Đồ án Hệ thống điện Vu thanh tung

LỜI NĨI ĐẦU Trạm biến áp mắt xích quan trọng hệ thống điện, đầu mối liên kết hệ thống điện với nhau, liên kết đƣờng dây truyền tải đƣờng dây phân phối điện tới phụ tải Các thiết bị lắp đặt trạm biến áp đắt tiền, so với đƣờng dây tải điện xác suất xảy cố trạm biến áp thấp hơn, nhiên cố trạm gây nên hậu nghiêm trọng khơng đƣợc loại trừ cách nhanh chóng xác Ngoài cố thƣờng xảy hệ thống điện nhƣ tải, ngắn mạch, đứt dây, trạm biến áp có dạng cố khác xảy với máy biến áp nhƣ: Rò dầu, bão hòa mạch từ,… Nguyên nhân gây hƣ hỏng cố phần tử trạm, nhƣ hệ thống điện đa dạng, thiên tai, bão lụt, hao mòn cách điện, tai nạn ngẫu nhiên, thao tác nhầm… Sự cố bất thƣờng xảy bất ngờ vào lúc u cầu hệ thống bảo vệ phải làm việc xác, loại trừ phần tử cố nhanh tốt Để nghiên cứu, thiết kế hệ thống bảo vệ role cho phần tử hệ thống điện cần phải có hiểu biết hƣ hỏng, tƣợng khơng bình thƣờng xảy hệ thống điện, nhƣ phƣơng pháp thiết bị bảo vệ Nội dung đồ án tốt nghiệp em là: Thiết kế bảo vệ Rơle cho trạm biến áp 220/110/22kV Đồ án gồm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Mô tả đối tƣợng đƣợc bảo vệ, thơng số Chƣơng 2: Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ role Chƣơng 3: Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ Chƣơng 4: Giới thiệu tính thơng số loại rơle định sử dụng Chƣơng 5: Tính tốn thơng số bảo vệ, kiểm tra làm việc bảo vệ GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô giáo khoa hệ thống điện trƣờng Đại học Điện Lực, đặc biệt hƣớng dẫn tận tình giáo ThS Nguyễn Thị Thanh Loan giúp đỡ em hoàn thành đồ án Do kiến thức thân hạn chế nên làm em tránh khỏi thiếu sót Vậy em kính mong nhận đƣợc bảo thầy cô để làm em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày….tháng….năm… Sinh viên Vũ Thanh Tùng GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng NHẬN XÉT (Của giảng viên hƣớng dẫn) ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng MỤC LỤC CHƢƠNG I: MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ, CÁC THƠNG SỐ CHÍNH 1.1 MƠ TẢ ĐỐI TƢỢNG BẢO VỆ 1.2 THƠNG SỐ CHÍNH 1.2.1: Hệ thống điện 1.2.2: Đƣờng dây 1.2.3: Máy biến áp CHƢƠNG II: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA VIỆC TÍNH NGẮN MẠCH 2.2 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NGẮN MẠCH 2.2.1 Nguyên nhân ngắn mạch 2.2.2 Hậu ngắn mạch 2.3 CÁC GIẢ THIẾT VÀ PHƢƠNG PHÁP TÍNH NGẮN MẠCH 2.3.1 Những giả thiết để tính tốn ngắn mạch 2.3.2 Trình tự tiến hành tính tốn ngắn mạch 2.4 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.4.1 Các đại lƣợng sử dụng tính toán ngắn mạch 2.4.2 Vị trí bảo vệ điểm ngắn mạch 2.5 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH Ở CHẾ ĐỘ CÔNG SUẤT NGẮN MẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN CỰC ĐẠI 2.5.1 Trƣờng hợp máy biến áp vận hành độc lập 2.5.2 Trƣờng hợp hai máy biến áp làm việc song song 23 2.6 TÍNH TỐN Ở CHẾ ĐỘ CƠNG SUẤT NGẮN MẠCH HỆ THỐNG CỰC TIỂU 34 2.6.1 Trƣờng hợp máy biến áp làm việc độc lập 34 2.6.2 TRƢỜNG HỢP HAI MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC SONG SONG 52 2.7 TỔNG KẾT TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 63 CHƢƠNG III: LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ 64 3.1 Các dạng hƣ hỏng chế độ làm việc khơng bình thƣờng máy biến áp 64 3.1.1 Sự cố bên máy biến áp 64 3.1.2 Sự cố bên máy biến áp 64 3.1.3 Chế độ làm việc khơng bình thƣờng máy biến áp 64 3.2 Các loại bảo vệ cần đặt 64 3.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện (BVSL) 64 3.2.2 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không 66 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 3.2.3 Bảo vệ q dòng điện có thời gian 67 3.2.4 Bảo vệ dòng cắt nhanh 68 3.2.5 Bảo vệ chống tải 68 3.2.6 Bảo vệ rơle khí (Buchholz) 69 3.2.7 Bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt 70 3.2.8 Bảo vệ nhiệt cho máy biến áp 71 3.3 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ 71 CHƢƠNG IV: GIỚI THIỆU VỀ CÁC RƠLE ĐƢỢC SỬ DỤNG 73 4.1 Rơ le bảo vệ so lệch 7UT613 73 4.1.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7UT613 73 4.1.2 Nguyên lý hoạt động chung rơle UT613 75 4.1.3 Một số thông số kỹ thuật rơle 7UT613 77 4.1.4 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT613 78 4.1.5 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp rơle 7UT613 79 4.1.6 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 7UT 83 4.2 Rơle hợp dòng 7SJ622 86 4.2.1 Giới thiệu chung role 7SJ622 86 4.2.2 Cấu trúc rơ le 7SJ622 87 4.2.3 Chức bảo vệ dòng điện có thời gian role 7SJ622 89 4.2.4 Thông số kĩ thuật rơle 7SJ622 89 4.2.5 Thông số cài đặt role 7SJ622 91 4.2.6 Chức role 7SJ622 92 CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA RƠLE VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 94 A Chọn máy biến dòng điện 94 B Tính tốn thơng số role, kiểm tra làm việc bảo vệ MBA B195 5.1 Các thơng số cần thiết phục vụ tính toán rơle 95 5.2 Những chức bảo vệ role 7UT613 95 5.2.1 Khai báo thông số máy biến áp 95 5.2.2 Chức bảo vệ so lệch có hãm 96 5.2.3 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 98 5.3 Những chức bảo vệ dùng rơle 7SJ622 99 5.3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh (I>>/50) 99 5.3.2 Bảo vệ q dòng có thời gian (I> /51) 100 5.3.3 Bảo vệ q dòng thứ tự khơng (I0> /51N) 101 5.4 Kiểm tra làm việc bảo vệ 103 5.4.1 Bảo vệ so lệch có hãm 103 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 5.4.2 Bảo vệ dòng theo thời gian (I>51) 107 5.4.3 Bảo vệ dòng thứ tự khơng có thời gian (I0>/51N) 108 5.4.4 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không (87N) 108 C Tính tốn thơng số role, kiểm tra làm việc bảo vệ MBA B2110 5.5 Các thông số cần thiết phục vụ tính tốn rơle 110 5.6 Những chức bảo vệ role 7UT613 110 5.7 Những chức bảo vệ dùng rơle 7SJ622 114 5.9 Kết luận 125 Tài liệu tham khảo 126 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ 15 (SNmax, MBA B1 làm việc) 15 Bảng 2.2: Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ24 ( SNmax, MBA B2 làm việc) 24 Bảng 2.3: Bảng tổng kết dòng điện qua điểm ngắn mạch35 ( SNmax, MBA làm việc song song) 35 Bảng 2.4: Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ 46 (SNmin, MBA B1 làm việc) 46 Bảng 2.5: Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ 56 (SNmin, MBA B2 làm việc) 56 Bảng 2.6: Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua bảo vệ 67 (SNmin, 2MBA làm việc song song) 67 Bảng 2.7: Dòng lớn qua bảo vệ 68 Bảng 2.8: Dòng nhỏ qua bảo vệ 68 Bảng 4.1: Thông số cài đặt rơ le 7UT613 85 Bảng 4.2: Thơng số mạch đầu vào dòng điện rơle 7SJ622 95 Bảng 4.3: Thông số nguồn cấp vào role 7SJ622 96 Bảng 4.4: Thông số đầu vào đầu nhị phân role 7SJ622 97 Bảng 4.5: Thông số cài đặt role 7SJ622 98 Bảng thơng số máy biến dòng điện 101 Bảng 5.1: Bảng thơng số tính tốn bảo vệ 102 Bảng 5.2: Bảng Khai báo thông số máy biến áp 103 Bảng 5.3: Bảng khai báo thông số chỉnh định rơ le 7UT613 106 Bảng 5.4: Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ622 phía 220 kV 109 Bảng 5.5: Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ622 phía 110 kV 110 Bảng 5.6: Bảng kết kiểm tra hệ số an toàn hãm có ngắn mạch ngồi 112 Bảng 5.7: Bảng kết kiểm tra độ nhạy có ngắn mạch 114 Bảng 5.8: Bảng thông số tính tốn bảo vệ 118 Bảng 5.9: Bảng Khai báo thông số máy biến áp 118 Bảng 5.10: Bảng khai báo thông số chỉnh định rơ le 7UT613 121 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng Bảng 5.11: Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ622 phía 220 kV 125 Bảng 5.12: Các thơng số cài đặt cho rơ le 7SJ622 phía 110 kV 126 Bảng 5.13: Bảng kết kiểm tra hệ số an toàn hãm có ngắn mạch ngồi 128 Bảng 5.14: Bảng kết kiểm tra độ nhạy có ngắn mạch 130 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ đối tƣợng đƣợc bảo vệ Hình 2.1: Sơ đồ vị trí bảo vệ điểm ngắn mạch Hình 2.2: Sơ đồ thay thứ tự thuận, thứ tự nghịch phía 220V (SNmax, MBA B1 làm việc) Hình 2.3: Sơ đồ thay thứ tự khơng phía 220kV (SNmax, MBA B1 làm việc) Hình 2.4: Sơ đồ thay thứ tự thuận, nghịch phía 110kV ( SNmax, MBA làm việc) 10 Hình 2.5: Sơ đồ thay thứ tự khơng phía 110kV ( SNmax, MBA làm việc) 10 Hình 2.6: Sơ đồ thay TTT, TTN phía 22kV(SNmax, MBA làm việc) 14 Hình 2.7: Sơ đồ thay thứ tự thuận, thứ tự nghịch phía 220V 16 (SNmax, MBA B2 làm việc) 16 Hình 2.8: Sơ đồ thay thứ tự khơng phía 220kV(SNmax, MBA B2 làm việc) 16 Hình 2.9: Sơ đồ thay thứ tự thuận, nghịch phía 110kV 19 ( SNmax, MBA B2 làm việc) 19 Hình 2.10: Sơ đồ thay thứ tự khơng phía 110kV ( SNmax, MBA B2 làm việc) 19 Hình 2.11: Sơ đồ thay TTT, TTN phía 22kV(SNmax, MBA B2 làm việc) 23 Hình 2.12: Sơ đồ thay TTT, TTN phía 220kV, điểm ngắn mạch N1 25 ( SNmax, 2MBA vận hành song song) 25 Hình 2.13: Sơ đồ thay TTK phía 220kV, điểm ngắn mạch N1 25 ( SNmax, 2MBA vận hành song song)25 Hình 2.14: Sơ đồ thay TTT, TTN phía 220kV điểm NM N1’ 27 (2 MBA làm việc song song, SNmax) 27 Hình 2.15: Sơ đồ thay TTK phía 220kV điểm NM N1’ 27 ( 2MBA làm việc song song, SNmax) 27 Hình 2.16: Sơ đồ thay TTT, TTN phía 110kV (SNmax, 2MBA làm việc song song) 30 Hình 2.17: Sơ đồ thay TTK phía 110kV (SNamx, MBA làm việc song song) 30 Hình 2.18: Sơ đồ thay TTT, TTN phía 22kV điểm ngắn mạch N3 34 (SNmax, 2MBA làm việc song song) 34 Hình 2.19: Sơ đồ thay TTT, TTN phía 220kV (SNmin, MBA B1 làm việc) 36 Hình 2.20: Sơ đồ thay TTK phía 220kV (SNmin, MBA B1 làm việc) 36 Hình 2.21: Sơ đồ thay thứ tự thuận, nghịch phía 110kV 40 ( SNmin, MBA làm việc) 40 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 113 C-T định máy biến áp, U N % =11%  = Vậy ta chọn giá trị IDIFF>> = UN % 9.IdđB Ta có ngƣỡng thay đổi hệ số hãm thứ hai: 2,5  0,5 I H*  SLOPE IS2  = =5 SLOPE  SLOPE1 0,5  0, 25 IS3  I DIFF   I H* =  2,5 = 20,5 0,5 SLOPE IP2  IS2 SLOPE1 = 0,25 = 1,25  Phạm vi hãm bổ sung nhằm tránh cho rơle tác động nhầm BI bão hoà mạnh ngắn mạch lấy  Tỷ lệ thành phần hài bậc hai đạt đến ngƣỡng chỉnh định, tín hiệu cắt bị khố, tránh cho rơle khỏi tác động nhầm (15%)  Thời gian trễ cấp IDIFF> 0s  Thời gian trễ cấp IDIFF>> 0s 5.6.3 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) I-REF= kat fi% IdđB kat = 1,2 : hệ số an toàn fi% = 0,1 : sai số lớn máy biến dòng I-REF=1,2.0,1.IdđB = 0,12 IdđB - Chọn dòng điện khởi động : I-REF> = 0,3 IdđB Độ dốc đƣờng đặc tính : SLOPE = Thời gian trễ tác động : T I-REF> = s Bảng 5.10: Bảng khai báo thông số chỉnh định rơ le 7UT613 Địa Các lựa chọn Cài đặt Nội dung ON Đặt chức bảo vệ so lệch ON Hãm sóng hài bậc hai OFF 1201 ON Block relay for trip commands 1206 1221 OFF ON 0.05 2.00 I/In0 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan 0.30 I/In0 Dòng so lệch mức thấp IDIFF > = 0,3.IdđB SVTH: Vũ Thanh Tùng 114 Thời gian trễ cấp IDIFF > 1226A 0.00 60.00sec; 0.00sec 1231 0.05 35.0 I/In0 I/In0 1236A 0.00 60.00sec; 0.00sec Thời gian trễ cấp IDIFF >> 1241A 0.10 0.50 0.25 Độ dốc đoạn đặc tính b 1242A 0.00 2.00 I/In0 0.00 I/In0 Điểm sở đoạn đặc tính b 1243A 0.25 0.95 0.50 Độ dốc đoạn đặc tính c 1244A 0.00 10.00 I/In0 2.50 I/In0 Điểm sở đoạn đặc tính c 1261A 2.00 15.00 I/In0 I/In0 Ngƣỡng cho phép hãm bổ sung tác động 1271 10 80% 15% Tỉ lệ thành phần hài bậc hai ON Bật chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) OFF 1301 ON Dòng so lệch mức cao IDIFF >> =9.IdđB 1311 0.05 2.00 I/In 0.3 I/In Dòng khởi động bảo vệ REF 1312A 0.00 60.00 sec; 0.00 sec Thời gian trễ bảo vệ REF 1313A 0.00 0.95 0.00 Độ dốc đƣờng đặc tính Từ thông số chỉnh định trên, ta xây dựng đƣợc đƣờng đặc tính làm việc rơle 7UT613 nhƣ hình 5.4 ISL* d ISL>>=9 Vùng khóa c Vùng tác động ISL2=1,25 ISL>=0,3 Vùng hãm bổ sung a b IH1=1,2 10 11 12 13 14 15 16 17 IH2=5 18 19 20 IH3=20,5 Hình 5.4 Đặc tính tác động bảo vệ so lệch có hãm 5.7 Những chức bảo vệ dùng rơle 7SJ622 5.7.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh (I>>/50) Dòng điện khởi động rơle đƣợc xác định theo điều kiện: GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 115 Ikđ = Kat.INng.max, kA Trong : Kat- hệ số an toàn, Kat = 1,21,3 Chọn Kat = 1,2; INng.max- dòng ngắn mạch ngồi lớn (kA) Suy ra: Ikđ = 1,2.Ingmax Từ kết tính chƣơng 2, ta có dòng ngắn mạch ngồi cực đại qua BV1 Bảo vệ dòng cắt nhanh đặt phía 220 k INng.max = 2,383 kA ( Bảng 2.2) Ikđ1 = 1,2.2,383 = 2,86 kA 5.7.2 Bảo vệ q dòng có thời gian (I> /51) Dòng điện khởi động rơle chọn theo điều kiện sau: K at K mm Ilv max kA Ikđ = Kv Trong : Kat- hệ số an tồn, Kat = 1,21,3 Chọn Kat = 1,2; Kmm- hệ số mở máy, Kmm = 1,21,3 Chọn Kmm = 1,2; Kv - hệ số trở về, Kv = rơle số; Ilvmax: Dòng làm việc lớn qua bảo vệ Ilv max1  K qtsc SdđB Ilv max  1, 4.250  1,837(kA) 3.110 Ilv max1  1, 4.125  4,593(kA) 3.22 3.Udđ  IkdI   1, 4.250  0,918(kA) 3.220 1, 2.1, Ilv max  1, 44.Ilv max Dựa vào cơng thức dòng điện làm việc lớn nhất, tính đƣợc giá trị dòng điện khởi động bảo vệ dòng phía nhƣ sau: Thơng số BV1(A) BV2(A) BV3(A) Ilvmax(A) 918 1837 4593 IkđI>(A) 1321,92 2645,28 6613,92 Bảo vệ q dòng sử dụng đặc tính thời gian độc lập GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 116 tmax DD110 = (0,5-0,7)s ta chọn tmaxDD110 = 0,7s tmax DD22 = (0,5-1,7)s ta chọn tmaxDD22 = 1,5s Chọn  t = 0,3 ta có: tBV2 = tmax DD110 +  t = 0,7 + 0,3 = 1s tBV3 = tmaxDD22 +  t = 1,5 + 0,3 = 1,8s tBV1 = max(tmaxDD22;tmaxDD110) +  t = 1,8 + 0,3 = 2,1s 5.7.3 Bảo vệ dòng thứ tự khơng (I0> /51N) * Bảo vệ phía 110kV Dòng khởi động bảo vệ q dòng thứ tự khơng đƣợc chọn theo cơng thức : Ikđ = k0.IdđBI Trong : k0: hệ số chỉnh định, k0 = 0,2 – 0,3 IdđBI : Dòng danh định phía sơ cấp BI, IdđBI =1kA Ikđ = 0,3.IdđBI = 0,3.1000 = 300A Bảo vệ q dòng thứ tự khơng sử dụng đặc tính thời gian độc lập Thời gian tác động bảo vệ đƣợc chọn t0 = 0,5s Suy : tI0110 = 0,5 + 0,3 = 0,8s * Bảo vệ phía 220kV Dòng khởi động bảo vệ dòng thứ tự không đƣợc chọn theo công thức : Ikđ = k0.IdđBI Trong : k0: hệ số chỉnh định, k0 = 0,2 – 0,3 IdđBI : Dòng danh định phía sơ cấp BI, IdđBI =0,6kA Ikđ = 0,3.IdđBI = 0,3.600 = 180A Thời gian tác động bảo vệ dƣợc chọn : tI0220 = tI0110 +  t = 0,8 + 0,3 =1,1s Ta có bảng sau: Bảng 5.11: Các thơng số cài đặt cho rơ le 7SJ622 phía 220 kV Nội dung Bật chức dòng cắt nhanh Dòng khởi động dòng cắt nhanh GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan Cài đặt Các lựa chọn ON ON OFF 0,10 25,00A 2,898 SVTH: Vũ Thanh Tùng 117 Thời gian tác động dòng cắt nhanh 0,00 60,00sec 0,00sec Dòng khởi động bảo vệ dòng 0,10 4,00A 0,66A Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t=const Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character User Character Bật chức quá dòng thứ tự khơng ON Dòng khởi động q dòng thứ tự không 0,10 4,00 0,18A Bật chức tải ON ON ON OFF OFF Hệ số k 0,10 4,00 1,10 Hằng số thời gian 1,0 999,9min 100,0min Cảnh báo trạng thái nhiệt 50 100% 82% Bật chức chống máy cắt hỏng 50BF ON ON Thời gian trễ 50BF 0,00 60,00sec; OFF 0,25sec Bảng 5.12: Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ622 phía 110 kV Nội dung Bật chức dòng Các lựa chọn ON Cài đặt ON OFF Dòng khởi động bảo 0,10 4,00A vệ q dòng 1,323A Normal Inverse Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t= const Very Inverse Extremly Inverse User Character User Character Bật chức dòng thứ tự khơng GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan ON ON OFF SVTH: Vũ Thanh Tùng 118 Dòng khởi động q dòng thứ tự khơng 0,05 4,00A 0,30A Bật chức tải ON ON OFF Hệ số k 0,10 4,00 1,10 Hằng số thời gian 1,0 999,9min 100,0min Cảnh báo trạng thái nhiệt 50 100% Bật chức chống máy cắt hỏng 50BF ON Thời gian trễ 50BF 0,00 60,00sec; 82% ON OFF 0,25sec 5.8 Kiểm tra làm việc bảo vệ 5.8.1 Bảo vệ so lệch có hãm Để kiểm tra độ nhạy nhƣ đảm bảo tính tin cậy chức so lệch, ta cần xác định dòng ISL IH trƣờng hợp cụ thể ngắn mạch vùng, vùng bảo vệ chế độ cực đại cực tiểu hệ thống 5.8.1.1 Ngắn mạch vùng bảo vệ Trên lý thuyết ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ dòng so lệch khơng Tuy nhiên, thực tế bảo vệ đo đƣợc dòng so lệch theo biểu thức: Isl = Ikcb = (Kđn.Kkck.fi+Uđ/c).INng.max Trong đó: Kđn - Hệ số đồng máy biến dòng, Kđn= 1; Kkck - Hệ số kể đến ảnh hƣởng thành phần khơng chu kỳ dòng ngắn mạch trình độ, Kkck = 1; fi - Sai số tƣơng đối cho phép BI, fi = 1; Uđ/c- Phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, Uđ/c = 0,1; INngmax- Dòng điện ngắn mạch cực đại vùng bảo vệ Suy : Isl = 0,2.INngmax Dòng hãm đƣợc xác định theo biểu thức: IH = 2.INngmax Hệ số an toàn hãm bảo vệ so lệch đƣợc xác định theo biểu thức: KatH = IH I Htt Trong đó: IHtt - dòng điện hãm tính tốn GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 119 I Htt  I Htt  I SL cắt đƣờng đặc tính đoạn b tan 1 I SL  2,5 cắt đƣờng đặc tính đoạn c tan  Ngắn mạch phía 110 kV ISL*  (k đn k ckc fi  U).I N2max  (1.1.0,1  0,1).5,32  1, 064 I H*  2.I N2max  2.5,32  10, 64 Vì IH* > ISL* nên bảo vệ khơng tác động Vì ISL> = 0,3 < ISL* = 1,064 < ISL2 = 1,25 nên ta có: IHtt  ISL* 1, 064   4, 256 tg1 0, 25 Hệ số an toàn hãm: K at.H  IH* 10, 64   4, 256 IHtt 2,5 Bảo vệ đảm bảo không tác động ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ Ngắn mạch phía 22kV ISL*  (k đn k ckc fi  U).I N2max  (1.1.0,1  0,1).9,535  1,907 I H*  2.I N2max  2.9,535  19, 07 Vì IH* > ISL* nên bảo vệ khơng tác động Vì ISL2 = 1,25 < ISL* = 1,907 < ISL>> = nên ta có: IHtt  ISL* 1,907  2,5   2,5  6,314 tg 0, Hệ số an toàn hãm: K at.H  IH* 19,07   3,02 IHtt 6,314 Kết kiểm tra hệ số hãm an tồn ta có: GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 120 Bảng 5.13: Bảng kết kiểm tra hệ số an tồn hãm có ngắn mạch Điểm ngắn mạch INngoaimax ISL* IH* IHtt Kat.H N2 5,32 1,064 10,64 4,256 4,256 N3 9,535 1,907 19,07 6,314 3,02 ISL* d ISL>>=9 Vùng khóa c Vùng tác động N3 Vùng hãm bổ sung ISL2=1,25 ISL>=0,3 a b N2 IH=1,2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IH=5 19 20 IH3=20,5 Hình 5.5: Đặc tính an tồn hãm ngắn mạch vùng bảo vệ Vậy bảo vệ đảm bảo khơng tác động ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ 5.8.1.2 Ngắn mạch vùng bảo vệ Khi ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng điện so lệch Isl ln dòng hãm IH theo lý thuyết rơle tác động Kiểm tra làm việc rơle ta kiểm tra độ nhạy: Kn  ISL ISLtt Trong đó: ISLtt- Dòng so lệch tính tốn (Tính dựa đặc tính làm việc rơle) Ngắn mạch phía 220 kV (N1’) Từ kết tính ngắn mạch chƣơng 2, sau loại bỏ thành phần dòng diện thứ tự khơng ta đƣợc kết dòng ngắn mạch N1’ trƣờng hợp SNmin,1MBA I NMin  2.I  2.3, 731  7, 462 ISL*  IH*  I NMin  7, 462 Vì IH2 = < IH* = 10,752 < IH3 = 20,5 nằm phía đoạn c nên ta có: GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 121 ISLTT  (I H*  2,5).tg  (7, 462  2,5).0,5  2, 481 Kn  ISL* 7, 462   3, 008 ISLTT 2, 481 Ngắn mạch phía 110 kV (N2’) I NMin  2.I  2.2,519  5, 038 ISL*  IH*  I NMin  5, 038 Vì IH2 = 1,5 < IH* = 5,038 < IH3 = 20,5 nằm phía đoạn c nên ta có: ISLTT  (I H*  2,5).tg1  (5, 038  2,5).0,5  1, 269 Kn  ISL* 5, 038  4 ISLTT 1, 269 Ngắn mạch phía 22 kV (N3’) I NMin  2.I  2.1, 404  2,808 ISL*  IH*  I NMin  2,808 Vì IH1 = 1,2 < IH* = 2,808 < IH2 = nằm phía đoạn b nên ta có: ISLTT  I H* tg1  2,808.0, 25  0, 702 Kn  ISL* 2,808  4 ISLTT 0, 702 Bảng 5.14: Bảng kết kiểm tra độ nhạy có ngắn mạch Điểm ngắn mạch ISL* IH* ISLTT Kn N1 ’ 7,462 7,462 2,481 3,008 N2 ’ 5,038 5,038 1,269 N3 ’ 2,808 2,808 0,702 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 122 ISL* d ISL>>=9 N1’ Vùng tác động N2’ Vùng khóa c N3’ ISL2=1,25 ISL>=0,3 Vùng hãm bổ sung a b IH1=1,2 10 11 12 13 14 15 16 IH2=5 17 18 19 20 IH3=20,5 Hình 5.6: Đặc tính độ nhạy ngắn mạch vùng bảo vệ Dựa vào đặc tính làm việc role, ta thấy xảy ngắn mạch vùng bảo vệ role tác động 5.8.2 Bảo vệ dòng theo thời gian (I>51) Độ nhạy bảo vệ đƣợc xác định theo biểu thức: Kn  I N Ikd51 Ikđ - Dòng khởi động bảo vệ INMin: Trị số dòng ngắn mạch nhỏ qua BI1 ngắn mạch N2 N3 sơ đồ ( SNmin; MBA) Phía 220 kV: Ta có chƣơng 2: Độ nhạy bảo vệ: INMin = 1,141 kA ( Bảng 2.6) Kn  I NMin 1,141.103   0,863  Ikđ 51 1321,92 Trong trƣờng hợp bảo vệ không nhạy, để tăng độ nhạy sử dụng bảo vệ thành phần thứ tự nghịch: Dòng điện khởi động đƣợc chọn theo điều kiện: I2kđ1 = 0,3.IdđB = 0,3 0,328  0,098 kA Độ nhạy bảo vệ: K2n1 = I 21B Im in I kd1 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 123 Trong đó: I2BI1min- Dòng thứ tự nghịch nhỏ qua BI1 I2BI1min = 0,809.0,328 = 0,265 kA ( Trang 52) K2n1 = 0, 265  2,705 0,098 Phía 110kV: Ta có chƣơng 2: Độ nhạy bảo vệ: INMin = 2,785 kA (Bảng 2.6) I NMin 2, 785.103 Kn    1, 053  Ikđ 51 2645, 28 Vậy độ nhạy đạt yêu cầu Phía 22kV: Ta có chƣơng 2: Độ nhạy bảo vệ: INMin = 2,913 kA ( Bảng 2.6) I NMin 2,913.103 Kn    0, 44  Ikđ 51 6613,92 Trong trƣờng hợp bảo vệ không nhạy, để tăng độ nhạy sử dụng bảo vệ thành phần thứ tự nghịch 5.8.3 Bảo vệ q dòng thứ tự khơng có thời gian (I0>/51N) Biểu thức xác định độ nhạy bảo vệ nhƣ sau: Kn  3.I0NMin I kđ51N Trong đó: Ikđ51N: Trị số dòng khởi động bảo vệ I0NMin: Trị số dòng TTK nhỏ qua bảo vệ ngắn mạch cuối vùng bảo vệ trƣờng hợp SNMin, 2MBA Phía 220kV qua BI1 I0Nmin  min{I(1)0N2 ;I(1,1)0N2 }  min{0,791;0,513}  0,513 Trong hệ đơn vị có tên: I0Nmin  0,513.0,328.103  168, 264A Độ nhạy bảo vệ: GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 124 Kn  3.I0N 3.168, 264   2,804  Ikđ 51N 180 Vậy độ nhạy đạt yêu cầu Phía 110kV qua BI2 I0Nmin  min{I(1)0N2 ;I(1,1)0N2 }  min{0,685;0, 236}  0, 236 Trong hệ đơn vị có tên: I0Nmin  0, 236.0,656.103  154,816A Độ nhạy bảo vệ: Kn  3.I0N 3.154,816   1,548  Ikđ 51N 300 Vậy độ nhạy đạt yêu cầu 5.8.4 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không (87N) Biểu thức xác định độ nhạy bảo vệ nhƣ sau: Kn  3.I0N I0 kđ87 N Trong đó: I0kđ87N: Trị số dòng khởi động bảo vệ với I0kđ87N = (0,2 – 0,3).IdđBI1 Chọn I0kđ87N = 0,3.IdđBI1 = 0,3.600 = 180A I0Nmin: Trị số dòng ngắn mạch TTK nhỏ qua bảo vệ ngắn mạch N1’ N2’ trƣờng hợp SNMin, 1MBA Tại điểm N1’: I0NMin1  min{I(1) 0N1 ' ;I(1,1)0N1 ' }  min{2,562;2,664}  2,562 Tại điểm N2’: I0NMin2  min{I(1)0N2 ' ;I(1,1)0N2 ' }  min{1,348;1,572}  1,348 Vậy ta có: I0Nmin  min{I0NMin1;I0NMin2 }  1,348 Trong hệ đơn vị có tên: I0Nmin  1,348.0,656.103  884, 288 Độ nhạy bảo vệ: Kn  3.I0N 3.884, 288   14, 738  I0 kđ 87 N 180 Vậy độ nhạy đạt yêu cầu GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 125 5.9 Kết luận Từ kết tính tốn, kết kiểm tra ta thấy hai bảo vệ 7UT613 7SJ622 đảm bảo đƣợc yêu cầu thiết bị bảo vệ, thể điểm:  Phƣơng thức bảo vệ chọn đảm bảo đầy đủ chức bảo vệ chính, bảo vệ dự phòng, bảo vệ chống chạm đất bảo vệ tải cho máy biến áp  Các bảo vệ đảm bảo đƣợc tính chọn lọc Bảo vệ so lệch tác động có ngắn mạch xảy vùng bảo vệ, khơng tác động có ngắn mạch ngồi vùng  Độ nhạy bảo vệ đảm bảo yêu cầu  Các bảo vệ đảm bảo độ tin cậy tác động có cố có ngắn mạch vùng bảo vệ độ tin cậy không tác động ngắn mạch xảy vùng Thời gian tác động ngắn, đảm bảo loại trừ nhanh cố GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 126 Tài liệu tham khảo - Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện- PGS.TS Phạm Văn Hòa-Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hà Nội Bảo vệ rơ le hệ thống điện, Th.S Nguyễn Văn Đạt, TS Nguyễn Đăng Toản Bảo vệ rơ le tự động hóa hệ thống điện, GS Trần Đình Long GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng 127 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan SVTH: Vũ Thanh Tùng ... cô giáo khoa hệ thống điện trƣờng Đại học Điện Lực, đặc biệt hƣớng dẫn tận tình giáo ThS Nguyễn Thị Thanh Loan giúp đỡ em hoàn thành đồ án Do kiến thức thân hạn chế nên làm em tránh khỏi thiếu... từ nguồn hệ thống điện Hệ thống điện (HTD) cung cấp đến góp 220kV trạm biến áp qua đƣờng dây kép D (D1 D2) Phía trung hạ áp trạm có điện áp 110kV 22kV để đƣa đến phụ tải Hình 1.1: Sơ đồ đối tƣợng... thiết sau: - Các máy phát điện khơng có dao động cơng suất Xét phụ tải gần Mạch từ khơng bão hòa Bỏ qua điện trở Bỏ qua điện dung Bỏ qua dòng điện từ hóa MBA Hệ thống điện ba pha đối xứng 2.3.2