A  ĐD 973 cung cấp cho phụ tải cấp 10kv Chiều dài đường dây 05 km Dây dẫn AC - 70 Loại BI 2000/5 A  ĐD 974 cung cấp cho phụ tải cấp 10kv Chiều dài đường dây 04 km Dây dẫn AC - 70 Loại BI 2000/5 A Thông số trạm biến áp 4.1 Máy biến áp T1, T2  Loại máy (ToTH ) pha cuộn dây Sđm = 25000 kVA  Có cấp điện áp : UCđm = 115 kV ; UTđm = 38,5 kV; UHđm = 11 kV  Sơ đồ đấu dây Y0 / Y/  0– 11 Phía cao có điều chỉnh điện áp tải UC: Có 19 nấc phân áp 1,78% U T: Có nấc phân áp 2,5% (cố định) UH : Không điều chỉnh điện áp tải Pn = 145 kW P0 = 36 kV I0 % = 1,0 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV UNC-T = 10,5% ; UNC-H = 17% ; UNT-H = 6% 4.2 Máy cắt điện 110kV Gồm có MC 171, 172, 131, 132, 112; Loại máy LBT-145D1/B Uđm 123 kV Umax 230 kV I Cđm 25 kA I đm 1500 A Trọng lượng khí 6,8 Bar Tốc độ đóng 40 ms Tốc độ cắt 23 ms Rtx 40 m U (đóng, cắt ) 220 V/ DC 4.3 Máy cắt điện 35kV Gồm có MC 371, 372, 374, 376, 375 Loại máy C-35M-630-10ÁT1 U định mức 36.5 kV U max 40,5 kV I Cđm 10 kA I cắt tới hạn 26 kA I đm 630 A R tx 310 m U (đóng, cắt) 220V/DC 4.4 Máy cắt điện 10kV Gồm có MC 931,971,973,974 Loại máy BMéÁ - 11 - 630 - 20T U định mức 11 kV U max 11 kV I cđm 20 kA I cắt tới hạn 51 kA I đm 630 A Rtx 100 m U (đóng, cắt) 220 V/DC GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 4.5 Máy biến điên áp: ( BU ) BU 110 kV tỷ số biến: 115000 100 100 (V) BU 35 kV: tỷ số biến: 35000 100 100 (V) BU 10 kV: Tỷ số biến : 10000 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh 100 100 (V) Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV Chƣơng 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN Ngắn mạch tượng pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính) Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định trị số dòng điện ngắn mạch lớn qua đối tượng bảo vệ để lắp đặt chỉnh định thông số bảo vệ, trị số dòng ngắn mạch nhỏ để kiểm tra độ nhạy chúng Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào công suất ngắn mạch, cấu hình hệ thống, vị trí điểm ngắn mạch dạng ngắn mạch  Dòng ngắn mạch cực đại qua vị trí đặt bảo vệ xác định cho trường hợp hệ thống điện có công suất ngắn mạch cực đại S N max trạm có  máy biến áp làm việc Trường hợp này, ta dùng để kiểm tra độ an toàn bảo vệ so lệch tính toán thông số cài đặt cho bảo vệ dòng cắt nhanh dự phòng  Tính ngắn mạch ba điểm N1, N2, N3  Tính dạng ngắn mạch N(3), N(1,1), N(1) Dòng ngắn mạch cực tiểu qua vị trí đặt bảo vệ xác định cho trường hợp hệ thống điện có công suất ngắn mạch cực tiểu S N trạm có máy biến áp làm việc song song Trường hợp này, ta dùng để kiểm tra độ nhậy bảo vệ  Tính ngắn mạch ba điểm N1, N2, N3  Tính dạng ngắn mạch N(2), N(1,1), N(1) Một số giả thiết tính toán ngắn mạch:  Coi tần số không đổi ngắn mạch  Bỏ qua tượng bão hoà mạch từ lõi thép phần tử  Bỏ qua điện trở phần tử  Bỏ qua ảnh hưởng phụ tải dòng ngắn mạch Việc tính toán ngắn mạch thực hệ đơn vị tương đối GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV TÍNH TOÁN ĐIỆN KHÁNG CỦA HỆ THỐNG: 2.1 Sơ đồ điểm ngắn mạch N1 N1’ N2’ N3’ N3 2.2 Chọn đại lượng Chọn Scb =100 MVA Ucb= Utb cấp (115, 38,5, 10 kV) Cấp điện áp 110 kV có Utb1= 115 kV I cb1  S cb 3.U cb1  100 3.115  0,5 kA Cấp điện áp 38,5 kV có Utb2= 38,5 kV GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV I cb  S cb 3.U cb 100  3.38,5  1,5 kA Cấp điện áp 10 kV có Utb2= 11 kV √ √ kA 2.3 Điện kháng hệ thống  HTĐ: X1maxH1 = S cb S N max = = 0,045 X0maxH1 = 1,0456 X1maxH1 = 1,0456 x 0,045 = 0,047 X1minH1= S cs S N = =0,057 X0minH1= 0,9782.X1minH1 = 0,9782 x 0,057 = 0,055 2.4.Điện kháng máy biến áp UNC-T% = 10,5% ; UNC-H % = 17% ; UNT-H % = 6%       1  U NC T %  U NC  H %  U NT  H %  10,5%  17%  6%  10,75% 2 1 U NT 0   U NC T %  U NT  H %  U NC  H %  10,5%  6%  17%  0,25% 2 1 U NH 0   U NC  H %  U NT  H %  U NC T %  17%  6%  10,5%  6,25% 2 U NC 0  Thấy U NT %  0,25% < nên coi Điện kháng cuộn dây XT = 2.5 Điện kháng đường dây : Đường dây 171: L1=15 km ; AC-120 ZD1 = 0,27 + 0,42 Ω/km Đường dây 172: L1=18 km ; AC-120 ZD1 = 0,27 + 0,42 Ω/km GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV TÍNH DÕNG ĐIỆN NGẮN MẠCH  Chế độ Smax  Trƣờng hợp máy biến áp làm việc 3.1 Ngắn mạch phía 110 kV: Xét điểm ngắn mạch nằm vùng bảo vệ MBA N1 Tại điểm ngắn mạch N1 có dòng điện thành phần TTK qua BI1 Lập sơ đồ thay thành phần TTT TTN: XHT HT N1 0,045 BI1 Lập sơ dồ thay TTK IO1 IO2 XOHT XB C N1 0,047 0,43 BI1 XO XB H 0,25 N1 0,047 ( ) a- Dạng ngắn mạch pha:N(3) If(BI1)= b- Dạng ngắn mạch pha chạm đất N(1) Dòng điện thành phần TTK điểm ngắn mạch: Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI1: ( ) GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh ( ) Page Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV c- Dạng ngắn mạch N(1;1) Tính dòng điện thành phần thứ tự pha không cố điểm ngắn mạch Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI1 là: ( ) ( ) Với quy ước dòng điện chạy vào MBA qua BI mang dấu (+) dòng điện chạy khỏi MBA qua BI mang dấu (-) ta có dòng điện TTK chạy qua BI1 mang dấu (-) Qui đổi hệ đơn vị có tên với Icb1 = 0,5 kA Ta : Dòng ngắn mạch N1 : IN1 = 0,5 0,47 = 0,235 kA Dòng ngắn mạch N(1,1) = 0,5 0,46 = 0,23 kA N1 N(3) N(1) N(1,1) BI1 BI2 BI3 BI1 BI2 BI3 BI1 BI2 BI3 If 0 -0,235 0 -0,23 0 I0 0 -0,235 0 -0,23 0 I1 + I2 0 0 0 0 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 10 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 2.2.2 Địa cài đặt thông số máy biến áp - Khối địa 11 1100 TRANS FORMER DATA Bắt đầu khối "Thông số máy biến áp" Thông số cuộn 1102  UN WIND 115.0 KV Điện áp định mức cuộn MBA (pha - pha) Dải đặt: 0,4 kV đến 800 kV 1103  PN WIND 25 MVA Công suất biểu kiến định mức cuộn Dải đặt: 0,2 MVA đến 5000 MVA 1104  IN CT WIN 200 A Dòng sơ cấp định mức biến dòng cuộn Dải đặt: A đến 10.000 A 1105  CT1 STARPT TOWARDS TRANSF Thành lập điểm đấu biến dòng cuộn 1: TWDS - LINE/BUSBAR Hướng phía máy biến áp Hướng phía đường dây/ Thanh 1106  I0 HANDLE I0 - ELIMINA TION Xử lý dòng thứ tự không cuộn Dòng thứ tự không bị loại trừ I0 – CORRECTION Dòng thứ tự không bị loại trừ hiệu chỉnh dòng qua điểm đấu WITHOUT Không có xử lý đặc biệt dòng thứ tự không 1107  IN CTSTP1 200A Dòng sơ cấp định mức biến dòng điểm đấu cuộn Dải đặt 1A đến 10.000A 1108  CT1 EAR - PT TOWARDS TRANSF Điểm đấu đất biến dòng cuộn TOWAR DS EARTH Hướng phía máy biến áp Hướng phía đất GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 89 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV Thông số cuộn 1121  VEC TOR GR2 Số tổ đấu dây cuộn đến 11 ( 300) 1122  UN WIND 38.5 KV Điện áp định mức cuộn máy biến áp (pha pha) Dải đặt: 0,4 kV đến 800 kV 1123  PN WIND 25 MVA Công suất biểu kiến định mức cuộn Dải đặt: 0,2 MVA đến 5000 MVA 1124  IN CT WIND 600A Dòng sơ cấp định mức biến dòng cuộn Dải đặt: 1A đến 10,000A 1125  CT1 STARPT TOWARDS TRANSF Thành lập điểm đấu biến dòng cuộn TWDS - LINE/BUSBAR Hướng phía máy biến áp Hướng phía đường dây/ Thanh Thông số cuộn 1141  VEC TOR GR3 11 Số tổ đấu dây cuộn đến 11 ( 300) 1142  UN WIND 10,5 KV Điện áp định mức cuộn máy biến áp (pha pha) Dải đặt: 0,4 kV đến 800 kV 1143  PN WIND Công suất biểu kiến định mức cuộn Dải đặt: 0,2 MVA đến 5000 MVA 1144  IN CT WIN 2000A Dòng sơ cấp định mức biến dòng cuộn Dải đặt: 1A đến 100.000A 1145  CT1 STARPT TOWARDS TRANSF Thành lập điểm đấu biến dòng cuộn TWDS - LINE/BUSBAR Hướng phía máy biến áp Hướng đường dây/Thanh GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 90 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV Bảo vệ chạm đất có giới hạn 87N có 7UT513: 1900  REST EARTH FAULT PROTECTION Bắt đầu khối bảo vệ chạm đất có giới hạn 1901  RESTR E/F ON Bảo vệ so chạm đất giới hạn Làm việc 1903  I - REF > 0,10 I/IN Giá trị tác động bảo vệ chạm đất giới hạn quy đổi theo định mức đối tượng bảo vệ 1904  CRIT ANGLE 1000 Góc giới hạn gãy cho độ ổn định tuyệt đối có dòng chạm đất chạy qua 1910  2nd HAR MON ON Hãm xung kích với hài bậc làm việc 1911  2nd HAR MON 15% Thành phần hài bậc dòng so lệch khởi động khoá; % sóng dòng so lệch 1912  IREFMAX2 10,0 I/IN Hãm với sóng hài bậc có tác dụng giới hạn dòng so lệch này, quy đổi theo dòng định mức đối tượng bảo vệ 1925  T - DELAY > 0.00 s 1927 T - RESET 0,10 s Thời gian trễ bổ sung Thời gian trở sau tín hiệu cắt hết Bảo vệ nhiệt 49 7UT513: 2400  THER MAL OVERLOAD DROT.1 Bắt đầu khối "Bảo vệ tải theo nhiệt độ 1" 2401  THER MAL OL Bảo vệ tải theo nhiệt độ có thể: Làm việc ON 2402  K - FAC TOR 1.10 2403  T - CONSTANT 100.0 MIN Giá trị hệ số K = Imax/IN đối tượng Hằng số thời gian  GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 91 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 2404  WARN 90% Độ tăng nhiệt báo tín hiệu % độ tăng nhiệt cắt wam/Trip 2405  WARN 1.00 I/IN Cấp cảnh báo dòng, đặt theo hệ số IN đối tượng 2.2.3 Các thông số đƣợc chỉnh định bảo vệ so lệch: + Ngưỡng khởi động có hãm dòng điện so lệch IDiff ≥ 0,675 + Ngưỡng khởi động hãm dòng điện so lệch IDiff ≥ 1,8 + Ngưỡng khởi động hãm dòng điện so lệch Slope1 = 0,25 Hệ số hãm tg1 = 0,25 + Điểm sở nhánh đặc tính c: IBase = IH / IdđBA = 2,5 Slope2 = 0,5 Hệ số hãm tg2 = 0,5 + Tỷ lệ sóng hài bậc 15% + Tỷ lệ sóng hài bậc 30% + Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ I*H1  ISL  I 0,5  H  2 K HB IddBA 0,25 + Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ I Base Slope2 2,5.0,5  5 Slope2  Slope1 0,5  0,25 I  7,2  Diff  I Base   2,5  16,9 Slope2 0,5 I *H2  I *H3 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 92 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV I*SL 7,2 Vùng tác động Vùng hãm 1= 0,25 2=0,5 0,5 2,5 I*Hãm 16,9 Hình 4-2: Đường đặc tính bảo vệ so lệch 2.3 Bảo vệ chạm đất có giới hạn (87N): + Sử dụng rơ le 7UT 513 + Chọn máy biến dòng N1 = 200 / ccx: 5P20 + Chọn thông số đặt cho 87N: IReff = 0,1 IdđBA Vào thông số bảo vệ chạm đất có giới hạn khối địa 19 1900  REST EATH Bắt đầu khối bảo vệ có giới hạn FAULT PROTECTION 1901  RES E/F ON 1903  I – REF > 0,1 I / IN Bảo vệ chạm đất có giới hạn Làm việc Giá trị tác động quy đổi theo dòng định mức đối tượng bảo vệ 1904 CRIT.ANGLE 100 Góc giới hạn gẫy cho độ ổn định có dòng chạm đất chạy qua 1910 2nd HARMON ON Hãm xung kích với hài bậc Làm việc 1911 2nd HARMON Thành phần hài bậc dòng so lệch mà rơ le phát GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 93 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 15% tín hiệu khoá 1912  IREF MAX Hãm sòng hài bậc có tác dụng đến dòng so lệch quy đổi theo dòng danh định đối tượng ảo vệ 10 I / IN 1925  I – DELAY 0,0 c 1927 T RESET 0,1 sec Thời gian trễ 0,0 Sec Thời gian trở tín hiệu cắt hết 0,1 sec 2.4 Chức chống tải 7UT513: Công suất định mức cuộn dây phía máy biến áp + Hằng số thời gian:  25000      656 (sec) 60  126  Trong đó: Dòng điện cho phép sec 25000 A + Hệ số tẩi K: 1,4 IddBA 1,4 126 K   1,4 IddBA 126 Ngưỡng nhiệt độ báo động: 90% độ tăng nhiệt cắt Địa khối: 2400THERT OVERLOAD Bắt đầu khối bảo vệ nhiệt độ 2401THERMALOL Bảo vệ tải nhiệt độ bật Làm việc ON 2402 K –FACTOR 1,4 I/IN Giá trị đặt hệ số K = 1,4 2403T – CONTANT Hằng số thời gian  = 10 phút 656 2404T- ALM 90% Độ tăng nhiệt độ báo tín hiệu % độ tăng nhiệt 90% GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 94 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 2.5 Bảo vệ dòng dự phòng phía 35 kV (BI2) N1’ TG 110 kV BV1 BV2 TG 35 kV BV3 T G10 kV Chức 51: Chức 51 bảo vệ phải phối hợp với chức 51 phía đường dây, giả sử thời gian cắt lớn cố ngắn mạch pha - pha lộ đường dây 35 kV nối vào máy biến áp (sec) để đảm bảo khả chọn lọc bảo vệ chức 51 bảo vệ ta phải chọn thời gian tác động cấp 0,3 sec t = tcdd + Ät = 1,0 + 0,3 = 1,3 (Sec) Tính dòng điện khởi động đặt vào bảo vệ chức 51: I kd  K at K mm Ilv max K tv Trong đó: Id  Kat = 1,2 hệ số an toàn Kmm = hệ số mở máy Ktv = 0,95 hệ số trở Ilvmax Dòng làm việc max chạy qua bảo vệ 1,2.1 0,5249  0,6630kA 0,95 Dòng điện cài đặt cho chức 51 bảo vệ 2: I*d  Id 0,6630   1,105 I (BI ) 0,6 sc dd Vì rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,11 Vậy thông số cần đặt cho chức 51 BV2: I*đ = 1,11 tcắt = 1,3 sec GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 95 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 2.6 Bảo vệ dòng dự phòng phía 10 kV (BI3) Chức 51 Thời gian tác động chức 51 BV3 Giả sử thời gian cắt ngắn mạch lớn sec Vậy để đảm bảo tính chọn lọc cấp thời gian tác động chức 51 BV3: t = tcdd + Ät = 1,0 + 0,3 = 1,3 sec Dòng điện đặt phục vụ cho chức 51 BV3: K K 1,2.1 I d  at mm I LV max  1,837  2,3204 kA K TRV 0,95 Dòng điện đặt cho chức 51: I *d  Id I SC dd ( BI )  2,3204  1,162 Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,17 Vậy thông số cần cài đặt cho chức 51 BV3: I*đ = 1,17 t = 1,3 sec 2.7 Bảo vệ dòng dự phòng phía 110 kV (BI1) a Chức 50: Dòng điện khởi động để đảm bảo tính chọn lọc cần chọn dòng khởi động theo:   N1 N2 N3 I d  K at I ngoai max  1,2 I f ( BI1 ) max ; I f ( BI1 ) max ; I f ( BI1 ) max  1,2.8,598  10,317 kA Dòng điện cài đặt cho chức 50 BV1: I *d  Id Sdm 10,317 25   6,474 sc 0,2 I (I BI1 ) 3.U dm1 3.115 sc dd Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên ta chọn I*đ = 6,48 Vậy thông số cần cài đặt cho chức 50 BV1 là: t = sec I*đ = 6,48 b Chức 50N: Dòng điện khởi động cho chức 50N:   I kd  K at max I 0N(3BI1) ; I 0N(1BI1)  1,2.1,932  2,318 kA Dòng điện đặt cho chức 50N: GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 96 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV I *d  I kd SC dd I (BI ) I lv max  2,318 25  1,454 0,2 3.115 Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,46 Vậy thông số cài đặt cho chức 50N (BV1) là: t = sec I*đ = 1,46 c Chức 51 (BV1): Chức bảo vệ 51 BV1 phải phối hợp với chức bảo vệ 51 đường dây phía 110 kV; BV2 BV3 theo nguyên tắc cấp để đảm bảo tính chọn lọc thì: t BV1  max t dd ; t BV2 ; t BV3  t  1,3  0,3  1,6 sec Dòng điện phục vụ cho chức 51 BV1: K K 1,2.1 I kd  at mm I lv max  0,1757  0,2219 kA K Trv 0,95 Dòng điện cài đặt cho chức 51 BV1: I *d  I kd 0,2219   1,1097 0,2 I (BI1 ) SC dd Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,11 Vậy thông số cần đăt cho chức 51 BV1 là: t = 1,6 sec I*đ = 1,11 d Chức 51N (BV1): Thời gian tác động chức 51N bảo vệ phải phối hợp với thời gian cắt ngắn mạch đường dây 110kV xảy chạm đất thời gian cắt ngắn mạch chức 51N, BV2, BV3 theo nguyên tắc cấp Giả sử thời gian cắt ngắn mạch lớn 1,3 sec thời gian cắt ngắn mạch BV1 là: t = tmax + Ät = 1,3 + 0,3 = 1,6 sec Dòng điện khởi động cho chức 51N: I kd  0,4.IddMBA  0,4 25  0,05kA 3.115 Dòng điện đặt cho chức 51N: I *d  Id sc dd I (BI )  0,05  0,25 0,2 Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 0,26 Vậy thông số cần đăt cho chức 51N (BV1) là: GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 97 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV I*đ = 0,26 t = 1,6 sec 2.8 Bảo vệ áp thứ tự không chống chạm đất phía 35kV Bảo vệ dùng để phát tín hiệu có tượng chạm đất xảy Điện áp khởi động Ukđ = 30% Udđ = 0,3 35 = 10,5 kV Điện áp khởi động thứ cấp: Utckđ = Ukđ/ Nu = 10500 / 350 = 30 V KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ SO LỆCH: Để kiểm tra độ nhậy bảo vệ so lệch MBA ta cần tính hệ số độ nhậy Kn điểm ngắn mạch vùng bảo vệ hệ số an toàn Kat điểm ngắn mạch vùng bảo vệ bảo vệ so lệch MBA Chọn cấp tính toán sở: Tính toán dòng so lệch dòng hãm rơ le 7UT 513 theo công thức sau: ISL = {í1 + í + í 3}(*) IH = {í1 {+ {í {+ {í 3}(**) Trong í1 ,í ,í dòng điện chạy qua BI 3.1 Kiểm tra độ an toàn bảo vệ so lệch máy biến áp: Để kiểm tra độ an toàn hãm bảo vệ so lệch, ta tính dòng điện không cân (Ikcb) sai số BI sai số đầu phân áp máy biến áp ISL = Ikcb BI + Ikcb  U Ikcb BI: Dòng điện không cân tính đến sai số BI Ikcb BI = Kdn – Kkcb.fI.Ing max Trong đó: Kdn = - Hệ số đồng Kkcb = - Hệ số xét tới ảnh hưởng thành phần không chu kỳ dòng ngắn mạch fI = (0  0,1) - Sai số BI IKCB  U: Dòng điện không cân xét tới sai số điều chỉnh đầu phân áp MBA Ikcb  U =  Udc%.INngmax MBA có đầu điều chỉnh:  1,78%  Udc% = 1,78 = 0,16 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 98 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 3.1.1 HTĐ max với trạm biến áp có máy biến áp làm việc độc lập: a xét điểm ngắn mạch N(1): Dạng ngắn mạch N(1): Theo kết ngắn mạch ta có bảng kết ngắn mạch: N(3) N(1) N(1,1) N1 BI1 BI2 BI3 BI1 BI2 BI3 BI1 BI2 BI3 If 0 -1,932 0 -1,947 0 I0 0 -1,932 0 -1,947 0 If – I0 0 0 0 0 Có Ingmax= 1,932 nhỏ nên ta chọn sai số BI: fi = Vậy Isl = (0 + 0,16) 1,932 = 0,309 Kat = I slng / I sl = 0,5 / 0,309 = 1,618 - Dạng ngắn mạch N(1,1): Có Ingmax= 1,947 nhỏ nên ta chọn sai số BI: fi = 0,1 Vậy Isl = (0 + 0,16) 1,947 = 0,312 Kat = I slng / I sl = 0,5 / 0,312 = 1,602 b- Xét điểm ngắn mạch N2 Theo kết tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ so lệch MBA ta có: N2 N(3) BI1 BI2 BI3 If 8,598 -8,598 I0 0 If – I0 8,598 -8,598 Ta có công thức tính Ih: Ih = IBI1 + IBI2 + IBI3 Dạng ngắn mạch N(3) Ih = 8,598 + -8,598 + 0= 17,196 Tính dòng so lệch ngưỡng: Do Ih = 17,196 > tính ISLng đoạn C ISLng = tg2 (Ih - 2,5) = 0,5 ( 17,196 - 2,5) = 7,348 Vì Ingmax = 8,598 lớn nên ta lấy fI = 0,1 ISL = Ikcb = (0,1 + 0,16) Ingmax = 0,26 8,598 = 2,235 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 99 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV Kat = ISLng/ ISL = 7,348 / 2,235 = 3,287 c- Xét điểm ngắn mạch N3 Theo kết tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ so lệch MBA ta có: N3 N3 BI1 BI2 BI3 If 5,516 -5,516 I0 0 I1 + I2 5,516 -5,516 Ta có công thức tính Ih: Ih = IBI1 + IBI2 + IBI3 Ih = 5,516 + 0 + -5,516= 11,032 - Dạng ngắn mạch N(3) Do Ih = 11,032 > nên tính dòng so lệch đoạn C ISLng = tg2 (Ih - 2,5) = 0,5 (11,032 - 2,5) = 4,266 Vì Ingmax = 5,516 lớn nên ta lấy fI = 0,1 ISL = IKCB = (0,1 + 0,16) Ingmax = 0,26 5,516 = 1,434 Kat = ISLng/ ISL = 4,266 / 1,434 = 2,975 3.2 Kiểm tra với độ nhạy máy biến áp 3.2.1 HTĐ với trạm biến áp có máy biến áp làm việc Dạng ngắn mạch N(3) Theo kết tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ so lệch MBA: N(2) ' N1 N(1) N(1,1) BI1 BI2 BI3 BI1 BI2 BI3 BI1 BI2 BI3 If 59,726 0 69,428 0 69,397 0 I0 0 21,922 0 20,924 0 I1 + I 59,726 0 47,056 0 61,092 0 Theo công thức tính Ih: Ih = IBI1 + IBI2 + IBI3 = 59,726 + 0 + 0= 59,726 Dòng điện ngưỡng tính đoạn D GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 100 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV Hệ số độ nhậy: KN = ISL / Ing = 59,726 / 7,2 = 8,295 Dạng ngắn mạch N(1) ISL = Ih = 47,056 + 0 + 0= 47,056 Dòng điện ngưỡng tính đoạn D Hệ số độ nhậy: KN = ISL / Ing = 47,056 / 7,2 = 6,535 Dạng ngắn mạch N(1;1) ISL = Ih = 61,092 Dòng điện ngưỡng tính đoạn D Hệ số độ nhậy: KN = ISL / Ing = 61,092 / 7,2 = 8,48 b- Xét điểm ngắn mạch N’'2 N(2) N2 ’ If BI1 7,247 BI2 7,247 BI3 I0 0 I1 + I 7,247 7,247 Theo công thức tính Ih: ISL = Ih = IBI1 + IBI2 + IBI3 = 14,494 - Dạng ngắn mạch N(3) Dòng điện ngưỡng tính đoạn C Ing = tg2 (Ih - 2,5) = 0,5 (14,494 - 2,5) = 5,997 Hệ số độ nhậy: KN = Ih / Ing = 14,494 / 5,997 = 2,417 c- Xét điểm ngắn mạch N'3 N3 ’ N(3) BI1 BI2 BI3 If 4,694 4,694 I0 0 I1 + I2 4,694 4,694 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 101 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV - Dạng ngắn mạch N(3) ISL = Ih = 4,694 + 4,694 + 0= 9,388 Ngưỡng tính đoạn C Ing = tg2 (Ih - 2,5) = 0,5 (9,388 - 2,5) = 3,444 Hệ số độ nhậy: KN = Ih/ Ing = 9,388 / 3,444 = 2,726 3.3 Kiểm tra độ nhậy bảo vệ dòng phía 110 kV: 3.3.1 HTĐ trạm biến áp có hai máy biến áp làm viếc song song Để kiểm ta độ nhậy chức 51, 51N bảo vệ dòng, tim dòng điện ngắn mạch pha nhỏ chạy qua BI phía 110 kV kihi xảy ngắn mạch N’1, N2, N’2, N3, N’3 Theo kết tính Chương II Tìm dòng điện nhỏ I f = 4,352 Trường hợp ngắn mạch pha hệ thống máy biến áp vận hành song song I = 20,924 Trường hợp ngắn mạch pha chạm đất hệ thống máy biến áp vận hành song song 3.3.2 Kiểm tra độ nhậy chức 51: Dòng điện phục vụ cho chức 51 bảo vệ 1: I kđ = 0,2219 kA I f = 4,352 125,5 = 546 A Kiểm tra độ nhậy chức 51: I 546 K n  N   2,46 I kd 221,9 3.3.3 Kiểm tra độ nhậy chức 51N: Dòng điện phục vụ cho chức 51N bảo vệ 1: Ikđ = 0,05 kA I f = 20,924 125,5 = 2,625 kA Kiểm tra độ nhậy chức 51: I 2625 K n  N   52,5 I kd 50 Với độ nhậy bảo vệ đảm bảo làm việc tin cậy GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 102 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 3.4 Bảng tổng kết giá trị: 3.4.1 Kiểm tra độ an toàn HTĐ max với trạm biến áp có máy biến áp vận hành độc lập: N1 Max N2 N3 N(1) N(1,1) N(2) N(3) IN 0 17,196 11,032 ISLng 0,5 0,5 7,348 4,266 ISL 0,309 0,312 2,235 1,434 Kat 1,618 1,602 3,287 2,975 3.4.2 Kiểm tra độ nhậy HTĐ với trạm biến áp có máy biến áp vận hành độc lập: N'1 Min N'2 N'3 N(2) N(1) N(1,1) N(3) N(3) IN = ISL 59,726 47,056 83,04 14,494 9,388 Ing 7,2 7,2 7,2 5,997 3,444 KN 8,295 6,535 8,48 2,417 2,726 GVHD: Ths Phan Thị Hạnh Trinh Page 103 ... chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV 4.5 Máy biến điên áp: ( BU ) BU 110 kV tỷ số biến: 115000 100 100 (V) BU 35 kV: tỷ số biến: 35000 100 100 (V) BU 10 kV: Tỷ số biến : 10000... Trinh Page 23 Đồ án chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV N(3) N3’ BI1 BI2 BI3 If 1,1 0 I0 0 I1 + I 1,1 0 CHẾ ĐỘ HTĐ MIN TRẠM BIẾN ÁP CÓ MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC ĐỘC LẬP: Sơ đồ thay... chuyên ngành Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110kV TÍNH DÕNG ĐIỆN NGẮN MẠCH  Chế độ Smax  Trƣờng hợp máy biến áp làm việc 3.1 Ngắn mạch phía 110 kV: Xét điểm ngắn mạch nằm vùng bảo vệ MBA N1