ĐATN - Tính toán bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 582

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA NĂNG LƯỢNG NGUYỄN TIẾN ĐẠT – LỚP 58KTĐ-HTĐ2 Đề tài TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 582 NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ KHOA : NĂNG LƯỢNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : Th.S TRẦN THI ̣KIM HỒNG HÀ NỘI, NĂM 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên: Nguyễn Tiến Đa ̣t Hê ̣ đào ta ̣o: Đa ̣i ho ̣c chin ́ h quy Lớp: 58KTĐ - HTDD2 Ngành: Kỹ thuâ ̣t Điê ̣n - Điê ̣n tử Mã số sinh viên: 1651122406 Khoa: Năng lươ ̣ng TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠLE TRẠM BIẾN ÁP 110kV CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN: - Bảo vệ Hệ thống điện – Trần Đình Long - Ngắn mạch – Lã Văn Út NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN: Giới thiệu chung Các ngun lý bảo vệ 15 Tính tốn ngắn mạch 35 Tính tốn bảo vệ role - Chọn role 45 -Tính tốn bảo vệ 87,87N,50,51,51N - Kiểm tra độ nhạy BẢN VẼ VÀ BIỂU ĐỒ -Sơ đồ trạm biến áp -Sơ đồ điểm ngắn mạch -Sơ đồ nguyên lý bảo vệ cho trạm -Sơ đồ đặc tính bảo vệ so lệch -Sơ đồ kiểm tra độ nhạy rơle Tỷ lệ % GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TỪNG PHẦN Phần Họ tên Giáo viên hướng dẫn …………………………………… ………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………………………… ………………………………… ………………………………… ………………………………… ………………………………… ………………… ……….……… …………………………………… ………………………………… …….…………………………… NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngày tháng năm 20 Trưởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành và nộp Đồ án tốt nghiệp cho Hội đồng tốt nghiệp Ngày tháng năm 20 Sinh viên làm Đồ án tốt nghiệp/LVTN (Ký ghi rõ họ tên) Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp Hội đồng thi tốt nghiệp Khoa thông qua Ngày tháng năm 20 Trưởng Bộ môn (Ký ghi rõ họ tên) Chủ tịch Hội đồng (Ký ghi rõ họ tên) Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Trang i LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan là Đồ án tốt nghiệp thân tác giả Các kết Đồ án tốt nghiệp trung thực, không chép từ nguồn dưới hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả ĐATN Nguyễn Tiến Đạt Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang ii Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn Ths.Trần Thị Kim Hồng, người trực tiếp hướng dẫn, nhiệt tình dẫn để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “thiết kế bảo vệ rơle trạm biến áp 110kV 582” Thời gian làm đồ án khoảng thời gian quý giá đối với em, giúp em hệ thống lại kiến thức học năm học vừa qua Ngoài ra, em xin trân trọng cảm ơn thầy, cô khoa Năng Lượng dã diù dắt, giúp đỡ và trang bị cho em những kiến thức chuyên ngành cầ n thiết những năm ngồi ghế nhà trường Em cũng xin gửi lời cảm ơn tấ t cả các ba ̣n sinh viên lớp 58KTĐ-HTĐ2 đã bên cạnh động viên, giúp đỡ em tiế n ho ̣c tâ ̣p Đồ ng thời em xin bày tỏ lòng biết ơn đế n bố me ̣, anh chị, gia đình và ba ̣n bè ở bên ca ̣nh cổ vũ đô ̣ng viên em Cuố i cùng em xin gửi lời chúc tới thầ y cô, các ba ̣n và gia đình Chúc các thầ y ln mạnh khỏe và công tác tố t Chúc các ba ̣n sinh viên, đă ̣c biệt là các ba ̣n sinh viên lớp 58KTĐ-HTĐ2 sẽ thành công đường tìm kiế m tương lai của ̀ h Chúc gia đin ̀ h dồ i dào sức khỏe! Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang iii Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii Dang mu ̣c hin ̀ h ảnh v Danh mu ̣c bảng vii CHƯƠNG GIỚI THIỆU TRẠM BIẾN ÁP 110kV 582 1.1.Giới thiêụ 1.2.Các thiết bị trạm biến áp 582 1.2.1.Máy biến áp 1.2.2.Máy cắt điện 1.2.3.Máy biến điện áp (BU) 1.2.4.Máy biến dòng điện (BI) CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ 2.1.Các da ̣ng hư hỏng và yêu cầ u đố i với ̣ thố ng bảo vê ̣ 2.1.1.Các da ̣ng hư hỏng và những loa ̣i bảo vê ̣ thường dùng 2.1.2 Các yêu cầ u đố i với ̣ thố ng bảo vê ̣: 2.2.Các nguyên lý bảo vê ̣ 2.2.1.Bảo vê ̣ dòng so lê ̣ch 2.2.1.1.Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện: 2.2.1.2.Nguyên lý bảo vê ̣ so lê ̣ch dòng điêṇ có ham ̃ 2.2.1.3.Nguyên lý ảo vê ̣ so lê ̣ch dòng thứ tự không 12 2.2.2.Bảo vê ̣ quá dòng điêṇ 13 2.2.2.1.Bảo vệ dòng điê ̣n có thời gian (51) 13 2.2.2.2.Bảo vê ̣ quá dòng thứ tự không (51N) 14 2.2.2.3.Bảo vệ quá dòng cắ t nhanh (50) 15 2.2.2.4.Bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh (50N): 16 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 17 3.1.Ngắ n ma ̣ch và mu ̣c đích tính ngắ n ma ̣ch 17 3.1.1.Khái niê ̣m 17 3.1.2.Mu ̣c đích 17 Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang iv Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử 3.2.Điê ̣n kháng các phầ n tử 18 3.2.1.Hê ̣ thố ng 18 3.2.2.Máy biế n áp 18 3.3.Tính toán ngắ n ma ̣ch chế đô ̣ max – 20 3.3.1.Lâ ̣p sơ đồ thay thế 20 3.3.2.Tính toán ngắ n ma ̣ch chế đô ̣ max 21 3.3.3.Tính toán ngắ n ma ̣ch chế đô ̣ 40 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN BẢO VỆ RƠLE 59 4.1.GIỚI THIỆU 59 4.1.1.RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH: GRT200 59 4.1.1.1.Ứng du ̣ng và cấ u ta ̣o 59 4.1.1.2.THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA RƠLE GRT-200 60 4.1.1.3.CHỨC NĂNG CƠ BẢN CỦA RƠLE GRT-200 61 4.1.1.4.BẢNG CHỈNH ĐỊNH CÀI ĐẶT 66 4.1.2.RƠLE BẢO VỆ QUÁ DÒNG: GRE140 68 4.1.2.1.Ứng du ̣ng và cấ u ta ̣o 68 4.1.2.2.THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA RƠ LE GRE-140 69 4.1.2.3.CHỨC NĂNG CỦA RƠLE 70 4.1.2.4.BẢNG CHỈNH ĐỊNH CÀI ĐẶT 75 4.2.TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA BẢO VỆ 78 4.2.1.CÁC THÔNG SỐ 78 4.2.2.TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA BẢO VỆ SO LỆCH 79 4.2.3.TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA BẢO VỆ QUÁ DÒNG 83 Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang v Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Dang mục hình ảnh Hình 1.1: Sơ đồ nối dây trạm biến áp Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý pha bảo vệ dòng so lệch Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện Hình 2.3: Sơ đồ ngun lý bảo vệ dịng điện có hãm Hình 2.4: Sự tương quan thành phần vector 10 Hình 2.5: Đường đặc tính vùng hãm 11 Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch thứ tự không 12 Hình 2.7: Hê ̣ thố ng hin ̀ h tia có nguồ n cấ p 13 Hình 2.8: Bảo vê ̣ quá dòng điê ̣n có thời gian 13 Hình 2.9: Bảo vệ dòng cắt nhanh 15 Hình 2.10: Hệ thống bảo vệ thứ tự không cắt nhanh 16 Hình 3.1: Sơ đồ vi ̣trí các điể m ngắ n ma ̣ch 19 Hình 3.2: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 21 Hình 3.3: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 21 Hình 3.4: Sơ đồ thay thế thứ tự không 21 Hình 3.5: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 24 Hình 3.6: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 24 Hình 3.7: Sơ đồ thay thế thứ tự không 24 Hình 3.8: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 27 Hình 3.9: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 27 Hình 3.10: Sơ đồ thay thế thứ tự không 28 Hình 3.11: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 31 Hình 3.12: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 31 Hình 3.13: đồ thay thế thứ tự không 31 Hình 3.14: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 34 Hình 3.15: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 34 Hình 3.16: Sơ đồ thay thế thứ tự không 35 Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang vi Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Hình 3.17: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 40 Hình 3.18: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 40 Hình 3.19: Sơ đồ thay thế thứ tự không 40 Hình 3.20: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 43 Hình 3.21: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 43 Hình 3.22: Sơ đồ thay thế thứ tự không 43 Hình 3.23: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 46 Hình 3.24: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 47 Hình 3.25: Sơ đồ thay thế thứ tự không 47 Hình 3.26: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 50 Hình 3.27: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 50 Hình 3.28: Sơ đồ thay thế thứ tự không 50 Hình 3.29: Sơ đồ thay thế thứ tự thuâ ̣n 53 Hình 3.30: Sơ đồ thay thế thứ tự nghich ̣ 53 Hình 3.31: Sơ đồ thay thế thứ tự không 54 Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý BVSL 62 Hình 4.2: Đặc tính tác động so lệch có hãm rơle GRT200 63 Hình 4.3: Sơ đồ bảo vê ̣ chố ng cha ̣m đấ t ̣n chế 63 Hình 4.4: Đặc tính tác động so lệch thứ tự không rơle GRT200 64 Hình 4.5: Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp 78 Hình 4.6: Đặc tính tác động bảo vệ so lệch có hãm 79 Hình 4.7: Đặc tính bảo vê ̣ ngắ n ma ̣ch và ngoài vùng bảo vê 82 ̣ Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang vii Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Danh mục bảng Bảng 1.1: Thông số máy cắ t Bảng 1.2: Lựa cho ̣n máy biế n điêṇ áp Bảng 1.3: Lựa chọn máy biến dòng điện Bảng 3.1: Giá tri ̣dòng điêṇ qua các BI ngắ n ma ̣ch ở chế đô ̣ max (pu) 38 Bảng 3.2: Giá tri ̣dòng điêṇ qua các BI ngắ n ma ̣ch ở chế đô ̣ max (kA) 39 Bảng 3.3: Giá tri ̣dòng điêṇ qua các BI ngắ n ma ̣ch ở chế đô ̣ (pu) 57 Bảng 3.4: Giá tri ̣dòng điêṇ qua các BI ngắ n ma ̣ch ở chế đô ̣ (kA) 58 Bảng 4.1: Bảng chin ̣ cài đă ̣t rơle GRT-200 66 ̉ h đinh Bảng 4.2: Bảng chin ̣ cài đă ̣t rơle GRE-140 75 ̉ h đinh Bảng 4.3: Số liệu phục vụ tính tốn 78 Bảng 4.4: Kết kiểm tra hệ số an toàn hãm bảo vệ 81 Bảng 4.5: Kết kiểm tra hệ số độ nhạy bảo vệ 82 Bảng 4.6: Độ nhạy thời gian tác động bảo vệ q dịng có thời gian (51) 84 Bảng 4.7: Thông số cài đă ̣t bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian (51N) 85 Bảng 4.8: Thông số cài đặt cho bảo vệ cắt nhanh (50) 85 Bảng 4.9: Thời gian tác động bảo vệ điểm ngắn mạch 86 Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 73 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử g Các chức bảo vệ khác: Ngoài chức bảo vệ hay dùng TBA, GRE140 cịn tích hợp chức bảo vệ phụ khác như: Bảo vệ q tải nhiệt, bảo vệ dịng cơng suất ngược, phát đứt dây, tự động đóng lặp lại, hòa đồng máy cắt,… Chức điều khiển - GRE-140 cung cấp tính điều khiển tủ hợp mặt trước rơle Tất thao tác tuân theo hai bước ( chọn và thi hành ) để đảm bảo độ an toàn cao thao tác máy cắt Trong q trình đóng, rơle tự động kiểm tra điều kiện liên động mềm để xác nhận thao tác nhằm tránh thao tác nhầm - Mặt trước rơle tích hợp nút lựa chọn “Local/Remote” cũng nút “Close” và “Open” để việc đóng cắt rơle thuận lợi - Việc điều khiển thiết bị thứ thực thơng qua BO rơle GRE-140 qua mức khác nhau: Trung tâm điều độ, hình máy tính hệ thống điều khiển máy tính (SAS) nút (function key) “Close” và “Open” mặt rơle Chức đo lường – giám sát a Đo lường: GRE-140 cho phép đo lường liên tục thông số hệ thống Thông số đo lường hiển thị màn hình LCD và cập nhật giây, bao gồm: - Dòng điện sơ cấp thứ cấp pha - Dòng thứ tự thuận thứ tự nghịch pha - Diện áp sơ cấp thứ cấp pha - Diện áp thứ tự thuận thứ tự nghịch pha - Điện áp thứ tự không hệ thống - Tần số, hệ số công suất, công suất vô công hữu công, công tơ đo đếm,… Tất giá trị thể ở giá trị thứ nhị thứ tùy thuộc vào cấu hình cài đặt Các đại lượng này thể hình rơle hệ thống SAS b Giám sát làm việc: Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư - Trang 74 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Toàn trạng thái thiết bị thứ hư hỏng đối tượng tủ hợp giám sát bởi GRE-140 thông qua khối BI - Rơ le cũng trang bị chức giám sát hư hỏng cảnh báo cho người sử dụng qua BO riêng biệt Chức thu thập liệu Toàn liệu như: Sự kiện, cố, nhiễu loaijn thu thập ghi lại nhớ GRE-140 - Ghi cố: Chức ghi cố khởi tạo bởi lệnh cắt từ rơle GRE-140 dự liệu sau sẽ ghi lại: ngày tháng thời gian, chức cắt, pha cố, liệu đo lường hệ thống, chức đóng lặp lại, định vị cố,… Có ghi cho phép thu thập thơng tin cố gần Nếu ghi đầy, cố mới phát sinh sẽ chiếm chỗ cố gần xóa cố cũ - Ghi kiện: Rơle ghi xóa kiện cũ Chỉ xem 100 kiện màn hình rơle, muốn xem đủ 200 kiện, phải dùng máy tính nhận download file event log máy - Ghi nhiễu động: Chức ghi cung cấp cách nhanh và đầy đủ thông tin nhiễu động hệ thống Nó giúp người sử dụng đánh giá tình trạng phản ứng hệ thống qua đại lượng thứ nhị thứ ở sau thời điểm nhiễu loạn Bản ghi nhiễu loạn khởi tạo có phần tử bảo vệ dòng hoạt động lệnh cắt khởi tạo Bản ghi sẽ lại diễn biến thay đổi đại lượng tương tự và 32 đầu vào nhị phân với thời gian cụ thể Màn hình LCD thể ngày tháng thời gian ghi nhiễu động Bản ghi đọc hình máy tính cá nhân thơng qua phần mềm chuyên dụng sau download ghi Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 75 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử 4.1.2.4 BẢNG CHỈNH ĐỊNH CÀI ĐẶT Bảng 4.2: Bảng chỉnh định cài đặt rơle GRE-140 Protection OC1EN OC1 Enable Kích hoa ̣t OC1 Off/On ON OC1-DIR OC1 Direction Characteristic Đă ̣c tính hướng OC1 FWD/REV/NON NON MOC1 OC1 Time Characteristic Đă ̣c tiń h thời gian OC1 D/IEC/IEEE/US/C IEC MOC1IEC OC1 inverse curve time Thời giang đường cong nghich ̣ đảo OC1 NI/VI/EI/LTI VI OC1 OC1 threshold settingg Thiế t lâ ̣p ngưỡng OC1 0,1-25 A TOC1M OC1 time multiplier setting Cài đă ̣t ̣ số thời gian OC1 0,01-1,5s 0,1 OC1R OC1 Reset Characteristic Đă ̣t la ̣i đă ̣c tính OC1 DEF/DEP DEF TOC1R OC1 definite time delayder reset Đặt lại trì hoãn thời gian xác định OC1 0-300s OC2EN OC2 Enable Kích hoa ̣t OC2 Off/On On OC2-DIR OC2 Direction Characteristic Đă ̣c tính hướng OC2 FWD/REV/NON NON MOC2 OC2 Time Characteristic Đă ̣c tiń h thời gian OC2 D/IEC/IEEE/US/C D MOC1CIEC OC2 inverse curve time Thời giang đường cong nghich ̣ đảo OC2 NI/VI/EI/LTI VI OC2 OC2 threshold setting Thiế t lâ ̣p ngưỡng OC2 0,1-25 A 4,6 TOC2 OC2 definite time setting Cài đă ̣t thời gian xác đinh ̣ OC2 0-300s 0,1 OC3EN OC3 Enable Kích hoa ̣t OC3 Off/On On OC3-DIR OC3 Direction Characteristic Thời giang đường cong nghich ̣ đảo OC3 FWD/REV/NON NON OC3 OC3 threshold setting Thiế t lâ ̣p ngưỡng OC3 0,1-25 A 10,8 TOC3 OC3 definite time setting Cài đă ̣t thời gian xác đinh ̣ OC3 0-300s 0,02 Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư OC4EN Trang 76 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Kích hoa ̣t OC4 OC4 Enable Off/On Off EF Protection EF1EN EF1 Enable Kích hoạt EF1 On/Off On EF1-DIR EF1 Direction Characteristic Đă ̣c tiń h hướng EF1 FWD/REV/NON NON MEF1 EF1 Time Characteristic Đă ̣c tính thời gian EF1 D/IEC/IEEE/US/C D EF1 EF1 threshold settingg Thiế t lâ ̣p ngưỡng EF1 0,1-25 A 0,2 TEF1 EF1 definite time setting Cài đă ̣t thời gian xác đinh ̣ EF1 0-300s EF2 EF2 Enable Kić h hoa ̣t EF2 On/Off On EF2-DIR EF2 Direction Characteristic Đă ̣c tiń h hướng EF2 FWD/REV/NON NON MEF2 EF2 Time Characteristic Đă ̣c tính thời gian EF2 D/IEC/IEEE/US/C D EF2 EF2 threshold settingg Thiế t lâ ̣p ngưỡng EF2 0,1-25 A 4,7 TEF2 EF2 definite time setting Cài đă ̣t thời gian xác đinh ̣ EF2 0-300s 0,15 EF3EN EF3 Enable Kić h hoa ̣t EF3 On/Off Off EF4EN EF4 Enable Kích hoa ̣t EF4 On/Off Off ARC Protection ( Auto Reclose) TRDY Reclaim time Xác nhâ ̣n la ̣i thời gian 0-600s 180 TD1 1st shot dead time Thời gian trễ đầ u tiên 0,01-300s TD2 1st shot reset time Thời gian trễ đầ u tiên 0,01-310s 10 TW Output pulse time Thời gian xung đầ u 0,01-10s TSUC Autoreclose succeed judgement time Thời gian của tự đô ̣ng ép xung 0,1-600s TRCOV Autoreclose recovery time after final trip Thời gian khôi phục tự đóng la ̣i lầ n cuối 0,1-600s 300 TARCP Autoreclose pause time after manually closing Thời gian tạm dừng tự đóng la ̣i 0,01-300s 300 TRSET Autoreclose reset time Thời gian đă ̣t la ̣i tự ép xung 0,1-3s ARCEN Autoreclose enable Bâ ̣t tự đô ̣ng ép xung On/Off On Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 77 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử ARCNUM Autoreclosing shot number Số lầ n tự động đóng la ̣i S1/S2/S3/S4/S5 S1 OC1-INIT Autoreclose iniation by OC1 Tự đô ̣ng ngắ t kế t nố i bằ ng OC1 NA/A1/A2/BLK A1 OC1-TP1 OC1 trip mode of 1st trip Ngắ t chế đô ̣ OC1 đầu tiề n OFF/INST/SET SET OC2-INIT Autoreclose iniation by OC2 Tự đô ̣ng ngắ t kế t nố i bằ ng OC2 NA/A1/A2/BLK A1 OC2-TP1 OC2 trip mode of 1st trip Ngắ t chế đô ̣ OC2 đầu tiề n OFF/INST/SET SET OC3-INIT Autoreclose iniation by OC3 Tự đô ̣ng ngắ t kế t nố i bằ ng OC3 NA/A1/A2/BLK BLK EF1-INIT Autoreclose iniation by EF1 Tự đô ̣ng ngắt kết nố i bằ ng EF1 NA/A1/A2/BLK A1 EF1-TP1 EF1 trip mode of 1st trip Ngắ t chế đô ̣ EF1 OFF/INST/SET SET ED2-INIT Autoreclose iniation by EF2 Tự đô ̣ng ngắ t kế t nố i bằ ng EF2 NA/A1/A2/BLK A1 EF2 trip mode of 1st trip Ngắ t chế đô ̣ EF2 đầ u tiên OFF/INST/SET SET EF2-TP1 Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 4.2 Trang 78 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA BẢO VỆ Hình 4.5: Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp 4.2.1 CÁC THƠNG SỐ Bảng 4.3: Số liệu phục vụ tính tốn Phía 115kV 22kV 10kV Cơng suất danh định (MVA) 40 40 40 Điện áp danh định (kV) 115 22 10 Dòng điện danh định (A) 281 1470 3233 Tổ đấu dây Y0 Y ∆ Tỉ số biến 300/1 1500/1 3500/1 Thông số Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 79 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử 4.2.2 TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA BẢO VỆ SO LỆCH Bảo vệ so lệch có hãm (87T) Hình 4.6: Đặc tính tác động bảo vệ so lệch có hãm  Tính tốn Theo bảng chỉnh định cài đặt ta có: DIF-S1-Slope1 = 30% DIF-S1-Slope2 = 70% Nên ta góc α = 13,5° , góc β = 31,5° Ta có: A (0,3 : 0,3) = C (2 : 0,3) → AC = 1,7 → BC = tgα AC = tg(13,5°) 1,7 = 0,4 → B (2 : 0,7)  Để kiểm tra độ nhạy cũng đảm bảo tính tin cậy chức so lệch, ta cần xác định dòng ISL IH trường hợp cụ thể ngắn mạch vùng, vùng bảo vệ hệ thống: a Trường hợp ngắn mạch vùng bảo vệ Khi ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ dịng so lệch không Tuy nhiên, thực tế bảo vệ so lệch sẽ đo dịng khơng cân theo biểu thức: ISL = IKCB= (kđn.kkcb.fi+ΔUđc) INngmax Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Trang 80 Trong đó: kđn : hệ số đồng máy biến dịng, kđn=1 kkcb : hệ số có kể đến ảnh hưởng thành phần khơng chu kỳ dịng điện ngắn mạch, lấy kkcb =1 fi : Sai số lớn BI, lấy fi = 0,1 ΔUđc : phạm vi điều chỉnh điện áp¸ ΔUđc = 0,1 Ta được: ISL = (1.1.0,1+0,1) INngmax = 0,2 INngmax IH = |IBI1 | + |IBI2 | + |IBI3 | - Ngắn mạch N1 Chỉ có dịng thứ tự không qua BI1 Nhưng rơle thiết kế để loại thành phần thứ tự không nên trường hợp này rơle không tác động - Ngắn mạch N2 INngmax = 2,75 ISL= 0,2 2,75 = 0,55 IH = |IBI1 | + |IBI2 | + |IBI3 | = |IBI2 | = 2,75 = 5,5 IH > ISL Như bảo vệ sẽ không tác động Ta có tgα = ISL IHng Độ an toàn hãm: katH = → IHng = IH IHng = ISL tgα 5,5 1,041 = 0,55 − 0,3 0,24 = 1,041 = 5,28 Độ an toàn hãm đảm bảo yêu cầu (katH > 1) - Ngắn mạch N3 INngmax = 2,025 ISL= 0,2 2,025 = 0,405 IH = |IBI1 | + |IBI2 | + |IBI3 | = |IBI2 | = 2,025 = 4,05 IH > ISL Như bảo vệ sẽ không tác động Ta có tgα = ISL IHng Độ an tồn hãm: katH = → IHng = IH IHng = ISL tgα = 4,05 0,4375 0,405 − 0,3 0,24 = 0,4375 = 9,26 Độ an toàn hãm đảm bảo yêu cầu (katH > 1) Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 81 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Bảng 4.4: Kết kiểm tra hệ số an toàn hãm bảo vệ Điểm ngắn mạch N1 N2 N3 ISL 0,55 0,405 IH 5,5 4,05 IHng - 1,041 0,4375 katH - 5,26 9,26 Thơng số Kết luận: Các điểm nằm ngồi vùng bảo vệ so lệch nằm vùng hãm nên bảo vệ không tác động b Trường hợp ngắn mạch vùng bảo vệ Từ kết tính tốn ngắn mạch ở chương 3, sau loại bỏ thành phần dịng điện thứ tự khơng ta kết dịng ngắn mạch qua BI có ngắn mạch điểm N1’, N2’, N3’ sau: - Ngắn mạch điểm N1’: IH = ISL = 6,1 Ta có tgβ = ISLng → ISLng = tgβ IH = 0,613 (6,1 – 2) + 0,7 = 3,213 IH Độ nhạy: kn87 = ISL ISLng = 6,1 3,213 = 1,9 Kết luận: Độ nhạy đảm bảo yêu cầu (kn87 > 1,2) - Ngắn mạch điểm N2’: IH = ISL = 2,209 Ta có tgβ = ISLng → ISLng = tgβ IH = 0,613 (2,209 – 2) + 0,7 = 0,828 IH Độ nhạy: kn87 = ISL ISLng = 2,209 0,828 = 2,68 Kết luận: Độ nhạy đảm bảo yêu cầu (kn87 > 1,2) - Ngắn mạch điểm N3’: IH = ISL = 1,636 Ta có tg𝛼 = ISLng → ISLng = tg𝛼 IH = 0,24 (1,636 – 0,3) + 0,3 = 0,62 IH Độ nhạy: kn87 = ISL ISLng = 1,636 0,62 = 2,64 Kết luận: Độ nhạy đảm bảo yêu cầu (kn87 > 1,2) Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 82 Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Bảng 4.5: Kết kiểm tra hệ số độ nhạy bảo vệ Điểm ngắn mạch N1 ’ N2 ’ N3 ’ Thông số ISL 6,1 2,09 1,636 IH 6,1 2,09 1,636 ISLng 3.213 0,828 0,62 kn87 1,9 2,68 2,64 Kết luận: Các điểm nằm ngoài vùng hãm nằm vùng tác động nên bảo vệ tác động Hình 4.7: Đặc tính bảo vệ ngắn mạch và ngoài vùng bảo vệ Bảo vệ so lệch thứ tự không (87N) Bảo vệ thứ tự khơng tính tốn kiểm tra tương tự so với bảo vệ so lệch có hãm Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Trang 83 4.2.3 TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA BẢO VỆ QUÁ DÒNG Bảo vệ q dịng có thời gian (51) Bảo vệ q dịng có thời gian đặt phía 115 kV; 22kV; 10 kV  Dòng khởi động bảo vệ q dịng có thời gian là: kkđ = kat kmm ktv Ilvmax = k Ilvmax Trong đó: kat : Hệ số an tồn lấy, kat = 1,1 – 1,3 kmm : Hệ số mở máy, kmm = 1,5 – 1,6 ktv : Hệ số trở (ktv = 1) k : hệ số chỉnh định, thường chọn k = 1,5 – 1,8 (chọn k =1,8) Ilvmax : dòng danh định máy biến áp  Hệ số độ nhạy bảo vệ là: kn = INmin Ikđ INmin : dòng ngắn mạch nhỏ qua BI ngắn mạch điểm kiểm tra Ikđ - : dòng khởi động bảo vệ q dịng có thời gian Phía 10kV: Ikđ = 1,8 kn = INmin Ikđ 40 √3 10 = 103 = 4156,92 A 9440 4156,92 = 2,27 (kn > 1,2) → Độ nhạy bảo vệ đạt yêu cầu Bảo vệ dòng sử dụng đặc tính thời gian độc lập, thời gian tác động bảo vệ chọn : max tD10 = 0,7 sec t = tD10 + ∆t = 0,7 + 0,3 = 1s Suy ra: - Phía 22 kV: Ikđ = 1,8 kn = INmin Ikđ 40 √3 22 = 103 = 1889,51 A 5788 1889,51 = 3,06 (kn > 1,2) → Độ nhạy bảo vệ đạt yêu cầu Bảo vệ dòng sử dụng đặc tính thời gian độc lập, thời gian tác động bảo vệ chọn : max tD22 = sec Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư t = tD22 + ∆t = + 0,3 = 1,3s Suy ra: - Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Trang 84 Phía 115kV: 40 Ikđ = 1,8 kn = √3 115 INmin Ikđ = 818 361,5 103 = 361,5 A = 2,26 (kn > 1,2) → Độ nhạy bảo vệ đạt u cầu Bảo vệ q dịng sử dụng đặc tính thời gian độc lập, thời gian tác động bảo vệ chọn : tcao cấp = tmax {t22 ; t10} = 1,3s t = tcao cấp + ∆t = 1,3 + 0,3 = 1,6s Suy ra: Bảng 4.6: Độ nhạy thời gian tác động bảo vệ dịng có thời gian (51) Điểm đặt bảo vệ Độ nhạy Thời gian tác động Phía 10kV 2,27 1s Phía 22kV 2,9 1,3s Phía 115kV 2,26 1,6s Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian (51N) Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian đặt phía 115kV  Dịng khởi động thứ tự không bảo vệ: I0kđ = k0 IdđBI Trong đó: : hệ số chỉnh đinh, ̣ chọn k0 = 0,3 k0 IdđBI : dòng điện danh đinh ̣ của BI, IdđBI = A Hệ số độ nhạy bảo vệ: kn = I0Nmin I0kđ > 1,5 Trong đó: I0Nmin : dịng điện thứ tự khơng nhỏ qua BI ngắn mạch điểm NM I0kđ - : dòng khởi động bảo vệ dòng thứ tự khơng Phía 115 kV I0kđ = 0,3 = 0,3 A I0Nmin = kn = 300 300 I0Nmin I0kđ =1A = 0,3 = 3,33 Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Trang 85 Thời gian làm việc bảo vệ q dịng thứ tự khơng là: t = tD115 + ∆t Với tD115 = 0,7 sec t = tD115 + ∆t = 0,7 + 0,3 = 1s Suy ra: Bảng 4.7: Thông số cài đặt bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian (51N) Điểm đặt bảo vệ Dòng điện khởi động Thời gian tác động Phía 115 kV 0,3 A 1s Bảo vệ dòng cắt nhanh (50) Bảo vệ cắt nhanh đặt vị trí phía 22 kV phía 10kV Dịng khởi động bảo vệ q dịng cắt nhanh: Ikđ = kat INngmax Trong đó: kat : Hệ số an toàn, chọn kat =1,2 INngmax : Dịng ngắn mạch ngồi cực đại ở ć i đường dây - Phía 22 kV INngmax = 2,3 kA = 2300 A Dòng khởi động qua BI tới rơle là: Ikđ = 1,2 - 2300 1500 = 1,84 A Phía 10 kV INngmax = 1,639 kA = 1,639 A Dòng khởi động qua BI tới rơle là: Ikđ = 1,2 1639 3500 = 0,56 A Bảng 4.8: Thông số cài đặt cho bảo vệ cắt nhanh (50) Điểm đặt bảo vệ Dòng khởi động bảo vệ Thời gian tác động Phía 22 kV 1,84 (A) t = 0,1 s Phía 10 kV 0,56 (A) t = 0,1 s Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Trang 86 Bảng 4.9: Thời gian tác động bảo vệ điểm ngắn mạch Điể m ngắ n ma ̣ch Bảo vê ̣ Phía 115kV N1 _ Bảo vệ so lệch có hãm 87N _ Phía 10kV N2’ _ Tác động N3’ Tác động _ T = 0s Tác động _ T = 0,1s Tác động N3 Tác động T = 0s Tác động T = 0s Tác động _ T = 0,1s Tác động Tác động T = 0,1s Tác động T = 1,6s T = 1,6s T = 1,6s _ _ _ _ T = 1,6s Bảo vệ 51 phía 22kV N2 Tác động Bảo vệ so lệch có hãm 87T Bảo vệ 51 phía 115kV N1’ Phía 22kV _ T = 1,6s Tác động _ T = 1,3s Tác động Bảo vệ 51 phía 10kV _ _ _ _ _ T = 1s Tác động Bảo vệ 51N phía 115kV _ _ _ _ _ _ _ T = 1s Tác động Bảo vệ 50 phía 22kV _ _ _ T = 0,1s Tác động Bảo vệ 50 phía 10kV _ _ _ _ _ T = 0,1s Sinh viên: Nguyễn Tiế n Đạt Lớp: 58KTĐ-HTĐ KẾT LUẬN Qua tháng thực đề tài tốt nghiệp và giúp đỡ tận tình Th.S Trần Thị Kim Hồng, cùng cố gắng thân kiến thức sau năm học trường, đến em hoàn thành đề tài tốt nghiệp :“Tính toán, lựa chọn rơle bảo vệ cho trạm biến áp 110 kV” Trong quá trình nghiên cứu em thực vấn đề sau: - Giới thiệu đối tượng bảo vệ, các thông số chin ́ h - Lựa chọn phương thức bảo vệ - Giới thiệu tính các loại rơle và tính toán các thông số Tuy nhiên, nhiều hạn chế kiến thức thân hiểu biết thực tế nhiều hạn chế Vì vậy, đề tài cịn nhiều thiếu sót có hạn chế định nên em mong thầy các bạn đóng góp ý kiến để đồ án hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nô ̣i, ngày … tháng … năm 2020 Sinh viên thực hiêṇ Nguyễn Tiến Đạt