Đồ án tốt nghiệp hoang cam anh

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, điện trở thành dạng lượng thiết yếu nhất, phổ biến đời sống xã hội hoạt động lao động sản xuất người, công nghiệp điện ngành công nghiệp bản, mũi nhọn kinh tế quốc gia Cùng với phát triển cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, điện sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ… nhu cầu điện ln tăng trưởng khơng ngừng Điều đòi hỏi độ an toàn tin cậy cung cấp điện cao Vì vậy, việc tìm hiểu hư hỏng tượng khơng bình thường xảy hệ thống điện với phương pháp thiết bị bảo vệ cần thiết để phát đúng, nhanh chóng cách ly phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống mảng kiến thức quan trọng kỹ sư điện nói chung kỹ sư hệ thống điện nói riêng Để tìm hiểu sâu vấn đề đó, em chọn đồ án tốt nghiệp với nội dung “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110/35/22 kV-2×63 MVA” Đồ án bao gồm chương: - Chương 1: Mô tả đối tượng bảo vệ thơng số - Chương 2: Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle - Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ rơle sử dụng - Chương 4: Giới thiệu tính thơng số loại rơle sử dụng - Chương 5: Tính tốn thông số kiểm tra làm việc bảo vệ Đồ án tốt nghiệp nhằm áp dụng kiến thức học để thiết kế bảo vệ cho trạm biến áp, đồng thời tìm hiểu số rơle sử dụng thực tế Do khả kiến thức hạn chế nên đồ án chắn khơng tránh khỏi sai sót Em mong đóng góp ý kiến, bảo thầy cô giáo Em xin chân thành cảm ơn cô giáo, TS Vũ Thị Thu Nga tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày 08 tháng 01 năm 2015 Sinh viên thực Hoàng Thị Cẩm Anh GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh CHƯƠNG I MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THƠNG SỐ CHÍNH 1.1 MƠ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ Đối tượng bảo vệ trạm biến áp 110/38,5/24 kV có máy biến áp (MBA) B1 B2 mắc song song với Hai MBA cấp từ nguổn hệ thống điện (HTĐ) qua đường dây kép D Phía trung áp 35kVvà hạ áp 22kVcấp điện cho phụ tải 110 kV ' BI1N1 N1 HTÐ B1 22kV BI4 N3' BI N3 N2' II I BI3 B2 N2 III 35kV Hình 1-1:Sơ đồ ngun lý vị trí đặt máy biến dòng dùng cho bảo vệ trạm biến áp 1.Các thông số Hệ thống điện: Hệ thống điện có trung tính nối đất Cơng suất ngắn mạch chế độ cực đại: SN max = 1800 MVA Công suất ngắn mạch chế độ cực tiểu: SNmin = 0,75.SN max= 0,75  1800 = 1350 MVA X0H1 = 1,2.X1H1 Đường dây: Chiều dài đường dây: L = 75 km Điện kháng thứ tự thuận: X1D = 0,401 Ω/km Điện kháng thứ tự không: X0D = 2X1D Máy biến áp: Máy biến áp cuộn dây, có cấp điện áp 110/38,5/24 kV GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh Công suất: Sdđ B = 63 MVA Tổ đấu dây: Yo -  - 11 Giới hạn điều chỉnh điện áp ±10% Điện áp ngắn mạch phần trăm cuộn dây: UCN%- T = 10,5% UCN%- H = 18% UTN%- H = 8% GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh CHƯƠNG II TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE Mục đích việc tính tốn ngắn mạch: Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính tốn ngắn mạch nhằm xác định trị số dòng điện ngắn mạch lớn (INM max) qua đối tượng bảo vệ để cài đặt chỉnh định thơng số bảo vệ, trị số dòng ngắn mạch nhỏ (INM max) để kiểm tra độ nhạy chúng Phương pháp thực hiện: Ta xét tất phương án ngắn mạch hệ thống điện  Chế độ làm việc: Công suất ngắn mạch lớn (SN max) công suất ngắn mạch bé (SN min)  Cấu hình lưới điện: đặc trưng số phần tử làm việc song song SN max: máy biến áp (MBA), đường dây làm 1iệc song song SN min: MBA, đường dây làm việc - Vị trí điểm ngắn mạch: Phía I: Vị trí điểm ngắn mạch N1 , N1' Phía II: Vị trí điểm ngắn mạch N , N '2 Phía III: Vị trí điểm ngắn mạch N , N 3' 110 kV ' BI1N1 N1 HTÐ B1 N3 N2' II I BI3 B2 N2 III - 22kV BI4 N3' BI 35kV Dạng ngắn mạch: - Để xác định dòng điện ngắn mạch cực đại (INM max) ta xét dạng ngắn mạch ba pha đối xứng, ngắn mạch pha, ngắn mạch hai pha chạm đất - Để xác định dòng điện ngắn mạch cực tiểu (I NM min) ta xét dạng ngắn mạch hai pha, hai pha chạm đất ngắn mạch pha GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh Từ ta có sơ đồ tính tốn sau: Sơ đồ 1: SN max (2 đường dây song song), MBA làm việc Sơ đồ 2: SN max(2 đường dây song song), MBA làm việc Sơ đồ 3: SN (1 đường dây), MBA làm việc Sơ đồ 4: SN (1 đường dây), MBA làm việc Giả thiết để tính tốn ngắn mạch 1) Tần số hệ thống không đổi Thực tế sau xảy ngắn mạch công suất máy phát thay đổi đột ngột, dẫn đến cân mô men quay, tốc độ quay bị thay đổi trình q độ Tuy nhiên ngắn mạch tính tốn giai đoạn đầu nên biến thiên tốc độ chưa đáng kể.Giả thiết tần số hệ thống không đổi không mắc sai số nhiều, đồng thời làm đơn giản đáng kể phép tính 2) Bỏ qua bão hòa từ Để đơn giản ta coi mạch từ thiết bị điện khơng bão hòa, điện cảm phần tử số mạch điện tuyến tính Thực tế cho thấy sai số mắc phải khơng nhiều 3) Bỏ qua phụ tải tính tốn ngắn mạch Khi bỏ qua phụ tải tính tốn ngắn mạch kết tính tốn cho ta trị số dòng ngắn mạch lớn hơn, chấp nhận để lựa chọn thiết bị 4) Bỏ qua lượng nhỏ thơng số số phần tử Nói chung tốn thiết kế đòi hỏi độ xác khơng cao ta có thể: - Bỏ qua dung dẫn đường dây - Bỏ qua mạch không tải MBA - Bỏ qua điện trở MBA, đường dây 5) Hệ thống sức điện động pha nguồn đối xứng Khi ngắn mạch không đối xứng, phản ứng phần ứng pha lên từ trường quay khơng hồn toàn giống Tuy nhiên, từ trường giả thiết quay với tốc độ khơng đổi Khi sức điện động pha đối xứng Thực tế hệ số không đối xứng sức điện động khơng đáng kể [2] Để cho việc tính tốn đơn giản ta dùng hệ đơn vị tương đối Chọn đơn vị - Công suất bản: Scb = 100 MVA - Điện áp bản: chọn điện áp trung bình cấp GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh Ucb = Utb - Dòng điện bản: dòng điện tính tốn cho cấp điện áp tương ứng Phía I: cấp điện áp 110kVcó UIcb = UIdđ = 115 kV Scb 100 I1cb = = = 0,477 kA Ucb 𝟏𝟏𝟓 √3 Phía II: cấp điện áp 35 kVcó UIIcb = UIIdd = 36,75 kV Scb 100 IIIcb = II = = 1,5 kA Ucb 𝟑𝟔, 𝟕𝟓 √3 III Phía III: cấp điện áp 22 kVcó UIII cb = Udđ = 23,1 kV Scb 100 IIII = 2,406 kA cb = III = Ucb 𝟐𝟑, 𝟏 √3 Tính thơng số phần tử hệ đơn vị tương đối - Hệ thống Scb Áp dụng công thức: XH = SN - Trong chế độ cực đại: SN max = 1800 MVA Điện kháng thứ tự thuận thứ tự nghịch: Scb 100 X1H max = X2H max = = = 0,056 SN max 1800 Điện kháng thứ tự không: X0H max =1,2.X1H max = 1,2  0,056 = 0,067 Trong chế độ cực tiểu: SN = 0,75.SN max = 0,75  1800 = 1350 MVA Điện kháng thứ tự thuận thứ tự nghịch: Scb 100 X1H = X2H = = = 0,074 SN 1350 Điện kháng thứ tự không: X0H = 1,2.X1H = 1,2  0,074 = 0,088 - Đường dây X1D = X2D = X1 ×L× Scb UIcb 𝟐 = 0,401×75× 𝟏𝟎𝟎 = 0,205 𝟏𝟐𝟏 𝟏𝟐𝟏 X0D = 2.X2D = 2×0,205 = 0,41 - Máy biến áp Điện áp ngắn mạch phần trăm cuộn dây MBA: GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh C-T (UN% + UCN%- H - UTN%- H ) = UTN% = (UCN%- T + UTN%- H - UCN%- H ) = UTN% = (UCN%- H + UTN%- H - UCN%- T ) = Điện kháng cuộn dây: UCN% = ×(10,5 +18 - 8) = 10,25% ×(10,5 + -18) = 0% ×(18 + - 10,5) = 7,75% - Cuộn cao: - UCN% Scb 10,25 100 XC = × = × = 0,163 100 Sdđđ 100 63 Cuộn trung: - UTN% Scb 100 XT = × = × =0 100 Sdđđ 100 63 Cuộn hạ: UH Scb 7,75 100 N% XH = × = × = 0,123 100 Sdđđ 100 63 Sơ đồ thay hệ thống - Sơ đồ thay thứ tự thuận (thứ tự nghịch E=0) XC 0,163 X1D 0,205 XH ,0,123 X1Hmax E 0,056 XC 0,163 X1D X1H 0,205 0,074 XT - XT XH 0,123 Sơ đồ thay thứ tự khơng GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh X0D XH XC 0,163 0,41 0,123 X0H max 0,067 X0D X0H X T0 XC 0,163 0,41 0,088 XH XT 0,123 Tính tốn phương án ngắn mạch 2.1 Sơ đồ 1: SN max(2 đường dây song song), MBA làm việc 2.1.1 Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch N1, N'1 ) - Sơ đồ thay thứ tự thuận (thứ tự nghịch E = 0) X1D 0,205 E BI1 X1H max 0,056 X1D 0,205 - N'1 N1 Sơ đồ thay thứ tự không X0D 0,41 N'1 BI1 X0H max 0,067 XH 0,123 N1 X0D 0,41 XC 0,163 U0N Ta có: GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh TTK chạy qua dòng điện bị loại trừ rơle → trường hợp rơle khơng tác động khơng có dòng điện chạy qua b) Kiểm tra độ an tồn hãm có cố ngồi vùng phía 35 kV (điểm ngắn mạch N2) Dòng ngắn mạch pha N2 chế độ max tính chương 2, kết lấy từ bảng 2.2: - Dòng điện chạy qua BI1: 1,073(kA) - Dòng điện chạy qua BI2: 3,375(kA) - Dòng điện chạy qua BI3:0(kA) Bây ta qui đổi dòng điện cấp điện áp, giả sử phía cao áp 110kV - Dòng điện chạy qua BI1 1,073 kA dòng điện khơng cần qui đổi phía cao áp - Dòng điện chạy qua BI2 3,375 kA cần qui đổi IBI2qui đổi phía 110kV = IBI2* - 35kV 35 = 3,375 = 1,256 kA 110kV 110 Dòng điện chạy qua BI3 0kA qui đổi phía 110kV 0kA Dòng điện khơng cân trường hợp tính theo: Ikcb = ISL=0,26*IN2max=0,26*IBI2qui đổi phía 110kV = 0,261,256 = 0,326 kA Do rơle làm việc với giá trị tương đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb theo dòng danh định máy biến áp Và tất qui đổi phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp sử dụng dòng danh định phía cao áp IdđBAphía 110kV = 0,2 kA Qui đổi: I*kcb = I*SL= I kcb I ddBAphia110kV = 0,326  1,63 0,2 Dòng điện hãm trường hợp tính theo: Ihãm = IH= Icao áp + Itrung áp + Ihạ áp = IBI1 + IBI2 (đã qui đổi phía cao áp) + IBI3 (đã qui đổi phía cao áp) 99 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh = 1,431 + 1,256 + = 2,566 kA Do rơle làm việc với giá trị tương đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị IH theo dòng danh định máy biến áp Và tất qui đổi phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp sử dụng dòng danh định phía cao áp Như ta có IdđBAphía 110kV = 0,2 kA Qui đổi: I*H = I ham I ddBAphia110kV = 2,566  12,83 0,2 Vậy N2 rơle nhận giá trị (I*SL; I*H) = (1,63; 12,83) Căn vào đặc tính làm việc rơle mà ta chỉnh định, cần xét xem toạ độ điểm cố N2 mà rơle nhận đựơc nằm vùng hãm hay vùng tác động Từ đường đặc tính tác động tìm điểm N2 điểm làm việc rơle xảy cố vùng N2 Điểm làm việc thuộc vùng hãm dẫn đến rơle tác động điều chứng tỏ đảm bảo yêu cầu Xác định độ an toàn hãm: Độ an toàn hãm tính theo cơng thức : Khãm = I H* I Htt Ta tính IH* = 12,83 Tính IHtt: I SLN I  tg1  I Htt  SLN  2,5 (*) Ta có: I Htt  2,5 tg1 Ikcb = ISLN2 = 0,263,375 = 1,027 thay vào cơng thức (*) có: I Htt  I SLN 1,63  2,5   2,5  5,67 tg1 0,5 - Hệ số an toàn hãm K atH  12,83  2,2 5,67 100 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh I*SL d 9,524 Vùng tác động c I*SL= 1,63 Vùng hãm N2 b a I*H IHtt = 5,76 I*H= 12,83 Hình 5.2 Đặc tính làm việc rơle so lệch 7UT633 Kiểm tra độ an toàn hãm có cố ngồi vùng phía 22 kV c) (điểm ngắn mạch N3) Vì phía ngắn mạch 22 kV trung tính nối đất trực tiếp, rơle ln ln loại trừ dòng TTK nên phải tìm dòng điện max laọi trừ dòng điện TTK Điều dẫn đến thường dòng ngắn mạch pha dòng ngắn mạch max Dòng ngắn mạch pha N3 tính chương 2, kết lấy từ bảng 2.2: - Dòng điện chạy qua BI1,482kA - Dòng điện chạy qua BI2 kA - Dòng điện chạy qua BI3 7,473kA Bây ta qui đổi dòng điện cấp điện áp, giả sử phía cao áp 110kV - Dòng điện chạy qua BI1 1,482 kA dòng điện khơng cần qui đổi phía cao áp - Dòng điện chạy qua BI2 0kA qui đổi phía 110kV 0kA - Dòng điện chạy qua BI3 7,473 kA cần qui đổi 101 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh IBI3qui đổi phía 110kV = IBI3* 22kV 22 = 7,473 = 1,083 kA 110kV 110 Dòng điện khơng cân trường hợp tính theo: Ikcb = ISL= 0,26*IN3max = 0,26*IBI3qui đổi phía 110kV = 0,261,083 = 0,24 kA Do rơle làm việc với giá trị tương đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb theo dòng danh định máy biến áp Và tất qui đổi phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp sử dụng dòng danh định phía cao áp IdđBAphía 110kV = 0,2 kA Qui đổi: I*kcb = I*SL= I kcb I ddBAphia110kV = 0,24  1,2 0,2 Dòng điện hãm trường hợp tính theo: Ihãm = IH= Icao áp + Itrung áp + Ihạ áp = IBI1 + IBI2 (đã qui đổi phía cao áp) + IBI3 (đã qui đổi phía cao áp) = 1,037 + + 1,083 = 2,12 kA Do rơle làm việc với giá trị tương đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị IH theo dòng danh định máy biến áp Và tất qui đổi phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp sử dụng dòng danh định phía cao áp Như ta có Qui đổi: I*H = IdđBAphía 110kV = 0,2 kA I ham I ddBAphia110kV = 2,12  10,6 0,2 Vậy N3 rơle nhận giá trị (I*SL; I*H) = (1,2;10,6) Căn vào đặc tính làm việc rơle mà ta chỉnh định, cần xét xem toạ độ điểm cố N3 mà rơle nhận đựơc nằm vùng hãm hay vùng tác động Từ đường đặc tính tác động tìm đỉêm N3 điểm làm việc rơle xảy cố vùng N3 điểm làm việc thuộc vùng hãm dẫn đến rơle tác động điều chứng tỏ đảm bảo yêu cầu 102 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh Xác định độ an tồn hãm: Độ an tồn hãm tính theo công thức : I H* Khãm = I Htt Ta tính IH*=10,6 Tính IHtt: Ta có INngmax = ImaxN3(3)=7,473 kết tính chương với SNmax máy biến áp làm việc song song nên có : ISLN3 = Ikcb = 0,26  7,473 = 1,206 Giao điểm đường thẳng ISL* = 1,2 với đường đặc tính tác động nằm đoạn b tìm được: I SLN I  tg  I Htt  SLN   1,206  4,82 I Htt tg K atH  - Hệ số an toàn hãm I*SL 10,6  1,85 4,82 d 9,524 Vùng tác động c b I*SL= 1,2 Vùng hãm N3 a I*H I*H= 12,83 IHtt=4,82 Hình 5.3 Đặc tính làm việc rơle so lệch 7UT633 Bảng 5-2 Thông số Điểm ngắn mạch INngoaimax (A) ISL* IH* IHtt KH 103 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh N2 3,375 1,63 12,83 5,76 2,2 N3 7,473 1,2 9,29 4,82 1,85 Kiểm tra độ nhạy tác động bảo vệ: (Ngắn mạch vùng bảo vệ) Để kiểm tra độ nhạy có cố vùng bảo vệ, ta xét dòng điện ngắn mạch nhỏ xảy ngắn mạch vùng bảo vệ điểm ngắn mạch N1'; N2'; N3' Để tránh tác động nhầm cố ngắn mạch chạm đất vùng bảo vệ MBA dòng điện đưa vào rơle gồm có hai thành phần, tính theo cơng thức chung là: Isolệch = ISL= Icao – Itrung - Ihạ= Iqua BI1 – Iqua BI2 – Iqua BI3 Ihãm = IH= |cao| + |Itrung| + |Ihạ| = |qua BI 1| + |Iqua BI 2| + |Iqua BI 3| Nhưng ngắn mạch vùng dòng điện qua BI2 BI3 đổi chiều nên công thức trở thành: Isolệch = ISL= Icao – Itrung - Ihạ= Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 So sánh với dòng điện hãm Ihãm = IH= |cao| + |Itrung| + |Ihạ|= |qua BI 1| + |Iqua BI 2| + |Iqua BI 3| Như kết luận: cố vùng độ lớn dòng điện so lệch độ lớn dòng điện hãm ISL = IH Tính tốn độ nhạy tác động có cố phía 110 kV điểm N1’: a) Tại điểm cố N1’ tìm dòng điện ngắn mạch nhỏ (chế độ S loại trừ dòng điện thứ tự khơng) - Dòng điện chạy qua BI1 1,583 kA - Dòng điện chạy qua BI2 kA - Dòng điện chạy qua BI3 kA Bây ta qui đổi dòng điện cấp điện áp, giả sử phía cao áp 110kV - Dòng điện chạy qua BI1 1,583 kA dòng điện khơng cần qui đổi phía cao áp - Dòng điện chạy qua BI2 kA qui đổi phía 110kV 0kA - Dòng điện chạy qua BI3 kA qui đổi phía 110kV 0kA 104 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh Dòng điện so lệch dòng điện hãm tính sau: Ikcb = ISL= IH = Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 = 1,583 + + = 1,583 kA Do rơle làm việc với giá trị tương đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb theo dòng danh định máy biến áp Và tất qui đổi phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp sử dụng dòng danh định phía cao áp IdđBAphía 110kV = 0,2 kA Qui đổi: I*SL = I*H= = 1,583  9,02 0,2 Tổng kết: Tại N1’ rơle nhận giá trị (I*SL; I*H) = (9,02; 9,02) Căn vào đặc tính làm việc rơle mà ta chỉnh định, cần xét xem toạ độ điểm cố N1’ mà rơle nhận nằm vùng hãm hay vùng tác động I*SL d N1’ I*SL=9,02 Vùng tácđộng c Vùng hãm b a I*H I*H= 9,02 Hình 5.4 Đặc tính làm việc rơle so lệch 7UT633 Điểm làm việc N1' thuộc vùng tác động dẫn đến rơle tác động tức thời → đảm bảo yêu cầu bảo vệ Xác định độ nhạy tác động Hệ số độ nhạy xác định theo công thức : * I SL Kn  I SLtt Trong đó: ISL(min) - Dòng điện so lệch cực tiểu ngắn mạch vùng bảo vệ 105 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh ISLtt - Dòng điện so lệch tính tốn Trên đường đặc tính cố tìm IH* =ISL(*) = 9,02, giao điểm đường IH = 9,02 với đường đặc tính tác động nằm đoạn c I SLtt  tg I SL  2,5 Với tg2 = 0,5 Nên: ISLtt = (ISL - 2,5) tg2 = (9,02 - 2,5) 0,5 = 3,26 Hệ số độ nhạy: Kn  9,02  2,76 3,26 b)Tính tốn độ nhạy tác động có cố phía 35 kV điểm N2’: Tại điểm cố N2’ tìm dòng điện ngắn mạch nhỏ (chế độ S loại trừ dòng điện thứ tự khơng) - Dòng điện chạy qua BI1 0,731 kA - Dòng điện chạy qua BI2 2,3 kA - Dòng điện chạy qua BI3 kA Bây ta qui đổi dòng điện cấp điện áp, quy đổi phía cao áp 110kV - Dòng điện chạy qua BI1 0,731 kA dòng điện khơng cần qui đổi phía cao áp - Dòng điện chạy qua BI2 2,3 IBI2qui đổi phía 110kV = IBI2* - kA qui đổi phía 110kV 35kV 35 = 2,3* = 0,55 kA 110kV 110 Dòng điện chạy qua BI3 kA quy đổi phía cao áp kA Dòng điện so lệch dòng điện hãm tính sau: ISL= IH = Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 = 0,315 + 0,55 + = 1,127 kA Do rơle làm việc với giá trị tương đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb theo dòng danh định máy biến áp Và tất qui đổi phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp sử dụng dòng danh định phía cao áp 106 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh IdđBAphía 110kV = 0,2 Qui đổi: I*SL = I*H= = kA 1,127  5,635 0,2 Tại N2’ rơle nhận giá trị (I*SL; I*H) = (5,635; 5,635) Căn vào đặc tính làm việc rơle mà ta chỉnh định, cần xét xem toạ độ điểm cố N2’ mà rơle nhận nằm vùng hãm hay vùng tác động I*SL d Vùng tác dộng N2’ I*SL = 5,635 c Vùng hãm b a I*H I*H= 5,635 Hình 5.5 Đặc tính làm việc so lêch 7UT633 Điểm làm việc N2’ thuộc vùng tác động → rơle tác động tức thời → đảm bảo yêu cầu Xác định độ nhạy tác động Hệ số độ nhạy xác định theo công thức : Kn  * I SL I SLtt Trong đó: ISL(min) - Dòng điện so lệch cực tiểu ngắn mạch vùng bảo vệ ISLtt - Dòng điện so lệch tính tốn Trên đường đặc tính cố tìm IH* =ISL(*) = 5,635 , giao điểm đường IH = 5,635 với đường đặc tính tác động nằm đoạn c I SLtt  tg1 I H  2,5 Nên: Với tg1 = 0,25 ISLtt = (IH - 2,5) tg1 = 0,5(5,635 - 2,5) = 1,57 107 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh Kn  Hệ số độ nhạy: 5,635  3,6 1,57 I*SL d Vùng tác dộng N2’ I*SL = 5,635 c Vùng hãm 1,57 b a I*H I*H= 5,635 Hình 5.6 Đặc tính làm việc so lêch 7UT633 Tính tốn độ nhạy tác động có cố phía 22 kV điểm N3’: c) Tại điểm cố N3’ tìm dòng điện ngắn mạch nhỏ (chế độ S loại trừ dòng điện thứ tự khơng) - Dòng điện chạy qua BI1 0,934 kA - Dòng điện chạy qua BI2 - Dòng điện chạy qua BI3 4,713 kA kA Bây ta qui đổi dòng điện cấp điện áp, quy đổi phía cao áp 110kV - Dòng điện chạy qua BI1 0,934kA dòng điện khơng cần qui đổi phía cao áp - Dòng điện chạy qua BI2 kA quy đổi phía cao áp kA - Dòng điện chạy qua BI3 4,713 kA qui đổi phía 110kV : IBI3qui đổi phía 110kV = IBI3* 22kV 22 = 4,713* = 0,476 kA 110 110kV Dòng điện so lệch dòng điện hãm tính sau: ISL= IH = Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 = 0,934 + + 0,476 = 0,946 kA 108 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh Do rơle làm việc với giá trị tương đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb theo dòng danh định máy biến áp Và tất qui đổi phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp sử dụng dòng danh định phía cao áp IdđBAphía 110kV = 0,2 Qui đổi: I*SL = I*H= = kA 0,946  4,73 0,2 Tại N3’ rơle nhận giá trị (I*SL; I*H) = (4,73; 4,73) Căn vào đặc tính làm việc rơle mà ta chỉnh định, cần xét xem toạ độ điểm cố N3’ mà rơle nhận nằm vùng hãm hay vùng tác động Xác định độ nhạy tác động Hệ số độ nhạy xác định theo công thức : * I SL Kn  I SLtt Trong đó: ISL(min) - Dòng điện so lệch cực tiểu ngắn mạch vùng bảo vệ ISLtt - Dòng điện so lệch tính tốn Trên đường đặc tính cố tìm IH* = ISL(*) = 4,73 , giao điểm đường IH = 4,73 với đường đặc tính tác động nằm đoạn b I SLtt  tg IH Nên: Với tg1 = 0,25 ISLtt = IH tg1 = 4,73  0,25 = 1,18 Hệ số độ nhạy: Kn  4,73 4 1,18 109 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh d 9,524 Vùng tác động c Vùng hãm N3’ I*SL= 4,73 b 1,18 a I*H I*H= 4,73 Hình 5.7 Đặc tính tác động rơle 7UT633 Bảng Thông số Điểm ISL* IH* ISLtt Knhay N1’ 5,635 5,635 1,8 4,02 N2’ 9,02 9,02 3,26 2,76 N3’ 4,73 4,73 1,78 ngắn mạch 110 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh MỤC LỤC CHƯƠNG I MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THƠNG SỐ CHÍNH 1.1 MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ CHƯƠNG II TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE 2.1 SƠ ĐỒ 1: SN MAX(2 ĐƯỜNG DÂY SONG SONG), MBA LÀM VIỆC 2.1.1 Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch N1, N1') DÒNG QUA CÁC BI CÒN LẠI BẰNG 10 2.1.2 Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch N2, N2') 10 2.1.3 Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N3, N3') 11 N1' 15 2.2 SƠ ĐỒ 2: SN MAX(2 ĐƯỜNG DÂY SONG SONG), MBA LÀM VIỆC 16 2.2.1 Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch N1, N1') 16 2.2.2 Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch N2, N2') 19 2.2.3 Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N3, N3') 20 N1' 25 2.3 SƠ ĐỒ 3: SN MIN(1 ĐƯỜNG DÂY), MBA LÀM VIỆC 25 2.3.1 Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch N1, N1') 25 2.3.2 Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch N2, N2') 29 2.3.3 Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N3, N3') 29 N1' 33 2.4 SƠ ĐỒ 4: SN MIN(1 ĐƯỜNG DÂY), MBA LÀM VIỆC 34 2.4.1 Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch N1, N1') 34 2.4.2 Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch N2, N2') 37 2.4.3 Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N3, N3') 38 N1' 43 CHƯƠNG III 44 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 44 3.1 BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP BA PHA BA CUỘN DÂY 44 3.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ 45 3.2.1 Tác động nhanh 45 3.2.2.Tính chọn lọc 45 3.2.3.Độ nhạy 46 3.2.4.Độ tin cậy 46 3.2.5.Tính kinh tế 46 3.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP 47 3.4 NGUN LÍ VÀ CÁC THƠNG SỐ CHÍNH CỦA TỪNG LOẠI BẢO VỆ 48 3.4.1 Bảo vệ rơle khí (Buchholz) 48 111 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh 3.4.2 Bảo vệ so lệch có hãm: I /87T 49 3.4.3 Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không: I /87N (bảo vệ chống chạm đất hạn chế:REF-Restricted_Earth_Fault) 52 3.4.4 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: I>>/50 52 3.4.5 Bảo vệ q dòng có thời gian: I>/51 53 3.4.6.Bảo vệ q dòng thứ tự khơng: I >/51N 54 3.4.7 Các bảo vệ chống tải: I  /49 55 CHƯƠNG IV 57 GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG 57 VÀ THÔNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG 57 4.1 RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH 7UT633 57 4.1.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7UT633 57 4.1.2 Một số thông số kỹ thuật rơle 7UT633 60 4.1.3 Nguyên lý hoạt động chung rơle 7UT633 61 4.1.4 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT633 64 4.1.5 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp 65 4.1.6 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 7T633 70 4.1.7 Chức bảo vệ dòng rơle 7UT633 73 4.1.8 Chức bảo vệ chống tải 73 4.2 RƠLE SỐ 7SJ621 74 4.2.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7SJ621 74 4.2.2 Nguyên lí hoạt động chung rơle 7SJ621 76 4.2.3 Một số thông số kĩ thuật rơle 7SJ621 82 4.2.4 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7SJ621 83 CHƯƠNG V 85 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 85 5.1 CHỌN MÁY CẮT,MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN,MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 85 5.1.1 Máy cắt điện 85 5.1.2 Máy biến dòng điện 87 5.1.3 Máy biến điện áp 88 5.2 TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ BẢO VỆ 88 5.2.1 Chức bảo vệ so lệch có hãm 89 5.1.2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF): ( I / 87N) 91 5.3 NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠ LE 7SJ621 91 5.3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh:( I>>/ 50) 91 5.3.2 Bảo vệ q dòng có thời gian:( I>/ 51) 92 5.3.3 Bảo vệ q dòng thứ tự khơng (I0 > 51N ) 93 5.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ 94 112 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh 5.4.1Kiểm tra độ nhạy bảo vệ phía 110 kV 94 5.4.2 Kiểm tra độ nhạy bảo vệ phía 35 kV 95 5.4.3 Kiểm tra độ nhạy bảo vệ phía 22 kV 95 5.5.KIỂM TRA ĐỘ NHẠY BẢO VỆ SO LỆCH TTK (87N/I0) 96 5.6 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ 87/I 97 113 GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh ... VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh CHƯƠNG I MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THƠNG SỐ... áp: Máy biến áp cuộn dây, có cấp điện áp 110/38,5/24 kV GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hồng Thị Cẩm Anh Cơng suất: Sdđ B = 63 MVA Tổ đấu dây: Yo -  - 11 Giới hạn điều chỉnh điện áp ±10% Điện áp ngắn... cuộn dây: UCN%- T = 10,5% UCN%- H = 18% UTN%- H = 8% GVHD:TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH:Hoàng Thị Cẩm Anh CHƯƠNG II TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE Mục đích việc tính tốn ngắn mạch: Trong thiết