Nghiên cứu áp dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ các trạm biến áp 35

Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Dơng thi lan Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 35/6kv xí nghiệp mỏ khu vực uông bí quảng ninh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật H Nội - 2009 Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Dơng thi lan Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 35/6kv xí nghiệp mỏ khu vực uông bí quảng ninh chuyên ngành: Điện khí hoá mỏ mà số : 60.52.52 Luận văn thạc sĩ kü tht Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS ngun anh nghÜa Hμ Néi - 2009 Môc lôc Trang Lêi cam Đoan Mục lục Danh mục bảng, hình vẽ đồ thị Mở đầu. Chơng .3 Đánh giá tổng quan trạm biến áp 35/6kV mỏ khu vực Uông Bí Quảng Ninh .. 1.1 Giới thiệu sơ đồ nguyên lý trạm biÕn ¸p chÝnh 35/6kV cđa c¸c xÝ nghiƯp má………………………………………………………… …………… 1.1.1 Sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng Danh. . 1.1.2 Sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV Công ty than Nam Mẫu.. 1.1.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê. 1.2 Đánh giá trạng máy biến áp trạm biến áp 35/6kV 12 1.2.1 Đánh giá trạng MBA trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng Danh ..12 1.2.2 Đánh giá trạng máy biến áp trạm biến áp 35/6kV Công ty than Nam Mẫu. 15 1.2.3 Đánh giá trạng máy biến áp trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê.. 17 Chơng 2.. 20 Đánh giá trạng hình thức bảo vệ rơle trạm biến áp 35/6kV mỏ khu vực Uông Bí- Quảng Ninh. 20 2.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm biến áp 35/6kV xí nghiệp mỏ 20 2.2 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/6kV 20 2.2.1 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Công ty than Vàng Danh 20 2.2.2 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Công ty than Nam Mẫu. 22 2.2.3 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Công ty than Mạo Khê 24 2.3 Đánh giá nhận xét.. 27 2.3.1 Đánh giá nhận xét hình thức bảo vệ Công ty than Vàng Danh. 27 2.3.2 Đánh giá nhận xét hình thức bảo vệ Công ty than Nam Mẫu. 28 2.3.3 Đánh giá nhận xét hình thức bảo vệ Công ty than Mạo Khê. 28 Chơng 30 Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số cho trạm biến áp 35/6kV Xí nghiệp mỏ vùng Uông Bí- Quảng Ninh 30 3.1 Giới thiệu loại rơle kỹ thuật số...30 3.1.1 Rơle kỹ thuật sè REG316*4 cđa h·ng ABB- Thơy §iĨn…………… …… 30 3.1.2 Giíi thiƯu r¬le kü tht sè SMPR- cđa h·ng Orion- Italia…………….… 43 3.1.3 Giíi thiƯu r¬le kü tht sè cđa h·ng SIEMENS - §øc………… ……… … 50 3.1.4 Giíi thiƯu r¬le kü tht sè MICOM.P122C cđa h·ng ALSTOM- Pháp 68 3.1.5 Giới thiệu rơle kỹ thuật số DLP3** cđa h·ng GE- Mü……….……… …… 72 3.1.6 Lùa chän r¬le kỹ thuật số 74 3.2 Tính toán ngắn mạch. 74 3.3 Tính toán chỉnh định 75 3.3.1 Nhập thông số cho máy biến áp 75 3.3.2 Bảo vệ tải máy biến áp 79 3.3.3 Bảo vệ cực đại máy biến áp 80 3.3.4 Bảo vệ so lệch máy biến áp . 86 Kết luận kiến nghị 94 Tài liệu tham khảo95 Phụ lục 97 Danh mục bảng Trang Bảng 1.1 - Thông số kỹ thuật máy biến áp .3 Bảng 1.2 - Thông số kỹ thuật thiết bị điện phía 35kV Bảng 1.3 - Thông số kỹ thuật máy cắt GI- ESF6 Bảng 1.4 - Thông số kỹ thuật dao cách ly cao áp POH3- 35 Bảng 1.5 - Số hiệu chức tủ điện cao áp.6 Bảng 1.6 - Thông số kỹ thuật máy biến áp Bảng 1.7 - Thông số kỹ thuật máy cắt dầu Bảng 1.8 - Thông số kỹ thuật máy biến áp đo lờng 3HOM- 35 Bảng 1.9 - Thông số kỹ thuật dao cách ly PB- 6008 Bảng 1.10 - Thông số kỹ thuật rơle khí PT Bảng 1.11 - Th«ng sè kü tht cđa van chèng sÐt PBC- 35 Bảng 1.12 - Thông số kỹ thuật máy biến áp SF18000/35-TH 11 Bảng 1.13 - Thông số kỹ thuật máy cắt điện SW- 2-35C/1000 11 Bảng 1.14 - Thông số kỹ thuật dao cách ly PO315- 35/60 11 Bảng 1.15 - Thông số kỹ thuật chức tủ 12 Bảng 1.16 - Số liệu lợng tác dụng lợng phản kháng.12 Bảng 1.17 - Tham số đặc trng biểu đồ phụ tải 14 Bảng 1.18 - Số liệu lợng tác dụng lợng phản kháng 15 Bảng 1.19 - Tham số đặc trng biểu đồ phụ tải 16 Bảng 1.20 - Số liệu lợng tác dụng lợng phản kháng 18 Bảng 1.21 - Thông số kỹ thuật rơle so lệch BCH-2TM 19 Bảng 2.1 - Thông số kỹ thuật rơle PHT565 20 Bảng 2.2 - Thông số kỹ thuật rơle khí BT- 43- 6622 Bảng 2.3 - Thông số kỹ thuật rơle dòng điệ PT 40/10 22 Bảng 2.4 - Thông số kỹ thuật rơle dòng điệ PT 40/20 22 Bảng 2.5 - Thông số kỹ thuật rơle so lệch PHT565 23 Bảng 2.6 - Thông số kỹ thuật rơle khí PT40/20 . 23 Bảng 2.7 - Thông số kỹ thuật máy biến áp đo lờng HTM- 23 Bảng 2.8 - Thông số kỹ thuật rơle dòng điện DL- 11/6TH24 Bảng 2.9 - Thông số kỹ thuật rơle dòng điện DL- 11/20TH 24 Bảng 2.10 -Thông số kỹ thuật rơle dòng điện DL- 11/TH 24 Bảng 2.11 -Thông số kỹ thuật rơle so lệch BCH-2TM 24 Bảng 2.12 - Thống kê thông số bảo vệ trạm biến áp 35/6kVcủa xí nghiệp mỏ khu vực Uông Bí- Quảng Ninh 25 Bảng 3.1 - Thông số kỹ thuật rơle REG316*4 30 Bảng 3.2 - Thông số bảo vệ nhiệt rơle REG316*4 32 Bảng 3.3 - Thông số bảo vệ dòng có thời gian xác định 32 Bảng 3.4 - Thông số bảo vệ dòng có hớng 33 Bảng 3.5 - Thông số bảo vệ so lệch máy phát REG316*4 . 33 Bảng 3.6 - Thông số bảo vệ so lệch máy biến áp REG316*4. 34 Bảng 3.7 - Thông số bảo vệ qúa dòng cắt nhanh REG316*4. 34 Bảng 3.8 - Thông số bảo vệ dòng có kiểm soát áp thấp REG316*4 34 Bảng 3.9 - Thông số bảo vệ dòng có thời gian phụ thuộc REG316*4 35 Bảng 3.10 - Thông số bảo vệ áp thiểu áp REG316*4 35 Bảng 3.11 - Thông số bảo vệ dòng chạm đất có thời gian phụ thuộc rơle35 Bảng 3.12 - Thông số bảo vệ dòng cân pha 36 Bảng 3.13- Thông số bảo vệ áp rơle. 36 Bảng 3.14 - Thông số kỹ thuật bảo vệ khoảng cách rơle 37 Bảng 3.15 - Thông số bảo vệ chống kích từ rơle 37 Bảng 3.16 - Thông số bảo vệ tải 38 Bảng 17- Thông số bảo vệ chạm đất Stator 40 Bảng 3.18 - Thông số bảo vệ kích từ 41 Bảng 3.19 - Thông số bảo vệ cân điện áp 41 Bảng 3.20 - Thông số bảo vệ dao động tần số 42 Bảng 3.21 - Thông số nguồn chiều cấp cho rơle 7RW600 51 Bảng 3.22 - Thông số nguồn xoay chiều cấp cho rơle 7RW600 52 Bảng 3.23 - Chức bảo vệ áp (U>, U>>, UX>, UX>>1) 52 Bảng 3.24 - Chức bảo vệ điện áp thấp (U nên thành phần chu kỳ thời điểm đợc xác định công thức I " = I 0, = I ∞ = I dm = 2,46kA X *tt Vậy giá trị dòng điện ngắn mạch tai điểm xẩy ngắn mạch là: I " = I 0, = I = 3,86kA Giá trị dòng ngắn mạch pha điểm xẩy ngắn mạch: I N( ) = ( 3) IN = 5,31 = 3,34kA 2 + Trờng hợp trạm vận hành máy biến áp T2 công suất 3200kVA Quá trình tính toán tơng tự nh trờng hợp trạm vận hành máy biến áp T1 kết nh sau: Giá trị dòng ngắn mạch pha: I " = I 0, = I ∞ = 3,11kA Giá trị dòng ngắn mạch pha: I N( ) = ( 3) IN = 3,76 = 2,69kA 2 b Trờng hợp lấy điện từ 110 kV Nhà máy nhiệt điện Phả Lại * Trờng hợp hai máy biến áp TU5, TU6 vận hành song song + Vì trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê có hai máy biến áp có công suất nh vận hành theo hình thức dự phòng nguội Vậy sơ đồ cung cấp sơ đồ thay đợc thể hình 16 17 Bảng STT Điện kháng quy đổi Kết Ký hiệu Nguồn X *cbht = Đờng dây AC120 X *cb.dd = 0,365.54 Máy biến áp TU5 X *cb.C = 10,17 100 = 0,406 100 25 X*4 X *cb.T = − 0,445 100 = −0,018 100 25 X*5 S cb = 0,016 S n(3) 100 = 0,149 115 X*1 X*2, X*3 M¸y biÕn ¸p TU6 X *cb.C = 8,36 100 = 0,334 100 25 X*6 X *cb.T = − 0,035 100 = −0,001 100 25 X*7 X*8, X*9 §−êng dây AC-95 X *cb.dd = 0,4.12 Máy biến áp T1 X *cb.ba = 7,5 100 = 1,67 100 4,5 X*10 M¸y biÕn ¸p T2 X *cb.ba = 7,5 100 = 2,24 100 X*11 100 = 0,35 37 Trong ®ã: X *12 = X *1 + X *2 X *3 = 0,097 X *2 + X *3 X*13 = X*4 + X*5 = 0,388; X*14 = X*6 + X*7 = 0,333; X *15 = X *16 = X *12 + X *8 X *9 = 0,175 ; X *8 + X *9 X *13 X *14 + X 15 = 0,459 ; X*17 = X*16 + X*10 = 2,129 X *13 + X *14 Vì công suất nguồn vô lớn nên thành phần chu kỳ thời điểm đợc xác định công thức I " = I 0, = I ∞ = I cb = 4,3kA X *cb Giá trị dòng ngắn mạch pha điểm xẩy ngắn mạch: I N( ) = ( 3) IN = 6,2 = 3,73kA 2 + Trờng hợp trạm vận hành máy biến áp T2 công suất 3200kVA Quá trình tính toán tơng tự nh trờng hợp trạm vận hành máy biến áp T1 kết nh sau: Giá trị dòng ngắn mạch pha: I " = I 0, = I ∞ = 3,41kA Gi¸ trị dòng ngắn mạch pha: I N( ) = ( 3) IN = 3,76 = 2,95kA 2 HT 110kV 54km AC120 110kV TU5 110kV TU6 25MVA 25MVA 6kV 6kV 35kV 35kV 35kV 12km AC -95 12km AC-95 35kV T1 4500kVA Un% = 7,5 6kV N Hình 16: Sơ đồ cung cấp điện lấy từ nhà máy nhiệt điện Phả Lại X*1 0,016 X*2 0,149 X*3 0,149 X*4 0,406 X*6 0,334 X*5 - 0,018 X*7 - 0,001 X*8 0,35 X*12 0,097 X*13 0,388 X*14 0,333 X*15 0,175 X*9 0,35 X*10 1,67 X*10 1,67 X*16 0,459 X*10 1,67 X*17 2,129 Hình 17: Sơ đồ thay vận hành song song hai máy biến áp TU5 TU6 + Trờng hợp vận hành máy biến áp TU5 Sơ đồ thay đợc thể hình vÏ: Trong ®ã: X *12 = X *1 + X *2 X *3 = 0,097 X *2 + X *3 X*13 = X*4 + X*5 = 0,388; X *14 = X *8 X *9 = 0,175 ; X *8 + X *9 X*1 0,016 X*2 0,149 X*3 0,149 X*12 0,097 X*4 0,406 X*13 0,388 X*5 - 0,018 X*8 0,35 X*14 0,175 X*10 1,67 X*9 0,35 X*10 1,67 a, b, X*15 0,66 X*16 2,33 X*10 1,67 c, d, H×nh 18: Sơ đồ thay vận hành máy biÕn ¸p TU5 X *15 = X *12 + X *13 + X *14 = 0,66 ; X*16 = X*15 + X*10 = 2,33 Vì công suất nguồn vô lớn nên thành phần chu kỳ thời điểm đợc xác định c«ng thøc I " = I 0, = I = I cb = 3,93kA X *cb Giá trị dòng ngắn mạch pha điểm xẩy ngắn m¹ch: I N( ) = ( 3) IN = 3,23 = 3,4kA 2 + Tr−êng hỵp trạm vận hành máy biến áp T2 công suất 3200kVA Quá trình tính toán tơng tự nh trờng hợp trạm vận hành máy biến áp T1 kết nh sau: Giá trị dòng ngắn mạch pha: I " = I 0, = I ∞ = 3,16kA Giá trị dòng ngắn mạch pha: I N( ) = ( 3) IN = 3,76 = 2,74kA 2 ... thức bảo vệ rơle trạm biến áp 35/ 6kV mỏ khu vực Uông Bí- Quảng Ninh. 20 2.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm biến áp 35/ 6kV xí nghiệp mỏ 20 2.2 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/ 6kV 20 2.2.1 Các. .. lý bảo vệ nh đợc giới thiệu hình 2.1 2.2 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/ 6kV 2.2.1 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Công ty than Vàng Danh Bảo vệ tải ngắn mạch Phía 35kV dùng Rơle kỹ thuật. .. vệ rơle trạm biến áp 35/ 6kV mỏ vùng Uông Bí Quảng Ninh - Nghiên cứu, ứng dụng rơle kỹ thuật số trạm biến áp 35/ 6kV xí nghiệp mỏ vùng Uông Bí Quảng Ninh Phơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu tổng