Đồ án tốt nghiệp Khuat hữu dũng

Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 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: Khuất Hữu Hưng Lớp : Đ5H2 Hệ đại học quy Nghành: Hệ thống điện TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY 220kV HỊA BÌNH– HÀ ĐƠNG I.Các số liệu ban đầu Từ thực tế II Nội dung phần thuyết minh tính tốn - Phần : Giới thiệu tổng quan trạm 220 kv Hà Đơng Tính tốn ngắn mạch phục vụ chỉnh định rơle Chọn máy cắt, máy biến dòng điện máy biến điện áp Lựa chọn phương thức bảo vệ Giới thiệu tính thơng số rơ le sử dụng Tính tốn thơng số bảo vệ, kiểm tra làm việc bảo vệ - Phần : Sơ đồ bảo vệ so lệch dẫn 220kV khối 2-C34 nhà máy thủy 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 Hòa Bình – Hà Đơng - Đặc tính khởi động đặc tính vùng phát cố bảo vệ khoảng cách đặt đầu đường dây phía Hòa Bình - 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 15 tháng 10 năm 2014 Người hướng dẫn Th.s Nguyễn Văn Đạt Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc LỜI MỞ ĐẦU Trong q 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 không 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 Hòa Bình- Hà Đơng” 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 Hòa Bình- Hà Đơng - 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 Hòa Bình- Hà Đơng - Chương 4: Tính toán, chỉnh định kiểm tra vùng bảo vệ, kiểm tra độ nhạy bảo vệ +, Phần 2: Sơ đồ bảo vệ so lệch dẫn 220kV khối 2-C34 nhà máy thủy điện Hòa Bình Q trình làm đồ án em đầu tháng 10 năm 2012 tận ngày hôm nay, nhiên với khả trình độ hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận góp ý, bảo thầy, 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 15 tháng 10 năm 2014 Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc PHẦN I THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN BẢO VỆ RƠLE ĐƯỜNG DÂY 220kV HỊA BÌNH – HÀ ĐƠNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TRẠM 220kV HÀ ĐƠNG 1.1 SƠ LƯỢC VỀ Q TRÌNH PHÁT TRIỂN TRẠM 220KV HÀ ĐƠNG Trạm 220kV Hà Đơng cơng suất 3x250MVA trạm 220kV cấp điện cho khu vực trung tâm Thành phố Hà Nội Hiện nay, trạm cấp điện từ HTĐ quốc gia nguồn sau: Nhà máy TĐ.Hòa Bình trực tiếp qua lộ đường dây: mạch đường dây 220kV TĐ.Hòa Bình – Hà Đơng mạch đường dây qua TĐ.Hòa Bình-Xn Mai-Hà Đơng Trạm 500kV Thường Tín qua mạch ĐD 220kV Thường Tín – Hà Đơng Trạm 500kV Nho Quan qua ĐD 220kV Nho Quan – Phủ Lý – Hà Đông Trạm biến áp 220kV Hà Đông trạm nút quan trọng hệ thống lưới điện Quốc Gia, việc cung cấp điện cho phụ tải 110kV khu vực như: - Trạm 110kV Thượng Đình Trạm 110kV Văn Quán Trạm 110kV Vân Đình Trạm 110kV Văn Điển Trong tương lai có trạm 110kV khác cung cấp điện từ trạm như: - Trạm 110kV Mỗ Lao Trạm 110kV Dương Nội Trạm 110kV Cầu Diễn Ngoài việc cấp điện cho phụ tải trạm 110kV, trạm hỗ trợ cơng suất cho trạm 220kV khác khu vực như: - Trạm biến áp 220kV Chèm Trạm biến áp 220kV Mai Động Trạm biến áp 220kV Thành Công Do tiến dộ triển khai dự án khu vực bị chậm như: - Trạm 220kV Tây Hồ Nên năm tới, trạm 220kV Hà Đơng ngồi việc đảm bảo cấp điện cho phụ tải có Trạm phải làm nhiệm vụ hỗ trợ lượng công suất lớn cho phụ tải lân cận địa bàn Hà Nội, chờ đợi trạm 220kV vào vận hành Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 1.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT 1.2.1 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 220kV Sơ đồ phía 220kV thiết kế theo sơ đồ hệ thống đường vòng, có 12 ngăn lộ sau: + Ngăn (F01) Chèm MBA-AT5 (lộ 271 lộ tổng 235) + Ngăn (F02) Xuân Mai (lộ 272) + Ngăn (F03) Hòa Bình (lộ 273) + Ngăn (F04) đến MBA-AT3 (lộ tống 233) + Ngăn (F05) phân đoạn (212) + Ngăn (F06) đến MBA-AT4 (lộ tổng 234) + Ngăn (F07) mạch vòng (200) + Ngăn (F08) Thường Tín (lộ 274) + Ngăn (F09) Thường Tín (lộ 275) + Ngăn (F10) Phủ Lý (276) + Ngăn (F11) Hòa Bình (lộ 277) + Ngăn (F12) dự phòng Ưu điểm: -Vận hành linh hoạt tình huống, sửa chữa máy cắt hay lộ đường dây trạm trì nhiệm vụ cung cấp điện -Vận hành đơn giản, số lượng thiết bị giảm vốn đầu tư lắp đặt sửa chữa Nhược điểm: -Khơng có khả phát triển phụ tải đường dây Nếu có u cầu phát triển phải thay đổi sơ đồ 1.2.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 110kV Sơ đồ phía 110kV thiết kế theo sơ đồ hệ thống đường vòng, có 15 ngăn lộ sau: + Ngăn (J01) phân đoạn (112) + Ngăn (J02) Vân Đình (lộ 171) + Ngăn (J03) Sơn Tây (lộ 173) + Ngăn (J04) ngăn lộ tổng MBA-T2và T6 (132) + Ngăn (J05) Chèm (lộ 174) + Ngăn (J06) Thượng Đình (lộ 172) + Ngăn (J07) Chèm (lộ 175) + Ngăn (J08) ngăn lộ tổng MBA-T1 (131) Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc + Ngăn (J09) Thượng Đình (lộ 176) + Ngăn (J10 J11) Mai Động (lộ 177 178) + Ngăn (J12) ngăn mạch vòng (100) + Ngăn (J13) ngăn lộ tổng MBA-AT3 (133) + Ngăn (J14) ngăn lộ tổng MBA-AT4 (134) + Ngăn (J15) ngăn lộ tổng MBA-AT5 (135) + Máy cắt 100 200 máy cắt vòng nhiệm vụ thay cần sửa chữa cho ngăn lộ +Máy cắt 212 112 máy cắt liên lạc nhiệm vụ san sẻ công suất cho với Ưu điểm: -Vận hành linh hoạt tình huống, đảm bảo cung cấp điện tốt Khi cần sửa chữa máy cắt dung máy cắt vòng thay cho máy cắt đó, trì việc cung cấp điện bình thường -Khi cần sửa chữa trì việc cung cấp điện cho phụ tải nhờ vào việc chuyển đổi Nhược điểm: -Sơ đồ phức tạp nên dễ xảy thao tác nhầm -Số lượng thiết bị nhiều (do sơ đồ bố trí phức tạp để vận hành linh hoạt) 1.2.3 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 22kV Phía 22kV nối theo kiểu hệ thống góp gồm hai phân đoạn tách rời nhau: Một phân đoạn cấp điện từ MBA AT4 cấp cho MBA tự dùng TD44, Một phân đoạn cấp điện từ MBA AT3 cấp cho MBA tự dùng TD43 - Ưu điểm : + Sơ đồ đơn giản,dễ dàng cho vận hành + Là tủ hợp dạng GIS có nén khí SF khoang MC khoang áp lực Có độ tin cậy cao - Nhược điểm : + Khi sửa chữa ngăn lộ lộ cấp điện bị điện + Liên động DCL-MC-TĐ phức tạp + Không nhìn thấy DCL mở ( kiểm tra tín hiệu ) + Khó bảo dưỡng thí nghiệm 1.3 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 1.3.1 MÁY BIẾN ÁP - Máy biến áp AT3 AT4: Công suất máy : 250/250/85MVA (AEG) Điện áp: 225±8x1,25%/115/23kV Bình thường: máy vận hành khoảng (từ 80÷85)% cơng suất Cao điểm: máy vận hành 100% công suất - Máy biến áp AT5: Công suất máy : 250/250/30MVA (Siemens) Điện áp: 225±8x1,25%/115/23kV Bình thường: máy vận hành khoảng (từ 80÷85)% cơng suất Cao điểm: máy vận hành 100% công suất - Máy biến áp T1: Công suất máy: 63/63/63MVA Điện áp: 115±9x1,78%/38,5±2x2,5%/23kV Bình thường: vận hành đầy tải Cao điểm : tải từ 15% Máy T1 cấp điện cho phụ tải 22kV 35kV - Máy biến áp T2: Công suất máy: 63/63/63MVA Điện áp: 115±9x1,78%/38,5±2x2,5%/23(6)kV Bình thường: vận hành đầy tải Cao điểm: tải từ 15% Máy T2 cấp điện cho phụ tải 35kV - Máy biến áp T6: Công suất máy: 25/25/25MVA Điện áp: 115±9x1,78%/11/6,6kV Bính thường: vận hành 50% cơng suất Máy T6 cấp điện cho phụ tải 6kV 1.3.2 MÁY CẮT +, Phía 220kV: Máy cắt loại: + S1 245 F3 (AEG) - 3150A-40kA/3s (ngăn F01÷ F10) + 3AP1 F1 (Siemens) - 3150A-40kA/3s (ngăn F11) + SB6m-245 - 3150A-40kA/3s ngăn lộ tổng MBA-AT5 +, Phía 110kV : Máy cắt loại: Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc + S1 145 F1 – 123kV- 2000A-40kA/3s (ngăn J01 ÷ J14) + S1 145 F1 – 145kV- 3150A-31,5kA/3s (ngăn J01 ÷ J14) + LTB145D1 2000A-40kA/3s Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng (tụ bù) Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 1.3.3 Trường Đại học Điện lưc TI Hãng sản xuất EMEK ARTECH E Trung Quốc Thờ Tỷ số biến danh i Tần Uđm Umax Iđm định gian số (KV) (KV) (A) VH 1998 50 245 245 400-600-800-1200/5A Tỷ số biến sử dụng 1200/5A 2001 50 245 245 400-600-800-1200/5A 1200/5A 2010 50 245 245 400-800-1200/5A 1200/5A EMEK 1998 50 125 125 ABB 2003 50 123 123 Trung Quốc 2010 50 110 126 ABB ATECHE ATECHE ATECHE MWB ATECHE EMEK SIEMENS SIEMENS AEG LS LS LS 123 36 36 36 38.5 38.5 36 123 38.5 38.5 38.5 40.5 38.5 38.5 24 24 24 24 24 24 24 24 2003 2010 2009 2009 2007 2009 2011 2005 2005 1998 2009 2007 2007 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 600-1200-15002000/5A 400-800-1200/5A 600-1200-15002000/5A 10/5A 300-400-600/5 200-300-400/5 400-600/5 600-800-1200/5 400-600-1200/5/5 300-600/5 800-1600-2000/5 200-400/5 1000-2000/5 200-400/5 800-1600-2000/5 200-400/5 800-1200/5A 400-1200/5A 2000/5A 10/5A 600/5 400/5 400-600/5 1200/5 1200/5 600/5 1600-2000/5 400/5 2000/5 400/5 2000/5 400/5 Bảng 1.1 Các loại biến dòng Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 1.3.4 TU Chủng loại Hãng sx Thời gian VH C21, C22, C29, 271-276 DKF245 ARTECHE 2006 50 220 245 277 DDB245 ARTECHE 2001 50 220 245 2006 50 vị trí Tần số Uđm Umax (kv) (kv) Tỷ số biến danh định TU 220KV TU 110kV 171-178, C11, C12, C19 DDB123 ARTECHE 110 220/√3 / 0,1/√3 / 0,1 220/√3 / 0,1/√3 / 0,1 123 110/√3 / 0,1/√3 / 0,1 35/√3 / 0,1/√3 / 0,1 TU 35kV UTB-52 C31, C32 ARTECHE 2005 50 35 40.5 TU 22kV C43, C44 EY20B AEG 1998 50 23 24 C41 4MR54 SIEMENS 2005 50 23 24 3XGPT LS 2007 50/60 6.6 23/√3 / 0,11/√3 / 0,11/√3 23/√3 / 0,11/√3 / 0,11/√3 TU 6kV C62 6/√3 / 0,1/√3 / 0,1/3 Bảng 1.2 Các loại biến điện áp Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 1.3.5 DAO CÁCH LY Vị trí DCL 220KV 271-276, 200, 233, 234, 212 277 235-1 235-2 DCL 110KV 172-1,-2,-7, 174-1,-2,-7,-9, 175-1,-2,-7,-9, 131-1,-2,-3,-9, 173-7, 176-7 172-9, 176-1,-2,-9, 177-1,-2,7,-9, 178-1,-2,-7,-9, 132-1,2,-3,-9, 173-1,-2,-9, 171-1,2,-7,-9, 112-1, 112-2 DCL ngăn 100, 133, 134 Chủng loại Hãng sx Thời gian VH Uđm (kv) Iđm (A) SGCTT245/1600 MESA 2006 245 1600 RC.245 S&S Power 2001 245 1600 SGCT245/3150A HCB MESA 2009 245 3150 ELPRO 2009 245 1250 SDCT.123 CEMEL 2004 123 1250 SGC123/1600 MESA 200 123 2000 1998 123 2000 2010 123 2000 LG 2001 40 2000 MESA 2007 36 1250 S&S 2003 36 1250 Liên Xô 2002 35 1250 Liên Xô 2011 35 1250 Liên Xô 2003 35 1250 RC.123 135 GW4(A)-126 DCL 35KV 331-1; 331-3 THS2 SGCPTT36/1250 3322; 332-3 371, 373, 375, 376, 378, 300, TUC31, TUC32 RC.36 377 374 3-233B/1250T1 379,381 S&S Power Trung Quốc Bảng 1.3 Các loại dao cách ly Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 10 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc Khi xuất tình trạng khơng bình thường, rơ le tự động ghi lại kiện xảy đường dây bảo vệ lưới điện Rơ le có khả ghi lại lưu giữ ghi cố thông báo diễn biến cố đường dây bảo vệ II Rơ le số 7SJ512 : Bảo vệ dòng 7SJ512 ( 7SJ610 ), làm nhiệm vụ loại trừ dạng cố xảy đường dây bảo vệ, bảo vệ làm việc song song với bảo vệ khoảng cách 7SA511 Bảo vệ sử dụng chức sau - Bảo vệ dòng - Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt đường dây - Chức ghi cố Bảo vệ dòng: Bảo vệ thiết kế chống tất dạng ngắn mạch pha – pha, pha – đất Với hai cấp * Bảo vệ dòng pha – pha - Cấp 1: Khi I = 3,7 A, t = 0,1 (s) Bảo vệ tác động cắt máy cắt đường dây, khởi động bảo vệ YPOB máy cắt đường dây Khi cấp tác động đèn LED rơ le sáng - Cấp 2: Khi I = 1,25 A, t = 1,0 (s) Bảo vệ tác động cắt máy cắt đường dây, khởi động bảo vệ YPOB máy cắt đường dây Khi cấp tác động đèn LED rơ le sáng * Bảo vệ dòng pha – đất - Cấp 1: Khi I = 3,0 A, t = 0,1 (s) Bảo vệ tác động cắt máy cắt đường dây, khởi động bảo vệ YPOB máy cắt đường dây - Cấp 2: Khi I = 1,25 A, t = 0,5 (s) Bảo vệ tác động cắt máy cắt đường dây, khởi động bảo vệ YPOB máy cắt đường dây Khi cấp bảo vệ dòng khẩn cấp pha – đất tác động đèn LED báo bảo vệ chạm đất tác động Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 50BF ( YPOB ): Bảo vệ làm nhiệm vụ dự phòng có hư hỏng máy cắt đường dây Nếu có ngắn mạch đường dây, bảo vệ tác động cắt máy cắt, máy cắt từ chối không cắt sau 0,3 giây bảo vệ chống hư hỏng máy cắt gửi tín hiệu cắt vượt tuyến để loại trừ cố Bảo vệ thường xuyên giám sát dòng qua máy cắt khởi động từ bảo vệ đường dây bảo vệ so lệch 110kV Khi bảo vệ tác động gửi tín hiệu cắt lại máy cắt đường dây đồng thời gửi tín hiệu vào bảo vệ YPOB 110kV Nếu bảo vệ tác động cắt máy cắt đường dây bảo vệ trở khơng tác động cắt vượt tuyến lên 110kV Chức ghi cố: Khi xuất tình trạng khơng bình thường, rơ le tự động ghi lại kiện xảy đường dây bảo vệ lưới điện Rơ le có khả ghi lại lưu giữ ghi cố thông báo diễn biến cố đường dây bảo vệ Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 80 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc CHƯƠNG TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CHO BẢO VỆ 4.1 CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN – BIẾN ĐIỆN ÁP 4.1.1 CHỌN BIẾN DÒNG ĐIỆN BI Các biến dòng điện có tỷ số biến : n I = IS IT Trong : IS dòng sơ cấp định mức BI chọn theo dòng làm việc lớn qua BI IT dòng thứ cấp cung cấp cho rơ le, lấy 1A Dòng điện làm việc lớn chạy qua đường dây 220 kV Hòa Bình – Hà Đơng xác định theo điều kiện : Dòng làm việc cho phép theo chế độ phát nóng dây dẫn ACK500 945A, Vậy ta chọn BI loại QDR245 có thơng số sau : IT = 1A IS/Icb Ta chọn IS = 1200A Vậy tỷ số biến dòng là: n I = I S 1200 A = = 1200 IT 1A 4.1.2 CHỌN BIẾN ĐIỆN ÁP BU Các biến điện áp có tỷ số biến là: nU = US UT Trong : US điện áp sơ cấp định mức BU chọn theo : U S = 220 / ( kV ) UT điện áp thứ cấp định mức BU chọn theo : UT = 110 / 3(V ) U S 220.103 / = = 2000 Vậy : Tỷ số biến điện áp : nU = UT 110 Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 81 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc Vậy ta chọn BU loại CCV245 BU kiểu tụ, * Ta có tỷ số biến đổi tổng trở rơle : nZ = nU 2000 = = 1,6667 n I 1200 * Điện trở nối đất cột điện với đường dây 220 kV : RC = 15Ω * Điện trở hồ quang : RHQ = LHQ I N (Ω) - LHQ chiều dài hồ quang điện, lấy gần khoảng cách pha đường dây, Với đường dây 220 kV LHQ = 8m, - INmin Dòng ngắn mạch nhỏ vị trí xét, 4.2 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH Ta có sơ đồ đường dây 220 kV Hòa Bình – Hà Đơng hình 4.1 Hình 4.1 Sơ đồ đường dây 220 kV Hòa Bình- Hà Đông Ký hiệu sơ đồ: - Thanh Hà Đơng : B - Thanh Hòa Bình : A - Thanh Xuân Mai: D Bảo vệ khoảng cách có vùng bảo vệ: + Vùng I bảo vệ khoảng cách BV11 đặt đầu B bảo vệ 85% chiều dài BA (LBA) tính từ đầu B, + Vùng II bảo vệ khoảng cách BV11 đặt đầu B bảo vệ toàn chiều dài BA (LBA) bảo vệ thêm 30% chiều dài AD (LAD) tính từ đầu A, + Vùng III bảo vệ khoảng cách BV11 đặt đầu B bảo vệ toàn chiều dài BA (LBA) bảo vệ tồn chiều dài AD (LAD) bảo vệ thêm 20% chiều dài đường dây DB (LDB) tính từ đầu D Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 82 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc Cụ thể: 4.2.1 TÍNH TỐN CHO VÙNG I Vùng I vùng bảo vệ cắt nhanh nên: - Thời gian tác động tI ≈ sec - Điện kháng khởi động sơ cấp: I X KdS = 0,85 X BA = 0,85.0, 4.65 = 22,1Ω Với XBA = 0,4,65 = 26 Ω điện kháng thứ tự thuận (TTT) đường dây Hà Đơng-Hòa Bình, + Đối với cố pha – pha I RKdS = 0,85.RBE + 0,5.RHQ = 0,85.0, 065.65 + 0,5.8 = 7,5912Ω Với RBE = 0,065,65 = 4,225 Ω điện trở thứ tự thuận (TTT) đường dây Hà Đơng-Hòa Bình, Còn RHQ = Ω điện trở hồ quang + Đối với cố pha – đất I RKdS = 0,85.RBE + RHQ + RC = 0,85.4, 225 + + 15 = 26,5912Ω RC = 15 Ω điện trở cột điện nối đất 4.2.2 TÍNH TỐN CHO VÙNG II Vùng II vùng bảo vệ có thời gian : - Thời gian tác động tII = tI + ∆t = 0,3 sec Với ∆t cấp chọn lọc thời gian, ∆t = 0,3 sec - Điện kháng khởi động sơ cấp: XII KđS = XBA + 0,3.XAD = 26+0,3.0,4.39)=30,68Ω Với XAD = 0,4,39 = 15,6 Ω điện kháng thứ tự thuận (TTT) đường dây Hòa Bình- Xn Mai - Điện trở khởi động sơ cấp: + Với cố pha – pha RII KđS = RBA + 0,3.RAD + 0,5.RHQ = 4,225+ 0,3.0,065.39+ 0,5.8 = 8,9855 Ω Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 83 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc Trong : RAD = 0,065.39 = 2,535 Ω điện trở TTT đường dây Hòa Bình – Xn Mai, + Với cố pha – đất RII KđS = RBA + 0,3.RAD + RHQ + RC = 4,225 + 0,3.2,535+8 + 15 = 27,9855 Ω 4.2.3 TÍNH TỐN CHO VÙNG III Vùng III vùng bảo vệ có thời gian : - Thời gian tác động tIII = tII + ∆t = 0,6 sec - Điện kháng khởi động sơ cấp: XIII KđS = XBA + XAD + 0,2.XDB = 26+15,6+0,4.0,2.25= 43,6Ω - Điện trở khởi động sơ cấp: + Với cố pha – pha RIII KđS = RBA + RAD + 0,2.RDB + 0,5.RHQ = 4,225+2,535+0,2.0,065.25+0,5.8 = 11,085 Ω Trong : RDB = 0,065.25 = 1,625 Ω điện trở TTT đường dây Xuân Mai – Hà Đông + Với cố pha – đất RIII KđS = RBA + RAD + 0,2.RDB + RHQ + RC = 4,225+ 2,535+0,2.1,625+8 + 15 = 30,085 Ω Thời gian tác động bảo vệ khoảng cách đặt Hà Đông vùng bảo vệ biểu diễn theo hình 4,2: 4.2.4 ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG CỦA RƠ LE KHOẢNG CÁCH ĐẶT TẠI HÀ ĐÔNG Tỷ số biến đổi dòng điện BI : nI = Tỷ số biến đổi điện áp BU : nU = 1200 A 1A 220kV 0,11kV - Điện kháng khởi động thứ cấp cài đặt vào rơ le : Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 84 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 X KdT = Trường Đại học Điện lưc nI × X KdS = 0,6 X KdS nU - Điện kháng khởi động thứ cấp cài đặt vào rơ le tương ứng với hai chế độ Pha – Pha Pha – Đất : X KdT = nI × X KdS nU Từ công thức trên, với điện trở điện kháng khởi động sơ cấp tính ta có kết tính tốn chỉnh định rơ le khoảng cách đặt Chèm hình 4,1 sau : Bảng 4.1 Điện kháng điện trở rơ le khoảng cách đặt Hà Đông XKđ (Ω) RKđS (Ω) RKđT (Ω) Vùng t(s) XKđS XKđT Pha-Pha Pha-Đất Pha-Pha Pha-Đất Vùng I 6,46 3,876 Vùng II 0,3 11,792 7,0752 Vùng III 0,6 20,3776 12,2266 2,0824 18,115 1,2494 10,869 2,9488 18,9814 1,7693 11,3888 4,344 20,3766 2,6064 12,226 4.2.5 CHỈNH ĐỊNH VÀ PHÁT HIỆN SỰ CỐ - Điện kháng giới hạn phía thứ cấp : (X + B)T = 2.XIII KđT = 2.12,226 = 24,4532 Ω - Điện kháng giới hạn phía thứ cấp : (X - B)D = ½ (X + C)T = XIII KđT = 12,2266 Ω - Với trường hợp dòng tải cực đại điện áp cực tiểu phía sơ cấp gần giống cố (Umin ; Imax) ta tính : * Điện trở phía sơ cấp : RB S = U 0,9.220 = = 138,5641Ω 3.Ilv max 3.0,825 Với Ilvmax=0,825kA dòng phụ tải cho phép dây ACKP400 * Điện trở phía thứ cấp : Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 85 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 RB 2T = → Trường Đại học Điện lưc nI 1200 /1 × RB S = ×138,5641 = 83,1384Ω nT 220 / 0,11 RB1T = 0,8.RB2T = 0,8.83,1384 = 66,5107 Ω Đặc tính khởi động đặc tính phát cố bảo vệ khoảng cách đặt trạm Hà Đông biểu thị hình 4,3 Trong : - X1 , X2 , X3 điện kháng khởi động thứ cấp vùng bảo vệ I, vùng II, vùng III rơ le bảo vệ khoảng cách - R1 , R2 , R3 điện trở khởi động thứ cấp vùng bảo vệ I, vùng II, vùng III rơ le bảo vệ khoảng cách có cố Pha – Pha, - R1E , R2E , R3E điện trở khởi động thứ cấp vùng I, vùng II, vùng III rơ le bảo vệ khoảng cách kh có cố Pha – Đất, Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 86 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc Hình 4.3 Đặc tính khởi động đặc tính vùng phát cố rơle bảo vệ khoảng cách đặt Hà Đông Rơ le khoảng cách đặt Hà Đông phát cố tổng trở mà rơle đo nằm vùng phát (Vùng giới hạn hình chữ nhật có hồnh độ từ - RB1T đến + RB1T tung độ từ (X+B) đến (X-B) hình 4.3) 4.3 BẢO VỆ Q DỊNG CĨ HƯỚNG Đối với bảo vệ q dòng có hướng ta có cấp tác dụng theo thời gian sau: 4.3.1 BẢO VỆ CẤP I Là bảo vệ cắt nhanh có hướng với kiện sau: - Thời gian tác động: tI = sec - Giá trị khởi động sơ cấp: I Kđ = K at I Nng max I Trong đó: - Kat hệ số an tồn lấy 1,2 - INng max 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, Thay INng max giá trị I N(3)5 = 7,8887( kA) dòng ngắn mạch pha cuối đường dây (N5) tính bảng 2,5 ta có: I I KdBV = 1, 2.7,8887 = 9, 4664( kA) Vùng bảo vệ cấp I 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 49% chiều dài đường dây + Ngắn mạch pha, bảo vệ q dòng có hướng bảo vệ khoảng 35% chiều dài đường dây Khi hệ thống min, xảy ra: + Ngắn mạch pha, bảo vệ q dòng có hướng bảo vệ khoảng 20% chiều dài đường dây + Ngắn mạch pha, bảo vệ q dòng có hướng bảo vệ khoảng 100% chiều dài đường dây Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 87 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 4.3.2 BẢO VỆ CẤP II: Là bảo vệ q dòng có hướng có thời gian Theo kết tính tốn ngắn mạch ta thấy BV11 đường dây Hòa Bình- Hà Đơng phối hợp với BV1 đường dây Hà Đơng- Thường Tín (19km), Tính tốn cho dòng khởi động BV3 - Thời gian tác động: tI = 0sec - Giá trị khởi động sơ cấp: I IKdBV3 = K at I Nng max Trong : Kat – hệ số an toàn 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 Thường Tín): 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 BV11 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: Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 88 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc + Ngắn mạch pha, bảo vệ q dòng có hướng bảo vệ khoảng 46% chiều dài đường dây + Ngắn mạch pha, bảo vệ q dòng có hướng bảo vệ khoảng 25% chiều dài đường dây 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 Hòa Bình- Hà Đơng Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 89 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 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 Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 90 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc Vậy bảo vệ có độ nhạy đạt u cầu, 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 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 Hòa Bình- Hà Đơng IKđS (kA) IKđT (A) Kn 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 4.4 BẢO VỆ QUÁ 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 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, Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 91 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc - 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, 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,II 0KđBV3 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.II 0KđBV3 = 1,05.5,2685 =5,5319 kA Với Kat chọn cho thõa mãn điều kiện: II 0KđBV1 > III 0KđBV1> II 0KđBV3 ,chọn Kat =1,05 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 cấp bảo vệ 95% chiều dài đường dây - Khi hệ thống chế độ cực tiểu, xảy ngắn mạch pha bảo vệ 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 : Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 92 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 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 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 Kn = III = = 7,6367 I0 KdBV 0,6 Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 93 Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc Trong đó: I0min giá trị dòng ngắn mạch ngồi nhỏ qua bảo vệ thứ tự khơng BV11 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 Tập hợp kết tính tốn ta có số liệu chỉnh định cho bảo vệ q dòng chạm đất có hướng đường dây Hòa Bình- Hà Đơng bảng 4.3 Bảng 4.3 Kết tính tốn chỉnh định cho bảo vệ q dòng thứ tự khơng có hướng đường dây Hòa Bình – Hà Đông 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 Hòa Bình- Hà Đơng 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, Khoa hệ thống điện-Lớp:D5H2-SVTH: Khuất Hữu Hưng Page 94 ... em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2014 Khoa hệ thống điện-Lớp :D5H2- SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc PHẦN I THIẾT... phụ tải lân cận địa bàn Hà Nội, chờ đợi trạm 220kV vào vận hành Khoa hệ thống điện-Lớp :D5H2- SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc 1.2 SƠ ĐỒ NỐI... Ngăn (J07) Chèm (lộ 175) + Ngăn (J08) ngăn lộ tổng MBA-T1 (131) Khoa hệ thống điện-Lớp :D5H2- SVTH: Khuất Hữu Hưng Page Đồ án tốt nghiệp khóa học 2010-2015 Trường Đại học Điện lưc + Ngăn (J09)