Vị trí đặt máy biến dòng được thể hiện trên hình 4.5:
Hình 4. 7: Vị trí đặt biến dòng
Điều kiện chọn biến dòng:
- Điện áp định mức (UđmCT): UđmCT Uđmlưới . - Dòng điện định mức (IđmCT): I1đmCT 1,2.IF-L
- Tổng trở tải của CT: ZCT = ZS + a.ZL + ZR.
Trong đó :
ZS: là tổng trở phía thứ cấp biến dòng điện tra theo đặc tính của nhà sản xuất. ZL: là tổng trở của dây nối thứ cấp CT tới rơle .
ZR: là tổng trở của bản thân rơle và được tính như sau : ZR = SR/I2R . a=1,2,3: phụ thuộc vào dạng sơ đồ nối dây CT với rơ le.
Điều kiện kiểm tra biến dòng ÷
- Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa: US ≤ (0,5 0,7)UK ( tra theo đường cong từ hóa) Trong đó:
(4. 5)
IS: dòng điện thứ cấp CT.
INmax: là dòng ngắn mạch lớn nhất quy đổi về phía thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái ở phía đặt CT.
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5 = 100 (A) sao cho UK > (0,5÷0,7).100.ZS
Dòng điện ngắn mạch lớn nhất trên các thanh cái thể hiện trong Bảng 2.2-Chương 2. Dưới đây là bảng tra của máy biến dòng họ C theo tiêu chuẩn IEC
Hình 4. 8: Thông số của họ máy biến dòng C theo tiêu chuẩn IEC
Cấp chính xác được xác định trên cơ sở là CT đầy tải (ngưỡng đặt lớn nhất). Nếu đặt ngưỡng thấp hơn cần phải quy đổi theo ngưỡng lớn nhất.
4.4.1. Ch n và ki m tra CT cho r le 7UT613ọ ể ơ
a) Phía 220 kV
Chọn CT
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 220 (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,012 =2,332 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=15,3 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là: US =2,332.95,63 = 223 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,332 = 466,4 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
Chọn CT loại C800 có CTR = Uk= 872 V và tải định mức B-8 có ZB=8Ω, 3 bộ, cấp điện áp 220 kV. b) Phía 110 kV Chọn CT - Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 110 (kV) - Dòng điện định mức: IđmCT IlvmaxT1= 1,2 = (A) => Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,012 =2,332 (Ω)
- Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 có IN1(3)=7,96 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là: US = 2,332.49,75 = 116,02 (V) => chọn CT có
thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa
-Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) sao cho UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,332 =466,4 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa. -Chọn CT loại C800 có CTR = , Uk= 872 V và tải định mức B-8 có ZB=8Ω, 3 bộ, cấp điện áp 110 kV. c) Phía 22 kV Chọn CT -Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 22 (kV)
-Dòng điện định mức: IđmCT 1,2.IlvmaxT1= 1,2. = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.800 = 1,6 (Ω)
Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=0,25(Ω) -Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất:
Như vậy tổng trở rơle là:
-CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS + RL + ZR = 1,6+0,5+0,012=2,112(Ω)
- Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 có IN1(3)=19,6 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US = 2,112.24,5 = 51,74 (V) => chọn CT có để thỏa
mãn điều kiện tránh bão hòa.
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) sao cho UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,112 = 422,4 (V) để thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa. - Chọn CT loại C400 có CTR = , Uk= 540 V và tải định mức B-4 có ZB=4Ω, 3 bộ, cấp điện áp 22 kV 4.4.2. Ch n và ki m tra CT cho r le 7SJ600 kVọ ể ơ a) Phía 220kV Chọn CT download by : skknchat@gmail.com
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 220 (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,008 =2,328 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥1,4. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=15,3 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,328.95,63 = 222,63 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 1,4.100.ZS=1,4.100.2,328 = 325,92 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
-Chọn CT loại C400 có CTR = ,Uk= 452 V và tải định mức B-4 có ZB=4Ω, download by : skknchat@gmail.com
3 bộ, cấp điện áp 220 kV. d) Phía 110 kV
Chọn CT
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 110 (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,008 =2,328 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥1,4. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=7,96 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,328.49,75 = 115,82 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 1,4.100.ZS=1,4.100.2,328 = 333,48 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
-Chọn CT loại C400 có CTR = ,Uk= 452 V và tải định mức B-4 có ZB=4Ω, 3 bộ, cấp điện áp 110 kV.
e) Phía 22 kV
Chọn CT
-Điện áp định mức : UđmCT ≥ Uđmlưới = 22 (kV)
-Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 =1,2 (A)
Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.800 = 1,6 (Ω)
- Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=0,25(Ω) - Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất:
Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 1,6+0,5+0,008 =2,108 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥1,4. IS.ZS Trong đó:
(4. 5)
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) I N1(3)=19,6 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,108. 24,5 = 51,65 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 1,4.100.ZS=1,4.100.2,108 = 295,12 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
-Chọn CT loại C200 có CTR = ,Uk= 330 V và tải định mức B-2 có ZB=2Ω, 3 bộ, cấp điện áp 22 kV.
Bảng 4. 4: Bảng chọn thông số CT
Cấp điện áp Thông số
Loại CT CTR
4.4.3. Ch n và ki m tra bi n dòng phía trung tínhọ ể ế
Chọn CT
- Điện áp định mức : UđmCT ≥ (kV)
- Dòng điện định mức: IđmCT 1,2IlvmaxT1= 1,2 = (A)
=> Chọn CTR = ,có Rs= 0,002.160 = 0,32 (Ω) - Dựa vào Bảng 1.4 thì điện trở dây dẫn nối CT là RL=1(Ω)
- Công suất rơ le 7UT613 ở dòng điện thứ cấp là 5A, có công suất: Như vậy tổng trở rơle là:
- CT phía thứ cấp nối Y (trung tính nối tại phòng điều khiển).Tổng trở ngắn mạch 3 pha và một pha là bằng nhau. Tổng trở thứ cấp CT là:
ZCT = RS +2. RL + ZR = 0,32+2+0,012 =2,332 (Ω)
-Kiểm tra điều kiện tránh bão hòa với dòng ngắn mạch lớn nhất: UK ≥2. IS.ZS Trong đó:
IS là dòng điện ngắn mạch lớn nhất quy đổi về thứ cấp CT khi ngắn mạch tại thanh cái A với dòng ngắn mạch lớn nhất là dòng 3 pha tại điểm N1 (từ bảng 2.1) IN1(3)=3.4,8=14,4 kA.
Như vậy:
Từ đó, điện áp phía thứ cấp biến dòng điện trong trường hợp ngắn mạch cực đại là:
US =2,332.90 = 209,88 (V) => chọn CT có
- Kiểm tra điều kiện bão hòa đối với dòng điện ở 20 lần dòng điện định mức thứ cấp CT: 20.5=100(A) chọn CT có UK ≥ 2.100.ZS=2.100.2,332 = 466,4 (V) thỏa mãn điều kiện tránh bão hòa.
Chọn CT loại C800 có CTR = Uk= 872 V và tải định mức B-8 có ZB=8Ω, 3 bộ, cấp điện áp trung tính 127,02 kV.
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỈNH ĐỊNH THÔNG SỐ CỦA RƠLE 5.1. Các thông số cần thiết để tính toán cho bảo vệ
5.1.1. Thông s c a MBAố ủ
Thông số của máy biến áp được cho trước là:
Bảng 5. 1: Thông số máy biến áp
Số Sđm lượng (MVA) 2 125 ∆PN (kW) C-T C-H - 290
5.1.2. K t qu tính ng n m ch c n thi t đ tính toán cho b o v MBAế ả ắ ạ ầ ế ể ả ệ
Kết quả sau khi tính toán ngắn mạch ở chương 2
Bảng 5. 2: Kết quả tính toán ngắn mạch. Dạng N NM Điểm NM N1 14,1 N2 14,1 N3 7,9 N4 7,9 N5 19,6
N6 19,6
5.2. Tính toán và chỉnh định các thông số cài đặt đối với rơle 7UT613.5.2.1 . B o v so l ch 87Tả ệ ệ 5.2.1 . B o v so l ch 87Tả ệ ệ
a) Tính toán các thông số cơ bản của bảo vệ
- Dòng từ hóa ổn định của MBA : I0=0,5 % - Sai số cơ bản của rơle : hoặc - Sai số do điều chỉnh dưới tải của MBA:
- Sai số bản thân CT loại C :10% b) Sai số tổng
Sai số tổng
Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có hãm gồm 4 đoạn (a, b, c, d) như hình trên với các thông số được tính toán như sau:
Đoạn đặc tính (a): Thường được gọi là ngưỡng thấp (I>) hay ngưỡng khởi động (Ipick- up)
Ipick-up =ε∑ + kdt
Trong đó:
ε∑ : là tổng các sai số (%). kdt = 5% là hệ số dự trữ.
Ipick-up =ε∑ + kdt =25,5% +5% = 30,5% = 0,305
Đoạn đặc tính (b): Nhánh b là nhánh mà rơle bắt đầu hãm do ảnh hưởng của sai số (không thể bù) của các thiết bị
Độ dốc tối thiểu:
SLb = SLbmin+ kdt < SLbmax (%)
Trong đó độ dốc cực đại: chức năng so lệch dòng điện của rơ le 7UT613 của hãng SIEMENS là loại có đặc tính hãm tổng (k=1). SLbmax = 100%.
Độ dốc tối thiểu áp dụng biểu thức (4.14)
SLb = SLbmin + kdt = 14,6% + 5% = 19,6 %
Đoạn đặc tính (c): Có độ dốc lớn hơn do có kể đến CT bão hòa
giả thiết ngắn mạch 3 pha phía thanh góp thứ cấp của máy biến áp (ngắn mạch ngoài) gây ra bão hòa máy biến dòng C400 và sai số tới 50%, khi đó:
SLc = SLcmin + kdt = 48,7% + 5% = 53,7 %
Đoạn đặc tính (d): Là đoạn đặc tính không hãm hay là ngưỡng cao ( I>> ) Ngưỡng cao của bảo vệ được đặt trên cơ sở một máy biến dòng bão hòa hoàn toàn khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ.
Trong đó:
nT: Tỷ số biến đổi của máy biến áp
IN là dòng điện ngắn mạch ổn định lớn nhất ngoài vùng bảo vệ CTR là tỉ số biến đổi của máy biến dòng không bị bão hòa kCT = (1,05; 1,1) là hệ số kể tới sai số cho phép của máy biến dòng kat là hệ số an toàn:
Kat = (1,05 – 1,1 ) đối với MBA có Sđm >20 MVA.
Kat = 1,3 đối với MBA có Sđm 20 MVA. Như vậy ta có đường đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch như sau:
Vẽ đường đặc tính:
Chọn độ dốc b tg 1 = 0,16 => α1=10°
Chọn độ dốc c tg 2 = 0,5 => α2=27°
Xác định các điểm gãy của đường đặc tính hãm
Rơ le sử dụng là rơle hãm tổng của hãng SIEMEN nên ta có: ITP1= 0,5 (p.u)
ITP2= 4 (p.u)
Hình 5.1: Đặc tính làm việc của bảo vệ 87
c) Khóa hài
Tránh bảo vệ làm việc sai trong lúc đóng máy biến áp cần khóa bảo vệ. Dòng điện khởi động của chức năng khóa hài bậc 2 hoặc bậc 4 được tính như sau:
Trong đó: k2 = (0,15¸0,2) là hệ số khóa hài bậc 2, tỉ lệ giữa thành phần bậc 2/thành phần cơ bản của dòng điện từ hóa khởi động,
I2 là dòng điện hài bậc 2.
k2 = 20% phù hợp với đa số các máy biến áp.
Ngoài ra, bảo vệ cần được khóa trong tình trạng máy biến áp quá kích từ. Khi đó, thành phần hài bậc 5 được sử dụng:
Trong đó: k5< 0,4 là hệ số khóa hài bậc 5, chọn k5 = 35% I5 là dòng điện hài bậc 5.
a) b)
Hình 5. 2: a) Hãm hài bậc 2; b) Hãm hài bậc 5
Chức năng hãm bổ sung
Để phát hiện tình trạng bão hòa máy biến dòng khi sảy ra ngắn mạch ngoài - Sự cố trong vùng:
Hiện tượng bão hòa máy biến dòng do sự cốtrong vùng bảo vệ không gây ảnh hưởng nhiều tới sự làm việc của bảo vệ 87T vì mức độ bão hòa của BI các phía là gần tương tự nhau.
- Sự cố ngoài vùng:
Các CT có mức độ bão hòa khác nhau, bảo vệ có thể tác động nhầm do dòng so lệch rất lớn.
Khi biến dòng bị bão hòa, dòng điện đầu ra chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của chu kỳ ( có dạng xung).
Đối với rơle SIEMEN rơle bắt đầu hãm từ khi máy biến dòng bắt đầu bão hòa tại điểm ITP2= 4, đường đặc tính hãm có độ dốc bằng 1 nửa nhánh b (Hình 5.2)
5.2.2. Bảo vệ so lệch 87N/ I0:
Dòng khởi động của chức năng chống chạm đất hạn chế trong rơle 7UT613 được