đồ án bảo vệ role cho trạm biến áp 110 kV

Trạm biến áp Kim Sơn

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Nghành: Kỹ thuật điện MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP KIM SƠN 1.1. Đối tượng bảo vệ Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 110 kV Kim Sơn, có một máy biến áp ba pha, ba cuộn dây làm việc, cấp điện áp 115/35.5/23 kV có tổ đấu dây Yn/Y/d11. Trạm biến áp nhận nguồn điện từ trạm Phủ Lý để cung cấp điện cho các vùng công nghiệp và các hộ tiêu thụ trong khu vực Kim Sơn. 1.2. Các thông số của thiết bị chính trong trạm 1.2.1 Máy biến áp Trạm hiện có một máy biến áp ba pha, ba cuộn dây AT1, làm việc ngoài trời với công suất định mức của máy: 25 MVA, điện áp 115/35.5/23 kV. Tổ đấu dây: Y N /Y/d11 Công suất định mức các cuộn dây: : Cao 25000 KVA Trung 25000 KVA Hạ 25000 KVA Điện áp định mức các cuộn dây: Cuộn cao áp 115 kV Cuộn trung áp 35,5 kV Cuộn hạ áp 10,5 kV Điện áp ngắn mạch: Cao - Trung 10,7% Cao - Hạ 18% Trung – Hạ 6,8% Tổn hao ngắn mạch: Cao - Trung 100 kW Cao - Hạ 100 kW Trung – Hạ 100 kW Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 1 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Nghành: Kỹ thuật điện Nấc điều chỉnh 115 + 9×1,78%/35,5 + 2×2,5%/23 1.2.2 Máy biến dòng điện Phía 110 kV: Loại ATH-123 kV Nhà sản xuất: Margini Galileo Tiêu chuẩn: IEC-185 Điện áp định mức: 123 kV Tần số: 50 Hz Tỉ số biến dòng: 200/1 A Cấp chính xác lõi 2: 0.5; 30 VA Cấp chính xác lõi 1, 3, 4: 5P20; 30 VA Phía 35 kV: Máy biến dòng kiểu CT35-2C1O1C Nhà sản xuất: Tổng công ty cổ phần thiết bị điện Tiêu chuẩn: IEC-185 Điện áp định mức: 35 kV Tần số: 50 Hz Tỷ số biến dòng: 600/1 Cấp chính xác: 5P20 Phía 22 kV: Máy biến dòng kiểu CT22-2C1O1C Nhà sản xuất: Tổng công ty cổ phần thiết bị điện Tiêu chuẩn: IEC-185 Điện áp định mức: 24 kV Tần số: 50 Hz Tỷ số biến dòng: 1000/1 Cấp chính xác: 5P20 1.2.3 Máy biến điện áp Phía 110 kV: Máy biến điện áp sử dụng ngoài trời, loại CCV-123 kV Nhà sản xuất: ALSTOM Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Nghành: Kỹ thuật điện Tiêu chuẩn: IEC-186 Điện áp sơ cấp định mức của lưới: 115 kV Điện áp lớn nhất của lưới cho phép biến điện áp làm việc: 123 kV Tần số định mức: 50 Hz Điện áp định mức phía sơ cấp: 115/ 3 Thông số các cuộn thứ cấp: Cuộn 1a-1n: Điện áp định mức: 100/ 3 Cấp chính xác: 0.5 Công suất định mức: 200 VA Cuộn 2a-2n: Điện áp định mức: 100 V Cấp chính xác: 3P Công suất định mức: 200 VA Tỉ số biến áp: 115/ 3 ; 0.1/ 3 ; 0.1 kV Phía 35 kV: Máy biến dòng kiểu PT35-1ZHI1 Nhà sản xuất: Tổng công ty cổ phần thiết bị điện Tiêu chuẩn: IEC-186 Điện áp định mức: 35 kV Tần số: 50 Hz Điện áp định mức phía sơ cấp: 38.5/3 kV Điện áp phía thứ cấp danh định: Cuộn đo lường: Điện áp định mức: 100/3; 110/3; 100; 110 V Cấp chính xác: 0.5 Công suất định mức: 100 VA Cuộn bảo vệ: Điện áp định mức: 100/3; 110/3 V Cấp chính xác: 3P Công suất định mức: 200 VA Phía 22 kV: Máy biến dòng kiểu PT22-1ZHI1 Nhà sản xuất: Tổng công ty cổ phần thiết bị điện Tiêu chuẩn: IEC-186 Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 3 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Nghành: Kỹ thuật điện Điện áp định mức: 24 kV Tần số: 50 Hz Điện áp định mức phía sơ cấp: 24/3 kV Điện áp phía thứ cấp danh định: Cuộn đo lường: Điện áp định mức: 100/3; 110/3; 100; 110 V Cấp chính xác: 0.5 Công suất định mức: 100 VA Cuộn bảo vệ: Điện áp định mức: 100/3; 110/3 V Cấp chính xác: 3P Công suất định mức: 200 VA 1.3 Sơ đồ nối điện nhà máy Hình 1.1: Sơ đồ nối điện của trạm Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 4 T1:25MVA Yn/Y/d11 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Nghành: Kỹ thuật điện CHƯƠNG II: CÁC NGUYÊN LÝ BẢO VỆ 2.1. Các dạng hư hỏng thường xảy ra đối với máy biến áp (MBA). Những hư hỏng thường xảy ra với máy biến áp có thể phân ra thành hai nhóm: hư hỏng bên trong và hư hỏng bên ngoài: 2.1.1 Hư hỏng bên trong máy biến áp: Chạm chập giữa các vòng dây Ngắn mạch giữa các cuộn dây. Chạm đất (vỏ) và ngắn mạch chạm đất Thùng dầu bị thủng hoặc bị rò dầu 2.1.2 Những hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường bên ngoài máy biến áp: Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống Ngắn mạch một pha trong hệ thống. Quá tải. Quá bão hòa mạch từ. Tùy theo công suất của máy biến áp, vị trí và vai trò của máy biến áp trong hệ thống mà người ta lựa chọn phương thức bảo vệ phù hợp cho máy biến áp. Sau đây là những loại bảo vệ thường dùng để chống lại các loại sự cố và chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp: Bảng 2.1: Các loại bảo vệ thường dùng cho máy biến áp Loại hư hỏng Loại bảo vệ Ngắn mạch một pha hoặc nhiều pha. So lệch có hãm (bảo vệ chính) Quá dòng cắt nhanh, quá dòng có thời gian Quá dòng thứ tự không Chạm chập các vòng dây, thùng dầu thủng hoặc bị rò dầu. Rơle khí (BUCHHOLZ) Quá tải Bảo vệ quá nhiệt Quá bão hòa từ Chống quá bão hòa Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 5 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Nghành: Kỹ thuật điện 2.2. Nguyên lý hoạt động của các loại bảo vệ. Trạm biến áp cần bảo vệ là trạm phân phối với một máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây 115/35.5/23 kV làm việc độc lập, công suất máy là 25MVA. 2.2.1 Nguyên lý hoạt động rơle khí (BUCHHOLZ) (96B) Chỗ đặt rơle khí Hình 2.1: Vị trí đặt rơle khí ở máy biến áp. Bảo vệ rơ le khí để chống lại các hư hỏng bên trong thùng dầu như chạm chập các vòng dây đặt trong thùng dầu, rò dầu. Rơ le khí làm việc theo mức độ bốc hơi và chuyển động của dầu trong thùng dầu. Rơle khí thường đặt trên đoạn nối từ thùng dầu đến bình giãn dầu (Hình 2.1). Tuỳ theo rơle có 1 cấp tác động hay hai cấp tác động mà nó có một hoặc hai phao kim loại mang bầu thuỷ tinh con có tiếp điểm thuỷ ngân hoặc tiếp điểm từ. Cấp một của bảo vệ thường tác động cảnh báo. Cấp hai tác động cắt máy biến áp ra khỏi hệ thống. Trạng thái bình thường trong hình rơle đầy dầu, các phao nổi lơ lửng, tiếp điểm rơle ở trạng thái hở. Khi có sự cố bên trong thùng dầu như chạm chập các vòng dây, cuộn dây, nhiệt độ hồ quang làm dầu bốc hơi và chuyển động mạnh. Áp suất của hơi dầu và chuyển động của dầu nhấn chìm các phao xuống làm tiếp điểm của rơle đóng lại gửi tín hiệu đi cảnh báo hoặc cắt máy biến áp ra khỏi hệ thống. Rơ le cũng tác động khi có hiện tượng rò dầu, do lúc đó mức dầu trong thùng tụt xuống vì thế các phao cũng bị tụt xuống theo mức dầu làm cho các tiếp điểm của rơle đóng lại. Nếu mức dầu giảm ít thì chỉ tiếp điểm của phao cấp một đóng lại gửi tín hiệu đi cảnh báo. Nếu mức dầu giảm nhiều thì tiếp điểm phao cấp hai đóng gửi tín hiệu đi cắt máy cắt tách máy biến áp ra khỏi hệ thống . Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 6 Thùng biến áp Bình giãn dầu . mức: 200 VA 1.3 Sơ đồ nối điện nhà máy Hình 1.1: Sơ đồ nối điện của trạm Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 4 T1:25MVA Yn/Y/d11 Đồ án tốt nghiệp kỹ. ngoài trời, loại CCV-123 kV Nhà sản xuất: ALSTOM Sinh viên: Vũ Thị Dư Lớp: 50 KTĐ Trang 2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Nghành: Kỹ thuật điện Tiêu chuẩn: IEC-186