Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110 kv huyện nam trực, tỉnh nam định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ********************* NGUYỄN VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110 kV HUYỆN NAM TRỰC, TỈNH NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ********************* NGUYỄN VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110 kV HUYỆN NAM TRỰC, TỈNH NAM ĐỊNH Ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 605020202 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Đào Đắc Tuyên Hà Nội, 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết tính tốn luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà nội, ngày 14 tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Thắng MỤC LỤC Trang phụ bìa…………………………………………………………………… Lời cam đoan……………………………………………………………………… Mục lục…………………………………………………………………………… Danh mục bảng……………………………………………………………… Danh mục đồ thị, hình vẽ…………………………………………………… MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài: Mục đích đề tài: Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu Nội dung đề tài: Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn Chương GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG TRUYỀN TẢI VÀ TẢI, CÁC HÌNH THỨC BẢO VỆ BẰNG RƠLE TRẠM BIẾN ÁP 110kV NAM TRỰC – NAM ĐỊNH 1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 110/35/11kV Nam Trực – Nam Định 1.1.1 Sơ lược lịch sử trạm 1.1.2 Các thiết bị phía 110kV trạm 1.1.3 Các thiết bị phía 35kV 1.1.4 Các thiết bị phía 22 kV 1.1.5 Các thiết bị phía 10 kV 1.1.6 Các thiết bị bảo vệ trạm 1.1.6.1 Thiết bị bảo vệ máy biến áp 1.1.6.2 Các loại Rơle bảo vệ máy cắt 1.2 Nhận xét Chương GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ LOẠI RƠLE KỸ THUẬT SỐ , LỰA CHỌN RƠLE KỸ THUẬT SỐ CHO TRẠM BIẾN ÁP 110 kV NAM TRỰC 10 2.1 Giới thiệu họ rơle kỹ thuật số SEL 10 2.1.2 Rơle SEL lưới điện 110kV 11 2.1.2.1 Rơle bảo vệ so lệch MBA SEL 387 11 2.1.2.2 Rơle bảo vệ q dịng có hướng SEL351 .19 2.1.2.3 Rơle bảo vệ dòng SEL 551 .27 2.2 Giới thiệu chung rơle kỹ thuật số MICOM.P122C 34 2.2.1 Giới thiệu chung rơle MICOM.P122C 34 2.2.2 Thông số kỹ thuật MICOM.P122C .35 2.2.3 Chức rơle MICOM P122C 37 2.3 Giới thiệu rơle kỹ thuật số SMPR -1 hãng Orion-Italia 39 2.3.1 Giới thiệu chung rơle kỹ thuật số SMPR - .39 2.3.2 Thông số kỹ thuật số rơle SMPR-1 .40 2.4 Giới thiệu Rơle kỹ thuật số 7SJ64** (Đức) 46 2.4.1 Giới thiệu chung rơle 7S J64** 46 2.4.2 Các thông số kỹ thuật rơle 7S J64** 47 2.4.3 Các chức bảo vệ rơle 7SJ64** 49 2.5 Giới thiệu tổng quan rơle 7UT613 hãng Siemens (Đức) .51 2.5.1 Giới thiệu chức bảo vệ tích hợp rơle 7UT613 52 2.5.2 Khả truyền thông, kết nối rơle 7UT613 53 2.5.3 Nguyên lý hoạt động rơle 7UT613 54 2.5.4 Thông số kỹ thuật rơle 7UT613 56 2.5.5 Chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT613 .58 2.5.6 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp rơle 7UT613 59 2.5.7.Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 7UT613 64 2.5.8 Chức bảo vệ dòng rơle 7UT613 66 2.5.9 Chức bảo vệ chống tải 67 2.6 Lựa chọn Rơle kỹ thuật số 67 Chương TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110/35/22/10kV NAM TRỰC 69 3.1 Tính tốn ngắn mạch 69 3.1.2 Sơ đồ thay trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định 70 1.3 Tính tốn ngắn mạch .70 3.2 Tính tốn chỉnh định 75 3.2.1 Những chức bảo vệ dùng rơle thời gian 7UT613 75 3.2.2 Bảo vệ tải Máy biến áp (MBA) T1 .76 3.2.3 Bảo vệ dòng máy biến áp 78 3.2.4 Bảo vệ dòng ngưỡng cao 81 3.3.Khóa sóng hài .89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG Tên bảng Trang 4 1.1 Thông số kỹ thuật máy cắt phía 110kV 1.2 Thơng số kỹ thuật máy biến dịng 110kV 1.3 Thơng số kỹ thuật máy biến điện áp phía 110kV 1.4 Thơng số kỹ thuật dao cách ly phía 110kV 1.5 Thông số kỹ thuật chống sét van 110kV 1.6 Thông số kỹ thuật máy biến áp 1.7 Thơng số kỹ thuật máy cắt phía 35kV 1.8 Thông số kỹ thuật máy biến dịng 35kV 1.9 Thơng số kỹ thuật máy biến điện áp phía 35kV 1.10 Thơng số kỹ thuật chống sét van 110kV 1.11 Thông số kỹ thuật máy cắt phía 22 kV 1.12 Thơng số kỹ thuật máy biến dịng 22kV 1.13 Thông số kỹ thuật máy biến điện áp phía 22kV 1.14 Thơng số kỹ thuật chống sét van 22 kV 1.15 Thông số kỹ thuật máy cắt phía 10 kV 1.16 Thơng số kỹ thuật máy biến dịng 10kV 1.17 Thơng số kỹ thuật máy biến điện áp phía 10kV 1.18 Thông số kỹ thuật chống sét van 10kV 1.19 1.20 2.1 2.2 2.3 2.4 Các loại rơle bảo vệ dòng, so lệch máy biến áp Các loại rơle bảo vệ máy cắt Chức đèn SEL - 378 Chức phím SEL - 378 Cách đọc thông số cố rơle SEL - 378 Chức đèn hiển thị SEL - 378 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 Bảng chức sơ cấp SEL 351 A Đọc thông số SEL - 351 Chức đèn hiển thị SEL - 551 Chức thứ phím SEL - 551 Chức thứ hai phím SEL - 551 thơng số vận hành SEL - 551 8 14 15 17 21 23 26 30 30 31 32 2.11 Các tín hiệu cố bảo vệ dòng: 33 2.12 Đọc thông số SEl - 551 2.13 Thông số kỹ thuật rơle MICOM.P122C 33 34 2.14 3.1 Địa cài đặt bảo vệ cho rơle 7UT613 Thông số kỹ thuật máy biến áp T1 thống kê 3.2 Kết dòng ngắn mạch pha lớn 3.3 Kết dòng ngắn mạch pha nhỏ Kết tính tốn ngắn mạch phía máy biến áp Khai báo thông số máy biến áp 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Kết tính tốn bảo vệ q tải máy biến áp Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 11kV Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 38,5kV Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 115kV 58 69 72 72 73 75 77 79 80 81 3.10 Bảo vệ cực đại ngưỡng cao phía 110kV 82 3.11 Tổng hợp kết tính tốn phía máy biến áp Các thơng số cài đặt cho rơle 7SJ64 phía 110kV Các thơng số cài đặt cho rơ le 7SJ64 phía 35kV Các thơng số cài đặt cho rơ le 7SJ64 phía 22kV Các thơng số tính tốn máy biến áp Các thông số cài đặt máy biến áp thể Giá trị tính tốn để kiểm tra độ ổn định bảo vệ so lệch phía 38.5kV 115kV 82 83 83 84 84 89 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Tên hình vẽ TRANG 2.1 Rơle bảo vệ so lêch SEL – 387 12 2.2 Đặc tính làm việc rơ le so lệch SEL 387 13 2.3 Sơ đồ mặt trớc Panel điều khiển Rơle SEL-351A 20 2.4 Các đèn tín hiệu rle SEL 351A 21 2.5 Hệ thống phím điều khiển rơle 351A 22 2.6 Mặt trước Rơle SEL 551 30 2.7 Đặc tính bảo vệ q dịng có thời gian phụ thuộc rơle P122C 38 2.8 Sơ đồ chức giám sát mạch cắt rơle P122C 39 2.9 Sơ đồ đấu dây mạch bảo vệ rơle SMPR-1 40 2.10 Đặc tính bảo vệ q dịng có thời gian phụ thuộc 44 2.11 Hình dạng rơle 7S J64** 46 2.12 Sơ đồ chức rơle 7SJ64** 46 2.13 Đặc tính bảo vệ q dịng có hướng rơle 7SJ64** 50 2.14 Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có trở kháng 51 2.15 Cấu trúc phần cứng bảo vệ so lệch 7UT613 56 2.16 Nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện rơle 7UT613 59 2.17 Đặc tính tác động rơle 7UT613 61 2.18 Nguyên tắc hãm chức bảo vệ so lệch 7UT613 62 2.19 Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế 7UT613 65 2.20 Đặc tính tác động bảo vệ chống chạm đất hạn chế 66 3.1 Sơ đồ thay trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định 70 3.2 Sơ đồ phương thức bảo vê máy biến áp T1 74 3.3 Đặc tính bảo vệ đường đặc tính tác động bảo vệ 87 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: - Trạm 110kV huyện Nam Trực cung cấp điện cho hai địa bàn huyện Nam Trực huyện Trực Ninh Các làng nghề truyền thống ngày mở rộng hình thành cụm cơng nghiệp, hộ gia đình tiêu thụ điện ngày nhiều Việc đảm bảo cung cấp điện liên tục, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị ổn định toàn hệ thống cần phải sử dụng hiệu thiết bị bảo vệ trạm Hệ thống rơle bảo vệ có chức ngăn ngừa cố, phát đúng, nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống, khắc phục chế độ làm việc khơng bình thường, hạn chế tối đa thiệt hại trì khả làm việc liên tục hệ thống Trạm 110kV Nam Trực có MBAT1 trạm E3.12 Nam Trực điều chuyển từ trạm 110 kV Hậu Lộc (Thanh Hóa) thay cho MBAT1 trạm 110 kV Nam trực (E3.12) bị cố ngày 10/11/2013, nên thiết bị rơle kỹ thuật số bảo vệ cho hai máy biến áp MBAT1 máy biến áp MBA T2 không tương đồng với Đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV huyện Nam Trực, Tỉnh Nam Định” mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục đích đề tài: - Nghiên cứu, đánh giá tổng quan trạng hệ thống rơle bảo vệ trạm biến áp 110kV Nam Trực - Nam Định - Nghiên cứu, giới thiệu tổng quan loại rơle kỹ thuật số sử dụng trạm biến áp nước nước lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp để bảo vệ trạm 110kV Nam Trực - Nam Định - Tính tốn, chỉnh định hình thức bảo vệ trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định, phụ tải đường dây truyền tải Nội dung đề tài: - Giới thiệu tổng quan trạng truyền tải tải, hình thức bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định - Nghiên cứu, lựa chọn rơle kỹ thuật số trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định - Tính tốn chỉnh định rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thống kê số liệu, nghiên cứu đánh giá tổng quan trạng hệ thống rơle bảo vệ trạm - Nghiên cứu lý thuyết, lựa chọn loại rơle kỹ thuật số phù hợp để bảo vệ cho trạm biến áp 110kV Nam Trực- Nam Định, tính tốn chỉnh định, xây dựng đặc tính cài đặt bảo vệ cho trạm Ý nghĩa khoa học thực tiễn Nghiên cứu, giới thiệu tổng quan loại rơle kỹ thuật số sử dụng nước ngồi nước, làm tài liệu tham khảo cho trường, cán bộ, chun gia ngành Lựa chọn, Tính tốn chỉnh định cài đặt rơle kỹ thuật số cho trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định Phù hợp với điều kiện thực tế, đảm bảo an toàn vận hành mạng Đề tài có ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn - Luận văn gồm chương … - Luận văn thực mơn Điện khí hóa, Trường đại học mỏ - địa chất Hà Nội Trong trình thực tác giả nhận tận tình bảo TS Đào Đắc Tuyên, ý kiến đóng góp quý báu nhà khoa học lĩnh vực chuyên ngành, cán giảng dạy mơn Điện khí hóa Tác giả mong đóng góp ý kiến quý báu nhà khoa học, quý thầy, cô, bạn bè, đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn! 77 Phía 38,5 kV máy biến áp T1 Chọn biến dòng K I = I đm B = I kđR = 600 = 600 S đm B 25000 = = 375 U đ m B 3 8, 1, 05 375 = 1,159 ( A ) 0, 98.600 Phía 11kV máy biến áp T1 Chọn biến dịng K I = I đm B = 1500 = 1500 S đm B 25000 = = 1312 U đ m B 1 1, 05.1 1312 = 0,937 ( A ) 0,98.1500 Thời gian tác động Rơle 7s I kđR = Bảng 3.6 :Kết tính tốn bảo vệ q tải máy biến áp TT Đại lượng Kết tính tốn 115kV 38,5kV 11kV 25.000 25.000 25.000 Sơ đồ đấu dây Y0 Y ∆ Dòng điện định mức MBA, A 126 375 1312 Sơ đồ đấu BI ∆ ∆ Y Hệ số sơ đồ √3 √3 Tỉ số biến dòng 200/1 600/1 1500/1 Dòng khởi động Rơle, A 1,169 1,159 0,937 Thời gian tác động, s 7 Công suất định mức kVA Bảo vệ tải nhiệt ( k II N ) − ( k preI N ) I t = τ ln ( k II N )2 ( phút) 78 Trong τ : Hằng số thời gian I : Dòng điện phụ tải Ipre : Dòng điện đặt cho Rơle IN : Dòng điện định mức máy biến áp bảo vệ T: Thời gian tác động 6.3600 1,4 I đmB 6.3600 1,4.126 ( 1,1I đmB ) = ( ) = 583( phút) 60 60 1,1.126 Quá tải 40% ngày liên tục, ngày không Đối với máy biến áp dầu - θ = 780 báo - θ = 780 còi Đối với cuộn dây - θ = 980 báo - θ = 1080 còi 3.2.3 Bảo vệ dòng máy biến áp t= a Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (I> >50) phía 11kV I kđR = K at K sd K kd 1, 05.1.1,5 I đmB = 1312 = 1, 405( A) K tv K I 0,98.1500 - K at = 1,05 Hệ số an toàn rơle Kỹ thuật số; - K kd = 1,5 ÷ hệ số tự khởi động, tùy theo trường hợp cụ thể chọn Kkd phù hợp lấy Kkd = 1,5 trạm biến áp vùng - K sd = Hệ số sơ đồ - Ktv = 0,98 Hệ số trở rơle kỹ thuật số - KI : Tỉ số biến dòng 1500 KI = = 1500 S đm B 25000 I đm B = = = 1312 U đ m B 1 Dòng ngắn mạch pha chạy qua rơle K sd I N(2)min 3582,158 (2) I n R = = = 2,38 kI 1500 Kn = 3582,158 = 1, 699 > 1,5 1, 405.1500 - Đạt yêu cầu 79 Thời gian tác động ttđ = 0,5s Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 11kV thống kê bảng 3.7 Bảng 3.7: Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 11kV TT Đại lượng tính tốn Kết tính tốn Cơng suất dịnh mức, kVA 25.000 Dòng định mức, A 1312 Tỉ số biến dòng, kI 1500/1 Sơ đồ đấu BI Y Hệ số sơ đồ, Ksđ Dòng khởi động Rơle, A 1,405 Dòng ngắn mạch hai pha chạy qua Rơle,A 2,38 Kiểm tra dộ nhạy 1,699>1,5 Đánh giá độ nhạy Đảm bảo 10 Thời gian tác động, s 0,5 b Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (I> >50) phía 38,5 kV I kđR = K at K sd K kd 1, 05 3.1,5 I đmB = 375 = 1, 739( A) K tv K I 0,98.600 - K at = 1,05 Hệ số an toàn rơle Kỹ thuật số; - K kd = 1,5 ÷ hệ số tự khởi động, tùy theo trường hợp cụ thể chọn Kkd phù hợp lấy K = 1,5 trạm biến áp vùng - K sd = √3 Hệ số sơ đồ - Ktv = 0,98 Hệ số trở rơle kỹ thuật số - KI : Tỉ số biến dòng 600 KI = = 600 S đm B 25000 I đm B = = = 375 U đ m B 3 8, Dòng ngắn mạch pha chạy qua rơle K sd I N(2)min 3.1291, 278 (2) I n R = = = 3, 727 kI 600 80 Kn = 3.1291, 278 = 2,14 > 1,5 1, 739.600 - Đạt yêu cầu Thời gian tác động ttđ = 0,5s Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 38,5kV thống kê bảng 3.8 Bảng 3.8: Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 38,5kV TT Đại lượng tính tốn Kết tính tốn Cơng suất định mức, kVA 25.000 Dịng định mức, A 375 Tỉ số biến dòng, kI 600/1 Sơ đồ đấu BI ∆ Hệ số sơ đồ, Ksđ √3 Dòng khởi động rơle, A 1,739 Dòng ngắn mạch hai pha chạy qua rơle,A 3,727 Kiểm tra độ nhạy 2.14>1,5 Đánh giá độ nhạy Đảm bảo 10 Thời gian tác động, s 0,5 c Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (I> >50) phía 115 kV I kđR = K at K sd K kd 1, 05 3.1,5 I đmB = 126 = 1,169( A) K tv K I 0,98.200 - K at = 1,05 Hệ số an toàn rơle Kỹ thuật số; - K kd = 1,5 ÷ hệ số tự khởi động, tùy theo trường hợp cụ thể chọn Kkd phù hợp lấy K = 1,5 trạm biến áp vùng - K sd = √3 Hệ số sơ đồ - Ktv = 0,98 Hệ số trở rơle kỹ thuật số - KI : Tỉ số biến dòng 200 KI = = 200 81 S đm B 25000 = = 126 U đ m B 1 Dòng ngắn mạch pha chạy qua rơle K sd I N(2)min 3.295,31 (2) I n R = = = 2,55 kI 200 2,55 - Đạt yêu cầu Kn = = 2,18 > 1,5 1,169 I đm B = Thời gian tác động ttđ = 0,8s Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 115kV thống kê bảng 3.9 Bảng 3.9: Kết tính tốn bảo vệ q dịng cực đại ngưỡng thấp phía 115kV TT Đại lượng tính tốn Kết tính tốn Cơng suất dịnh mức, kVA 25.000 Dịng định mức, A 126 Tỉ số biến dòng, kI 200/1 Sơ đồ đấu BI ∆ Hệ số sơ đồ, Ksđ √3 Dòng khởi động Rơle, A 1,169 Dòng ngắn mạch hai pha chạy qua Rơle,A 2,55 Kiểm tra dộ nhạy 2.18>1,5 Đánh giá độ nhạy Đảm bảo 10 Thời gian tác động, s 0,8 3.2.4 Bảo vệ dòng ngưỡng cao Icd = k at I Nngoaimax =1,05.626,49 = 657,81( A ) Kiểm tra độ nhạy: kn = I Nmax 931,354 = = 1,5 Icd 657,81 Ta chọn: kat=1,05 Hệ số an tồn rơle kỹ thuật số 82 Kết tính tốn bảo vệ cực đại q dịng ngưỡng cao thống kê bảng 3.10 Bảng 3.10: Bảo vệ cực đại ngưỡng cao phía 110kV TT Đại lượng tính tốn Kết tính tốn Cơng suất định mức, MVA 25 Dòng khởi động ngưỡng cao, A 657,81/200 = 3,28 Tỉ số biến dòng, KI 200/1 Kiểm tra độ nhạy 1,5=1,5 Đánh giá độ nhạy Đảm bảo độ nhạy Bảng 3.11:Tổng hợp kết tính tốn phía máy biến áp Kết tính tốn TT Đại lượng tính tốn Cơng thức 115kV 38,5kV 11kV Tỉ số biến dòng KI 200/1 600/1 1500/1 Sơ đồ nối dây Y ∆ ∆ Hệ số sơ đồ Ksđ √3 √3 Bảo vệ tải Dòng khởi động kat k sd I = I đmB 1,169 1,159 0,937 k đ R Rơle, A ktv k I Thời gian tác động, s 7 Loại rơle 7SJ64 7SJ64 7SJ64 Bảo vệ dòng ngưỡng thấp Dòng làm việc max,A Ilvmax = Ktk.IđmB 189 562,5 1968 Dòng khởi động ngưỡng thấp, A Dòng ngắn mạch hai pha chạy qua rơle, A Độ nhạy bảo vệ Đánh giá 10 11 12 I kđR = K at K sd K kd 1,169 I đmB K tv K I 2,55 2,18 Đảm bảo Thời gian, s 0,8 Bảo vệ dòng ngưỡng cao Dòng chỉnh định ngưỡng Icd =k at I Nngoaimax 657,81 cao, A Dòng khởi động, A 751,788/200 = 3,75 3,28 1,739 1,405 3,727 2,38 2,14 Đảm bảo 0,5 1,699 Đảm bảo 0,5 83 Độ nhạy bảo vệ Đánh giá Mã hiệu Cài đặt thông số cho rơle 7SJ64 1,5 Đảm bảo 7SJ64 Bảng 3.12: Các thông số cài đặt cho rơle 7SJ64 phía 110kV Địa 1201 Cách lựa chọn 1202 1203 ON OFF 0,10 25,00A 0,00 60,00sec 1207 0,10 4,00 kA 1211 Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character ON OFF ON OFF 0,10 4,00 1,0 999,9 50 100% ON OFF 0,00 60,00sec;∞ 1301 4201 4202 4203 4204 7001 7005 Cài đặt ON Nội dung Bật chức dòng cắt nhanh 3,28A 0,00 sec Dòng khởi động dòng cắt nhanh Thời gian tác động dòng cắt nhanh 1,169 A Dòng khởi động bảo vệ nhanh dòng ngưỡng thấp User Character Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ q dịng, t = const ON ON 1,05 538,1min 98% ON 0,7 sec Bật chức q dịng thứ tự khơng Bật chức tải Hệ số k Hằng số thời gian Cảnh báo trạng thái nhiệt Bật chức chống máy cắt hỏng 50BF Thời gian trễ 50BF Các thông số cài đặt cho rơ le phía 35kV cho bảng 3.13 Bảng 3.13: Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ64 phía 35kV Địa 1201 1207 1211 Cách lựa chọn ON OFF 0,10 4,00A Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character Cài đặt ON Nội dung Bật chức dòng 1,739A User Character Dòng khởi động bảo vệ q dịng Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t = const 84 1301 ON ON Bật chức q dịng thứ tự khơng OFF ON ON Bật chức tải 4201 OFF 0,10 4,00 1,05 Hệ số k 4202 1,0 999,9 538,1min Hằng số thời gian 4203 50 100% 98% Cảnh báo trạng thái nhiệt 4204 ON ON Bật chức chống máy cắt hỏng 7001 OFF 50BF 0,00 60,00sec;∞ 0,7 sec Thời gian trễ 50BF 7005 Các thông số cài đặt cho rơ le phía 11kV cho bảng 3.14 Bảng 3.14: Các thông số cài đặt cho rơ le 7SJ64 phía 22kV Địa 1201 1207 1211 1301 4201 4202 4203 4204 7001 7005 Cách lựa chọn ON OFF 0,10 4,00A Normal Inverse Very Inverse Extremly Inverse User Character ON OFF ON OFF 0,10 4,00 1,0 999,9 50 100% ON OFF 0,00 60,00sec;∞ Cài đặt ON Nội dung Bật chức dòng 1,405A User Character Dòng khởi động bảo vệ q dịng Chọn đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng, t = const ON Bật chức q dịng thứ tự khơng ON Bật chức tải 1,05 538,1min 98% ON Hệ số k Hằng số thời gian Cảnh báo trạng thái nhiệt Bật chức chống máy cắt hỏng 50BF Thời gian trễ 50BF 0,7 sec 3.2.5 Bảo vệ so lệch máy biến áp Các thơng số tính tốn phía máy biến áp thống kê bảng 3.15 TT Bảng 3.15: Các thơng số tính tốn máy biến áp Thông số kỹ thuật kết tính tốn phía Thơng số 115 kV 38,5kV 11kV Công suất định mức, MVA 25 25 25 85 Dòng điện định mức MBA, A Tỉ số biến dòng Sơ đồ đấu dây Sơ đồ đấu BI Hệ số sơ đồ Dòng chạy bên phía thứ cấp BI Dịng so lệch mức thấp 126 375 1312 200/1 Y ∆ √3 600/1 Y ∆ √3 1500/1 ∆ Y 1,09 1,08 0,87 I SL > giá trị khởi động ngưỡng thấp so lệch đoạn a, giá trị biểu thị độ nhạy bảo vệ xét đến dòng không cân cố định qua rơle, phụ thuộc vào dịng từ hóa máy biến áp I SL > = (0, 05 ÷ 2) I db Thường chọn I > = I SL > = 0,3 I ddB Độ dốc đoạn đặc tính b đảm bảo cho Rơle làm việc tin cậy trường hợp không cân xảy sai số BI thay đổi đầu phân áp máy biến áp ngắn mạch vùng Theo nhà sản xuất đặt tgα1 = 0, 25 ( K Hb hệ số hãm đoạn b) LOPE 1= 0,25 Độ dốc đoạn đặc tính c có mức độ hãm lớn hơn, nhằm đảm bảo cho rơle làm việc ổn định BI bị bão hịa trường hợp có ngắn mạch ngồi Độ dốc xác định theo độ lớn góc α , nhà sản xuất cài đặt sẵn Rơle điểm sở 2,5 SLOPE 2= 0,5 Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ IH1 = I> 0,3 = = 1, tgα1 0, 25 Dòng so lệch mức cao I SL >> giới hạn phía đường đặc tính ( đoạn d), đoạn đặc tính phụ thuộc vào giá trị dịng ngắn mạch máy biến áp Khi ngắn mạch vùng bảo vệ, dòng so lệch lớn giá trị I SL >> rơle tác động khơng kể 86 mức độ dòng hãm, ngưỡng thường chỉnh định mức ngắn mạch đầu máy biến áp dòng cố xuất lớn 1/ U N % Dòng ngưỡng thấp 0,3: 0,3.126= 37,8 tgα1 = 0, 25 ; tgα = 0, I CS = 2,5 Tính tốn chỉnh định bảo vệ so lệch phía 38,5kV 115kV Ta có: IT = 1, 09 ( A ) , IT = 1, 08 ( A ) 1, 09 − 1, 08 Suy ra: ∆I = Có: 1, 09 = 0, 009 ( ) I kcb = kdn k kck f i + ∆U + ∆I I nm max I kcb = (1.1.0,1 + 0,16 + 0, 05 + 0, 009 ) 1491, 05 = 475, 64( A ) I *SL = I *h = I kcb 475, 64 = = 1, 26 375 I dm ( 3) 2.I nmm 2.1491, 05 ax = = 7,95( A) I s dmB 375 Trong đó: - Inmax = 1491,05A dịng ngắn mạch lớn phía trung áp - Kđn hệ số đồng máy biến dòng, Kđn = - Kkck hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần dồng khơng chu kì dịng ngắn mạch trình độ, Kkck = - fi sai số tương đối cho phép BI, fi = 0,1 - ∆U Phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, ∆U = 0,16+0,05 Ngưỡng thay đổi thứ nhất: I h1 = Ngưỡng thay đổi thứ hai: I h = I> 0,3 = = 1, tgα1 0, 25 I cs tgα 2,5.0,5 = =5 tgα − tgα1 0,5 − 0, 25 87 Ngưỡng thay đổi thứ ba: I h = I cs + I = I 8,58 = 2,5 + = 19, 66 tgα 0,5 1 = = 8,58( A) C U N 0,1165 I * SL (3) I nm 1491, 05 max = = = 3,97( A) I dmB 375 Điểm A(7,95; 1,26) Điểm B(3,97; 3,97) Hình 3.3: Đặc tính bảo vệ đường đặc tính tác động bảo vệ 88 Bảng 3.16: Các thông số cài đặt máy biến áp thể TT Thông số cài đặt Kí hiệu Địa Giá trị Dòng khởi động ngưỡng thấp I> 1603 0,3 Dòng khởi động ngưỡng cao I 1604 8,58 Độ dốc đoạn b b goc : 1600 25% Điểm gốc Ics 1607 2,5 Độ dốc c Ngưỡng tác động i2 1610 0,15 Thời gian trì tth 1612 0,2 Ngưỡng tác động i5 1614 0,4 t3 1615 0,16 t> 1625 0,5s t 1628 0,03s Độ dốc đoạn c Khóa dịng từ hóa Khóa q kích từ Thời gian tác động Thời gian trì Ngưỡng thấp Ngưỡng cao 50% Bảng 3.17: Giá trị tính toán để kiểm tra độ ổn định bảo vệ so lệch phía 38.5kV 115kV TT Đại lượng tính tốn ( ) I kcb = kdn k kck f i + ∆U + ∆I I nm max I kcb = (1.1.0,1 + 0,16 + 0.05 + 0, 009 ) 1491, 05 = 475, 64( A ) I kcb 475, 64 = = 1, 26( A) I dm 375 I *SL = Dòng so lệch ngưỡng: ( 3) 2.I nmm 2.1491, 05 * ax I h= = = 7, 95( A) I s dmB 375 Ing = tgα (Ih - Ics) = 0,5.(7,95 – 2,5) = 2,725 Kat = I ng I * sl = 2, 275 = 2,16 1, 26 Điểm A(7,95;1,26) 89 (3) I nm 1491, 05 max = = 3,97( A) I SL = I dmB 375 Điểm B(3,97;3,97) * Kn = I *sl 3, 97 = = 4,01 I sltt 0, 99 3.3.Khóa sóng hài Chức ổn định rơle chống lại dịng xung kích từ hóa phản phản ứng theo độ lớn sóng hài bậc chỉnh định theo địa 1610 Giá trị ngưỡng tác động theo độ lớn thành phần sóng hài bậc chỉnh định địa 1611 với khoảng chỉnh định 10 ÷ 80% Bảo vệ bị khóa thành phần sóng hài bậc hai vượt ngưỡng chỉnh định Khoảng thời gian trì bảo vệ từ ÷1000 chu kỳ dịng điện xoay chiều tần số công nghiệp chỉnh định địa 1612 Chức ổn định phản ứng theo thành phần sóng hài bậc cao: bậc 3; bậc 4; bậc chỉnh định theo địa 1613 Ngưỡng tác động chức chỉnh định địa 1614 Thời gian trì tác động khóa chỉnh định địa 1615 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với nội dung đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định” luận van giải vấn đề sau đây: 90 - Giới thiệu tổng quan trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định - Giới thiệu đánh giá tổng quan hình thức bảo vệ rơle sử dụng trạm: trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định sử dụng loại rơle bảo vệ dòng dùng rơle 7SJ512, ALSTOM P142 bảo vệ so lệch sử dụng rơle dọc sử dụng rơle 7UT513 SEL 387 - Giới thiệu tổng quan loại rơle kỹ thuật số sử dụng Việt Nam hãng ABB Thụy Điển, SIEMEMS Đức, GE Mỹ - So sánh ưu nhược điểm loại rơle kỹ thuật số chọn rơle 7UT613 va ứng dụng cho trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định, từ làm tài liệu tham khảo cho cán bộ, kỹ thuật viên cơng tác ngành điện - Tính tốn chỉnh định cài đặt thông số bảo vệ cho máy biến áp T1 trạm biến áp Nam Trực – Nam Định + Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (51>) : 7SJ64 + Bảo vệ dòng ngưỡng cao (51>>): 7SJ64 + Bảo vệ so lệch có hãm máy biến áp : 7UT613 Kiến nghị Rơle kỹ thuật số 7SJ64, 7UT613 có dung lượng nhớ lớn, ghi lại nhiều thông số, lưu lại nhiều kiện lỗi cố hệ thống điện, tiện lợi công tác vận hành, giám sát lưới điện, đặc biệt với trạm biến áp cao áp, đề nghị cấp lãnh đạo tạo điều kiện để ứng dụng bảo vệ cho trạm biến áp 110kV Nam Trực – Nam Định TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Kim Hoa, Phạm Văn Hoà, Nguyễn Hữu Khải, Trịnh Hùng Thám, Đào Quang Trạch, Lã Văn út (1991), Nhà máy điện trạm biến áp, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 91 Đinh Văn Thắng, Kim Ngọc Linh (1996), “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật số bảo vệ chạm đất pha lưới 6-10kV”, Hội nghị Khoa học lần thứ 12 Báo cáo khoa học, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề (1997), Giáo trình điện khí hố mỏ, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1994), “Bảo vệ chạm đất pha bảo vệ pha sơ đồ lơgic”, Tạp chí lượng, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1992), “Nghiên cứu hệ thống bảo vệ chạm đất pha mạng 6kV mỏ, Tạp chí lượng, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (2006), Rơle bảo vệ hệ thống điện mỏ, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (2003), Cung cấp điện, Nxb khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hồng Thái, Vũ Văn Tẩm (2001), Rơle số lý thuyết ứng dụng, Nxb Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Hồng Thái (2000), Các phần tử tự động hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật 10 Trần Đình Long (2000), Bảo vệ hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật Hà Nội 11 Trần Đình Long (1990), Bảo vệ rơle hệ thống điện, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội ... chọn rơle kỹ thuật số trạm biến áp 11 0kV Nam Trực – Nam Định - Tính tốn chỉnh định rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 11 0kV Nam Trực – Nam Định Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thống kê số liệu,... chọn rơle kỹ thuật số phù hợp để bảo vệ trạm 11 0kV Nam Trực - Nam Định - Tính tốn, chỉnh định hình thức bảo vệ trạm biến áp 11 0kV Nam Trực – Nam Định Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Trạm biến áp 11 0kV. .. kỹ thuật số bảo vệ cho hai máy biến áp MBAT1 máy biến áp MBA T2 không tương đồng với Đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 11 0kV huyện Nam Trực, Tỉnh Nam Định? ?? mang