Đồ án Hệ thống điện Phạm khắc trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA : Hệ Thống Điện Độc Lập –Tự Do –Hạnh Phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên : Phạm Khắc Trường Lớp : Đ5H1 Hệ đại học quy Nghành: Hệ thống điện TÊN ĐỀ TÀI :() THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY 220kV HÀ ĐƠNG – THƯỜNG TÍN I.Các số liệu ban đầu Từ thực tế II Nội dung phần thuyết minh tính tốn - Phần : Giới thiệu tổng quan trạm 220 kVHà Đơng Tính toán ngắn mạch phục vụ chỉnh định rơle Phương thức bảo vệ Tính tốn chỉnh định kiểm tra độ nhậy hệ thống bảo vệ - Phần : Sơ đồ máy biến áp tự dùng TD61 nhà máy điện Hòa Bình III.Các vẽ Ao - Sơ đồ hệ thống điện - Kết tính tốn ngắn mạch - Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây 220 kV Hà Đơng – Thường Tín - Đặc tính khởi động đặc tính vùng phát cố bảo vệ khoảng cách đặt đầu đường dây phía Hà Đơng - Bảo vệ q dòng có hướng ,bảo vệ q dòng thứ tự khơng có hướng,kết tính tốn chỉnh định – vùng bảo vệ - độ nhậy Ngày giao nhiệm vụ : ngày 15 tháng 10 năm 2014 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : ngày 31 tháng 12 năm 2014 Hà Nội , ngày tháng năm 2015 Người hướng dẫn Th.s Nguyễn Văn Đạt GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 LỜI MỞ ĐẦU Trong trình phát triển đất nước, ngành cơng nghiệp đóng vai trò quan trọng, đặc biệt ngành công nghiệp điện Điện phần thiết yếu tất lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội Để cung ứng tốt cho hoạt động điện phải có sản lượng chất lượng ngày tăng trước so với nhịp độ phát triển mặt xã hội Vì vậy, hệ thống điện phải có kết cấu quản lý đảm bảo an toàn cho thiết bị làm việc ổn định, tin cậy lâu dài toàn hệ thống Nhưng thực tế vận hành xuất trạng thái khơng bình thường gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống điện Trạng thái khơng bình thường hay xảy ngắn mạch tải… Gây giảm điện áp, trạng thái cân hộ tiêu thụ điện năng, làm hư hỏng thiết bị điện tác động nhiệt có dòng ngắn mạch qua Để quản lý tốt hệ thống điện gồm có nhiều biện pháp, biện pháp quản lý kĩ thuật biện pháp bảo vệ rơle biện pháp quan trọng, áp dụng (kết hữu hiệu) ngày cải tiến theo công nghệ Là sinh viên theo học ngành Hệ thống điện- Trường Đại học Điện Lực, sau 4,5 năm học tập, em nhận thức kiến thức kĩ thuật quản lý hệ thống điện đặc biệt sau khoảng thời gian thực tập, tìm hiểu thực tế em giao cho Đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ: “Thiết kê tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín” Với hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Đạt giúp em hoàn thành đồ án Bản đồ án em gồm có: + Phần 1: Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín - Chương 1: Giới thiệu tổng quan trạm 220kV Hà Đơng - Chương 2: Tính tốn ngắn mạch - Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ cho đường dây 220kV Hà ĐơngThường Tín - Chương 4: Tính tốn, chỉnh định kiểm tra vùng bảo vệ, kiểm tra độ nhạy bảo vệ + Phần 2: Sơ đồ máy biến áp tự dùng TD61 Nhà máy điện Hòa Bình Q trình làm đồ án em đầu tháng 10 năm 2014 tận ngày hôm nay, nhiên với khả trình độ hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý, bảo thầy, cô giáo Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, Cô giáo dạy dỗ em 4,5 năm học Trường, Cảm ơn Th.S Nguyễn Văn Đạt tận tình hướng dẫn em suất thời gian qua để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Phạm Khắc Trường GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 MỤC LỤC PHẦN I THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN BẢO VỆ RƠLE ĐƯỜNG DÂY 220KV HÀ ĐƠNG-THƯỜNG TÍN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TRẠM 220KV HÀ ĐÔNG 1.1 SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN TRẠM 220KV HÀ ĐÔNG 1.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT 1.2.1 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 220kV 1.2.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 110kV 1.2.3 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 22Kv 1.3 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH 1.3.1 MÁY BIẾN ÁP .3 1.3.2 MÁY CẮT 1.3.3 TI .5 1.3.4 TU 1.3.5 DAO CÁCH LY .7 1.3.6 CÁC LỘ ĐƯỜNG DÂY .8 CHƯƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .9 2.2 GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN 10 2.3 TÍNH THƠNG SỐ ĐIỆN KHÁNG CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 13 2.3.1 ĐIỆN KHÁNG CÁC ĐƯỜNG DÂY 13 2.3.2 ĐIỆN KHÁNG CÁC MÁY BIẾN ÁP 14 2.3.3 ĐIỆN KHÁNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 17 2.4 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH BẢO VỆ RƠLE 29 2.4.1 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH BA PHA 29 2.4.2 TÍNH TỐN NGĂN MẠCH MỘT PHA 35 2.5 TÍNH TỐN PHỐI HỢP BẢO VỆ 47 2.5.1 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO ĐƯỜNG DÂY THƯỜNG TÍNPHỐ NỐI .48 2.5.2 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO ĐƯỜNG DÂY THƯỜNG TÍN – PHẢ LẠI 69 2.5.3 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO ĐƯỜNG DÂY KHÁC XUẤT TUYẾN TỪ THANH CÁI TRẠM HÀ ĐÔNG 70 2.5.4 TẬP HỢP CÁC DÒNG NGẮN MẠCH CỦA CÁC ĐƯỜNG DÂY XUẤT TUYẾN TỪ HÀ ĐƠNG VÀ THƯỜNG TÍN 74 CHƯƠNG PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 76 3.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI THIẾT BỊ BẢO VỆ 76 3.2 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 77 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 3.3 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY HÀ ĐÔNG-THƯỜNG TÍN .77 CHƯƠNG TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CHO BẢO VỆ 79 4.1 CHỌN BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 79 4.1.1 CHỌN BIẾN DÒNG ĐIỆN BI 79 4.1.2 CHỌN BIẾN ĐIỆN ÁP BU 79 4.2 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH .80 4.2.1 TÍNH TỐN CHO VÙNG I 81 4.2.2 TÍNH TOÁN CHO VÙNG II 82 4.2.3 TÍNH TỐN CHO VÙNG III .82 4.2.4 ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG CỦA RƠ LE KHOẢNG CÁCH ĐẶT TẠI HÀ ĐÔNG 84 4.2.5 CHỈNH ĐỊNH VÀ PHÁT HIỆN SỰ CỐ 84 4.3 BẢO VỆ Q DỊNG CĨ HƯỚNG 86 4.3.1 BẢO VỆ CẤP I 86 4.3.2 BẢO VỆ CẤP II: 86 4.3.3 BẢO VỆ CẤP III 88 4.3.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY 89 4.4 BẢO VỆ QUÁ DỊNG CHẠM ĐẤT CĨ HƯỚNG 90 4.4.1 BẢO VỆ CẤP I 90 4.4.2 BẢO VỆ CẤP II 91 4.4.3 BẢO VỆ CẤP III 91 4.4.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY 92 4.5 KẾT LUẬN 93 PHẦN II SƠ ĐỒ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG TD61 NHÀ MÁY ĐIỆN HỊA BÌNH 94 KẾT LUẬN CHUNG 100 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ: Hình 2.1: sơ đồ bố trí bảo vệ hệ thống 12 Hình 2.2 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận hệ thống 17 Hình 2.3 Sơ đồ thay đơn giản điện kháng hệ thống 18 Hình 2.4 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự khơng hệ thống 20 Hình 2.5 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống 21 Hình 2.6 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự khơng hệ thống 22 Hình 2.7 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống 24 Hình 2.8 Sơ đồ thay đơn giản điện kháng thứ tự không hệ thống .25 Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống 29 Hình 2.11 Sơ đồ thay rút gọn điện kháng thứ tự thuận để tính ngắn mạch ba pha tồn hệ thống .31 Hình 2.12 Sơ đồ thay rút gọn điện kháng thứ tự thuận để tính ngắn mạch ba pha toàn hệ thống chế độ Max 31 Hình 2.13 Sơ đồ thay rút gọn điện kháng thứ tự thuận để tính ngắn mạch ba pha toàn hệ thống chế độ .33 Hình 2.14 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống 35 Hình 2.15 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự khơng hệ thống 36 Hình 2.16 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống 37 Hình 2.17 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự khơng hệ thống 38 Hình 2.18 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không đơn giản hệ thống max .39 Hình 2.19 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không đơn giản hệ thống max .39 Hình 2.20 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không đơn giản hệ thống 42 Hình 2.21 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận đơn giản hệ thống 42 Hình 2.22: Sơ đồ hệ thống 47 Hình 2.23: Sơ đồ thay thứ tự thuận hệ thống 48 Hình 2.24 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận hệ thống max 49 Hình 2.25 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận hệ thống max 49 Hình 2.26 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận đơn giản hệ thống để tính ngắn mạch ba pha hệ thống max 50 Hình 2.27 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận hệ thống 51 Hình 2.28 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận hệ thống 52 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Hình 2.29 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận đơn giản hệ thống để tính ngắn mạch ba pha hệ thống .52 Hình 2.30 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống 54 Hình 2.31 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống 55 Hình 2.32 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự khơng hệ thống 57 Hình 2.33 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống chế độ max 58 Hình 2.34 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống chế độ max 58 Hình 2.35 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống chế độ max 59 Hình 2.36 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không đơn giản chế độ max 59 Hình 2.37 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận đơn giản hệ thống để tính 60 Hình 2.38 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống chế độ 63 Hình 2.39 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống chế độ 64 Hình 2.40 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không hệ thống chế độ 64 Hình 2.41 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự không đơn giản chế độ 65 Hình 2.42 Sơ đồ thay điện kháng thứ tự thuận đơn giản hệ thống để tính ngắn mạch pha hệ thống 65 Hình 2.43 Tập hơp dòng ngắn mạch 75 Hình 3.2 Đặc tính khởi động vùng phát cố rơ le bảo vệ khoảng cách 78 Hình 4.1 Sơ đồ đường dây 220 kV Hà Đơng-Thường Tín 80 Hình 4.2 Thời gian tác động vùng bảo vệ bảo vệ khoảng cách đặt Hà Đông .83 Hình 4.3 Đặc tính khởi động đặc tính vùng phát cố rơle bảo vệ khoảng cách đặt Hà Đông .86 Hình 4.4 Vùng bảo vệ bảo vệ q dòng có hướng đặt Hà Đơng .89 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các loại biến dòng Bảng 1.2 Các loại biến điện áp Bảng 1.3 Các loại dao cách ly Bảng 2.1 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực đại 32 Bảng 2.2 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực tiểu 34 Bảng 2.3 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực đại 41 Bảng 2.4 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực tiểu 45 Bảng 2.5 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV1 46 Bảng 2.6 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực đại 51 Bảng 2.7 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực tiểu 53 Bảng 2.8 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực đại 62 Bảng 2.9 Các trị số ngắn mạch hệ thống chế độ cực tiểu 67 Bảng 2.10 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV3 68 Bảng 2.11 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV5 69 Bảng 2.12 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV7 70 Bảng 2.13 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV9 71 Bảng 2.14 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV11 72 Bảng 2.15 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV13 73 Bảng 4.1 Điện kháng điện trở rơ le khoảng cách đặt Hà Đơng 84 Bảng 4.2 Kết tính tốn chỉnh định cho bảo vệ q dòng có hướng đường dây 90 Hà Đơng – Thường Tín 90 Bảng 4.3 Kết tính tốn chỉnh định cho bảo vệ q dòng thứ tự khơng có hướng đường dây Hà Đơng – Thường Tín 93 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT BV: BI: BU: MC: HTĐ: TĐ: ĐD: MBA: DCL: VH: TTT: TTK: TTN: Bảo vệ Biến dòng điện Biến điện áp Máy cắt Hệ thống điện Thủy điện Đường dây Máy biến áp Dao cách ly Vận hành Thứ tự thuận Thứ tự không Thứ tự nghịch GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín87 Theo kết tính tốn ngắn mạch ta thấy BV1 đường dây Hà Đơng – Thường Tín phối hợp với BV3của đường dây Thường Tín – Phố nối (21km), Tính tốn cho dòng khởi động BV3 - Thời gian tác động: tI = 0sec - Giá trị khởi động sơ cấp: IIKdBV3 = K at I Nng max Trong : Kat – hệ số an tồn lấy 1,2, - INng max :là giá trị dòng ngắn mạch ngồi lớn nhất, thường tính theo ngắn mạch ba pha trực tiếp cuối phần tử bảo vệ với chế độ làm việc cực đại hệ thống, Ta có dòng ngắn mạch pha điểm N5(thanh Phố Nối): I Nng max = I(3) N5 = 5.9970(kA) - Giá trị khởi động sơ cấp: I IKdBV3 = 1, 2.5,997 = 7,1964 Lúc bảo vệ cấp II BV1 sau: - Thời gian tác động: tII = tI + ∆t = 0,3sec ∆t – cấp chọn lọc thời gian =0,3 sec - Giá trị khởi động sơ cấp: I IIKdBV1 = K at I IKdBV3 = 1, 2.7,1964 = 8,6357(kA) Vùng bảo vệ cấp II thể hình 4.4 Xét hình 4.4 ta thấy: Khi hệ thống max, xảy ra: + Ngắn mạch pha, bảo vệ q dòng có hướng bảo vệ khoảng 70% chiều dài đường dây + Ngắn mạch pha, bảo vệ q dòng có hướng bảo vệ khoảng 65% chiều dài đường dây Khi hệ thống min, xảy ra: + Ngắn mạch pha, bảo vệ dòng có hướng bảo vệ khoảng 46% chiều dài đường dây + Ngắn mạch pha, bảo vệ dòng có hướng bảo vệ khoảng 25% chiều dài đường dây GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín88 4.3.3 BẢO VỆ CẤP III Là bảo vệ q dòng có hướng có thời gian với kiện sau: - Thời gian tác động: tIII = tII + ∆t = 0,6sec - Giá trị khởi động sơ cấp: III I Kd = K at K mm I lv max K tv Trong đó: - Kat hệ số an toàn lấy 1,2 - Kmm hệ số mở máy lấy 1,1 - Ktv hệ số trở lấy 0,95 - Ilvmax = 0,825 kA dòng phụ tải cho phép với dây ACKP400 đặt trời, Vậy giá trị khởi động sơ cấp bảo vệ dòng cấp III là: III I Kd = 1,2.1,1 0,825 = 1,1463(kA) 0,95 Vùng bảo vệ bảo vệ dòng có hướng cấp III biểu thị hình 4.4 Ta thấy: Trong chế độ cực đại, cực tiểu hệ thống, xảy ngắn mạch ba pha pha bảo vệ q dòng cấp III bảo vệ 100% chiều dài đường dây Hà Đơng –Thường Tín GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín89 Hình 4.4 Vùng bảo vệ bảo vệ q dòng có hướng đặt Hà Đông 4.3.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY Để kiểm tra độ nhạy bảo vệ ta dùng hệ số độ nhạy Kn Hệ số độ nhạy tính sau: Kn = I Nngmin III I Kd Trong đó: INngmin giá trị dòng ngắn mạch ngồi nhỏ nhất, theo kết tính tốn bảng 2,5 dòng ngắn mạch ngồi nhỏ dòng ngắn mạch N5, Vậy ta có: I Nng = I 1N = 6,9819(kA) Kn = 6,9819 = 6,0908 → Kn> 1,2 1,1463 Vậy bảo vệ có độ nhạy đạt yêu cầu, GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín90 Các giá trị dòng tính tốn cho vùng bảo vệ giá trị dòng khởi động phía sơ cấp, Các giá trị dòng khởi động phía thứ cấp xác định sau: I KdT = × I KdS nI Kết tính tốn chỉnh định cho bảo vệ q dòng cắt nhanh kê theo bảng 4.2 Bảng 4.2 Kết tính tốn chỉnh định cho bảo vệ q dòng có hướng đường dây Hà Đơng – Thường Tín IKđS (kA) IKđT (A) Cấp bảo vệ t (s) Cấp I 9, 4664 7,5731 - Cấp II 0,3 8, 6357 6,9086 - Cấp III 0,6 1,1463 0,9170 6,0908 Kn 4.4 BẢO VỆ Q DỊNG CHẠM ĐẤT CĨ HƯỚNG Bảo vệ q dòng thự tự khơng có hướng sử dụng để chống ngắn mạch chạm đất, Với bảo vệ thứ tự khơng có hướng ta có cấp bảo vệ: 4.4.1 BẢO VỆ CẤP I Là bảo vệ q dòng thứ tự khơng có hướng với kiện sau: - Thời gian tác động : tI ≈ 0sec - Giá trị dòng khởi động sơ cấp: II 0KđBV1 = Kat,I0max Với I0max dòng qua bảo vệ thứ tự khơng bảo vệ BV1 có ngắn mạch pha xảy Thường Tín, theo bảng 2,5 ta có: I0max = 4,7960kA Từ ta tính dòng khởi động cấp I (bên sơ cấp) bảo vệ thứ tự không qua BV1: II 0KđBV1 = Kat.I0max = 1,2 4,7960= 5,7552kA Xét hình 4,5 ta thấy: - Khi hệ thống chế độ cực đại, xảy ngắn mạch pha bảo vệ q dòng chạm đất có hướng bảo vệ 92% chiều dài đường dây, - Khi hệ thống chế độ cực tiểu, xảy ngắn mạch pha bảo vệ q dòng chạm đất có hướng bảo vệ 84% chiều dài đường dây, GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín91 4.4.2 BẢO VỆ CẤP II Là bảo vệ q dòng thứ tự khơng có hướng cắt có thời gian, với kiện sau : - Thời gian tác động : tII ≈ tI + ∆t = 0,3 sec - Giá trị dòng khởi động sơ cấp: III 0KđBV1 = Kat,II0KđBV3 Dòng ngắn mạch chế độ hệ thống cực đại qua bảo vệ thứ tự khơng BV3 có ngắn mạch đường dây Thường Tín-Phố Nối điểm N5 (Thanh Phố Nối) : I0N5 = 4,3904kA Vậy giá trị dòng khởi động bảo vệ q dòng thứ tự khơng cấp I BV3 : II 0KđBV3 = Kat.I0N5 = 1,2 4,3904= 5,2685 kA Bảo vệ cấp II bảo vệ q dòng thứ tự khơng BV1 phối hợp với bảo vệ cấp I bảo vệ dòng thứ tự khơng BV3, ta tính được: III 0KđBV1 = Kat.II0KđBV3 = 1,05.5,2685 =5,5319 kA Với Kat chọn cho thõa mãn điều kiện: II 0KđBV1 > III 0KđBV1> II0KđBV3 ,chọn Kat =1,05 Xét hình 4.5 ta thấy: - Khi hệ thống chế độ cực đại, xảy ngắn mạch pha bảo vệ dòng chạm đất có hướng cấp bảo vệ 95% chiều dài đường dây - Khi hệ thống chế độ cực tiểu, xảy ngắn mạch pha bảo vệ q dòng chạm đất có hướng cấp bảo vệ 89% chiều dài đường dây 4.4.3 BẢO VỆ CẤP III Là bảo vệ q dòng chạm đất có hướng cắt có thời gian, với kiện sau : - Thời gian tác động : tIII ≈ tII + ∆t = 0,6 sec - Giá trị dòng khởi động sơ cấp: IIII 0KđBV1 = Kat.Iđm Với Kat = 0,5 hệ số an tồn Iđm dòng điện định mức phía sơ cấp biến dòng điện, ta chọn Iđm = 1200A, Vậy : IIII 0KđBV1 = Kat.Iđm = 0,5.1,2 = 0,6 kA Xét hình 4.5 ta thấy : Khi hệ thống chế độ cực đại cực tiểu xảy ngắn mạch pha bảo vệ q dòng thứ tự khơng có hướng cấp III bảo vệ 100 % chiều dài đường dây GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín92 Hình 4.5 Vùng bảo vệ bảo vệ q dòng chạm đất có hướng đặt Hà Đông 4.4.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY Để kiểm tra độ nhạy bảo vệ ta dùng hệ số độ nhạy Kn Hệ số độ nhạy tính sau : I N0 4,5820 K n = III = = 7,6367 I KdBV 0,6 Trong đó: I0min giá trị dòng ngắn mạch ngồi nhỏ qua bảo vệ thứ tự khơng BV1 có ngắn mạch pha hệ thống chế độ cực tiểu, theo kết tính tốn bảng 2.5 dòng ngắn mạch ngồi nhỏ I N0 = 4,5820kA Các giá trị dòng tính tốn cho vùng bảo vệ giá trị dòng khởi động phía sơ cấp, Các giá trị dòng khởi động phía thứ cấp xác định sau: I KdT = × I KdS nI GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín93 Tập hợp kết tính tốn ta có số liệu chỉnh định cho bảo vệ dòng chạm đất có hướng đường dây Hà Đơng- Thường Tín bảng 4.3 Bảng 4.3 Kết tính tốn chỉnh định cho bảo vệ q dòng thứ tự khơng có hướng đường dây Hà Đơng – Thường Tín Cấp bảo vệ t (s) IKđS (kA) IKđT (A) Kn Cấp I 5,7552 4,796 - Cấp II 0,3 5,5319 4,6099 - Cấp III 0,6 0,6 0,5000 7,6367 4.5 KẾT LUẬN Qua tính tốn chỉnh định kiểm tra độ nhạy cho hệ thống bảo vệ đường dây 220 kV Hà Đơng-Thường Tín ta thấy : – Sơ đồ phương thức bảo vệ đảm bảo hoạt động tin cậy hệ thống điện, – Các thông số chỉnh định chấp nhận được, bảo đảm hệ thống bảo vệ làm việc đủ nhạy tình cố khơng tác động vận hành bình thường, tải nặng GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín94 PHẦN II SƠ ĐỒ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG TD61 NHÀ MÁY ĐIỆN HỊA BÌNH 5.1 GIỚI THIỆU TĨM TẮT 5.1.1 Nhiệm vụ MBA TD61 biến đổi từ cấp điện áp 35kV xuống cấp điện áp 6kV Từ cấp điện áp 6KV, KPY liên lạc với qua hệ thống máy cắt 6kV cáp 6kV, từ cấp 6kV lại hạ áp qua MBA hạ áp 6/0,4kV cung cấp cho hệ thống tự dùng toàn nhà máy: cung cấp điện cho động bơm dầu áp lực (MHY) để điều chỉnh khoang mở cánh hướng nước, điều chỉnh tốc độ máy phát cung cấp điện cho động bơm nước cất làm mát hệ thống thiristor, cầu chỉnh lưu hệ thống kích thích hay cung cấp cho động bơm dầu tuần hoàn làm mát máy biến áp, cung cấp điện cho đơng máy nén khí động trạm bơm động thơng gió, chiếu sáng toàn nhà máy v.v ( nhà máy Thuỷ điện Hồ Bình khơng dùng trực tiếp cấp điện áp 6kV) 5.1.2 Thông số kĩ thuật - Công suấ t định mức MBA: 6300 kVA - Điện áp định mức cuộn dây: + Cuộn cao: 35 kV + Cuộn hạ: 6,3 kV - Dòng điện định mức: + Cuộn cao: 104 A + Cuộn hạ: 577 A - Tần số định mức: 50 Hz - Điện áp ngắn mạch (Uk): 7,48 - 7.7 % - Tổ đấu dây MBA: Y/∆- 11 - Các tổn thất: + Ngắn mạch: 46,5 kW + Không tải: 9,4 kW - Dòng điện khơng tải: 0,9 % - Trọng lượng: + Tổng: 19,260 Tấn + Phần tác dụng: 10,300 Tấn + Dầu thùng máy: 4,650 Tấn - Kiểu làm mát: Dầu tuần hoàn tự nhiên - Số nấc điều chỉnh điện áp tải: x 1,5% GVHD: Th.S Nguyễn Văn Đạt SVTH: Phạm Khắc Trường-Lớp Đ5-H1 Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đơng-Thường Tín95 5.2 THUYẾT MINH SƠ ĐỒ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP TD61 C?T MÁY C?T B640 T? BV >I,