Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110 kV Phúc Thọ phần 4

Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110 kV Phúc Thọ

5.2 những chức năng bảo vệ dùng rơle 7ut613.

5.2.1 Khai báo thông số máy biến áp.

Việc chỉnh định các thông số cài đặt cho từng chức năng đợc thực hiệntrong các khối chức năng tơng ứng Trong mỗi khối, các thông số có thể chỉnhđịnh bằng cách bấm các phím trên bề mặt rơle.

Từ những thông số danh định của máy biến áp, rơle tự động tính toán đểthích ứng với tổ đấu dây và dòng danh định của các cuộn dây theo công thứcđã lập sẵn rơle cần những thông số sau cho mỗi cuộn dây:

Công suất danh định Sdđ (MVA) Điện áp danh định Udđ (kV) Dòng điện danh định Idđ (A) Tổ đấu dây.

Máy biến áp có điều chỉnh dới tải thì không khai báo điện áp danh định màkhai báo điện áp Uđ theo công thức sau:

d max min

U UU 2.

311 0.4  800 kV 115 kV Điện áp phía cao áp312 0.2 5000

313 Solid Earthed

Isolated Solid Earthed Trung tính nối đất trực tiếp314

Y Cuộn cao áp nối sao321 0.4  800 kV 38.5 kV Điện áp phía trung áp 322 0.2 5000

323 Solid Earthed

Isolated Isolated Trung tính cách đất324

Y Cuộn trung áp nối sao

331 0.4  800 kV 23 kV Điện áp phía hạ áp 332 0.2 5000

333 Solid Earthed

Isolated Isolated Trung tính cách đất334

D Cuộn hạ áp nối tam giác

Dòng so lệch mức thấp IDIFF > là giá trị khởi động của dòng so lệch đoạna (Hình 5-1), giá trị này biểu thị độ nhạy của bảo vệ khi xét đến dòng khôngcân bằng cố định qua rơle, trong chế độ làm việc bình thờng thì:

IDIFF > = Kat.IKCB

Kat: hệ số an toàn; Kat=1,2  1,3

IKCB là dòng điện không cân bằng, trong trờng hợp bình thờng, theo nguyênlí đo lờng của rơle 7UT613 thì dòng so lệch bằng không, tuy nhiên trong thựctế nó đo đợc dòng không cân bằng bao gồm những thành phần sau:

IKCB= (Kđn.KKCK.fi + U).IdđB

Kđn là hệ số đồng nhất máy biến dòng, Kđn=1.

KKCK là hệ số kể đến ảnh hởng của thành phần không chu kì của dòng ngắnmạch trong quá trình quá độ, KKCK= 1.

fi : sai số tơng đối cho phép của BI, fi =0,1.

U là phạm vi điều chỉnh điện áp của đầu phân áp, với phạm vi điều chỉnh  9  1,78 % = 16 %, U= 0,16.

IdđB: dòng điện danh định của máy biến áp (lấy phía 110kV làm phía cơ bản) Do đó IDIFF > = (1,2  1,3)(1.1.0,1 + 0,16).IdđB

Độ dốc của đoạn đặc tính c có mức độ hãm lớn hơn, nhằm đảm bảo chorơle làm việc trong điều kiện dòng không cân bằng lớn, BI bị bão hoà khi cóngắn mạch ngoài Độ dốc này đợc xác định theo độ lớn của góc 2, nhà sảnxuất đã đặt sẵn trong rơle điểm cơ sở là 2,5 và 2=26,56, SLOPE 2= 0,5 Ngỡng thay đổi hệ số hãm thứ nhất:

IS1 DIFFHb

IK

định ở mức khi ngắn mạch ở đầu ra máy biến áp và dòng sự cố xuất hiện lớnhơn 1

U lần dòng danh định của máy biến áp,

U %=10,7%  1%

= 2,5.0,50,5 0, 25 = 5

IS3 *2

Chọn dòng điện khởi động : I-REF> = 0,3 IdđB

Độ dốc của đờng đặc tính : SLOPE = 0 Thời gian trễ tác động : T I-REF> = 0 s

1221 0.05 2.00 I/In0 0.30 I/In0 Dòng so lệch mức thấpIDIFF > = 0,3.IdđB

1226A 0.00 60.00sec; 0.00sec Thời gian trễ của cấp IDIFF >

1231 0.05 35.0 I/In0 9.3 I/In0 Dòng so lệch mức caoIDIFF >> = 9,3.IdđB

1236A 0.00 60.00sec; 0.00sec Thời gian trễ của cấp IDIFF >>

1311 0.05 2.00 I/In 0.3 I/In Dòng khởi động của bảo vệREF

1312A 0.00 60.00 sec; 0.00 sec Thời gian trễ của bảo vệ REF1313A 0.00 0.95 0.00 Độ dốc của đờng đặc tính

Từ những thông số chỉnh định ở trên, ta xây dựng đợc đờng đặc tính làm việccủa rơle 7UT613 nh hình 5-1

Vùng hãm bổ sungVùng khoáVùng tác động

Từ kết quả tính ngắn mạch chơng 2, ta có dòng ngắn mạch ngoài cực đại qua BV1 tại N2 :I(3)N2 = 0,9395 kA

Ikđ I>> = 1,2 939,5 = 1127,4 ADòng khởi động phía thứ cấp của BI: Ikđ I>> = kd

II =

200/1 = 5,637 A

5.3.2 Bảo vệ quá dòng I>

Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng đợc tính theo công thức sau: Ikđ I> = at m lvmax

K K.IK

Trong đó Kat hệ số an toàn Kat = 1,2Km hệ số mở máy Km = 1,5

3.38,5 = 0,5249 kA Ilvmax3 = 1,4.25

3.23 = 0,8786 kA

 Ikđ I> = 1,2.1,5 lvmax.I

16,65 = 0,078VËy

6,973 = 0,186VËy

I / 994, 7 1 sec

Khi dßng ng¾n m¹ch nhá nhÊt IN2min = 2469,5 A, thêi gian c¾t ng¾n m¹chlµ:

13,5

2469,5 / 994,7 1 = 1,69 sec PhÝa 110 kV:

I >

B¶o vÖ qu¸ dßng ë ®©y ph¶i phèi hîp vÒ thêi gian víi b¶o vÖ qu¸ dßng phÝa 35 kV vµ phÝa 22 kV: t2 = 1,3 s

t1 = t2 + t = 1,3 + 0,3 = 1,6 s N2  IN2max = 2920,4 A

Ik®1 = 332,9 A

2920, 4 / 332,9 1 = 1,7369 TP  TP = 1,6

1,7369 = 0,921VËy

Bảo vệ quá dòng thứ tự không sử dụng đặc tính thời gian độc lập Thời giantác động của bảo vệ đợc chọn t = 0,5 sec

Cài đặt thông số cho rơle 7SJ612 phía 110 kV nh sau:

Very Inverse Chọn đặc tính thời gian cho I>

Bật chức năng quá dòng thứtự không

1307 0.05 4.00A 0,3A Dòng khởi động của Io>

4203 1.0 999.9min 100.0min Hằng số thời gian

Bật chức năng chống máy cắt hỏng 50BF

7005 0.06 60.00sec, 0.25sec Thời gian trễ của 50BF5.4 Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.

 Bảo vệ so lệch có hãm:

Để kiểm tra độ nhạy cũng nh đảm bảo tính tin cậy của chức năng so lệch, tacần xác định các dòng ISL và IH trong các trờng hợp cụ thể khi ngắn mạchngoài vùng, trong vùng bảo vệ ở các chế độ cực đại và cực tiểu của hệ thống.

1 Ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ.

Theo nguyên lí của rơle 7UT613 thì ngắn mạch ngoài dòng so lệch sẽ bằngkhông Tuy nhiên, thực tế bảo vệ sẽ đo đợc dòng không cân bằng theo biểuthức sau:

ISL= IKCB= (Kđn.KKCK.fi + U).INngmax

Trong đó:

Kđn là hệ số đồng nhất máy biến dòng, Kđn=1.

KKCK là hệ số kể đến ảnh hởng của thành phần không chu kì của dòng ngắnmạch trong quá trình quá độ, KKCK= 1.

f : sai số tơng đối cho phép của BI, f =0,1.

U là phạm vi điều chỉnh điện áp của đầu phân áp, U= 0,16.

INngmax: dòng điện ngắn mạch ngoài cực đại đã quy đổi về phía 110 kV.Xét cả hai trờng hợp:

+ Khi ngắn mạch ngoài lớn nhất phía 35 kV tại N2: ISL = (Kđn.KKCK.fi + U).IN2max

= (1 1 0,1 + 0,16) 939,5 = 244,27 A ISL* = SL

125,5 = 1,249 IH = I1 + I2 = 2.INngmax

IHtt =

1, 249 1, 249

tg 0, 25 4,996 K = IH 9,611

Nh vậy bảo vệ so lệch sẽ chắc chắn không tác động, ta có kết quả theo bảngsau:

Bảng 5-6

Thông sốĐiểm

+ Tại N1’

ISL = I1 =I(1)N'1 = 3126,7 A ISL* = SL

ISL = I1 = I(2)N2 = 794,5 A ISL* = 794,5

125,5 = 6,33 Độ nhạy :

ISLtt = (6,33 – 2.5).tg2 = (6,33 – 2,5) 0,5 = 1,915

KN = SL

I 1,915 = 3,305 + T¹i N3’

ISL = I1 = I(2)N3= 514,4 A ISL* = 514, 4

125,5 = 4,098 §é nh¹y :

ISLtt = 4,098 tg1 = 4,098 0,25 = 1,0245 KN = SL

§iÓm ng¾n m¹ch

= 6,392= 4,996= 1,915

Hình 5-2 Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch có hãm

 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế:

Ta có dòng khởi động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế quy về hệ có tên(phía thứ cấp của BI 110 kV) nh sau:

Trong đó: IkđREF – trị số dòng khởi động của bảo vệ.

I0Nmin – trị số dòng ngắn mạch thứ tự không nhỏ nhất đi quabảo vệ.

Theo kết quả tính toán ngắn mạch chơng 2 (Bảng 2-1), khi có ngắn mạchtrong vùng bảo vệ tại điểm N’1, dòng ngắn mạch thứ tự không nhỏ nhất đi quabảo vệ là trong trờng hợp ngắn mạch N(1,1), công suất ngắn mạch trên thanhgóp min : I(1,1)0Nmin = 743,9 A

Độ nhạy của bảo vệ :

Nh vậy bảo vệ chống chạm đất hạn chế có độ nhạy rất cao.

 Bảo vệ quá dòng điện:

Biểu thức xác định độ nhạy của bảo vệ nh sau: n Nmin

Trong đó: Ikđ – trị số dòng khởi động của bảo vệ.

INmin – trị số dòng ngắn mạch nhỏ nhất đi qua bảo vệ.

Theo kết quả tính toán ngắn mạch chơng 2, khi có ngắn mạch trong vùngbảo vệ tại điểm N’3, dòng ngắn mạch nhỏ nhất đi qua bảo vệ là trong trờnghợp ngắn mạch N(2), công suất ngắn mạch trên thanh góp min: I(2)Nmin =514,4A

Độ nhạy của bảo vệ : n Nmin

n 0Nmin

Trong đó: Ikđ – trị số dòng khởi động của bảo vệ.

I0Nmin – trị số dòng ngắn mạch thứ tự không nhỏ nhất đi quabảo vệ.

Theo kết quả tính toán ngắn mạch chơng 2, khi có ngắn mạch trong vùngbảo vệ tại điểm N’1, dòng ngắn mạch thứ tự không nhỏ nhất đi qua bảo vệ làtrong trờng hợp ngắn mạch N(1,1), công suất ngắn mạch trên thanh góp min :

I =1136,4 A Độ nhạy của bảo vệ :