Đồ án Hệ thống điện Sỹ danh hưng

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Độc lập - Tự - Hạnh phúc ==========***========= NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên: Sỹ Danh Hưng Lớp: Đ5H3 Hệ Đại học quy Ngành: Hệ thống điện TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KÊ VÀ TÍNH TỐN BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 220KV MBA1 220 kV MC1 110 kV MC2 Ð/d HT1 HT2 MBA2 MC4 MC3 MC5 MC6 35 kV Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV I Các số liệu - - Hệ thống : HTĐ1- S1Nmax = 2500MVA S1Nmin = 1800MVA S0H1 = 1,8X1H1 HTĐ2- S2Nmax = 1700MVA S2Nmin = 1500MVA S0H2 = 1,4X1H2 Đường dây : L = 70km ; AC – 185 ; Z1 = 0,17 + j 0,409 : X0 = 1,7X1 Máy biến áp tự ngẫu MBA1 , MBA2 ; Sdd = 125MVA Uk% C-T = 10 , Uk% C-H = 31 , Uk% T-H = 17 Cấp điện áp 220/110/35 kV ; Tổ đấu dây YN_Auto_d11 II Yêu cầu - Phần 1 Mô tả đối tượng bảo vệ, thơng số Tính tốn ngắn mạch phục vụ chỉnh định rơle Lựa chọn thiết bị biến dòng, biến áp, máy cắt điện Lựa chọn phương thức bảo vệ phù hợp Chọn thiết bị bảo vệ Tính tốn thơng số bảo vệ kiểm tra làm việc bảo vệ -Phần 2: Bảo vệ máy biến áp tự dùng TD61 nhà máy thủy điện Hòa Bình III Các vẽ Ao - Sơ đồ nối dây thông số - Kết tính tốn ngắn mạch - Phương thức bảo vệ - Tính thơng số rơle - Kết tính tốn thơng số bảo vệ - Kết kiểm tra làm việc bảo vệ - Sơ đồ bảo vệ máy biến áp tự dùng TD61 nhà máy thủy điện Hòa Bình Ngày giao nhiệm vụ : ngày 15 tháng 10 năm 2014 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : ngày 31 tháng 12 năm 2014 Hà Nội ,ngày 15 tháng 10 năm 2014 Người hướng dẫn Th.s Nguyễn Văn Đạt Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Mục lục Trang Lời mở đầu………………………………………………………………… Phần I:……………………………………………………………………… Chương I: Giới thiệu chung trạm bảo vệ……………………………… Chương II: Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ……………… .…… 2.1 Tính thơng số phần tử phục vụ tính tốn ngắn mạch……………… 2.2 Tính tốn ngắn mạch để tìm dòng điện lớn nhất…………………………12 2.2.1 Trường hợp máy biến áp làm việc độc lập…………………… 12 2.2.2 Trường hợp hai máy biến áp làm việc song song……………………36 2.3 Tính tốn ngắn mạch để tìm dòng điện nhỏ nhất……………………… 41 2.3.1 Trường hợp hai máy biến áp làm việc song song………………… 41 2.3.2 Trường hợp máy biến áp làm việc độc lập…………………… 71 Chương III: Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện………………………… 74 3.1 Lựa chọn kiểm tra máy cắt điện…………………………………… 74 3.1.1 Chọn kiểm tra máy cắt điện phía 220 kV………………………75 3.1.2 Chọn kiểm tra máy cắt điện phía 110 kV………………………76 3.1.3 Chọn kiểm tra máy cắt điện phía 35 kV……………………… 77 3.2 Chọn máy biến dòng điện……………………………………………….78 3.2.1 Chọn kiểm tra máy biến dòng phía 220 kV……………………79 3.2.2 Chọn kiểm tra máy biến dòng phía 110 kV……………………80 3.2.3 Chọn kiểm tra máy biến dòng phía 35 kV…………………… 80 3.3 Chọn máy biến điện áp…………………………………………………81 Chương IV: Lựa chọn phương thức bảo vệ………………………………82 4.1 Các loại hư hỏng chế độ làm việc khơng bình thường MBA…82 Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV 4.2 Các loại bảo vệ cần đặt……………………………………………….83 4.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện(BVSL)……………………………… …83 4.2.2 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự khơng…………………… 85 4.2.3 Bảo vệ q dòng điện có thời gian……………………………… 86 4.2.4 Bảo vệ dòng cắt nhanh……………………………………… 87 4.2.5 Bảo vệ chống tải…………………………………………….….88 4.2.6 Bảo vệ máy biến áp rơ le khí (BUCHHOLZ)…………….… 89 4.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ…………………………………………… 90 Chương V: Tính thơng số loại rơ le sử dụng…………………… 91 5.1 Rơ le bảo vệ so lệch 7UT613…………………………………….….….91 5.2 Rơ le số 7SJ612…………………………………………………….… 99 Chương VI: Tính tốn thơng số kiểm tra làm việc bảo vệ 106 6.1 Bảng số liệu phục vụ tính tốn…………………………………… ….106 6.2 Tính thơng số cài đặt cho rơ le so lệch 7UT613………………… 106 6.3 Tính tốn thơng số cài đặt cho rơ le 7SJ612……………………… 110 6.4 Kiểm tra làm việc bảo vệ…………………………….…… 114 Phần 2: Bảo vệ MBA tự dùng TD91 nhà máy thủy điện Hòa Bình………… 122 Lời cảm ơn……………………………………………………………………… 134 Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV LỜI NÓI ĐẦU Điện nguồn lượng quan trọng sống người Nó sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ Hệ thống điện mạng lưới phức tạp gồm nhiều phần tử vận hành nên tượng cố xảy khó biết trước Vì vậy, để đảm bảo cho lưới điện vận hành an tồn, ổn định thiếu thiết bị bảo vệ, tự động hố Hệ thống bảo vệ rơle có nhiệm vụ ngăn ngừa cố hạn chế tối đa thiệt hại cố gây nên trì khả làm việc liên tục hệ thống Việc hiểu biết hư hỏng tượng khơng bình thường xảy hệ thống điện với phương pháp thiết bị bảo vệ nhằm phát nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống, cảnh báo xử lý khắc phục chế độ khơng bình thường mảng kiến thức quan trọng kỹ sư ngành hệ thống điện Vì lý đó, em chọn đề tài tốt nghiệp :“Thiết kế tính tốn bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220 kV ” Đồ án gồm chương: - Chương I : Giới thiệu chung trạm bảo vệ - Chương II : Tính tốn ngắn mạch để chỉnh định rơ le - Chương III : Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện - Chương IV : Lựa chọn phương thức bảo vệ - Chương V : Tính thơng số loại rơ le sử dụng - Chương VI : Tính tốn thơng số kiểm tra làm việc bảo vệ Trong thời gian qua, nhờ hướng dẫn tận tình thầy giáo ThS.Nguyễn Văn Đạt,và thầy cô giáo mơn Hệ thống điện, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, với khả trình độ hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy cô giáo Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên: Sỹ Danh Hưng Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Phần I: CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BẢO VỆ 1.1 GIỚI THIỆU TRẠM BẢO VỆ Đối tượng bảo vệ trạm lớn quan trọng HTĐ Nó cung cấp điện từ hai phía thơng qua hai hệ thống điện (HTĐ1 HTĐ2) , cấp điện áp tương ứng 220 kV 110 kV hạ xuống 35 kV cung cấp điện cho phụ tải Trạm gồm có hai máy biến áp tự ngẫu B1 B2 mắc song song với Hai máy biến áp cung cấp từ hai nguồn HTĐ1 HTĐ2 HTĐ1 cung cấp đến góp 220kV trạm biến áp qua đường dây kép D HTĐ2 cung cấp đến góp 110kV Phía hạ áp trạm có điện áp 35kV đưa đến phụ tải MBA1 220 kV MC1 110 kV MC2 Ð/d HT1 HT2 MBA2 MC4 MC3 MC5 MC6 35 kV Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV 1.2 SỐ LIỆU - Hệ thống : HTĐ1- S1Nmax = 2500MVA S1Nmin = 1800MVA S0H1 = 1,8X1H1 HTĐ2- S2Nmax = 1700MVA S2Nmin = 1500MVA S0H2 = 1,4X1H2 _ Đường dây : L = 70km ; AC – 185: Z1 = 0,17 + j 0,409 : X0 = 1,7X1 - Máy biến áp tự ngẫu MBA1 , MBA2 Sdd = 125MVA Uk% C-T = 10 , Uk% C-H = 31 , Uk% T-H = 17 Cấp điện áp 220/110/35 kV Tổ đấu dây YN_Auto_d11 Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính toán bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV CHƯƠNG II: TÍNH NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ II.1 Mục đích tính tốn ngắn mạch Khi thiết kế bảo vệ rơle cho phần tử hệ thống điện nào, ta cần phải xem xét đến cố nặng nề nhất, có ảnh hưởng lớn tới phần tử hệ thống Nguyên nhân gây hư hỏng, cố phần tử hệ thống đa dạng, đó, loại cố nguy hiểm ngắn mạch Việc tính tốn ngắn mạch nhằm xác định dòng điện ngắn mạch lớn (INmax) dòng điện ngắn mạch nhỏ (IN ) qua bảo vệ để lựa chọn thiết bị bảo vệ rơ le, chỉnh định, cài đặt thông số kiểm tra độ nhạy bảo vệ II.2 Nguyên nhân hậu ngắn mạch II.2.1 Nguyên nhân ngắn mạch Nguyên nhân chung chủ yếu ngắn mạch cách điện bị hỏng Lý cách điện bị hỏng là: Bị già cỗi làm việc lâu ngày, chịu tác động khí gây vỡ nát, bị tác động nhiệt độ gây phá hoại môi chất, xuất điện trường mạnh làm phóng điện chọc thủng vỏ bọc….Những nguyên nhân tác động khí người (như đào đất, thả diều…), lồi vật(rắn bò, chim đậu…), gió bão làm gãy, đổ cột, dây dẫn chập nhau… Sét đánh gây phóng điện nguyên nhân đáng kể gây tượng ngắn mạch (tạo hồ quang dẫn điện dây dẫn) Ngắn mạch thao tác nhầm, ví dụ đóng điện sau sửa chữa mà quên tháo dây nối đất II.2.2 Hậu ngắn mạch Ngắn mạch loại cố nguy hiểm, ngắn mạch dòng điện đột ngột tăng lên lớn, chạy phần tử HTĐ Tác dụng dòng điện ngắn mạch gây là: - Phát nóng nhanh, nhiệt độ tăng cao, gây cháy nổ - Sinh lực khí lớn phần thiết bị điện, làm biến dạng gây vỡ phận sứ đỡ, dẫn… - Gây sụt áp lưới điện khiến động ngừng quay, ảnh hưởng đến suất máy móc thiết bị Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV - Gây ổn định hệ thống máy phát cân công suất, quay theo vận tốc khác dẫn đến đồng - Tạo thành phần dòng điện khơng đối xứng, gây nhiễu đường dây thông tin gần - Nhiều phần mạng điện bị cắt để loại trừ điểm ngắn mạch, làm gián đoạn cung cấp điện II.3 Các giả thiết phương pháp tính ngắn mạch II.3.1 Những giả thiết để tính tốn ngắn mạch Khi tính tốn ngắn mạch phương pháp thủ cơng người ta sử dụng số giả thiết đơn giản hóa sau: - Các máy phát điện khơng có dao động cơng suất - Xét phụ tải gần -Mạch từ không bão hòa - Bỏ qua điện trở - Bỏ qua điện dung - Bỏ qua dòng điện từ hóa máy biến áp - Hệ thống điện ba pha đối xứng II.3.2 Trình tự tính tốn ngắn mạch Tiến hành tính tốn ngắn mạch theo trình tự sau: - Xác định sơ đồ thay thế( gọi sơ đồ đẳng trị hay sơ đồ sợi) - Xác định loại ngắn mạch - Xác định vị trí điểm ngắn mạch - Xác định thời điểm cần xét q trình ngắn mạch Khi tính tốn ngắn mạch dùng hệ đơn vị tương đối có tên hệ đơn vị tương đối Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Ta có bảng sau: N(1) X2 ∑ N(2) N(1,1) m (n ) X(n) ∆ Dạng ngắn mạch + X0 X2 X2 ∑ N(3) ∑ ∑ //X ∑ − X ∑ X ∑ (X ∑ + X ∑ ) II.3.3 Phương pháp tính ngắn mạch Để tìm dòng ngắn mạch lớn nhỏ chạy qua BI phục vụ cho bảo vệ ta xét chế độ: Dòng ngắn mạch cực đại khi: Cơng suất ngắn mạch hệ thống lớn nhất(điện kháng hệ thống nhỏ nhất) Ở chế độ ta xét dạng ngắn mạch sau: ngắn mạch pha ( N ( 3) ), ngắn mạch pha chạm đất ( N(1) ), ngắn mạch pha chạm đất ( N(1,1) ), máy biến áp vận hành độc lập Dòng ngắn mạch cực tiểu khi: Công suất ngắn mạch hệ thống nhỏ (điện kháng hệ thống lớn nhất) Ở chế độ ta xét dạng ngắn mạch: ngắn mạch pha ( N ( ) ), ngắn mạch pha chạm đất ( N(1) ), ngắn mạch pha chạm đất ( N(1,1) ), máy biến áp vận hành độc lập Các điểm ngắn mạch tính tốn: Ngắn mạch phía 220kV với điểm ngắn mạch N1 , N1’ ; Ngắn mạch phía 110kV với điểm ngắn mạch N2 , N2’ ; Ngắn mạch phía 35kV với điểm ngắn mạch N3 , N3 Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 10 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Dòng điện khởi động chọn theo điều kiện: I2kd1 = 0,3 IdđB = 0,3 125 = 0, 098 kA 3.220 Độ nhạy bảo vệ: K2n1 = I 21B Im in I kd Trong đó: I21BI – Dòng thứ tự nghịch nhỏ qua 1BI I21BI = 0,336 K2n1 = 125 = 0,110 3.220 0,110 = 1,122 0, 098 2) Bảo vệ dòng phía 110 kV IN2min = 0,458 125 = 0,301 3.110 (Dạng ngắn mạch N3(2) ,nguồn cung cấp SNmin ,2 MBA làm việc song song,bảng 2-3) Ikd2 = 0,197 Kn2 = 0,301 = 1,528 0,197 3) Bảo vệ dòng phía 35 kV IN3min = 1,725 125 = 3,557 3.35 (Dạng ngắn mạch N3(2) ,nguồn cung cấp SNmin ,2 MBA làm việc song song,bảng 2-3) Ikd3 = 0,619 Kn3 = 3,557 = 5, 746 0, 619 6.4.4 Bảo vệ dòng thứ tự khơng, I0 > (51N) Độ nhạy bảo vệ xác định theo biểu thức: Kn0 = I Nmin I kd Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 120 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính toán bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Trong đó: I0Nmin – Dòng thứ tự khơng cực tiểu ngắn mạch góp 1) Bảo vệ q dòng thứ tự khơng phía 220 kV I0Nmin = 3,731 125 = 2, 448 kA 3.110 (Dạng ngắn mạch N2(1) ,nguồn cung cấp SNmin ,1MBA làm việc độc lập) I0kd1 = 0,3 Idđ1BI = 0,3.1 = 0,3 kA K1n0 = 2, 448 = 8,16 0,3 2) Bảo vệ dòng thứ tự khơng phía 110 kV I0Nmin = 2,265 125 = 0, 743 kA 3.220 (Dạng ngắn mạch N1(1,1) ,nguồn cung cấp SNmin ,1MBA làm việc độc lập) I0kd1 = 0,3 Idđ2BI = 0,3.2 = 0,6 kA K1n0 = 0, 743 = 1, 238 0, Phần 2: MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG TD91 Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 121 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV 1)Nhiệm vụ, thông số kỹ thuật máy biến áp tự dùng Nhiệm vụ máy biến áp tự dùng: - Sơ đồ tự dùng đảm bảo cung cấp điện tin cậy, an toàn, liên tục cho phụ tải tự dùng toàn nhà máy Hệ thống thiết bị phân phối KPY cấp điện từ 4MBA tự dùng TD61, TD62,TD91,TD92 hệ thống máy biến áp phân phối có máy phát Điêzen dự phòng cho chế độ cố Thiết bị phân phối KPY cấp điện đến trạm biến áp phân phân phối trọn 6/0.4kV - Các máy biến áp TD61, TD62 máy biến áp hoạt động chế độ bình thường Nó nhận điện cấp 35kV từ AT1, AT2 giảm điện áp xuống 6kV đưa đến hệ thống phân phối KPY - Các máy biến áp TD91, TD92 máy biến áp dự phòng không tải làm việc cấp điện đến hệ thơng phân phối trọn KPY có cố xảy trạm TD6* - Khi hệ thống điện tan rã, hệ thống TD6* TD9* làm việc Lúc hệ thống phân phối trọn KPY cấp điện từ máy phát Diezen - Hệ thống trạm biến áp trọn gồm máy biến áp 6.3/0.4 kV có nhiệm vụ nhận điện cấp 6kV từ thiết bị phân phối trọn KPY hạ xuống cấp 0.4kV cung cấp điện trực tiếp cho phụ tải tự dùng tồn nhà máy thơng qua hệ thống tủ lực 0.4kV Thông số kỹ thuật TD61,TD62, TD91, TD92: Máy biến áp TD pha, cuộn dây kiểu TMH-6300/35 (15,75)-T1, có điều chỉnh điện áp tải dùng để biến đổi điện áp từ 15,75kV (35kV) xuống 6kV cung cấp điện cho TD nhà máy, TD91 (92) nối với đầu dẫn MFĐ M1(M8) TD61(TD62) nối với phía 35kV MBA tự ngầu AT1 AT2 Thơng số MBA tự dùng: + Công suất định mức MBA: 6300 KVA + Uđm phía cao thế: 15,75 (35) kV + Uđm phía hạ 6,3 kV + Iđm phía cao 230,9 (104) A + Iđm phía hạ 577 A + Sơ đồ nhóm dây pha MBA Y/∆ -11 + U ngắn mạch (Uk) 7,7(7,48) % + Số nấc điều chỉnh U tải:±6*1,5 + Dòng điện khơng tải: 0,9 % Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 122 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV + Tổn thất NM: 46,5 kW + Tổn thất không tải 9,4 kW + Kiểu làm mát: Dầu tuần hoàn tự nhiên (D) + Ở máy biến áp TMH-6300/35 TMH-6300/15,75 có dùng điều chỉnh U tải PПH kiểu PC-4 với truyền động kiểu MЗ-4 có số liệu kỹ thuật chính: + Uđm 35 kV + Iđm: 400 A + Số nấc điều chỉnh ± 6*1,5 + Độ bền vững mài mòn CK (số lần th/tác) 500.000lần Thông số kỹ thuật KTП-0,4kV: + Cơng suất MBA: KTП-1 ÷ KTП-6, KTП-8 ÷ KTП-9, KTП-12 có cơng suất 630 kVA KTП-7 có cơng suất 1000 kVA Còn KTП-10 có cơng suất 400 kVA + Uđmcuộn sơ cấp: 6,3 kV + Uđmcuộn thứ cấp: 0,4 kV + Tủ hạ kiểu 4ЩH + Dòng điện ổn định động góp, nhánh phía hạ thế: - Của KTП có cơng suất 1000 630 kVA 50 kA - Của KTП có công suất 400 kVA 25 kA 1.1 Tầm quan trọng MBA tự dùng việc cung cấp điện tự dùng nhà máy điện Các máy biến áp tự dùng TD9* có vai trò giảm áp từ 15.75kV đầu cực M1(M8) xuống 6kV, máy biến áp tự dùng TD6* có vai trò giảm áp từ 35kV phía hạ AT xuống 6kV để cấp đến hệ thống phân phối KPY61÷KPY63 Việc sử dụng máy biến áp giảm áp giúp đảm bảo tối ưu tiêu kinh tế kỹ thuật, hạn chế tổn thất điện chi phí đầu tư Máy biến áp TD6* máy biến áp làm việc chế độ vận hành bình thường, máy biến áp TD9* máy biến áp dự phòng khơng tải đóng vào thong qua thiết bị TDD giúp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải tự dùng Các máy biến áp tự dùng T1*÷T11* có nhiệm vụ nhận điện từ cấp điện áp 6kV hệ thống KPY để đưa điện áp 0.4kV cấp đến hệ thống 0.4kV phục vụ trực tiếp cho phụ tải tự dùng Các tổ máy biến Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 123 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV áp 6.3/0.4kV hệ thống 0.4 kV gọi hệ thống trạm phân phối 0.4kV (KTπ) 1.2 Các loại bảo vệ đặt cho MBA TD91 Bảo vệ so lệch dọc máy biến áp Bảo vệ role máy biến áp Bảo vệ ngăn điều chỉnh điện áp tải (PПH) Bảo vệ dòng cực đại có khởi động điện áp (Q dòng phía 15.75kV có kiểm tra áp phía 6kV) Bảo vệ gia tốc cắt B610 (B620) đóng vào điểm cố Bảo vệ có nước đường ống cứu hỏa MBA Bảo vệ hồ quang điện phía 6kV Bảo vệ tải MBA 2) Nhiệm vụ,sơ đồ nguyên lý làm việc,các thông số,vùng tác động loại bảo vệ đặt cho MBA tự dùng Thuyết minh sơ đồ bảo vệ MBA TD91 2.1Bảo vệ so lệch dọc máy biến áp Nhiệm vụ Là bảo vệ sử dụng đẻ đóng tất dạng ngắn mạch hư hỏng bên máy biến áp Sơ đồ nguyên lý: Bảo vệ làm việc nguyên tắc so sánh trực tiếp dòng điện hai đầu phần tử bảo vệ Bảo vệ tác động cắt máy cắt cố xảy vùng bảo vệ (Vùng bảo vệ vùng giới hạn BI mắc vào mạch so lệch) Vùng tác động Vùng tác động bảo vệ xác định máy biến dòng phía cao áp MBA đến máy biến dòng tủ B610 (620, 670, 680, 630, 640) phía 6kV KPY gian máy OPY.Mạch dòng điện đấu qua khối thử nghiệm SG1, SG2: Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 124 Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV SG1 “Mạch dòng phía 15,75kV” TD-91 SG2 “Mạch dòng phía 6kV” TD-91 Đặt tủ QTC (TD-91) tủ tín hiệu Nguyên lý làm việc Bảo vệ tác động không trì thời gian Khi bảo vệ làm việc qua nối SX1 “Bảo vệ so lệch máy biến áp” tác động cắt MC 15,75kV,các đầu vào KPY-6kV, dập từ máy phát, cắt máy cắt 220 kV, khởi động YPOB-220 kV, cấm TAΠB Qua nối SX4 “Khởi động cứu hoả từ bảo vệ TD-91” tủ QTC (tủ tín hiệu) mở van cứu hoả.Khi bảo vệ làm việc đồng thời có tín hiệu: Con KH1 “Bảo vệ so lệch máy biến áp TD-91” tủ QTC tủ tín hiệu rơi.Con KH92 “Cắt khối từ bảo vệ TD-91”ở tủ ẩCC-3B rơi, táp lô ánh sáng “sự cố máy biến áp TD-91”, ”sự cố khối ghép đôi số 1” bảng SCS-5 ệΠY sáng, đồng thời có tín hiệu âm cố rơ le đầu bảo vệ TD-91 tác động 2.2 Bảo vệ rơ le máy biến áp - Nhiệm vụ: Dùng làm bảo vệ cho máy biến áp chống hư hỏng bên phát sinh gây khí tránh giảm mức dầu đến mức cố Sơ đồ nguyên lý: - Bảo vệ có cấp tác động; Cấp 1: phát tín hiệu Cấp 2: cắt điện máy biến áp Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 125 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Qúa trình tác động Khi cấp bảo vệ làm việc phát tín hiệu âm trung tâm báo trước, 97KH306 “Bảo vệ cấp máy biến áp” rơi, từ tiếp mạch đóng điện cho táp lơ ánh sáng “hư hỏng TD-91” ệΠY Khi cấp bảo vệ làm việc qua nối SX2 “Bảo vệ cấp máy biến áp” tác động cắt MC 15,75 kV, đầu vào KPY-6 kV, dập từ máy phát, cắt MC 220 kV, khởi động YPOB-220 kV, cấm TAΠB.Qua nối SX4 mở van cứu hoả Có thể chuyển cấp bảo vệ sang phát tín hiệu, viẹc chuyển thực nhờ nối SX2 Khi cấp bảo vệ làm việc, KH2 “bảo vệ cấp TD-91” rơi từ tiếp mạch đóng điện cho táp lơ ánh sáng “sự cố TD-91” ệΠY, đồng thời có tín hiệu âm cố 2.3 Bảo vệ điều chỉnh điện áp tải (PΠ ΠH) Nhiệm vụ Dùng bảo vệ điều chỉnh điện áp tải tránh hư hỏng bên thùng phát sinh gây khí Bảo vệ có cấp tác động: - Cấp 1: phát tín hiệu Cấp 2: cắt điẹn máy biến áp Qúa trình tác động: - Khi bảo vệ làm việc qua nối SX3 “Bảo vệ cấp PΠH” tác động cắt MC 15,75 kV, đầu vào KPY-6 kV, dập từ máy phát, cắt MC 220kV, khởi động YPOB-220kV, cấm TAΠB qua nối SX4 mở van cứu hỏa - Có thể chuyển bảo vệ rơ le PΠH sang phát tín hiệu Việc chuyển thực nối SX3 Khi bảo vệ làm việc, KH3 “bảo vệ cấp PΠH” rơi, từ tiếp mạch đóng điện cho táp lơ ánh sáng “sụ cố máy biến áp TD-91” bảng SCS-7 ệΠY, đồng thời có tín hiêu âm trung tâm cố rơ le đầu tác động 2.4 Bảo vệ q dòng cực đại phía 15,75 kV có liên hợp áp phía 6,3 kV (bảo vệ I U) 1.Nhiệm vụ Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 126 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính toán bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Bảo vệ máy biến áp tránh dòng ngắn mạch ngồi pha 2.Vùng tác động Bảo vệ thực theo kiểu rơ le đấu vào máy biến dòng đặt phía cao áp máy biến áp, rơ le điện áp đấu vào máy biến điện áp phân đoạn I, II KPY 6.1 Bảo vệ tác động với hai cấp thời gian - Cấp 1: t = 1,7s cắt máy cắt đầu vào KPY Cấp 2: t = 2,1s cắt khối Qúa trình tác động Khi bảo vệ làm việc với thời gian trì thứ nhất, tác động cắt MC đầu vào KPY-6kV Khi bảo vệ làm việc với thời gian trì thứ tác động cắt MC 15,75kV, cắt MC 220 kV, khởi động YPOB-220 kV, cấm TAΠB Khi đóng MBA TD-91 vào ngắn mạch (khi ngắn mạch sau máy cắt đầu vào KPY-6kV) bảo vệ có gia tốc tác động cắt máy cắt đầu vào KPY- 6kV Khi làm việc, KH5 “Bảo vệ q dòng cực đại phía 15,75kV”; KH7 “Cắt MC 610 từ MTZ -15,75kV”; KH8 “Cắt MC 620 từ MTZ – 15,75kV” rơi, từ tiếp mạch đóng điện cho táp lô ánh sáng “Sự cố máy biến áp TD-91” bảng SCS-7 ệΠY, đồng thời có tín hiệu âm rơ le đầu tác động 2.5 Bảo vệ hồ quang điện 1.Nhiệm vụ Loai trừ cố xuất hồ quang điện lúc đóng,cắt máy cắt Nguyên lý Khi xuất hồ quang máy cắt B610, loại B620, tiếp điểm bảo vệ khép lại cho phép loại MBA TD-91 khỏi lưới cách cắt B901, B902, cắt kích thích dập từ M1, M2, cắt B610, B620, B231, B232 cấm TAΠB 2.6 Bảo vệ có nước khoang máy biến áp Nhiệm vụ Tránh xuất nước khoang máy biến áp làm hư hại máy biến áp vận hành bình thường Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 127 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Nguyên lý Bảo vệ gôm đồng hồ áp lực lắp sau van cứu hoả máy biến áp Khi có nước đường ống, bảo vệ tác động cắt loại MBA khỏi lưới: Cắt B901, B902 Cắt kích thích dập từ M1, M2, cắt B610, B620, cắt B231, B232 cấm TAΠB THUYẾT MINH SƠ ĐỒ MẠCH THAO TÁC CÁC BẢO VỆ TD-91 A Giải thích sơ đồ: EC: Nguồn chiều cung cấp cho mạch bảo vệ SF6: Aptômát KAT (KAT1, KAT2, KAT3): Cuộn dây mạch dòng bảo vệ so lệch KSG1: Tiếp điểm rơ le thùng dầu máy biến áp KSG2: Tiếp điểm rơ le thùng dầu ngăn điều áp tải (PΠH) KH (1ữ6): Con tín hiệu KSP (KSP1, KSP2): Tiếp điểm rơ le bảo vệ hồ quang điện KL: Rơ le trung gian KT: Rơ le thời gian 10 KA: Rơ le kiểm tra dòng cấp cho mạch bảo vệ 11 KSV: Rơ le kiểm tra điện áp nguồn 12 SG1: Hộp nối BI phía 15,75kV 13 SG2: Hộp nối BI phía 6,3kV 14 R: Điện trở hạn chế dòng cho rơ le 15 SX: Con nối 16 KQ: Tiếp điểm phụ báo vị trí máy cắt (ln đóng máy cắt đóng) 17 S11Q15, S11Q16: Tiếp điểm phụ dao cách ly 941-7 Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 128 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV B.Các thông số bảo vệ Rơ le KA1, KA2 KA3 Chức Trị số đặt Bảo ICZ=1,1ICZMTZ(610,620)6,3 vệ q dòng /15,75 phía =1,1.870.6,3/15,75 15,75kV có =383(A) liên hợp áp phía ICP=6,4(A) 6kV (từng phân đoạn tương ứng) Bảo vệ chống tải Thời gian tác động *KT1=1,7s (cắt 610, 620) *KT2=2,1s (cắt khối) ICP = 5A KAT Bảo 1, KAT2, vệ so lệch KAT3 máy biến áp *ICZ.15,75 = 696A t=0s ICP = 20A Số vòng = 13 AWCP = 260 AW *ICZ.6,3 = 1900 A ICP = 14,4 A Số vòng = 260ữ14,4 = 18 ICP = 1,2 A K=2 Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 129 Đồ án tốt nghiệp KSP 1,KSP2 Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV *t=0s Bảo vệ hồ quang điện (cắt 610, 620) * t = 2,1 s(cắt khối) C.Thuyết minh 1.Bảo vệ so lệch Khi có ngắn mạch vùng tác động bảo vệ so lệch MBA, tín hiệu theo mạch (+)→khép tiếp điểm thuận KAT1 (KAT2, KAT3)→KH1 có điện báo “bảo vệ so lệch làm việc”→con nối SX1 có điện→cuộn dây KL1, KL3, KL4 có điện→(-) Cuộn dây KL1 có điện→khép tiếp điểm thuận KL1→mở van cứu hoả, tác động cắt khối (cắt MC đầu cực máy phát B901, B902, cắt kích thích dập từ máy phát M1, M2 Cắt MC 220kV: B231, B232 Cấm TAΠB B231, B232, khởi động YPOB-220kV Cắt MC đầu vào KPY-6kV: B610, B620) Cuộn dây KL3, KL4 có điện →khép tiếp điểm thuận KL3, KL4→tác động cắt khối, đồng thời đưa tín hiệu cháy máy biến áp Khi bảo vệ làm việc đồng thời có tín hiệu: Con KH1 “Bảo vệ so lệch máy biến áp TD-91” tủ QTC tủ tín hiệu rơi Con KH92 “Cắt khối từ bảo vệ TD-91”ở tủ ẩCC-3B rơi, táp lô ánh sáng “sự cố máy biến áp TD-91”, ”sự cố khối ghép đôi số 1” bảng SCS-5 ệΠY sáng, đồng thời có tín hiệu âm cố rơ le đầu bảo vệ TD-91 tác động 2.Bảo vệ rơle máy biến áp Tín hiệu làm việc bảo vệ rơ le MBA theo mạch: (+)→khép tiếp điểm thuận KSG1→con KH2 rơi báo tín hiệu “Bảo vệ cấp II máy biến áp TD-91”→qua nối SX2→các cuộn dây KL1, KL3, KL4 có điện→(-) Bảo vệ rơ le máy biến áp làm việc bảo vệ so lệch máy biên áp Có thể chuyển cấp bảo vệ sang phát tín hiệu, viẹc chuyển thực nhờ nối SX2 Khi cấp bảo vệ làm việc, KH2 “bảo vệ cấp TD-91” rơi từ tiếp mạch đóng điện cho táp lơ ánh sáng “sự cố TD-91” ệΠY, đồng thời có tín hiệu âm cố Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 130 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Bảo vệ rơ le khoang điều áp tải máy biến áp (PΠH) Khi có cố, tín hiệu rơ le khoang điều áp tải theo mạch: (+)→khép tiếp điểm thuận KSG2→con KH3 rơi báo tín hiệu “Bảo vệ cấp II khoang PΠH” →qua nối SX3→các cuộn dây KL1, KL3, KL4 có điện→(-) Bảo vệ cấp II rơ le khoang PΠH làm việc bảo vệ so lệch máy biến áp Có thể chuyển bảo vệ rơ le PΠH sang phát tín hiệu Việc chuyển thực nối SX3 Khi bảo vệ làm việc, KH3 “bảo vệ cấp PΠH” rơi, từ tiếp mạch đóng điện cho táp lơ ánh sáng “sụ cố máy biến áp TD-91” bảng SCS-7 ệΠY, đồng thời có tín hiêu âm trung tâm cố rơ le đầu tác động 4.Bảo vệ hồ quang điện Bảo vệ thực theo cấp tác động: - Cấp I: báo tín hiệu - Cấp II: cắt khối Khi bảo vệ so lệch tác động cắt khối, việc đóng cắt MC B610, B620 làm xuất hồ quang điện Bảo vệ hồ quang điện làm việc với tác động đồng thời KL1 KSP Tín hiệu bảo vệ hồ quang theo mạch: (+)→KL1, KSP1(KSP2)610.620→cuộn dây KT2 có điện→(-) Sau thời gian 2,1s tiếp điểm thuận KT2 rơ le thời gian KT2 đóng chậm→KH6 có điện báo tín hiệu “Bảo vệ hồ quang điện làm việc”→cuộn dây KL3, KL4 có điện→(-) Tiếp điểm thuận KL3, KL4 đóng lại gửi tác động cắt khối Bảo vệ I U Khi có ngắn mạch phía phụ tải TD-91, dòng ngắn mạch kết hợp sụt áp TC11, TC12; bảo vệ I U tác động Tiếp điểm thuận KL2, KL4 đóng (do tác động bảo vệ khối) làm cho cuộn dây KL5 có điện→tiếp điểm thuận KL5 đóng Tín hiệu bảo vệ theo mạch: (+)→KL5, KQ1 (KQ2),KA1 (KA2)→cuộn dây KT1→(-) Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 131 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV Bảo vệ làm việc với thời gian trì trứ nhất, tiếp điểm thuận KT1 đóng sau 1,7s→con KH7 rơi đưa tín hiệu “cắt MC 610 từ MTZ-15,75kV” KH8 rơi đưa tín hiệu “cắt MC 620 từ MTZ-15,75kV”→cuộn dây KL5 có điện→khép tiếp điểm thuận KL5→gửi tín hiệu cắt máy cắt B610, B620 Bảo vệ làm việc với thời gian trì thứ 2, tiếp điểm thuận KT1 đóng sau 2,1s→con KH5 “bảo vệ MTZ” rơi→cuộn dây KL3, KL4→đóng tiếp điểm thuận KL3, KL4→gửi tín hiệu cắt khối Bảo vệ có nước khoang máy biến áp Tín hiệu có nước khoang máy biến áp từ FCZ-26 gửi tới làm đóng tiếp điểm thuận KL5.Tín hiệu theo mạch: (+)→KL5→con KH4 “có nước khoang MBA” rơi→cuộn dây KL3, KL4 có điện→gửi tín hiệu Sỹ Danh Hưng- D5H3 Page 132 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế tính tốn bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV D11.62 (D12.62) M¹ch bảo vệ - điều chỉnh điện áp mba TD91 (TD92) ( 960-25-2108) Biến áp chỉnh lu Tới T1 BV dòng cực đại liên động AV B901 Cơ cấu truyền động BVSL MBA tù dïng TD91 M1 AB TD91 R¬ le kiĨm tra sù chun m¹ch AO B M M N B Điều khiển từ tủ QTC ( Tủ điều khiển bảo vệ TD91) M N B Điều khiển từ tủ SCS phòng điều khiển UY Đo lờng bảo vệ (960-25-2072) Tự động điều khiển BVSL MBA tự dùng TD91 AV M ạch điều áp dới tải máy biến áp tự dùng TD91 (TD92) Lô gô mét nấc Mạch liên động làm việc AV kiểm tra cấu truyền động Mạch dòng điện điện áp cho tự động điều chỉnh BA Rơ le kiểm tra điện áp Mạch dòng điện Từ bảo vệ TD91 (TD92) gửi tới BV khối KA1-KA2: Bảo vệ dòng cực đại phía 15,75kV KA3: Liên động PH-TD91 theo I Tíi 960-25-2105 MTZ-TD91 (TD92) cã gia tèc ®ãng *-25-2072 Liên động tải Rơ le đầu BV TD91(TD92) Bảo vệ - điều chỉnh điện áp mba TD91 (TD92) ( 960-25-2108) Sè tê : Tê sè : CÊp nguồn cho rơ le SF3 bảng *GCC-8A Cấp BvÖ MTZ +