Do an tot nghiep bao ve ro le tram bien AP 110kv

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Mục lục Trang Lời nói đầu Chương 1: Giới thiệu trạm biến áp Chương 2: Tính tốn ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ rơle Đ2.1 Vị trí đặt bảo vệ điểm ngắn mạch Đ2.2 Các đại lượng Đ2.3 Điện kháng phân tử Đ2.4 Tính dịng ngắn mạch lớn qua bảo vệ 11 Đ2.5 Tính dịng ngắn mạch nhỏ qua bảo vệ 19 Đ2.6 Chọn máy biến dòng điện 29 Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ 33 3.1 Các dạng hư hỏng thường xảy máy biến áp Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV 33 3.2 Các tình trạng làm việc khơng bình thường máy biến áp 33 3.3 Yêu cầu hệ thống bảo vệ 33 3.4 Các bảo vệ đặt cho máy biến áp 34 Chương 4: Giới thiệu tính thơng số rơle sử dụng 42 Đ1 Bảo vệ máy biến áp 42 Bảo vệ so lệch máy biến áp rơle 7UT513 42 Đ2 Bảo vệ q dịng có thời gian rơle SIPROTEC 7SJ600 56 Chương 5: Chỉnh định thông số bảo vệ kiểm tra làm việc bảo vệ 66 5.1 Các thông số cần thiết cho việc tính tốn bảo vệ 66 5.2 Chỉnh định bảo vệ so lệch dùng rơle 7UT513 66 5.3 Kiểm tra độ nhạy độ an toàn hãm rơle so lệch Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV 73 5.4 Chỉnh định bảo vệ dòng điện dùng rơle SIPROTEC 7SJ600 80 5.5 Chỉnh định bảo vệ tải nhiệt dùng rơle SIPROTEC 7SJ600 84 5.6 Bảo vệ dịng thứ tự khơng đặt dây nối trung tính máy biến áp với đất dùng rơle SIPROTEC 7SJ600 86 5.7 Bảo vệ q áp thứ tự khơng chống chạm đất phía 35kV 10kV (59N/U0>) 87 Lời nói đầu Trạm biến áp mắt xích quan trọng hệ thống điện, đầu mối liên kết hệ thống điện với nhau, liên kết đường dây truyền tải đường dây phân phối điện đến phụ tải Các thiết bị lắp đặt trạm biến áp đắt tiền, so với đường dây tải điện xác suất sảy cố trạm biến áp thấp hơn, nhiên cố tram gây lên hậu nghiêm trọng khơng loại trừ cách nhanh chóng xác Ngoài dạng cố thường xảy hệ thống như: Ngắn mạch, tải, trạm biến áp cịn có dạng cố khác xảy MBA như: Rị dầu, q bão hồ mạch từ v.v… Nguyên nhân gây hư hỏng, cố phần tử trạm biến áp hệ thống điện đa dạng Do thiên tai lũ lụt, hao mòn cách điện, tai nạn ngẫu nhiên, thao tác nhầm v.v… Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Sự cố xảy bất ngờ lúc yêu cầu hệ thống bảo vệ phải làm việc xác, loại trừ phần tử hệ cố nhanh tốt Để nghiên cứu, thiết kế bảo vệ Rơ le cho phần tử hệ thống điện, cần phải có hiểu biết hư hỏng, tượng khơng bình thường xảy hệ thống điện, phương pháp thiết bị bảo vệ Nội dung đồ án tốt nghiệp là: Thiết kế hệ thống Rơ le bảo vệ cho máy biến áp 110kV, gồm chương Chương 1: Mô tả đối tượng bảo vệ thơng số Chương 2: Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơle Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ Chương 4: Giới thiệu tính thông số loại Rơle định sử dụng Chương 5: Tính tốn thơng số bảo vệ, kiểm tra làm việc bảo vệ Do lần làm nhiệm vụ thiết kế hạn chế thân thời gian, đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo thầy giáo, cô giáo Em xin chân thành cảm ơn thầy VS.GS Trần Đình Long thầy cô giáo môn Hệ thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn em suốt thời gian vừa qua để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội: Sinh viên Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Chương Giới thiệu trạm biến áp Hưng Đơng 1.1 Q trình xây dựng vận hành Trạm biến áp Hưng Đông trực thuộc Công ty truyền tải Điện I Việt Nam, nằm địa phận phía tây bắc thành phố Vinh Tỉnh Nghệ An Trạm có nhiệm vụ cung cấp điện cho tỉnh Nghệ An, Hà Tĩnh phần tỉnh Quảng Bình Nó trạm liên lạc, kết nối miền Bắc Miền Trung hệ thống điện Việt Nam 1.2 Các thiết bị trạm Trạm biến áp Hưng Đông nhận nguồn từ nhà máy thuỷ điện Hồ Bình qua trạm Rịa Thanh Hố đường dây 271 1.2.1 Máy biến áp (MBA) Trạm có MBA tự ngẫu AT3 AT4 có cống suất định mức máy 125.000 KVA Điện áp định mức 115/ 38,5/ 10,5 KV 1.2.2 Máy cắt điện (MCĐ) Trong trạm sử dụng (loại) máy cắt: MCĐ loại FXT - 14 dùng cho phía điện áp 220KV MCĐ loại FXT - 11 dùng cho phía điện áp 110kV 10 MCĐ loại C-35M-630 loại nhiều dầu dùng cho phía điện áp 12 MCĐ loại BMΠí -10 dùng cho phía điện áp 10kV 1.3 Hệ thống đường dây - Trạm có đường dây 110kV ra, là: 172 Đơ Lương Nghệ An 171 Linh Cảm Hà Tĩnh 174 thị xã Hà Tĩnh 173 đường dây kép Bến Thuỷ Nghệ An - Trạm có đường dây 35 KV ra, là: Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV 373 cấp cho huyện Nghi Lộc 374 cấp cho huyện Thanh Chương 375 cấp cho huyện Huỷ Nguyên 376 cấp cho huyện Nam Đàn 377 cấp cho huyện Diễn Châu 378 cấp cho thành phố Vinh 379 cấp cho thị xã Cửa Lị - Ngồi trạm cịn có đường dây cung cấp cho khu vực thành phố vinh vùng lân cận khác 1.4 Hệ thống bảo vệ Rơle tự động hoá 1.4.1 Hệ thống bảo vệ Rơle phía 220 KV Đường dây dùng loại 7SA513 hãng Siemens 67-67N hãng GECALSTOM Máy biến áp AT3 AT4: Bảo vệ so lệch: 87 hãng GEC ALSTHOM Bảo vệ dự phòng: 67 - 67N hãng GEC ALSTHOM Bảo vệ rơ le hơi, dòng dầu, mức dầu 1.4.2 Hệ thống bảo vệ Rơ le phía 110kV: Đường dây dùng loại: 7SA511 hãng Siemens 7SJ 513 hãng Siemens 67-67N hãng GEC ALSTHOM Máy biến áp T1 T2 Bảo vệ so lệch: 87 hãng GEC ALSTHOM Bảo vệ dự phòng: 67 N hãng GEC ALSTHOM Bảo vệ rơ le dầu, dòng dầu, mức dầu Bảo vệ dịng phía 35 KV 10kV dùng loại 50/51 hãng GEC ALSTHOM Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV 1.4.3 Hệ thống tự động hố Điều khiển đóng cắt MCĐ Điều chỉnh điện áp MBA Tự động sa thải phụ tải Tự khởi động hệ thống quạt mát cho MBA 1.5 Các thơng số máy biến áp 1.5.1 máy biến áp AT3 AT4 Tổ đấu dây Υtự ngẫu/ ∆-0-11 Công suất định mức cuộn dây: Cao 125000 KVA Trung 125000 KVA Hạ 63000 KVA Điện áp định mức cuộn dây: Cuộn cao áp : 230 KV Cuộn trung áp : 121 KV Cuộn hạ áp : 10,5 KV Điện áp ngắn mạch: Cao - Trung : 11,1% Trung - Hạ : 27,6% Cao - Hạ : 42,9% Tổn hao ngắn mạch Cao - Trung : 322 KW Trung - Hạ : 276 KW Cao - Hạ : 299 KW Chế độ làm việc trung tính: Nối đất trực tiếp 1.5.2 Máy biến áp pha cuộn dây T1 T2 Tổ đấu dây: ΥN - y - d11 Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Công suất định mức cuộn dây: Điện áp định mức cuộn dây: Cao : 2500 KVA Cao : 115 KV Trung : 2500 KVA Trung : 38,5 KV Cao : 2500 KVA Cao : 10,5 KV Dòng điện định mức Điện áp ngắn mạch UN% Cao : 125,5 (A) Cao - Trung : 10,25% Trung : 375 (A) Trung - Hạ : 17,89% Cao - Hạ : 6,25% Cao : 1312 (A) Tổn hao ngắn mạch: Cao - Trung : 128,47 KW Trung - Hạ : 139,61 KW Cao - Hạ : 108,3 KW Nấc điều chỉnh điện áp: ± 1,78% 1.6 Sơ đồ nối điện máy biến áp T1 T2 110KV T1 CST2 CDHQ CS1T1 T2 10KV Lớp HTĐ 350KV ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Chương Tính tốn ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ rơ le Tính tốn ngắn mạch vị trí sơ đồ nhằm tìm dịng cố (ngắn mạch) lớn nhỏ qua vị trí đặt bảo vệ, phục vụ cho chỉnh định kiểm tra độ nhạy bảo vệ Đối với trạm thiết kế bảo vệ phải tính dạng ngắn mạch sau: • Để tìm dịng ngắn mạch lớn qua bảo vệ: Tính ngắn mạch pha N(3), ngắn mạch pha N(1) ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) • Để tìm dịng ngắn mạch nhỏ qua bảo vệ: Tính ngắn mạch pha N(2), ngắn mạch pha N(1) ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) Khi tính ngắn mạch sử dụng giả thiết • Coi tần số không thay đổi thời gian ngắn mạch • Bỏ qua tượng bão hoà mạch từ lõi thép phần tử • Bỏ qua ảnh hưởng phụ tải dịng ngắn mạch • Bỏ qua điện trở phần tử • Cọi phía 35 KV máy biến áp trung tính cách điện hoàn toàn với đất Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Đ2.1 Vị trí đặt bảo vệ điểm ngắn mạch 110KV N1 BI1 B1 N2 B2 BI2 BI3 35KV 10KV N3 Đ2.2 Các đại lượng Chọn công suất bản: Scb = 100 MVA Chọn điện áp bản: Ucb = UTb cấp Vậy: UCb1 = 115 KV; UCb2 = 37 KV; UCb3 = 10,5 KV Chọn : EHT = Đ2.3 Điện kháng phần tử • Điện kháng phần tử tính hệ đơn vị tương đối (Tđcb ký hiệu: ∗cb) Điện kháng hệ thống Theo tài liệu tính tốn ngắn mạch Trung tâm Điều độ Miền Bắc (A1) trạm biến áp Hưng Đông, 110kV có: SN max = 338 MVA Lớp HTĐ ; Z0 / Z1 = 0,75 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV • • • IH = I1 + I + I • • (5.2) • Trong I1, I ,I dòng qua BI1, BI2, BI3 IH Nếu I*H1 < I hệ số hãm là: KHb = 0,40 ddB IH Nếu I*H2 ≤ I hệ số hãm là: KHC = 0,7 ddB Hệ số độ nhạy: IH I SL Nếu I < I*H2 ; Kn = I K ddB H Hb IH (5.3) I SL / I ddB Nếu I ≥ I*H2 ; Kn = ( I / I − 2,5).K ddB H ddB HC (5.4) a Kiểm tra độ nhạy chế độ cực đại (Với SNHTmax) Trong chế độ ta kiểm tra độ nhạy dòng ngắn mạch điểm N'1, N'2, N'3 110kV 35kV I1 BI2 BI1 N'1 87T/∆ I I2 N'2 N'3 BI3 I3 10kV Xét điểm N'3: Theo kết tính ngắn mạch chương 2: Bảng 2.1, ta có: Dịng ngắn mạch qua bảo vệ phía 110kV (BI1) là: I1 =496,5A Dịng qua bảo vệ phía 35kV (BI2), 10kV (BI3) I2 = I3 = (A) ta chọn cấp điện áp sở để tính tốn phía 110kV Lớp HTĐ 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV áp dụng công thức(5-1) (5-2) ISL = 496,5 (A) IH = 496,5 (A) I I 496,5 SL H Vậy: I = I = 125,5 = 3,96 < I*H3 = 5,833 ddB ddB (IdđB: Dòng điện danh định cuộn cao (110kV) MBA.) Độ nhạy bảo vệ: áp dụng công thức (5-3) I 496,5 SL Kn = I K = 496,5.0,4 = 2,5 H Hb Kiểm tra ngắn mạch điểm N'2 tương tự điểm N'3 Kiểm tra ngắn mạch N'1: Xét trường hợp ngắn mạch N(3), N(1) Bảng 5.3: Kết tính tốn kiểm tra độ nhạy 7UT513 Điểm ngắn mạch Dạng NM • • • • • • IH = I1 + I + I N'2 N'3 N(3) N(1) N(3) N(3) 1690 0 1819,4 0 691,3 0 496,5 0 (A) 1690 1819,4 691,3 496,5 (A) 1690 1819,4 691,3 496,5 94,2 732 0,4 0,7 13,5 94,2 732 0,4 0,7 14,5 94,2 732 0,4 0,7 5,5 94,2 732 0,4 0,7 3,69 + + 313,75 313,75 313,75 276,5 313,75 198,8 967,6 1,75 1053,9 1,72 2,5 2,5 Thông số I1 = I(n)N (A) I2 = I(n)N (Qui cấp 110kV) (A) I3 = I(n)N (qui cấp 110kV) (A) ISL = I1+ I +I N'1 IH1 = 0,75 IdđB (A) IH2 = 5,833 IdđB (A) Hệ số hãm vùng IH < IH2 (KHb) Hệ số hãm vùng IH ≥ IH2 (KHc) ISL/IdđB Cắt nhanh không quan tâm đến hãm ISL/IdđB ≥ Điểm sở nhánh b: B = 2,5.IdđB S = KHb.IH (A) Khi IH < IH2 S = KHc (IH - B) (A) IH ≥ IH2 Độ nhạy: Kn = ISL/S b Kiểm tra độ nhạy bảo vệ chế độ hệ thống Phương pháp tính tốn tương tự phần cực đại hệ thống ta có kết bảng sau: Điểm ngắn mạch Lớp HTĐ N'1 77 N'2 N'3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Dạng NM N(2) N(1) N(2) N(2) 1232 0 1629,6 0 382,8 382,8 305,7 305,7 (A) 1232 1629,6 775,6 611,4 (A) 1232 1629,6 775,6 611,4 94,2 732 0,4 0,7 9,8 94,2 732 0,4 0,7 12,9 94,2 732 0,4 0,7 3,18 94,2 732 0,4 0,7 2,46 + + 313,75 313,75 313,75 313,75 240,5 642,5 1,92 921,1 1,77 310,1 2,4 Thông số I1 = I(n)N (A) I2 = I(n)N (Qui cấp 110kV) (A) I3 = I(n)N (qui cấp 110kV) (A) • • • ISL = I1+ I +I • • • IH = I1 + I + I IH1 = 0,75 IdđB (A) IH2 = 5,833 IdđB (A) Hệ số hãm vùng IH < IH2 (KHb) Hệ số hãm vùng IH ≥ IH2 (KHc) ISL/IdđB Cắt nhanh không quan tâm đến hãm ISL/IdđB ≥ Điểm sở nhánh b: B = 2,5.IdđB S = KHb.IH (A) Khi IH < IH2 S = KHc (IH - B) (A) IH ≥ IH2 Độ nhạy: Kn = ISL/S 2,5 5.3.2 Kiểm tra độ an toàn hãm rơle Theo nguyên lý bảo vệ so lệch ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ dịng so lệch đo không Tuy nhiên thực tế bảo vệ đo dịng khơng cân ISL = Ikcb = IkcbFi + Ikcb∆U + Ikcb∆ni Trong đó: IkcbFi dịng khơng cân sai số BI IkcbFi = Kđn Kkck Fi INngmax Với Kđn: Hệ số không đồng BI: Kđn = Kkck: Hệ số ảnh hưởng thành phần kck dòng ngắn mạch Fi: Sai số lớn BI INngồi max: Dịng ngắn mạch ngồi lớn Ikcb∆U: Dịng khơng cân việc thay đổi đầu phân áp MBA Ikcb∆U = ∆Uđc INngmax Lớp HTĐ 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV ∆Uđc: Là phạm vi điều chỉnh điện áp lớn phía MBA Ikcb∆ni: Dịng khơng cân sinh việc lựa chọn tỷ số dòng danh định BI đặt phía máy biến áp khơng phù hợp với tỷ số máy biến áp Sai số rơle 7UT513 tự loại trừ 1) Kiểm tra độ an toàn hãm rơle Khi hệ thống cung cấp với công suất cực đại Trong trường hợp ta xét dòng ngắn mạch lớn điểm ngắn mạch N2, N3 Đối với trạm biến áp thiết kế bảo vệ có nguồn cấp đến từ phái 110kV nên khơng cần xét điểm ngắn mạch ngồi N1 110kV 35kV I1 N1 I2 BI2 BI1 N2 87T/∆ I BI3 I3 10kV N3 Xét ngắn mạch pha N2 phía 35 kV Theo kết tính ngắn mạch chương bảng 2.1 có dịng ngắn mạch qua bảo vệ ngắn mạch N2 là: I2 = 2248,6 (A) I1 = 691,3 (A) Chọn cấp điện áp 110kV làm sở, qui đổi dòng qua bảo vệ cấp 110kV Lớp HTĐ 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV I2 = 2148,6.37 = 691,3 (A) 115 ISL = (Fi + ∆U) I2 Fi = 0,1 (sai số BI biết) ∆U = 9.1,78% = 16,02% = 0,1602 ISL = (0,1 + 0,1602) 691,3 = 179,8 (A) IH = | I1| + | I2| +| I3| = | I1| + | I2| = 2| I1| = 691,3 = 1382,6 (A) * Độ an tồn hãm: KatH Nếu: IH < IH2 KH = KHb = 0,4 Trong đó: IH2 giá trị điện hãm trị ngừng thay đổi hệ số hãm IH KatH = ( I / K ) SL Hb Nếu IH > IH2 KH = KHC = 0,7 IH KatH = (2,5.I + I SL ) ddB K HC Ta có: IH = 1382,6 (A) IH2 = 5,833 IđmB = 732 (A) IH > IH2 1382,6 KatH = 313,75 + 256,8 = 2,42 * Xét ngắn mạch pha điểm N3 10kV Theo kết tính ngắn mạch chương bảng 2.1 có dịng ngắn mạch qua bảo vệ ngắn mạch N3 I1 = 496,5 (A) I3 = 5438,6 (A) Qui đổi dòng qua bảo vệ (I3) cấp điện áp sở 110kV Lớp HTĐ 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV I3 = 5438,6 10,5 = 496,5 (A) 115 ISL = (Fi + ∆U) I3 = (0,1 + 0,1602) 496,5 = 129,1 (A) IH = | I1| + | I2| + | I3| = | I1| = 2.496,5 = 993 (A) Độ an toàn hãn: KatH IH = 933 (A) ; IH2 = 732 (A) I IH > IH2 933 H Vậy: KatH = (2,5.I +I /K ) = (313,75 +129,1 / 0,7) = 1,87 ddB SL HC 2) Kiểm tra độ an toàn hãm rơle hệ thống cung cấp chế độ cực tiểu Tính tốn tương tự chế độ cực đại ta có bảng kết sau Bảng 5.3: Độ an toàn hãm rơle 7UT513 chế độ cực tiểu Đang ngắn mạch Thông số I1 = I(n)N (A) I2 = I(n)N (Qui cấp 110kV) (A) I3 = I(n)N (qui cấp 110kV) (A) ISL = (Fi + ∆U) Ingồi (A) • • • IH = I1 + I + I (A) N(2) N(2) 382,8 382,8 99,6 305,7 305,7 79,88 765,6 611,4 IH2 = 5,833 IdđB (A) 732 732 Điểm sở: Bb = 2,5 IddB 313,75 313,75 P = ISL/KHb IH < IH2 399,6 456 P = (ISL/KHC) + Bb IH≥ IH2 KatH = IH/P 1,67 Điểm ngắn mạch N2 N3 Kết luận: Qua kết kiểm tra độ nhạy độ an toàn hãm rơle cho thấy thông số chỉnh định đảm bảo cho rơle làm việc đạt yêu cầu độ nhạy độ an toàn hãm 5.4 Chỉnh định bảo vệ dòng điện Bảo vệ dòng điện đặt phía 110kV máy biến áp làm bảo vệ dự phòng cho bảo vệ so lệch Rơle làm việc với cấp tác động: Lớp HTĐ 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Cấp tác động khơng có thời gian (cắt nhanh) Cấp tác động thời gian (cắt có thời gian) 110kV 35kV BI BI I> I> >e I> BI I> 10kV 5.4.1 Chỉnh định máy bảo vệ dòng đặt phía 110kV Sử dụng rơle 7SJ600 với đặc tính thời gian độc lập bảo vệ Máy biến dịng có ni = IS/IT = 200/5 Phạm vi chỉnh định bảo vệ: Cấp 1: 0,1 - 25idđB bước chỉnh định 0,1IdđB Cấp (Cắt nhanh): 0,3 ÷ 12,5 IdđB bước chỉnh định 0,1IdđB Thời gian trễ cấp 1: TP = 0,00s ÷ 60,00s bước chỉnh định 0,01s Lớp HTĐ 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV 1) Chỉnh định: (Địa khối 10) a Cấp 1: Cắt có thời gian: Dịng khởi động Ikđ = Kat ILVmax Trong đó: Kat: Hệ số an toàn (lấy Kat = 1,2) ILVmax: Dịng làm việc cực đại phía 110kV máy biến áp có kể đến khả q tải 40% dịng làm việc định mức máy biến áp ILVmax = 1,4 IdđB = 1,4 125,5 = 175,7 (A) Vậy: Ikđ = 1,2 175,7 = 210,84 (A) Ikđ(T) = 210,84 5/200 = 5,271 (A) = 1,0542 ITdđ Thời gian tác động Cần phối hợp với thời gian tác động bảo vệ q dịng đặt phía 35kV 10kV với độ chênh ∆t = 0,3s Giả thiết đặt thời gian tác động bảo vệ dịng phía 35kV 10kV 1,5s thời gian tác động bảo vệ phía 110kV là: t = 1,8 + 0,3 = 2,1s Kiểm tra độ nhạy: I N kn = I kd Trong đó: INmin dòng ngắn mạch nhỏ qua bảo vệ xảy ngắn mạch N'1, N'2 N'3 (h.2.5) Theo kết tính ngắn mạch chương ta có: Khi ngắn mạch phía 10kV Dịng q bảo vệ phía 10kV: INmin = 305,7 (A) I 305,7 N kn = I = 210,84 = 1,45 kd Đối với bảo vệ dự phòng độ nhạy đạt yêu cầu Lớp HTĐ 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV b Cấp cắt nhanh Ikđ = kat Inmax Trong đó: Inmax dịng ngắn mạch lớn qua bảo vệ phía 110kV ngắn mạch điểm N'1, N2, N3 Theo kết tính ngắn mạch chương ta có: INmax = 1891,4 (A) Vậy Ikđ = 1,2 1891,4 = 2183,28 (A) Ikđ(T) = 2183,28 = 54,582 (A) = 10,91 ITdđ 200 5.4.2 Chỉnh định bảo vệ dịng phía 35kV máy biến áp Rơle tác động với cấp thời gian: Cấp 1: Cấp tác động với thời gian (tTG + ∆t) Sử dụng rơle 7SJ600; sử dụng đặc tính thời gian độc lập Máy biến dòng nI = 1000/5 a Chỉnh định Dòng khởi động: Ikđ = Kat ILVmax = Kat IdđB(T).1,4 = 1,2 375 1,4 = 630 (A) Ikđ = 630 = 3,15 (A) = 0,63 ITdđ 1000 Thời gian tác động Cấp 1: t = tTG + ∆t = 1,5 + 0,3 = 1,8s b Kiểm tra độ nhạy I N Kn = I kd Trong đó: Inmin dịng ngắn mạch bé qua bảo vệ ngắn mạch 35kV (điểm N2) Theo kết tính tốn ngắn mạch chương ta có: INmin = 1189,8 (A) Lớp HTĐ 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Vậy kn = 1189,8 = 1,88 630 5.4.3 Chỉnh định bảo vệ q dịng phía 10kV máy biến áp Rơle tác động với cấp thời gian Cấp 1: Tác động với thời gian t = tTG + ∆t a Chỉnh định Máy biến dòng nI = 3000/5 Rơle 7SJ600: Sử dụng đặc tính thời gian độc lập Ikđ = Kat ILVmax = Kat IdđB(H) 1,4 = 1,2 1312 1,4 = 2204,16 (A) Ikđ(T) = Ikđ/nI = 2204,16 = 3,67 = 0,73 ITdđ 300 Thời gian tác động Giả thiết thời gian tác động bảo vệ dòng góp TTG=1,5s t = tTG + ∆t = 1,5 + 0,3 + 1,8s b Kiểm tra độ nhạy: I N Kn = I kd Trong đó: INmin dịng ngắn mạch cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch góp 10kV Theo kết tính ngắn mạch chương ta có: INmin = 3348,6 (A) 3348,6 Kn = 2204,16 = 1,41 Đối với bảo vệ dòng độ nhạy thấp sử dụng thêm khố K điện áp thấp để tăng độ nhạy bảo vệ sử dụng khố điện áp thấp, dịng khởi động chọn theo điều kiện dòng định mức (danh định máy biến áp Ikđ = Kat IdđB(H) = 1,2 1312 = 1574,4 (A) Lớp HTĐ 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Độ nhạy: I 3348,6 N Kn = I = 1574,4 = 2,13 kd c Chỉnh định rơle khoá điện áp thấp (27/U > I> >e I> > 10kV 5.5.1 Bảo vệ tải phía 110kV Dùng rơle 7SJ600 Sử dụng phương thức bảo vệ theo dõi tồn dịng phụ tải Phạm vi chỉnh định: Lớp HTĐ 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Hệ số tải cho phép K: 0,40 ÷ 2,00 bước chỉnh định 0,01 Hằng số thời gian τ: 1,0 ÷ 999,9 phút bước chỉnh định 0,1 phút Mức nhiệt độ báo động θ bđ: (50% ÷ 90%) θ c bước chỉnh 1% Trong đó: θ C nhiệt độ bảo vệ tác động cắt Hằng số thời gian n τ =  60 Dòng điện cho phép n giây  Dòng điện cho phép lâu dài Trong đó: MBA có khả chịu tải đến 40% thời gian vòng ngày 2 6.3600  1,4.I ddB  6.3600  1,4.125,5    =   = 705,6 (phút) Vậy τ = 60  I ddB  60  125,5  Hệ số tải K: Cần phải xét đến khác dòng danh định máy biến áp dịng danh định phía sơ cấp BI K= 1,4.I ddB ( C ) I SddBI = 1,4.125,5 = 0,878 200 Chỉnh định: Hằng số thời gian: τ = 705,6 phút Hệ số tải: K = 0,878 Ngưỡng nhiệt độ báo động: Khi công suất máy biến áp làm việc với SLV = 1,1 Sdđ bảo vệ phát tín hiệu cảnh báo để có biện pháp tăng làm mát theo dõi cần thiết cắt giảm phụ tải Nhiệt độ sinh tỷ lệ với bình phương dịng điện θ bd I bd2  1,1.I dd = =  θc I c  1,4.I dd   = 0,617  Vậy mức nhiệt độ báo động: θbđ = 0,617.θ C θ bd 100% = 61,7% θc Lớp HTĐ 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV (Giá trị θ C phụ thuộc vào nhiệt độ cho phép làm việc lớn máy biến áp) 5.5.2 Bảo vệ tải phía 35kV Rơle: 7SJ600 Máy biến dòng: nI = 1000/5 (A) Chỉnh định: Hằng số thời gian: τ = 705,6 phút Hệ số tải: K= 1,4.I ddB (T ) I SddBI = 1,4.375 = 0,525 1000 Mức nhiệt độ báo động θ bd 100% = θc  1,1.I dd   1,4.I dd   100% = 61,7%  5.5.3 Bảo vệ tải phía 10kV Rơle: 7SJ600 Máy biến dòng: nI = 3000/5 (A) Hệ số tải: K= 1,4.I ddB ( H ) I SddBI = 1,4.1312 = 0,62 3000 Mức nhiệt độ báo động θ bd 100% = θc  1,1.I dd   1,4.I dd   100% = 61,7%  5.6 Bảo vệ q dịng thứ tự khơng đặt dây nối trung tính máy biến áp với đất I0> 110kV N1 Lớp HTĐ 88 10kV 35kV ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Máy biến dòng: nI = 200/5 (A) Rơle: 7SJ600 a Chỉnh định Dòng khởi động: Iokđ = kat IdđB(C) 1/nI Trong đó: kat lấy 0,3 I0kđ = 0,3 125,5 5/200 = 0,94 (A) Thời gian tác động bảo vệ cần phải phối hợp với bảo vệ chống chạm đất đặt phía 110kV theo nguyên tắc bậc thang với thời gian ∆t = 0,3s Giả thiết thời gian tác động bảo vệ phía 110kV 0,5s thời gian tác động bảo vệ là: t = 0,5 + 0,3 = 0,8 (s) b Kiểm tra độ nhậy I Kn = I kd Trong đó: I0min dịng thứ tự khơng nhỏ qua dây nối trung tính máy biến áp có ngắn mạch chạm đất Theo kết tính ngắn mạch chương ta có: I0min = 373,5 A ⇒ I0min(T) = 373,5 1/nI I0min(T) = 373,5 5/200 = 9,33 (A) 9,33 Kn = 0,94 = 9,9 Với độ nhạy bảo vệ làm việc tin cậy 5.7 Bảo vệ áp thứ tự không chống chạm đất phía 35kV 10kV (59N/U0>) Bảo vệ dùng để phát tín hiệu có tượng chạm đất xảy 5.7.1 Bảo vệ phái 35kV Lớp HTĐ 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Điện áp khởi động: Ukđ(59N) = Kat Ukcb Với: Kat - hệ số an toàn, Kat = 1,5 Ukcb - điện áp không cân xảy chạm đất, Ukcb≈ 0,1Udđ Ta có: Ukđ(59N) = 1,5 0,1 35 = 5,250 kV Điện áp khởi động thứ cấp: UTkđ(59N) = Ukđ(59N)/nu = 5250 = 15 (v) 350 5.7.2 Bảo vệ phía 10kV: Điện áp khởi động: Ukđ(59N) = Kat.Ukcb = 1,5 0,1 Uđđ = 1,5 0,1 10 = 1,5kV = 1500(v) Điện áp khởi động thứ cấp: UTkđ(59N) = Ukđ(59N)/nu = Lớp HTĐ 1500 = 10 (v) 150 90 ... qua rơ le có giá trị nhỏ giá trị dòng khởi động (IKđ) r? ?le, rơ le khơng làm việc Khi có cố phạm vi bảo vệ r? ?le, dòng qua sơ le tăng lên, dòng vượt dòng khởi động rơ le tác động Đối với r? ?le dòng... Chỉnh định bảo vệ so lệch dùng r? ?le 7UT513 66 5.3 Kiểm tra độ nhạy độ an toàn hãm r? ?le so lệch Lớp HTĐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV 73 5.4 Chỉnh... thời gian phối hợp với bảo vệ q dịng phía 110kV 4) Bảo vệ chống q tải Lớp HTĐ 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BẢO VỆ RƠ LE TRẠM BIẾN ÁP 110KV Bảo vệ đặt phía máy biến áp nhằm chống tải cho cuộn dây R? ?le làm