Thiết kế bảo vệ trạm biến áp 110kV” làm đề tài tốt nghiệp Chương I : Mô tả đối tượng bảo vệ, thông số chính. Chương II : Tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ rơle. Chương III: Chọn máy biến dòng điện, máy biến điện áp, máy cắt điện. Chương IV: Lựa chọn phương thức bảo vệ. Chương V : Tính năng và thông số của rơle đã sử dụng. Chương VI: Tính toán thông số và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ rơle
Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Tập đoàn điện lực việt nam Trờng đại học điện lực Khoa điện cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam độc lập-tự do-hạnh phúc đề tài thiết kế tốt nghiệp Họ tên : đỗ việt hùng Lớp : C4H3 Ngành học : Hệ Thống Điện Tên đề tài thiết kế : Khóa học : 2005- 2008 Hệ : Cao Đẳ tính toán bảo vệ rơle cho trạm 110 kV 1/ Các số liệu ban đầu : Xem vẽ 2/ Nội dung phần thuyết minh thông số : a Mô tả đối tợng đợc bảo vệ, thông số b Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle c Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện d Lựa chọn phơng thức bảo vệ e Tính thông số loại rơle định sử dụng f Tính toán thông số bảo vệ, kiểm tra làm việc bảo v 3/ Các vẽ: a Sơ đồ đấu dây thông số b Kết tính toán ngắn mạch c Phơng thức bảo vệ d Kết tính toán bảo vệ, kết kiểm tra làm việc bảo vệ Các thông số nh sau: HƯ thèng ®iƯn: ChÕ ®é max : X1,2max/X0max = 0.35/0.39 ChÕ ®é : X1,2min/X0min = 0.41/0.65 Máy biến áp: Cấp điện áp: 115/23/10.5 kV Công suất định mức : 63/63/63 MVA Điện áp ngắn mạch UK% UK-CT% = 10.6 UK-CH% = 21.63 UK-TH% = 7.63 Tỉ ®Êu dây Y0/Y0/-11 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV S mt si ca trạm biến áp: 110 kV 22 kV HT 10 kV Ngµy giao nhiƯm vơ Ngµy hoµn thµnh : 07/07/2008 : 22/08/2008 Hà Nội, ngày 22 tháng 07 năm 2008 Phó hiệu trởng ớng dẫn Th.s Nguyễn Văn Hiếu Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Trởng khoa PGS.TS Phạm Văn Hoà Ngời h- Th.s Nguyễn Văn Đạt Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Đánh giá nhận xét giáo viªn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Lời nói đầu Cïng víi sù ph¸t triĨn cđa khoa häc kü tht, điện đóng vai trò quan trọng ®èi víi ®êi sèng ngêi còng nh ph¸t triĨn kinh tế nớc giới nói chung Việt Nam nói riêng Đảng phủ xác định Điện giữ vai trò hàng đầu trình công nghiệp hoá - đại hoá nớc Chính vậy, việc ứng dụng thµnh tùu khoa häc kü tht vµo phơc vơ cho trình sản suất, điều khiển vận hành hệ thống điện không ngừng đợc cải tiến Tuy nhiên thiết kế vận hành xảy tình trạng làm việc không bình thờng h hỏng ngẫu nhiên Vì cần phải trang bị thiết bị bảo vệ rơle cho phần tử hệ thống điện để ngăn ngừa cố tới mức thấp Giúp cho hệ thống điện ổn định đảm bảo cung cấp liên tục Sau năm học tập rèn luyện Khoa Hệ Thống Điện _ Trờng ĐH Điện Lực em nhận đợc đề tài: Thiết kế bảo vệ trạm biến áp 110kV làm đề tài tốt nghiệp Đồ án bao gồm chơng: Chơng I : Mô tả đối tợng bảo vệ, thông số Chơng II : Tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ rơle Chơng III: Chọn máy biến dòng điện, máy biến điện áp, máy cắt điện Chơng IV: Lựa chọn phơng thức bảo vệ Chơng V : Tính thông số rơle sử dụng Chơng VI: Tính toán thông số kiểm tra làm việc bảo vệ rơle Trong trình làm đồ án, thời gian trình độ hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận đợc giúp, bảo thầy cô để đồ án em đợc hoàn thiện Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo Th.s Nguyễn Văn Đạt trực tiếp tận tình bảo em suốt trình làm đồ án Đồng thời em xin trân thành cảm ơn đến tất Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV thầy cô trờng, gia đình bạn bè tạo điều kiện động viên em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Em xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày Tháng Năm 2008 Sinh viên thực Đỗ Việt Hùng Chơng Mô tả đối tợng đợc bảo vệ thông số Nhiệm vụ bảo vệ rơ le Khi thiết kế vận hành hệ thống điện (HTĐ) phải kể đến khả phát sinh h hỏng tình trạng làm việc không bình thờng hệ thống điện Ngắn mạch loại cố xảy nguy hiểm hệ thống điện Hậu ngắn mạch : o Làm giảm thấp điện áp phần lớn hệ thống điện o Phá huỷ phần tử bị cố tia lửa điện o Phá huỷ phần tử có dòng điện ngắn mạch chạy qua tác dụng nhiệt o Phá vỡ ổn định hệ thống Các dạng ngắn mạch thờng gặp HTĐ là: o Ngắn mạch ba pha (chiếm khoảng 5%) o Ngắn mạch hai pha (chiếm khoảng 10%) o Ngắn mạch hai pha chạm đất (chiếm khoảng 20%) o Ngắn mạch pha (chiếm khoảng 65%) Phân theo thiết bị HTĐ , tỷ lệ h hỏng nh sau: Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV o Đờng dây tải điện không chiếm khoảng 50% số trờng hợp h hỏng HTĐ o Đờng dây cáp chiếm khoảng 10% o Máy phát điện chiếm khoảng 15% o Máy biến áp chiếm khoảng 12% o Máy biến dòng điện, biến điện áp chiếm khoảng 2% o Thiết bị đo lờng, điều khiển, bảo vệ chiếm khoảng 3% o Các loại khác chiếm khoảng 3% Ngoài h hỏng, hệ thống điện (HTĐ) có tình trạng làm việc không bình thờng Một tình trạng làm việc không bình thờng tải Dòng điện tải làm tăng nhiệt độ phần dẫn điện giới hạn cho phép, làm cho cách điện chúng bị già cỗi bị phá hỏng Để ngăn ngừa phát sinh cố phát triển chúng thực biện pháp để cắt nhanh phần tử bị h hỏng khỏi mạng điện, loại trừ tình trạng làm việc không bình thờng có khả gây nguy hiểm cho thiết bị điện hộ tiêu dùng Để đảm bảo làm việc liên tục phần tử không h hỏng HTĐ cần có thiết bị ghi nhận phát sinh h hỏng với thòi gian bé nhất, phát phần tử h hỏng tách khỏi HTĐ Thiết bị đợc thực nhờ khí cụ tự động gọi rơle Thiết bị bảo vệ đợc thực nhờ rơle đợc gọi thiết bị bảo vệ rơle Nh nhiệm vụ thiết bị bảo vệ rơle tự động cắt phần tử h hỏng khỏi HTĐ Ngoài ghi nhận phát tình trạng làm việc không bình thờng phần tử HTĐ Tuỳ mức độ bảo vệ mà bảo vệ báo tín hiệu cắt máy cắt Những yêu cầu thiết bị bảo vệ rơle Để hệ thống làm việc chắn phải thoả mãn điều kiện : 2.1 Độ tin cậy Là khả bảo vệ làm việc chắn đắn Chúng ta cần phân biệt: - Độ tin cậy tác động khả bảo vệ làm việc có cố xảy phạm vi đợc xác định nhiệm vụ bảo vệ - Độ tin cậy không tác động khả tránh làm việc nhầm chế độ vận hành bình thờng cố xảy phạm vi bảo vệ đợc qui định 2.2 Tính chọn lọc Là khả cách ly phần tử bị cố khỏi HTĐ Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Theo nguyên lý làm việc bảo vệ đợc phân ra: - Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối bảo vệ làm nhiệm vụ cố xảy phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ đặt phần tử lân cận - Bảo vệ có độ chọn lọc tơng đối nhiệm vụ bảo vệ cho đối tợng đợng đợc bảo vệ thực chức dự phòng cho bảo vệ đặt phần tử lân cận 2.3 Tác động nhanh Phần tử bị ngắn mạch đợc cắt nhanh, hạn chế đợc mức độ phá hoại thiết bị, giảm đợc thời gian sụt áp hộ dùng điện có khả trì đớcự làm việc ổn định máy phát điện toàn hệ thống Tuy nhiên kết hợp với yêu cầu chọn lọc để thoả mãn yêu cầu tác động nhanh cần phải sử dụng loại bảo vệ phức tạp đắt tiền Vì yêu cầu tác động nhanh đề tuỳ vào điều kiện cụ thể mạng điện tình trạng làm việc bình thờng phần tử đợc bảo vệ hệ thống điện Rơle hay bảo vệ đợc gọi tác động nhanh (có tốc độ cao) thời gian tác động không vợt 50ms (2,5 chu kỳ dòng điện tần số 50Hz) Rơle hay bảo vệ đợc gọi tác động tức thời không thông qua khâu tạo thời gian rơle Hai khái niệm tác động nhanh tác ®éng tøc thêi ®ỵc dïng thay thÕ lÉn ®Ĩ rơle bảo vệ có thời gian tác động không vợt 50ms Thời gian cắt cố t C gồm hai thành phần: thời gian tác động bảo vệ ( t BV ) thời gian tác động máy cắt ( t MC ): t C t BV t MC Trong ®ã : o tC thời gian cắt cố tính từ bảo vệ tác động máy cắt më o t BV lµ thêi gian lµm viƯc bảo vệ rơle Đợc tính từ cố rơle gửi xung cắt máy cắt o tMC thời gian cắt máy cắt Đợc tính từ cuộn cắt máy cắt có điện thực xong thao tác cắt MC 2.4 Độ nhạy Độ nhạy đặc trng cho khả cảm nhận cố rơle hệ thống bảo vệ Độ nhạy bảo vệ đựơc đặc trng hệ số độ nhạy ( kn ) , tỉ số đại lợng vật lý đặt vào rơle có cố với ngỡng tác động Sự sai khác trị số Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV đại lợng vật lý đặt vào rơle ngỡng tác động lớn thi rơle dễ cảm nhận xuất cố, nghĩa rơle tác động nhạy Độ nhạy thực tế bảo vệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh : chế độ làm việc hệ thống ( mức độ huy động nguồn ), cấu hình lới điện, dạng nhắn mạch, vị trí điểm ngắn mạch Đối với bảo vệ kn 1.5 bảo vệ dự phòng kn 1.2 1.5 2.5 Tính kinh tế Các thiết bị bảo vệ đợc lắp đặt HTĐ làm việc thờng xuyên chế độ vận hành bình thờng mà luôn sẵn sàng chờ đón bất thờng cố xảy Đối với trang thiết bị điện cao áp siêu cao áp chi phí để mua sắm lắp đặt thiết bị bảo vệ thờng chiếm vài phần trăm giá trị công trình Vì yêu cầu kinh tế không đề ra, mà yêu cầu kĩ thuật đóng vai trò định , không thoả mãn yêu cầu dẫn đến hậu tai hại cho HTĐ Đối với lới diện trung áp hạ áp, số lợng phần tử cần đợc bảo vệ lớn yêu cầu thiết bị bảo vệ không cao thiết bị bảo vệ nhà máy điện lới truyền tải cao áp Vì cần phải cân nhắc kinh tế lựa chọn thiết bị bảo vệ cho đảm bảo đợc yêu cầu kĩ thuật chi phí thấp Mô tả đối tợng bảo vệ Đối tợng bảo vệ trạm biến áp 110/22/10 kV làm việc với máy biến áp Trạm sử dụng loại MBA dây quấn với cấp điện áp tơng ứng : cao áp 110kV, trung áp 22kV, hạ áp 10kV Cuộn cao áp đợc cấp từ hệ thống qua 110kV, phía trung áp nối lên 22kV để cung cấp cho phụ tải 22kV, phía hạ áp nối vào 10kV để cung cấp cho phụ tải 10kV Cuộn cao áp cuộn trung áp đợc nèi theo kiĨu trung tÝnh trùc tiÕp nèi ®Êt ( Y0 ), cuộn hạ áp nối theo kiểu tam giác ( ) Th«ng o o o sè MBA nh sau: Cấp điện áp 115/23/10.5 kV Công suất định mức 63/63/63 MVA Điện áp ngắn mạch U k % U k CT 10.6 U k CH 21.63 U k TH 7.63 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV o Số pha, tần số: pha, 50 Hz o Tổ đấu dây : Y0 / Y0 / 11 Th«ng sè cđa hƯ thèng: o ChÕ ®é max : X 1.2 max / X max 0.35 / 0.39 o ChÕ ®é : X 1.2 / X 0.41/ 0.65 Sơ đồ đấu dây sợi trạm nh hình vẽ BI4 BI5 TC 110kV MC1 BI1 TC 22kV HT BI2 MC2 BI3 MC3 TC 6kV Hình 1.1 Sơ đồ trạm biến áp Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Chơng tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ rơle Mục đích tính toán ngắn mạch Tính toán ngắn mạch công đoạn quan trọng thiết kế bảo vệ rơle Độ tin cậy tham số chỉnh định bên rơle bảo vệ phụ thuộc lớn vào trình Ngoài tính toán ngắn mạch nhằm để lựa chọn thiết bị phù hợp, lựa chọn sơ đồ thích hợp để giảm dòng ngắn mạch Việc tính toán bảo vệ rơle thờng đợc tiến hành hai trờng hợp điển hình ngắn mạch pha, chạm đất pha chế độ cực đại cực tiểu; xét thêm ngắn mạch pha Các đại lợng ngắn mạch cần tính toán là: dòng ngắn mạch pha, loại tổng trở ngắn mạch Nh công đoạn tính toán ngắn mạch quan trọng bảo vệ rơle Các giả thiết để đơn giản hoá việc tính toán ngắn mạch - Mạch từ MBA không bão hoà, nên tổng trở tơng đơng đợc coi tuyến tính bỏ qua dòng điện từ hoá Vì dùng phơng pháp xếp chồng để phân tích trình - Coi tổng trở tơng đối có giá trị nhá cđa cn d©y MBA d©y quấn không - Các máy phát dao động công suất, nên góc lệch suất điện động giữ không đổi suốt trình ngắn mạch góc nhỏ không đáng kể ( =0) - Coi tổng trở phần tử HTĐ trở kháng, loại bỏ thành phần điện trở làm tròn phép tính để giảm bớt khối lợng tính toán - Loại bỏ bớt nút đóng vai trò không quan trọng đờng truyền công suất ngắn mạch từ nguồn đến điểm cố, đặc biệt nhánh có cấp điện áp thấp cấp điện áp điểm ngắn mạch Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 10 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 1503 67- 2PICKUP 6.192 1503 4201 67-2DELAY FCT49 1.6 sec ON 4202 4203 1.1 100 4204 49k-FACTOR Time constant 49ALRM 7001 FCT50BF ON 7005 TRIP-Timer 0.25 82% dßng cã thêi gian Dòng điện khởi động bảo vệ dòng có thời gian (I>) Thời gian tác động (I>) Bật chức tải (49) Hệ số tải (K) Hằng số thời gian Cảnh báo trạng thái nhiệt Bật chức chống h hỏng máy cắt (50BF) Thời gian trễ 50BF Bảng cài đặt thông số bảo vệ dự phòng phía 22kV Địa 115 Hiển thị 67/67TOP 1501 FCT 67/67 Cài đặt Definite time ON 1502 67- 2PICKUP 5.756 1503 67-2DELAY 1.3 sec 4201 FCT49 ON 4202 4203 1.1 100 4204 49k-FACTOR Time constant 49ALRM 7701 FCT50BF ON 7705 TRIP-Timer 0.25 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 82% 77 Nội dung Đặc tính độc lập Bật chức dòng có thời gian Dòng khởi đông bảo vệ dòng có thời gian (I>) Thời gian tác động (I>) Bật chức tải (49) Hệ số tải (K) Hằng số thời gian Cảnh báo trạng thái nhiệt Bật chức chống h hỏng máy cắt (50BF) Thời gian trễ 50BF Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Bảng cài đặt thông số bảo vệ dự phòng phía 10kV Địa 115 Hiển thị 67/67TOP 1501 FCT 67/67 Cài đặt Definite time ON 1502 67- 2PICKUP 10.5078 1503 67-2DELAY 1.3 sec 4201 FCT49 ON 4202 4203 1.1 100 4204 49k-FACTOR Time constant 49ALRM 7701 FCT50BF ON 7705 TRIP-Timer 0.25 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 82% 78 Nội dung Đặc tính độc lập Bật chức dòng có thời gian Dòng khởi đông bảo vệ dòng có thời gian (I>) Thời gian tác động (I>) Bật chức tải (49) Hệ số tải (K) Hằng số thời gian Cảnh báo trạng thái nhiệt Bật chức chống h hỏng máy cắt (50BF) Thời gian trễ 50BF Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV II Kiểm tra làm việc bảo vệ rơle Bảo vệ so lệch MBA Khi xảy ngắn mạch sai số BI ta đo đợc dòng không cân Ikcb Dòng không cân qua rơle đợc tính nh sau: I kcb kkcb * fi * kdn U dc * I Nng max Trong ®ã; kckb: ảnh hởng thành phần không chu kỳ dòng điện ngắn mạch ( lấy kkcb = 1) f i : sai sè lín nhÊt cđa BI ( lÊy fi 0.1 ) kdn : hƯ sè ®ång nhÊt cđa BI ( lÊy kdn ) U dc : sai số điều chỉnh điện áp (lấy U dc 0.15 ) I Nng max : dòng ngắn mạch ngoµi lín nhÊt VËy ta cã: I kcb kkcb * fi * kdn U dc * I Nng max 1*0.1*1 0.15 * I Nng max 0.25* I Nng max §Ĩ kiĨm tra độ nhạy nh để đảm bảo tính tin cậy chức bảo vệ so lệch ta cần xác định dòng I SL IH trờng hợp cụ thể ngắn mạch vùng bảo vệ Để kiểm tra độ nhạy bảo vệ xét dòng ngắn mạch nhỏ qua bảo vệ ngắn mạch vùng bảo vệ phía 22kV, 10kV Dòng ngắn mạch lớn có ngắn mạch vùng bảo vệ dùng để kiểm tra độ an toàn tác động hãm bảo vệ 1.1 Xét ngắn mạch vùng bảo vệ 1.1.1 Xét ngắn mạch vùng bảo vệ N4 Từ việc tính toán ngắn mạch ë ch¬ng II ta cã: I Nng max 0.921kA � I SL 0.25*0.921 0.23kA I SL I ddBA 0.23 0.727 63 *115 I H I1 I 2* I Nng max 2*0.921 1.842 � I SL I H Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng §¹i Häc §iƯn Lùc IH I ddBA 1.842 5.824 63 *115 79 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV So sánh ta thÊy : I SL 0.727 5.824 I H Nên ta sử dụng đờng đặc tính b để tính toán I Htt I SL 0.727 2.908 tg1 0.25 §é h·m an toµn: KH I H 5.824 2.003 I Htt 2.908 Ta có điểm N(5.824;0.727) bảo vệ không tác động ngắn mạch N4 1.1.2 Xét ngắn mạch N6 Từ việc tính toán ngắn mạch chơng II ta có I Nng max 0.724kA � I SL 0.25*0.724 0.181kA I SL 0.181 0.572 63 I ddBA *115 I H I1 I 2* I Nng max 2*0.724 1.448 � I SL 1.448 4.578 63 I ddBA *115 0.572 4.578 I H Nªn ta sử dụng đờng đặc I H So sánh ta thấy : I SL tính b để tính to¸n IH I SL 0.572 2.288 tg1 0.25 I Htt Độ hãm an toàn: KH I H 4.578 2.001 I Htt 2.288 Ta có điểm N(4.578;0.572) bảo vệ không tác động ngắn mạch N6 Bảng kết kiểm tra làm việc bảo vệ ngắn mạch vùng bảo vệ: Thông số I Nng max (kA) Điểm NM N4 N6 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 0.92 0.72 I SL I H I Htt KH 0.727 5.824 2.908 2.003 0.572 4.578 2.288 2.001 80 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 1.2 Ngắn mạch vùng bảo vệ Do trạm đợc cung cấp từ nguồn cung cấp phía 110kV, nên dòng điện qua bảo vệ so lệch lúc dòng điện thứ cấp BI phía 110kV ISL = I1 Dòng hãm trờng hợp tổng trị sốdòng điện phía MBA đợc qui đổi phía 110kV Việc tính toán giá trị dòng điện so lệch dòng hãm dựa vào đặc tính làm việc rơle 7UT613, để đảm bảo độ nhạy độ tin cậy ta kiểm tra ngắn mạch vùng bảo vệ chế ®é øng víi c¸c ®iĨm N2, N3, N5 nh sau: Bảng dòng ngắn mạch điểm vùng bảo vệ: Điểm N2 N3 N5 1.127 0.202 1.061 0.776 0.79 0.718 1.061 NM D¹ng NM N (1) N (1.1) N (2) 1.2.1 Xét ngắn mạch N2 Ta có: I SL I N(2)2 I B 1.061 1.061kA I SL 1.061 3.35 63 I ddBA *115 � I H I SL 3.35 I SL Ta đợc điểm N2(3.35;3.35) Vì I H I H I H nªn ta chọn đờng đặc tính b để tính toán: I SLtt I H * tg1 3.35*0.25 0.8375 Độ nhạy bảo vệ: Kn I SL 3.35 4 I SLtt 0.8375 B¶o vƯ tác động 1.2.2 Xét ngắn mạch N3 Ta có: Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 81 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV I SL I N(2)3 I B 0.776 0.776kA I SL 0.776 2.45 63 I ddBA *115 � I H I SL 2.45 I SL Ta đợc ®iĨm N3(2.45;2.45) V× I H I H I H nên ta chọn đờng đặc tính b ®Ĩ tÝnh to¸n: I SLtt I H * tg1 2.45*0.25 0.6125 Độ nhạy bảo vệ: Kn I SL 2.45 4 I SLtt 0.6125 Bảo vệ tác động 1.2.3 Xét ngắn m¹ch t¹i N5 Ta cã: I SL I N(2)2 I B 1.061 1.061kA I SL 1.061 3.35 63 I ddBA *115 � I H I SL 3.35 � I SL Ta đợc điểm N5(3.35;3.35) Vì I H I H I H nên ta chọn đờng đặc tính b để tính toán: I SLtt I H * tg1 3.35*0.25 0.8375 Độ nhạy bảo vÖ: Kn I SL 3.35 4 I SLtt 0.8375 Bảo vệ tác động Bảo vệ chống chạm đất hạn chế Ta có dòng khởi động bảo vệ chống chạm đất hạn chế qui hệ đơn vị có tên phía thứ cấp BI nh sau: I kdRE I REF * I ddBI 0.3*5 1.5 A BiĨu thøc x¸c định độ nhạy nh sau: Kn I N I kdREF Trong đó: Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 82 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV I N trị số dòng ngắn mạch thứ tự không nhỏ chỗ ngắn mạch vùng bảo vệ I kdREF trị số dòng khởi động bảo vệ 2.1 Xét ngắn mạch N2 Theo tính toán chơng II ta có: I 0(1) N 3* I 0(1)B 3*0.626 1.878 (1.1) I 0(1.1) N 3* I B 3*0.76 2.28 VËy: 110 I 0(1) N * I cb 1.878*0.502*103 9.43 A 500 ni I 9.43 � K n N 6.3 I kdREF 1.5 I N 2.2 Xét ngắn mạch N3 Theo tính toán chơng II ta có: I 0(1) N 3* I 0(1)B 3*1.94 5.82 (1.1) I 0(1.1) N 3* I B 3*9.74 29.22 VËy: I 0(1) N * I cb110 5.82*0.502*103 I N 5.84 A 2500 ni I N 5.84 � Kn 3.89 I kdREF 1.5 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 83 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Tài liệu tham khảo VS.GS T rần Đình Long Bảo vệ hệ thống điện- Nhà xuất kỹ thuật-2000 Th.s Nguyễn Văn Đạt Bảo vệ rơle hệ thống điện TS Nguyễn Hồng Thái KS Vũ Văn Tẩm Rơle số lý thuyết ứng dụng Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 84 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Mục lục Lời nói đầu.5 Chơng I: Mô tả đối tợng bảo vệ thông số chính6 Nhiệm vụ bảo vệ rơle Những yêu câu bảo vệ rơle .7 2.1 Độ tin cậy 2.2 Tính chọn lọc 2.3 Tác động nhanh 2.4 §é nh¹y ……………………………………………………………… 2.5 TÝnh kinh tÕ …………………………………………………………….8 Mô tả đố tợng bảo vệ Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 85 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Chơng II: Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle 10 Mục đích tính toán ngắn mạch .10 Những giả thiết .10 Qui tắc đẳng trị thứ tự thuận .10 Tính toán ngắn mạch 12 4.1 Tính toán thông số 12 4.1.1 Các thông số hệ thống 12 4.1.2 Các thông số máy biến áp 13 4.2 Tính toán ngắn mạch chế độ max 13 4.2.1 Xét ngắn mạch N1 .14 4.2.2 Xét ngắn mạch N2 .17 4.2.3 Xét ngắn mạch N4 .19 4.2.4 Xét ngắn mạch N3 .22 4.2.5 Xét ngắn mạch N6 .23 4.2.6 Xét ngắn mạch N5 .24 4.3 Tính toán ngắn mạch chế độ 24 4.3.1 Xét ngắn mạch N1 24 4.3.2 Xét ngắn mạch N2 28 4.3.3 Xét ngắn mạch N4 30 4.3.4 Xét ngắn mạch N3 33 4.3.5 Xét ngắn mạch N6 33 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 86 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 4.3.6 Xét ngắn mạch N5 35 Chơng III: Chọn máy cắt điện, máy biến dòng điện, máy biến điện áp 37 Máy biến dòng điện 37 1.1 Tính dòng làm việc cỡng 37 1.2 Chọn máy biến dòng 37 Máy biến điện áp 38 Máy cắt điện 38 3.1 Điều kiện chọn máy cắt điện 38 3.2 Lựa chọn máy cắt điện 39 Chơng IV: Lựa chọn phơng thức bảo vệ cho máy biến áp 40 Phơng thức bảo vệ cho máy biến áp 40 Các dạng h hỏng bảo vệ thờng dùng cho MBA 40 2.1 Các dạng h hỏng MBA 40 2.2 Các bảo vệ thờng dùng cho máy biến áp .41 2.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm 41 2.2.2 Bảo vệ dòng .42 2.2.3 Bảo vệ chống tải cho máy biến áp 43 2.2.4 Bảo vệ rơle khí 43 2.2.5 Bảo vệ chống ngắn mạch chạm đất .44 2.2.6 Bảo vệ chống máy cắt hỏng 44 2.2.7 Bảo vệ nhiệt cho MBA .44 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 87 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 2.2.8 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không 46 Phơng thức bảo vệ cho MBA 47 Chơng V: Tính thông số rơle sử dụng 48 Rơle số .48 1.1 Giới thiệu chung rơle số 48 1.2 Nguyên lý làm việc rơle số .49 Bảo vệ so lƯch – r¬le sè 7UT613 ………………………………………….49 2.1 Giíi thiƯu chung 49 2.2 Nguyên lý làm việc 50 2.2.1 Bảo vệ so lệch .50 2.2.2 Bảo vệ chống tải theo nhiệt độ .52 2.2.3 bảo vệ chống chạm đất hạn chÕ ……………………………… 53 2.3 Th«ng sè kü thuËt ………………………………………………… 54 2.3.1 Mạch đo lờng 54 2.3.2 Mạch điện áp phụ trợ 54 2.3.3 Đầu vào 54 2.3.4 Chức bảo vệ so lệch MBA .55 2.3.5 Chức chống chạm đất hạn chế 55 Bảo vệ dòng- rơle số 7UT641 55 3.1 Giới thiệu chung .55 3.1.1 Đặc điểm .55 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 88 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 3.1.2 Các chức 56 3.2 Nguyên lý làm việc 56 3.2.1 Bảo vệ dòng 56 3.2.2 Bảo vệ chống tải theo nhiệt độ .56 3.2.3 Bảo vệ chống h hỏng máy cắt 57 3.3 Thông số kỹ thuật 57 3.3.1 Mạch đầu vào 57 3.3.2 Điện áp cung cấp chiều 58 3.3.3 Các tiếp điểm đóng cắt 58 3.3.4 Đầu vào nhị phân 58 3.3.5 Chức bảo vệ dòng 58 3.3.6 Bảo vệ tải theo nhiệt độ 58 3.3.7 Bảo vệ chống h hỏng máy cắt 59 Chơng VI: Tính toán thông số kiểm tra làm việc bảo vệ rơle. 60 I Tính toán thông số 60 Các số liệu cần thiết phục vụ cho bảo vệ rơle 60 Những chức bảo vệ dùng cho rơle 7UT613 60 2.1 Khai báo thông số MBA 60 2.2 Chức b¶o vƯ so lƯch …………………………………………… 60 2.3 B¶o vƯ chèng chạm đất hạn chế 62 2.3.1 Trị số dàng khởi động .62 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 89 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 2.3.2 Góc giới hạn dòng khởi động .62 2.3.3 Chức hãm theo hàm bậc hai …………………………… 63 2.3.4 Thêi gian trƠ vµ thêi gian trở 63 2.4 Bảo vệ tải theo nhiệt độ 63 Những chức dùng rơle 7SJ641 .64 3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 64 3.2 B¶o vƯ q t¶i 110kV …………………………………………………64 3.3 B¶o vƯ dòng cực đại có thời gian 64 Cài đặt thông số cho rơle 65 4.1 Cài đặt thông số cho rơle 7UT613 .65 4.2 Cài đặt thông sè cho r¬le 7SJ641 …………………………………… 68 II KiĨm tra sù làm việc bảo vệ rơle .70 Bảo vệ so lệch MBA 70 1.1 Ngắn mạch vùng bảo vệ .70 1.1.1 Xét ngắn mạch vùng N4 70 1.1.2 Xét ngắn mạch vùng N6 71 1.2 Ngắn mạch vùng bảo vệ 71 1.2.1 Xét ngắn mạch vùng N2 .72 1.2.2 Xét ngắn mạch vùng N3 .72 1.2.3 Xét ngắn mạch vùng N5 .73 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế 73 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực 90 Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 2.1 Xét ngắn mạch N2 73 2.2 Xét ngắn mạch N3 73 Tài liệu tham khảo 75 Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học §iÖn Lùc 91 ... Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 11 0kV U dm 11 0kV U tb 11 5kV U dm 2 2kV � U tb 2 3kV U dm 1 0kV � U tb 10. 5kV Scb 100MVA o Dòng điện phía 11 0kV: Scb 100 0.502 110 *U cb *115 110 I... vụ cho bảo vệ rơle Mục đích tính toán ngắn mạch Tính toán ngắn mạch công đoạn quan trọng thiết kế bảo vệ rơle Độ tin cậy tham số chỉnh định bên rơle bảo vệ phụ thuộc lớn vào trình Ngoài tính toán. .. TC 11 0kV MC1 BI1 TC 2 2kV HT BI2 MC2 BI3 MC3 TC 6kV H×nh 1.1 Sơ đồ trạm biến áp Đỗ Việt Hùng- C4H3 Trờng Đại Học Điện Lực Đồ án tốt nghiệp Thíêt kế bảo vệ rơle trạm biến áp 11 0kV Chơng tính toán