Nghiên cứu ứng dụng rowle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110 kv nam đình vũ, tp hải phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN BÁ QUYẾT NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110 kV NAM ĐÌNH VŨ, TP HẢI PHỊNG Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN BÁ QUYẾT NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110 kV NAM ĐÌNH VŨ, TP HẢI PHỊNG Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết tính tốn luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 12 tháng 04 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Bá Quyết MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan MỤC LỤC MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… 1 Tính cấp thiết đề tài………………………………………………… Mục đích nghiên cứu……………………………………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu…………………………………… Nhiệm vụ nghiên cứu…………………………………………………… Nội dung nghiên cứu…………………………………………………… Phương pháp nghiên cứu………………………………………………… Ý nghĩa khoa học thực tiễn…………………………………………… Cấu trúc luận văn…………………………………………………… LỜI CẢM ƠN…………………………………………………… Chương 1……………………………………………… GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 110KV NAM ĐÌNH VŨ 1.1 Giới thiệu sơ lược trạm biến áp 110kV Nam Đình Vũ…….…….… 1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 110kV Nam Đình Vũ…………………… 1.3 Các thơng số kỹ thuật thiết bị trạm……………… 1.3.1 Thông số kỹ thuật thiết bị phía 110kV…………………… 1.3.2 Thơng số kỹ thuật thiết bị phía 22kV…………………… 1.4 Các thiết bị bảo vệ trạm………………………………………………… Chương 2……………………………………………… 13 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP 110KV NAM ĐÌNH VŨ, TP HẢI PHÒNG…………… 13 2.1 Giới thiệu rơle số 7UT513 hãng Siemens (Đức) 13 2.1.1 Chức rơle 7UT513 13 2.1.2 Các thông số kỹ thuật rơle 7UT513 14 2.1.3 Nguyên lý hoạt động rơle 7UT513……………………………… 16 2.1.4 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp 18 2.1.5 Chức hãm sóng hài bậc cao 22 2.1.6 Chức bảo vệ dòng 23 2.1.7 Chức bảo vệ tải nhiệt 25 2.1.8 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế 27 2.2 Giới thiệu họ rơle kỹ thuật số MICOM P63Xcủa hãng ALSTOM 30 2.2.1 Giới thiệu chung họ Rơle kỹ thuật số P63X 30 2.2.2 Cấu trúc Rơle P63X 30 2.2.3 Các thông số kỹ thuật P63X 31 2.2.4 Chức bảo vệ so lệch 35 2.2.5 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) 40 2.2.6 Chức bảo vệ dòng 41 2.2.7 Bảo vệ tải nhiệt 42 2.2.8 Chức bảo vệ tần số 44 2.2.9 Đánh giá họ rơle kỹ thuật số P63X 45 2.3 Giới thiệu chung rơle 7SJ600 46 2.3.1 Các thông số kỹ thuật 7SJ600 48 2.3.2 Nguyên lý làm việc 50 2.3.3 Bảo vệ dịng có thời gian độc lập 51 2.3.4 Bảo vệ q dịng có thời gian phụ thuộc 52 2.3.5 Bảo vệ tải theo nhiệt độ 55 2.3.6 Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 57 2.3.7 Chức tự đóng lại 59 2.3.8 Chức bảo vệ dòng thứ tự không 60 2.4 Giới thiệu tổng quan rơle kỹ thuật số MICOM.P122C 61 2.4.1 Thông số kỹ thuật MICOM.P122C 61 2.4.2 Chức rơle MICOM P122C 63 2.4.3 Đánh giá rơle MICOM P122C 65 2.5 Lựa chọn rơle bảo vệ cho trạm 110kV Nam Đình Vũ 65 Chương 67 TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH RƠLE KỸ THUẬT SỐ TRẠM BIẾN ÁP 110KV NAM ĐÌNH VŨ, TP HẢI PHỊNG 67 3.1 Bảo vệ tải máy biến áp 68 3.1.1 Bảo vệ tải phía 110kV 68 3.1.2 Bảo vệ tải phía 22kV 68 3.2 Bảo vệ dòng 70 3.2.1 Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (I>51) phía 22kV 70 3.2.2 Bảo vệ q dịng ngưỡng thấp (I>51) phía 110kV 71 3.2.3 Bảo vệ dịng ngưỡng cao (I>>50) phía 110kV 74 3.3 Bảo vệ so lệch dọc 75 3.4 Bảo vệ so lệch dịng điện thứ tự khơng 79 3.4.1 Bảo vệ so lệch dịng điện thứ tự khơng phía 110kV 79 3.4.2 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự khơng phía 22kV 79 3.5 Cài đặt cho rơle 7UT513 79 3.5.1 Cài đặt thông số máy biến áp 79 3.5.2 Cài đặt thông số cho bảo vệ so lệch (87T) 82 3.5.3 Cài đặt thông số cho bảo vệ chạm đất có giới hạn (87N) 84 3.5.4 Cài đặt thông số cho bảo vệ tải nhiệt (49) 85 3.6 Cài đặt cho rơle 7SJ600 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC 94 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật máy biến áp 110kV……………………… Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật máy cắt 110kV……………………… Bảng 1.3 Thơng số kỹ thuật biến dịng điện 110kV…………………… Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật biến điện áp 110kV……………………… Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật dao cách ly 110kV……………………… Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật máy biến áp tự dùng TD41………………… Bảng 1.7 Thông số kỹ thuật tủ lộ tổng THB431…………………… Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật tủ đo lường THB TUC41……………… Bảng 1.9 Thông số kỹ thuật tủ lộ THB471-481……………… Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật rơle MICOM.P122C………………… 61 Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật máy biến áp……………………… 67 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp kết tính tốn ngắn mạch chế độ max 67 Bảng 3.3 Bảng tổng hợp kết tính tốn ngắn mạch chế độ min…… 68 Bảng 3.4 Bảng cài đặt nhiệt độ phía……………………………… 69 Bảng 3.5 Kết tính tốn bảo vệ q dịng ngưỡng thấp phía 22kV… 70 Bảng 3.6 Kết tính tốn bảo vệ q dịng ngưỡng thấp phía 110kV… 73 Bảng 3.7 Kết tính tốn bảo vệ q dịng ngưỡng cao phía 110kV… 74 Bảng 3.8 Các thơng số phục vụ tính tốn bảo vệ so lệch dọc…………… 75 Bảng 3.9 Cài đặt thông số cho bảo vệ so lệch dọc………………… 78 Bảng 3.10 Kết tính tốn bảo vệ so lệch dịng thứ tự không 79 Bảng 3.11 Địa cài đặt thông số máy biến áp - khối địa 11 80 Bảng 3.12 Cài đặt thông số cho bảo vệ so lệch dọc – khối địa 16 82 Bảng 3.13 Cài đặt thông số cho bảo vệ chạm đất giới hạn – khối địa 19…………………………………………………………………… 84 Bảng 3.14 Cài đặt thông số cho bảo vệ tải nhiệt – khối địa 24 85 Bảng 3.15 Cài đặt thông số cho bảo vệ q dịng cho 7SJ600 phía 110kV…………………………………………………………………… 86 Bảng 3.16 Cài đặt thông số cho bảo vệ q dịng cho 7SJ600 phía 22kV…………………………………………………………………… 87 Bảng 3.17 Cài đặt thông số cho bảo vệ tải nhiệt 7SJ600 88 Bảng 3.18 Cài đặt thông số cho chức tự đóng lại 7SJ600 88 Bảng 3.19 Cài đặt thông số cho chức giám sát máy cắt 7SJ600 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 110kV Nam Đình Vũ……… 11 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ rơle đo lường trạm biến áp 110kV Nam Đình Vũ………………………………………………………… 12 Hình 2.1 Sơ đồ mặt trước rơle 7UT513.……………………………… 13 Hình 2.2 Cấu trúc phần cứng rơle 7UT513……………………… 17 Hình 2.3 Sơ đồ nối dây rơle 7UT513 cho máy biến áp cuộn dây 18 Hình 2.4 Đặc tính làm việc bảo vệ so lệch có hãm……………… 19 Hình 2.5 Đồ thị ổn định sóng hài bậc cao…………………………… 22 Hình 2.6 Đặc tính thời gian phụ thuộc rơle 7UT513 24 Hình 2.7 Đặc tính thời gian bảo vệ tải nhiệt rơle 7UT513 26 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất có giới hạn……………… 28 Hình 2.9 Đồ thị quan hệ I’0, I’’0 góc pha chúng………… 29 Hình 2.10 Đặc tính làm việc bảo vệ chống chạm đất phụ thuộc góc I’0, I’’0 cho trường hợp I’0= I’’0 (θ=1800 chạm đất vùng bảo vệ)…………………………………………………………… 29 Hình 2.11 Sơ đồ mặt trước họ rơle P63X………………………… 30 Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý cấu trúc họ rơle P63X……………… 30 Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý đấu nối họ rơle P63X…………………… 33 Hình 2.14 Sơ đồ đặc tính tác động bảo vệ so lệch họ rơle P63X……… 38 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống chạm đất họ rơle P63X 41 Hình 2.16 Sơ đồ đặc tính tác động bảo vệ chạm đất hạn chế rơle P63X…………………………………………………………………… 42 Hình 2.17 Sơ đồ đặc tính động bảo vệ tải nhiệt họ rơle P63X 44 Hình 2.18 Sơ đồ mặt trước rơle 7SJ600………………………… 47 Hình 2.19 Cấu trúc phần cứng rơle 7SJ600……………………… 50 Hình 2.20 Đặc tính thời gian phụ thuộc 7SJ600………………… 54 Hình 2.21 Đặc tính thời gian bảo vệ q tải có theo dõi tồn dịng phụ tải rơle 7SJ600…………………………………………… 58 Hình 2.22 Đặc tính thời gian bảo vệ q tải khơng theo dõi tồn dịng phụ tải rơle 7SJ600………………………………………… 59 Hình 2.23 Đặc tính bảo vệ q dịng rơle P122C……………… 64 Hình 2.24 Sơ đồ chức giám sát mạch cắt mạch sát rơle P122C ………………………………………………………………… 65 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ dịng cực đại có khóa áp………… 72 Hình 3.2 Đặc tính tác động bảo vệ so lệch………………………… 78 87 1401n O/C E Bảo vệ dòng chạm đất ON Bật 1402n IE> Dòng khởi động bảo vệ dòng chạm đất quy đổi 0,4 I/In theo dòng định mức 1404n T-IE> Thời gian tác động 0,1s Bảng 3.16 Cài đặt thông số cho bảo vệ q dịng cho 7SJ600 phía 22kV 1100n POWER SYST.DAT 1101n FREQ 50 Hz 1105n In PRI 2800A 1106n In SEC 1A 1300n O/C PHASE Bắt đầu khối liệu hệ thống Tần số định mức hệ thống Dòng định mức phía sơ cấp máy biến dịng Dịng định mức phía thứ cấp máy biến dịng Bắt đầu khối bảo vệ dòng 1301n O/C PH Khối bảo vệ dòng ON Bật 1308n I> Dòng khởi động dòng ngưỡng thấp 1,65A 1310n T-I> 0,5s Thời gian tác động bảo vệ dòng ngưỡng thấp 1312n CHAR PH Đặc tính thời gian tác động DEFINITE TIME Độc lập 1400n O/C Bắt đầu khối bảo vệ dòng chạm đất EARTH 88 1401n O/C E Bảo vệ dòng chạm đất ON Bật 1402n IE> Dòng khởi động bảo vệ dòng chạm đất quy đổi 0,4 I/In theo dòng định mức 1404n T-IE> Thời gian tác động 0,5s Bảng 3.17 Cài đặt thông số cho bảo vệ tải nhiệt 7SJ600 2700n THERM OVERLOAD Bắt đầu khối bảo vệ tải 2701n O/L Bảo vệ tải ON Bật 2702n K –FACTOR Giá trị đặt hệ số K = 1,4 1,4 I/IN 2703nT – CONTANT 600 Hằng số thời gian τ = 10phút 2404nT- ALM Độ tăng nhiệt độ báo tín hiệu % độ tăng nhiệt 90% 90% Bảng 3.18 Cài đặt thơng số cho chức tự đóng lại 7SJ600 3400n AR Bắt đầu khối chức tự đóng lại 3401n AR Chức tự đóng lại ON Bật 3472n AR cnt Số lần tự đóng lại 3465n AR T1 0,3s Thời gian chờ sau lần tự đóng lại 89 3466n AR T2 180s 3467n AR T3 180s 3468n AR T4 180s 3469n T-REC 15s Thời gian chờ sau lần tự đóng lại thứ Thời gian chờ sau lần tự đóng lại thứ Thời gian chờ sau lần tự đóng lại từ thứ trở sau Thời gian trở sau đóng lại thành cơng Bảng 3.19 Cài đặt thơng số cho chức giám sát máy cắt 7SJ600 3900n CIR sup Bắt đầu khối chức giám sát máy cắt 3901n CIR sup Khối chức giám sát máy cắt ON Bật 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Với nội dung đề tài giao: “Nghiên cứu, ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV Nam Đình Vũ, TP Hải Phịng” luận văn giải vấn đề sau: - Giới thiệu sơ lược vị trí địa lý, vai trị trạm biến áp 110kV Nam Đình Vũ nhứ tình hình cung cấp điện, đánh giá trạng làm việc trạm; - Giới thiệu hình thức bảo vệ rơle sử dụng trạm: + Bảo vệ so lệch có hãm máy biến áp + Bảo vệ dòng máy biến áp; + Bảo vệ dòng ngưỡng thấp (51>); + Bảo vệ dòng ngưỡng cao (50>>); + Bảo vệ chống chạm đất hạn chế; - Giới thiệu thông số kỹ thuật, chức năng, nguyên lý làm việc cách cài đặt rơle kỹ thuật số sử dụng Việt Nam như: SIEMENS Đức, ALSTOM Pháp,… - Đánh giá ưu nhược điểm loại rơle kỹ thuật số, lựa chọn ưng dụng rơle kỹ thuật số trường hợp cụ thể, từ làm tài liệu tham khảo cho cán bộ, kỹ thuật viên cơng tác ngành điện; - Tính tốn chỉnh đỉnh hình thức bảo vệ cho trạm: bảo vệ tải, cực đại, so lệch dọc rơle kỹ thuật số 7UT513, 7SJ600 + Bảo vệ so lệch có hãm dùng rơle 7UT513 + Bảo vệ dòng dùng rơle 7SJ600 làm bảo vệ 7UT513 làm bảo vệ dự phòng; + Bảo vệ chống chạm đất hạn chế dùng rơle 7UT513; + Bảo vệ tải nhiệt dùng rơle 7UT513; 91 Kiến nghị: Rơle kỹ thuật số 7UT513, 7SJ600 có dung lượng nhớ lớn, ghi lại nhiều thông số, kiện lỗi có hệ thống điện, tiện lợi cơng tác vận hành, giám sát lưới điện, đặc biệt với trạm biến áp có cơng suất lớn, đề nghị quan chức tạo điều kiện để ứng dụng bảo vệ cho trạm biến áp 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bá Đề (1997), Bảo vệ rơle hệ thống điện mỏ, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội 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 Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch (2001), Hệ thống cung cấp xí nghiệp cơng nghiệp thị nhà cao tầng, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Đình Long (2000), Bảo vệ hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Đình Long (1990), Bảo vệ rơle hệ thống điện, Đại học Bách khoa Hà Nội, 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 10 Nguyễn Anh Nghĩa (2006), Rơle bảo vệ hệ thống điện mỏ, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội 11 Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (2003), Cung cấp điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 12 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 Nôi 13 Nguyễn Hồng Thái, Vũ Văn Tẩm (2001), Rơle số lý thuyết ứng dụng, Nxb Giáo dục, Hà Nội 93 14 Nguyễn Hồng Thái (2000), Phần tử tự động hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 15 Lã Văn Út (2001), Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 16 Trần Quang Khánh (2009), Bảo vệ Rơle tự động hóa hệ thống điện, Nxb Giáo dục, Hà Nội 17 Nguyễn Hồng Việt (2008), Các tốn tính ngắn mạch bảo vệ rơle hệ thống điện, Nxb Đại học quốc gia, TP Hồ Chí Minh 18 Khalid Alem (2002), Time overcurrent protection device, Marseille, France 94 PHỤ LỤC TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110kV NAM ĐÌNH VŨ Các giả thiết sơ đồ thay Để tính tốn, chỉnh định bảo vệ rơle cần tính: - Dịng ngắn mạch pha lớn để tính tốn, chỉnh định bảo vệ so lệch dọc; - Dòng ngắn mạch pha nhỏ để kiểm tra độ nhạy rơle bảo vệ Khi tính tốn ngắn mạch sử dụng giả thiết sau: - Coi công suất nguồn vô lớn, cố ngắn mạch xảy không ảnh hưởng đến điện áp nguồn; - Coi tần số hệ thống không thay đổi thời gian xảy ngắn mạch; - Bỏ qua tượng bão hòa mạch từ lõi thép phần tử; - Bỏ qua ảnh hưởng phụ tải dòng ngắn mạch; - Bỏ qua điện trở phần tử 110kV 110kV 220kV Đình Vũ E2.20 ACSR 240/32 172 174 22kV N1 L = 3,985km N3 10kV Hình Sơ đồ tính tốn ngắn mạch Tính tốn ngắn mạch Theo số liệu thu thập từ Công ty truyền tải điện 1, máy cắt đầu nguồn trạm 220kV Đình Vũ (E2.20) có dịng cắt định mức: Icắt = 25kA, điện áp định mức Uđm = 123kV công suất cắt định mức: SN = 5326MVA Chọn Scb = 100MVA, Ucb1 = 115kV, Ucb2 = 23kV, Ucb3 = 11kV Xác định dịng điện phía: N2 S cb I cb1 = = 3.U cb1 S cb I cb = 3.U cb S cb I cb = 3.U cb 100.10 3.115 = 100.10 = 100.10 3.23 3.11 = 502 A = 2510 A = 5248 A Tính giá trị điện kháng: X * HT = S cb 100 = = 0,018 Ω S N 5326 X * ĐZ = x l S cb U cb1 = 0,4.3,985 100 = 0,012 Ω 115 ( ) ( ) ( ) UCN % = C −T U % + U C − H % − U T − H % = (11,06 + 13,86 − 6,15) = 9,385% 2 UTN% = C −T U % + U T − H % − U C − H % = (11,06 + 6,15 − 13,86 ) = 1,675% 2 UHN%= C −H U % + U T − H % − U C −T % = (13,86 + 6,15 − 11,06 ) = 4,475% 2 X *C = U C % S cb 9,385 100 = = 0,149 Ω 100 S đm 100 63 X *T = U T % S cb 1,675 100 = = 0,026 Ω 100 S đm 100 63 X *H = U H % S cb 4,475 100 = = 0,448 Ω 100 S đm 100 10 Do trạm cấp nguồn đường dây mạch kép từ trạm 220kV Đình Vũ, ngăn lộ 172 174 Vì xét chế độ tính tốn ngắn mạch: - Chế độ max: Khi trạm vận hành với mạch song song - Chế độ min: Khi trạm vận hành với mạch 2.1 Chế độ max (khi trạm vận hành với mạch song song) 110kV 110kV X §Z X HT 220kV §×nh Vị E2.20 23kV N1 XC XT X §Z XH N3 10kV Hình Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch trạm vận hành mạch song song Xác định tổng trở kháng điểm ngắn mạch: X N = X HT + X ĐZ 0,012 = 0,018 + = 0,024 Ω 2 X N = X HT + X ĐZ 0,012 + X C + X T = 0,018 + + 0,149 + 0,026 = 0,199 Ω 2 X N = X HT + X ĐZ 0,012 + X C + X T = 0,018 + + 0,149 + 0,448 = 0,621 Ω 2 Xác định dịng ngắn mạch pha phía: I ( 3) N = I cb1 502 = = 20,9 kA X N 0,024 I ( 3) N = I cb 2510 = = 12,6 kA X N 0,199 I ( 3) N = I cb3 5248 = = 8,45 kA X N 0,621 Dịng ngắn mạch pha phía 22kV qui đổi phía 110kV: Ku = 115 =5 23 K u max = 115(1 + 0,16) = 5,8 23 K u = 115(1 − 0,16) = 4,2 23 I ( 3) N (110 ) = I ( 3) N 12,6 = = 2,52 kA Ku N2 I ( 3) N (110 ) max I (3) N 12,6 = = = kA K u 4,2 I ( 3) N (110 ) = I (3) N 12,6 = = 2,17 kA K u max 5,8 Dịng ngắn mạch pha phía 10kV qui đổi phía 110kV: Ku = 115 = 10,45 11 K u max = 115(1 + 0,16) = 12,13 11 K u = 115(1 − 0,16) = 8,78 11 I ( 3) N 3(110 ) = I ( 3) I ( 3) I ( 3) N 8,45 = = 0,8 kA Ku 10,45 N 3(110 ) max I ( 3) N 8,45 = = = 0,96 kA K u 8,78 N (110 ) I (3) N 8,45 = = = 0,69 kA K u max 12,13 Bảng Bảng tổng hợp kết tính tốn ngắn mạch chế độ max Cao áp 110kV Trung áp 22kV Hạ áp 10kV (N1) (N2) (N3) 63 63 10 Điện áp định mức, kV 115±16% 23 11 Dòng điện định mức, A 316 1581 525 Dòng ngắn mạch pha, kA 20,9 12,6 8,45 Ku = Ku = 10,45 Kumax = 5,8 Kumax = 12,13 Kumin = 4,2 Kumin = 8,78 I(3)N2(110) = 2,52 I(3)N3(110) = 0,8 I(3)N2(110)max = I(3)N3(110)max = 0,96 I(3)N2(110)min = 2,17 I(3)N3(110)min = 0,69 Phía ngắn mạch Thơng số Cơng suất định mức, MVA Hệ số biến đổi Dòng ngắn mạch pha quy phía cao áp 110kV, kA 2.2 Chế độ (khi trạm vận hành với mạch) 110kV 110kV X HT 220kV Đình Vũ E2.20 23kV N1 XC X §Z XT XH N3 10kV Hình Sơ đồ thay tính tốn ngắn mạch chế độ Xác định tổng trở kháng điểm ngắn mạch: X N = X HT + X ĐZ = 0,018 + 0,012 = 0,03 Ω X N = X HT + X ĐZ + X C + X T = 0,018 + 0,012 + 0,149 + 0,026 = 0,205 Ω X N = X HT + X ĐZ + X C + X H = 0,018 + 0,012 + 0,149 + 0,448 = 0,627 Ω Xác định dịng ngắn mạch pha phía: I ( 3) N = I cb1 502 = = 16,73 kA X N 0,03 I ( 3) N = I cb 2510 = = 12,24 kA X N 0,205 I ( 3) N = I cb 5248 = = 8,37 kA X N 0,627 Dịng ngắn mạch pha phía 22kV qui đổi phía 110kV: Ku = 115 =5 23 K u max = 115(1 + 0,16) = 5,8 23 K u = 115(1 − 0,16) = 4,2 23 I ( 3) N (110 ) I ( 3) N 12,24 = = = 2,45 kA Ku I ( 3) N (110 ) max = I (3) N 12,24 = = 2,9 kA K u 4,2 N2 I ( 3) N (110 ) I (3) N 12,24 = = = 2,11 kA K u max 5,8 Dịng ngắn mạch pha phía 10kV qui đổi phía 110kV: Ku = 115 = 10,45 11 K u max = 115(1 + 0,16) = 12,13 11 K u = 115(1 − 0,16) = 8,78 11 I ( 3) N 3(110 ) = I (3) N 8,37 = = 0,8 kA Ku 10,45 I (3) N 3(110 ) max = I ( 3) N (110 ) I ( 3) N 8,37 = = 0,95 kA K u 8,78 I (3) N 8,37 = = = 0,69 kA K u max 12,13 Bảng Bảng tổng hợp kết tính tốn ngắn mạch chế độ Phía ngắn mạch Cao áp 110kV Trung áp 22kV Hạ áp 10kV (N1) (N2) (N3) 63 63 10 Điện áp định mức, kV 115±16% 23 11 Dòng điện định mức, A 316 1581 525 16,73 12,24 8,37 Ku = Ku = 10,45 Kumax = 5,8 Kumax = 12,13 Kumin = 4,2 Kumin = 8,78 I(3)N2(110) = 2,45 I(3)N3(110) = 0,8 Dòng ngắn mạch pha quy I(3)N2(110)max = 2,9 I(3)N3(110)max = 0,95 phía cao áp 110kV, kA I(3)N2(110)min = Thơng số Cơng suất định mức, MVA Dịng ngắn mạch pha, kA Hệ số biến đổi 2,11 I(3)N3(110)min = 0,69 Chọn máy biến dòng Máy biến dòng chọn theo điều kiện sau: - Điện áp: Uđm.BI ≥ Umạng - Dòng điện: Iđm.BI ≥ ILVcb - Phụ tải: Z2đmBI ≥ Zpt - Ổn định lực động điện: K ôdd I1đm ≥ iXK - Ổn định nhiệt: Bđm ≥ B N a Chọn BI phía 110kV Điện áp định mức mạng: Uđm = 115kV Dòng làm việc cưỡng ILVcb: Là dòng cưỡng mạch cấp cho máy biến áp làm việc chế độ dòng 1,4S đm 1,4.63000 = = 442,8 A 3.U đm 3.115 I LVcb = Dựa vào dòng làm việc cưỡng điện áp định mức mạng, lựa chọn máy biến dịng có thơng số kỹ thuật sau: Uđm = 145kV ISđm = 600A ITđm = 1A Kôđđ = 150 Bđm = 108 A2.s Kiểm tra ổn định lực động điện: I odd = K ôdd I 1đm = 150.600 = 127 kA i XK = K XK I N max( BI 1) = 1,9.20,9 = 56 kA Iôđđ > ixk => Như BI thỏa mãn yêu cầu ổn định lực động điện Kiểm tra ổn định nhiệt: Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch: BN = (t + Ta).I2N = (0,1+0,05).20,92.106 = 65,5.106 A2.s Trong đó: t – thời gian tồn ngắn mạch, lấy gần 0,1s Ta – số thời gian, lấy 0,05s Bđm > BN => Như BI thỏa mãn yêu cầu ổn định nhiệt b Chọn BI phía 22kV Điện áp định mức mạng: Uđm = 23kV Dòng làm việc cưỡng ILVcb: Là dòng cưỡng mạch cấp cho máy biến áp làm việc chế độ dòng 1,4S đm I LVcb = 3.U đm = 1,4.63000 3.23 = 2214 A Dựa vào dòng làm việc cưỡng điện áp định mức mạng, lựa chọn máy biến dòng có thơng số kỹ thuật sau: Uđm = 23kV ISđm = 2800A ITđm = 1A Kôđđ = 100 Bđm = 50.106 A2.s Kiểm tra ổn định lực động điện: I odd = K ôdd I 1đm = 100.2800 = 396 kA i XK = K XK I N max( BI 1) = 1,9.12,6 = 34 kA Iôđđ > ixk => Như BI thỏa mãn yêu cầu ổn định lực động điện Kiểm tra ổn định nhiệt: Xung lượng nhiệt dòng ngắn mạch: BN = (t + Ta).I2N = (0,1+0,05).12,62.106 = 23,8.106 A2.s Trong đó: t – thời gian tồn ngắn mạch, lấy gần 0,1s Ta – số thời gian, lấy 0,05s Bđm > BN => Như BI thỏa mãn yêu cầu ổn định nhiệt ... thức bảo vệ rơle kỹ thuật số trạm biến áp 11 0kV Nam Đình Vũ Đối tượng phạm vi nghiên cứu Trạm biến áp 11 0kV Nam Đình Vũ, TP Hải Phịng Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan chức bảo vệ rơle kỹ. .. nguyên lý bảo vệ rơle đo lường trạm biến áp 11 0kv nam đình vũ 13 Chng NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP 11 0KV NAM ĐÌNH VŨ, TP HẢI PHÒNG 2.1 Giới thiệu rơle số 7UT513... - Nghiên cứu lựa chọn rơle kỹ thuật số trạm biến áp 11 0kV Nam Đình Vũ; - Tính tốn chỉnh định rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 11 0kV Nam Đình Vũ Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thống kê số