Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kVTính toán bảo vệ chống sétcho trạm biến áp 110220kV và bảo vệ chống sóng truyền vào trạm từ phía đường dây 220kV
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN Sinh viên Lê Xuân Bộ Lớp HTĐ Trạm CT K2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ CHỐNG QUÁ ĐIỆN ÁP KHÍ QUYỂN CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110 kV VÀ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN TRÊN KHÔNG 220 kV (ĐỒ ÁN THỰC HIỆN TẠI BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN) Giáo viên hướng dẫn : ThS Phạm Thành Chung Hà nội, /2016 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: THI T O V CH NG S T Đ NH TR C TI P CHO TR M I N P 110/220KV u Các yêu c u kỹ thuật Đặc iểm kết cấu cột thu lôi Phạm vi bảo vệ cột thu lôi Trình tự tính toán 10 Ph n án b trí cột thu s t 11 Ph n án 11 Ph n án 19 ết luận 26 CHƯƠNG II 27 T NH TO N N I Đ T CHO TR M I N P V 27 u 27 N i ất an toàn 27 N i ất làm việc 27 N i ất ch n s t 27 Các yêu c u kỹ thuật i v i hệ th n n i ất ch n s t 27 Lý thuyết tính toán n i ất 29 Tính tốn iện tr tản xoay chiều hình thức n i ất thơn th ờn 29 Tính tốn n i ất ch n s t 30 Trình tự tính tốn n i ất 32 N i ất an toàn 32 N i ất ch n s t 36 CHƯƠNG III 45 T NH CH TI U CH NG S T CHO ĐƯỜNG ÂY 220KV 45 u 45 Các yêu c u kỹ thuật 45 Các tiêu bảo vệ ch n s t pg ờn dây 45 C ờn l n s t ánh vào l n phón ộ hoạt ộn s t 45 ờn dây 46 iện s t ánh vào ờn dây 47 Tính tốn tiêu bảo vệ ch n s t ờn dây 48 ô tả ờn dây c n bảo vệ 48 Tính ộ võn , ộ treo cao trun bình, tổn tr hệ s n ẫu hợp ờn dây 49 Tính s l n s t ánh vào ờn dây 55 uất cắt s t ánh vào ờn dây 56 ết luận 83 CHƯƠNG IV 84 T NH TO N O V CH NG SÓNG TRUYỀN VÀO TR M I N P TỪ ĐƯỜNG ÂY V 84 u 84 Ph n pháp tính toán iện áp cách iện thiết bị có són truyền vào trạm 85 Tác dụn són lên iện tr phi tuyến ặt cu i ờn dây 87 ón tác dụn lên ch n s t van ặt cu i ờn dây 89 ón tác dụn lên iện dun ặt cu i ờn dây (ph n pháp tiếp tuyến) 89 Trình tự tính tốn 90 iểm tra an toàn thiết bị tron trạm 99 Nhận x t 101 TÀI LI U THAM H O 102 pg LỜI MỞ ĐẦU N T , T , S bảo vệ tr m từ V a đƣờng dây 220kV” Đ C ƣơ I T C ƣơ II T C ƣơ III T C ƣơ 220kV V V 0kV IV T V T : T ảo vệ ch ng sóng truyền vào có : , ,b n , Th y Ph m Thành Chung Hà N i, Sinh viên Lê Xuân Bộ pg CHƢƠNG I: THIẾT KẾ BẢO VỆ CH NG S T Đ NH TR C TIẾP CHO TR M BIẾN P V u T HTĐ, tb n tr m bi n áp b : n h u qu nghiêm tr ng ng cung c c ti p ng thi t b n, d n toàn b m t th i gian dài làm n vi c n vi c s n xu t n ngành kinh t qu c dân khác Đ iv n tr m bi n áp vi c b o v ch ti p vào thi t b : n c n ph i ý b o v - Đ n dây n i t xà cu i c a tr m c u tiên c - Đ n dây d n hay d n n - Gian máy c a lo i nhà máy tr i, thi t b ch a dung d c ng dây n máy bi n áp n ki u h , thi t b ng khí Hidro n phân tr i tr , - Kho d u, thùng d Đ i v i cơng trình dễ cháy n khơng nh ng c n b o v ch tr c ti p mà ph phòng s phát sinh tia lử thi t k b o v i v i ph n c n nghiên c n áp gây nên, v y ti n hành i v i cơng trình dễ cháy n Đ b ov c ti p n tr m bi C t thu u ki n cho phép có th T t thu lơi có th t k t c u c a tr m, nhà máy gi m v bi t nd i ta c g tr m, c è dây ch cao , chi …C ng dây chúng n tr i dùng n dây d n n i t xà cu i c a tr cn t chung vào h th ng n nc pg t c a tr c a thi t b u tiên c a t c a tr m Vì v y ng sét tồn b th ng n cl p cao khác t c t thu lôi k t c u c a tr m phân ph b ov tr m t c t thu lôi k t c u dùng không t n d N c l p ho c n sét cn t chung v i h th ng n Đ t c a tr y, v y ch n có th gây nên nguy hi m cho thi t b u ki n cho phép m tr m ho c dùng dây ch ng sét t c t thu lôi cơng trình tr m Khi thi t k b o v ch ng sét cho tr m bi ý c u kỹ thu t ph C yêu ầu ỹ n yêu n m t kinh t mỹ thu t uậ Đ i v i tr m phân ph i tr i t 110 kV tr lên có m cao nên có th n t c t thu lơi k t c u c a tr m phân ph i Các tr c a k t c u t côt thu lôi ph c u y ph i có n c ng n nh n sét Is khu ch tán n c a h th ng n tb t Ngoài c i thi n tr s c n tr n m i tr c a k t t Khi b trí c t thu lôi xà c a tr m phân ph i tr i 110 kV tr lên ph i th c hi n yêu c u sau: + Ở ch n i k t c n t b sung (dùng n t c t thu lôi vào h th ng n t t p trung) nh c 4Ω ( ng v mb t c n ph i có n tr khu ch tán khơng n t n s công nghi p) + Kho ng cách không khí gi a k t c u c a tr b ph t c t thu lôi u dài c a chu i s + Khi dùng c b ph n c a tr ý c l p ph tránh kh + Khi dùng c nt c èn chi nv n cb ov cho c t thu lôi ph i cho dây d n è +Đ n kho ng cách gi a c t mb ov m ch n ph v lo i v t li u, ti t di n dây d n dùng m nh t Bảng Quy định vật liệu, ti t diện dây dẫn Lo i v t li u Thép m tròn Thép dẹt m kẽm Dây d dùng m Φ8 pg ng tròn Dây d n sét t Φ 20x2,5 mm Cáp thép T n sét t 30x3,5 mm c dùng Φ8 c dùng Φ8 T 20x2,5 mm ng dẹt ng xo n Thanh nhơm trịn Đặ đ ể ề ấu ộ T 20x2,5 mm c dùng c dùng c dùng c dùng u lô u ki n cho phép nên t n d tr cao c a công trình cho c t thu lơi Ví d kV tr lên c i v i tr m bi n áp 110 n i c t thu lôi v i h th ng n i t dùng xà y n u xà s t hay dùng c t s t bên n u c t bê tông c t s t Đ iv ic c l p n u: + Đ cao h c a c t thu lơi khơng q 20 m dùng ng kim lo i ghép l i + Đ cao h 20 m dùng lo i k t c u kim lo i ki u m b ph n thu sét N nh t dùng c c b ng g n b ng c t bê tông c , T ng h c thi t k làm vi c td C i v i c t thu lôi cao n d ng c t thép c a c t làm dây d n h th ng n cao h c a n sét t ph n thu b ng g ph i dùng dây d n tr tr ng thái t kh c làm vi c n ti t di n ph n tử c a c t thu lôi d a s phát nóng c a chúng trong tính tốn có th b qua s t n nhi quanh Bảng 1.2.K a Kim b ng thép tròn: pg ƣớc tiêu chuẩn s lo i kim thu sét ng xung Đ Chi u cao có ích (mm) ng kính nh nh t (mm) 200 ~ 1000 12 1000 ~ 2000 16 2000 ~ 3000 19 b Kim b ng thép ng: Đ Chi u cao có ích (mm) P ả ng kính nh nh t (mm) 2000 ~ 3000 16 3000 ~ 4000 22 4000 ~ 5000 25 ệ ộ u lô Phạm vi bảo vệ cột thu lôi ộc lập Ph m vi b o v c a m t c c l p mi c gi i h n b i m t nh b rx = 1,6 (h-h x ) hx 1+ h Đ rễ dàng thu n ti n tính tốn thi t k , pg (1-1) ng dùng ph m vi b o v d ng c tính theo cơng th c sau: + h N u h x < h rx =1,5h(1- x ) 0,8h (1-2) + h N u h x > h rx =0,75h(1- x ) h (1-3) Hình 1-1.Phạm vi bảo vệ cột thu lôi ộc lập Chú ý: công th c ch i 30 m Hi u qu c a c t thu lôi cao 30 m có gi ng c a sét gi h ng s Phạm vi bảo vệ cột thu lơi có ộ cao ( h1 thì: a' = a -0,75h1 (1- ) h1 (1-4) h2 - Khi h2< h1 thì: a' = a -1,5h1 (1) 0,8×h1 (1-5) Đ cao l n nh t c a khu v c b o v gi a c t thu lôi h0 h0 = h2 - h0 : a' hi u ch cao c tính theo : h0 = h2 - a' 7p nh 1-3.Phạm vi bảo vệ hai cột thu lôi không ộ cao Phạm vi bảo vệ nhóm cột thu lơi Khi cơng trình c c b o v chi m khu v c r ng l n, n u ch dùng m t vài , c t thu lơi ph i r t cao gây nhi T ng h p dùng nhi u c t ph i h p b o v Ph n c a ph m vi b o v t (yêu c u kho ng cách a 7h ) Không c n vẽ ph m vi b o at v i c t thu lôi mà ch ki V cao hx n ẽ c b o v n u th D 8(h h x ) 8h a T u ki n an toàn u ki n: (1-6) : : pg c xác ng kính vịng trịn ngo i ti i c t thu lôi Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô ẳ T ƣơ ẽ - Ut(t) UR( ) Q V () ẽ hình ẽ T R UR( ) R( ẻ ẳ O ẳ I ẽ t Só ấ ỳ K , UR( ) Đ R Lê T ô dụ O ) L R(t) lê a đặ u đƣờ dây (M C P ẽ ) Z O V - , ( ẽ A) N Đ t õ (V-A) Z O U A.I U(kV) I(kA) Hình 4-7 Đ c t nh - V ch ng s t van ZnO V- A nh : A 482; 0,025 (α : , 0,03) C Só uy ấ ỳ dụ lê đ ệ du đặ u đƣờ dây ( ƣơ ) T : dy ay F(t) dt pg 89 (4.6) Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô T ƣơ Lê T ô K ẵ áp Uco T P : Ut Z Z ic Uco C Petersen Hình 4-8 T P C 2Ut : 2Ut (t) ic Z Uc 2U t (t) Z.C dUc Uc dt 4.7 Đặt T Z.C dUc Uc U t (t) dt T T Uc (2U t (t) U c ) t T Uc (2Ut(t) Uc ) t T 4.8 4.9 Uc (t t) Uc (t) Uc t Th t T ì ự Lập s tha th rút gọn trạng th i ngu hi m trạm Khi l tính tốn c sóng truy n vào tr , nh ch v n hành nguy hi m nh t v m t b o v m s li u tính tốn cho kh nh m b o v an toàn cao nh t S xu c n có s D ng r t ph c t , n hóa h p lí Có th ti n hành theo trình t ngun lí l , thay th c a tr m c thay th b pg 90 q trình tính tốn khơng ph c t p l m nc tr : T ng dây dài v i t ng tr Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cơ sóng c Lê T ng Z 400 cho c ng l y g ng thay th b ng dây t B ng 4-1: ị Đặ ị Đ ệ du T T y C C đ ệ lự M y , , đ lƣờ M y ắ đệ Ở Dao cách li Ở Sứ uyê - 1000-3000 300-1000 200-500 bình 1500 500 300 300-800 200-500 40-80 30-60 150-300 100-200 500 300 60 40 200 150 C , Th ( , ) , ẽ - T : C ẽ , ĩ ỷ - S V U50% U50% ( V 1140 V), sóng a 300 kV / s T pg 91 ng a Có th l y tr s theo b ng 4.1 L K truy n sóng l y b ng v 300 m / s dây góp T Các thi t b T ƣơ , Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cơ Đ Lê T K góp: L Z 400 1,33 H / m v 300 Đ : C S T ƣơ 1 8,33 pF / m Zv 400.300 ẳng tr c a tr Ch n hóa theo nguyên t c sau: u ki n tính tốn nguy hi m nh t, n ng n nh tr m Ví d tr m có n i v iv ng dây gi thi nc a ng dây ng h m ch T m nút c , , ng ,… Đ t máy bi n áp, ch m g n nh c ph n b v nh lu t moomen t c phân làm ph n tỷ l ngh ch v i kho ng cách t i nút g n nh 9: ngun lí trạm Tr ng thái v n hành nguy hi m nh t tr ng thái mà tr m ch v n hành v i máy bi n , áp AT1 m ẳng tr có nhi Vì theo nguyên t ẳng tr gi m không nguy hi m b d cc m thay th +S ng dây 2,3,4 h m ch máy bi n áp AT2 ngh ng dây c ng dây khác h m tr ng thái nguy hi m thay th pg 92 tr ng thái nguy hi m T ng h p sóng truy n t thay th Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô CL 15 D1 60 Lê T ô 60 CL TG 991,27 60 MC 11 500 CL 10 nh 10: 15 CL 36 MBA 60 1500 BU 300 60 thay th trạng thái nguy hi m n dung c : rút g n v +Đ ng dây có sóng truy n qua +Đ t t i góp 220 kV c a tr m bi n áp +Đ t t i ch ng sét van +Đ m t i máy bi Đ n dung góp là: n CTG Co LTG 8,33.119 991,27(pF) n dung góp nên ta g m 18 m 34 m 326,67 pF 1739,36 pF 353,53 pF 70 m 1671,71 pF : Kho ng cách gi + Đ m 1-2 : L12 34 m + Đ m 2-3 : L23 18 m + Đ m 2-4 : L24 70 m T n dung v pg 93 K MC 11 CL 500 Ti T ƣơ m c n xét theo quy t c mô men l c: Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô A LA LB O CO CA T ƣơ Lê T K B CB Hình 4.12: Quy tắc mô men l c T nh C1 CCL CMC 19 CCL 500.19 60.18 60 353,53(pF) 34 34 34 34 CMC 15 CCL 26 CCL10 CMC 51 CCL 36 CCL 62 CTG 34 18 70 500.15 60.26 60.10 500.51 60.36 60.62 991, 27 1739,36(pF) 34 18 70 C2 C3 CCL 8 CBU 60 60 326, 67(pF) 18 18 19 34 CMC CCL CMBA 70 70 70 34 19 60 60 500 15000 1671,71(pF) 70 70 70 C5 CCL hi t lập ph ng ph p t nh iện p c c nút tr n s - Th i gian truy n sóng gi a nút: T nút t12 T t 23 T l12 34 0,12(s) v 300 l23 18 0,06(s) v 300 t 23 l23 70 0,24(s) v 300 Ch n t 0,01 s g c th i gian t=0 t i nút pg 94 rút gọn Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô T ƣơ Lê T ô K Tính điện áp nút N Z Ω, C 3, F, (hình 4-13): Hình 4-13 T ng tr ẳng tr : Zdt Petersen nút Z 400 200 2 2Zdt 2.200 1 Z 400 Suy ra: 2Udt m1 U'm1 U'01 U'21 m 1 + Khi t 2t12 2.0,12 0,24 s U'21 nên 2Udt U'01 + Khi t 2t12 2.0,12 0,24 s U'21 nên 2Udt U'01 U'21 Đ c 2Udt th i gian ta ph tính nút tính nút kho ng th i gian quay tr l 2t12 S n áp nút U'21 U21 t 0,12 v i U21 U2 U'12 Đ c tính b p n : T Zdt C1 200.353,53.106 0,0707(s) t 0,01 0,141 T 0,0707 U1 0,141.(2Udt U1 (t)) U1 (t t) U1 (t) U1 pg 95 n nút Ta t m d ng n áp nút ta Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô Z C 739,3 K ẳng tr : Zdt Ω, F, : Petersen nút Hình 4-14 Lê T ô : Tính N T ng tr T ƣơ Z 400 133 3 2Zdt 2.133 0,667 Z 400 Suy ra: 2Udt m2 U'm2 0,667. U'12 U'32 U'42 m 1 + Khi t t12 2t 23 0,12 2.0,06 0,24 s nên U'42 ; U'32 2Udt 0,667U'12 t12 2t 23 t t12 2t 24 0,12 2.0,24 0,6 s +Khi U'42 ; U'32 nên 2Udt 0,667. U'12 U'32 + Khi t t12 2t 24 0,12 2.0,24 0,6 s U'42 ; U'32 nên 2Udt 0,667. U'12 U'32 U'42 Đ c 2Udt th i gian ta ph nút tính nút 3,4 kho ng th i gian áp nút 3,4 ta quay tr l n nút 3,4 Ta t m d ng tính t12 n t t12 t 24 S n áp nút U'32 U32 t 0,06 v i U32 U3 U'23 U'42 U42 t 0,24 v i U42 U4 U'24 Đ c tính b pg 96 p n : n Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô T ƣơ Lê T ô K T2 Zdt C1 133.1739,36.106 0,231(s) t 0,01 0,043 T 0,231 U2 0,043.(2Udt U2 (t)) U2 (t t) U2 (t) U2 Tính điện áp nút N Z C Ω, , F , ( -16): Ut Zdt Z C3=326,67 pF nh 15: T ng tr C3 t nh to n iện p nút ẳng tr : Zdt 400 Suy ra: 2Udt 2Zdt 2.400 2 Z 400 2Udt 2U'23 U'23 U23 t 0,06 v i U23 U2 U'32 T ng v Petecxen : Udt I.Z Ucsv Ic Icsv Z Ucsv Ta nh n th y ch ch n tác d ng c a t ch y u, n áp ch y tác d ng c a t y pg 97 t ng c a ch ng sét van ch y u nh, Đồ án t t nghiệp N Lê Xuân Bộ- Cô T ƣơ Lê T K i v i nút ta ti p n th th th i gian sau ch ng sét van làm vi c - T Udt I.Z Ucsv Ic Z Uc T3 Zdt C3 400.326,67.106 0,131(s) t 0,01 0,076 T 0,131 U3 0,076.(2Udt U3 (t)) U3 (t t) U3 (t) U3 - S Udt I.Z Ucsv Icsv Z Ucsv 485.I0 ,025 Z.I Tính điện áp nút Nút có m i v i t ng tr sóng Z=400 , t ng tr t p trung t i nút C t ,7 F, thay th P : Ut Z C4=1671,71 pF nh 16: T ng tr ẳng tr : Zdt 400 Suy ra: 2Zdt 2.400 2 Z 400 2Udt 2U'24 pg 98 Zdt 2Udt t nh to n iện p nút C4 Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô T ƣơ Lê T ô K U'24 U24 t 0,24 v i U24 U2 U'42 Đ n áp nút có th tính b p n: T4 Zdt C4 400.1671,71.106 0,67(s) t 0,01 0,015 T 0,67 U4 0,015.(2Udt U4 (t)) U4 (t t) U4 (t) U4 S n áp nút 3,4 t i th mt t12 c t t c sóng ph n x t i t t c nút cho th nh l K ể n t12 t 24 m ti p theo t lúc n áp t t c nút theo th i gian aa ị i m tra an to n m Ta có máy bi bi n p : ng cong ch B ng 4.2: B ng gí tr ng cong ch u áp c a máy bi n áp (μ ) 1,5 10 U/Umax 0,31 0,78 0,97 0,94 0,87 0,81 0,76 0,73 0,71 0,71 0,71 U (kV) 310 780 1000 970 940 870 810 760 730 710 710 710 D a vào k t qu tính tốn b ng s li u ta vẽ ng ch ng cong ch u áp t i nút ( nút n i v i máy bi n áp): pg 99 n áp c a máy bi n Đồ án t t nghiệp Lê Xn Bộ- Cơ Hình 4-17: Đ th T th ta th T ƣơ Lê T ô K iện áp truy n vào máy bi n áp n áp truy n vào MBA n cong ch u áp c a máy bi n áp, nên máy bi ng c an toàn i m tra an to n c ch iện góp 220 kV Hình 4.18: Đồ thị điện áp góp T th ta th nh pg 100 n áp xu t hi n góp c a tr m có sóng truy n vào n c a chu i s Vì v c b o v an toàn Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô T ƣơ Lê T ô K D ng iện qua ch ng s t van nh 19: Đ th d ng iện qua ch ng sét van D th , ta th y dòng ch m b o yêu c kA III Nhận xét V tr - Đ - Đ V, A N n áp truy n vào tr m: y tr pg 101 c b o v an toàn t 10 Đồ án t t nghiệp Lê Xuân Bộ- Cô T [1] N ễ M C l ệu ,H a T ƣơ Lê T ô K ả T T N ỹT ,H N 97 Đ C ,Hà n i 2002 [2] Võ V [3] T [4] T [5] IEEE V pg 102 Đ ,G T ,L ,Q T ỹT Đ T Đ Transactions Đ H T H T on C Power Đ Đ ,H N 3,H N 2006 Delivery,Vol.11, No.1, January 1996 103 ... 46 iện s t ánh vào ờn dây 47 Tính tốn tiêu bảo vệ ch n s t ờn dây 48 ô tả ờn dây c n bảo vệ 48 Tính ộ võn , ộ treo cao trun bình, tổn tr hệ s n ẫu hợp ờn dây ... Tính s l n s t ánh vào ờn dây 55 uất cắt s t ánh vào ờn dây 56 ết luận 83 CHƯƠNG IV 84 T NH TO N O V CH NG SÓNG TRUYỀN VÀO TR M I N P TỪ ĐƯỜNG ÂY V ... dc nh c t : -S -S (3-3) ng sét vào dây d n : Ndd N.Vα T ng dây có tr s ng dây có dây ch ng :N : ng s l V : xác su thu c vào góc b o v (3-4) ng dây ng sét vào dây d n, ph nh theo cơng th c