PHẦN II: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 22 KV, BẢO VỆ RELAY CHO ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP, ỨNG DỤNG TRÊN PHẦN MỀM PSS/ADEPT59 CHƯƠNG 9: LỰA CHỌN DÂY DẪN CHO LƯỚI 22KV
CHƯƠNG 17: BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP VÀ LƯỚI ĐIỆN
17.2. Bảo vệ relay cho trạm biến áp và đường dây
17.2.2. Trường hợp 2: hai máy cắt phân đoạn cùng đóng
Cài đặt relay:
Ta chọn relay 50/51: SEL351-U3 SCHWEITZER Ta chọn relay 50N/51N: SEL351-U4 SCHWEITZER
Tỷ số biến dòng chọn: 800:5
Dòng khởi động 51:
Vì dòng làm việc cực đại trong 2 trường hợp là như nhau nên thông số cài đặt relay 51L giữ nguyên như trường hợp 1
I> = 3 A
Dòng khởi động 51N:
Dòng ngắn mạch N(3) tại nút 5 (tra bảng 16.6):
Dòng không cân bằng cực đại:
Dòng khởi động sơ cấp:
Dòng khởi động thứ cấp:
Do bước chỉnh định relay là 0.1 nên dòng cài đặt là:
I0> = 1.3 A Vậy
Độ nhạy
Dòng khởi động 50:
Dòng khởi động 50N:
Chọn:
Để đảm bảo phối hợp thời gian giữa chì và các chức năng bảo vệ relay,ta phải đảm bảo:
Khi có sự cố chạm pha (N(3), N(2)): chức năng N bị khóa, chì tác động trước, sau đó đến lượt 51 - 50.
Khi có sự cố một pha chạm đất (N1): chì tác động đầu tiên, đến lượt 50N – 51N và sau cùng là 50 – 51.
Sau quá trình chọn lựa các đường đặc tính, thời gian tác động, ta được thông số thích hợp nhất như sau:
Relay 51: Time Dial (TD) =4.
Thời gian tác động của relay 50: Operation time = 0.09
Relay 51N: Time Dial (TD) = 8.
Thời gian tác động của relay 50N: Operation time = 0.08
Thông số cài đặt trong PSS:
Relay 50 / 51:
Hình 17.20. Cài đặt thông số relay 50/51 đường dây – trường hợp 2 Relay 50N /51N:
Kiểm tra tác động khi có sự cố
Ta kiểm tra sự phối hợp của relay, chì trong các trường hợp ngắn mạch tại đầu và cuối vùng bảo vệ của chì nhánh. Ta xem xét trường hợp dòng ngắn mạch một pha chạm đất:
Ngắn mạch tại cuối phát tuyến chính (Nút 5=Nút giả 13) Giá trị dòng ngắn mạch N(1): 2079A
Hình 17.22. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và chì của MBA tại nút số 5 khi có ngắn mạch N(1) tại nút số 5 – trường hợp 2
Ta thấy dòng ngắn mạch vượt ra ngoài so với đặc tuyến chì nên phần mềm hiểu là
Ngắn mạch tại cuối nhánh 4 – 11 (Nút 11=Nút giả 12) Giá trị dòng ngắn mạch: 2173 A
Hình 17.23. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và chì của MBA tại nút số 11 khi có ngắn mạch N(1) tại nút số 11 – trường hợp 2
Ngắn mạch tại đầu nhánh 4 – 11 (Nút 4 = Nút giả 11) Giá trị dòng ngắn mạch: 2281A
Hình 17.24. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và chì của nhánh rẽ 4-11 khi có ngắn mạch N(1) tại nút số 4 – trường hợp 2
Ngắn mạch tại cuối nhánh 3 – 10 (Nút 10-Nút giả 7) Giá trị dòng ngắn mạch 2272 A
Hình 17.25. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và chì của MBA tại nút số 10 khi có ngắn mạch N(1) tại nút số 10 – trường hợp 2
Ngắn mạch tại đầu nhánh 3 – 10 (Nút3=Nút giả 9) Giá trị dòng ngắn mạch: 2818 A
Hình 17.26. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và chì của nhánh rẽ 3-10 khi có ngắn mạch N(1) tại nút số 3 – trường hợp 2
Ngắn mạch tại cuối nhánh 2 – 8 (Nút 8=Nút giả 6):
Giá trị dòng ngắn mạch: 2032 A
Hình 17.27. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và chì của MBA tại nút số 8 khi có ngắn mạch N(1) tại nút số 8 – trường hợp 2
Ngắn mạch tại đầu nhánh 2 – 8 (Nút 2=Nút giả) Giá trị dòng ngắn mạch: 4189 A
Hình 17.28. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và chì của nhánh rẽ 2-8 khi có ngắn mạch N(1) tại nút số 2 – trường hợp 2
Kết luận: Các vị trí bảo vệ đều đảm bảo phối hợp thời gian giữa chì và các chức năng bảo vệ.
b. Relay Trạm Biến Áp:
Trong khuôn khổ của luận văn , ta chỉ xét đến bảo vệ quá dòng và bảo vệ quá dòng trạm đất cho Máy Biến Áp.
Relay thứ cấp: chọn relay SEL351-U3 – Very Inverse Relay sơ cấp: chọn relay SEL351-U4 – Extremely Inverse 1. Relay phía thứ cấp MBA:
Tỷ số biến dòng: 1000:5
Dòng khởi động 51:
(Với Ilvmax là dòng qua MBA1 tra trong bảng 16.3)
Chọn I> = 7 A
Dòng khởi động 51N:
Dòng ngắn mạch ba pha cuối thanh cái 22kV:
Dòng không cân bằng cực đại:
Dòng khởi động sơ cấp:
Dòng khởi động thứ cấp:
Do bước chỉnh định relay là 0.1 nên dòng cài đặt là:
I0> = 3.3 A
Relay ngay sát thanh cái không cài đặt chức năng cắt nhanh 50/50N.
Phối hợp thời của các chức năng bảo vệ tương tự như của relay đường dây và phải đảm bảo: relay trong TBA không tác động trước khi có sự cố ngoài bên ngoài trạm.
Sau quá trình chọn lựa các đường đặc tính, thời gian tác động, ta được thông số thích hợp nhất như sau:
Relay 51NS : Time Dial (TD) = 3.
Hình 17.29. Cài đặt thông số relay 51 thứ cấp MBA – trường hợp 2
Hình 17.30. Cài đặt thông số relay 51N thứ cấp MBA – trường hợp 2
Dòng khởi động 51:
Chọn:
Dòng khởi động 51N:
Dòng không cân bằng cực đại:
Dòng khởi động sơ cấp:
Dòng khởi động thứ cấp:
Do bước chỉnh định relay là 0.1 nên dòng cài đặt là:
I0> = 1.6 A
Lựa chọn các đường đặc tính, thời gian tác động, ta được thông số thích hợp nhất như sau cho chức năng 51 và 51N:
Relay 51P : Time Dial (TD) =9.
Relay 51NP : Time Dial (TD) = 10.
Dòng khởi động 50:
Dòng khởi động thứ cấp:
Chọn:
Thời gian tác động relay 50:
Dòng khởi động 50N:
Dòng khởi động thứ cấp: (A)
Thời gian tác động relay 50N:
Hình 17.31. Cài đặt thông số relay 50/51 sơ cấp MBA – trường hợp 2
Hình 17.32. Cài đặt thông số relay 50/51N sơ cấp MBA – trường hợp 2
Bảng 17.3: Thông số cài đặt relay trong trường hợp 2: trạng thái vận hành sự cố.
TTVH Relay Đường dây (L)
Relay phía thứ cấp MBA (S)
Relay phía sơ cấp MBA (P)
Trạng thái 2: Một MBA sự cố, 2 MC phân đoạn ở trạng
thái đóng.
3. Kiểm tra phối hợp làm việc giữa Relay bảo vệ Máy Biến Áp và Relay bảo vệ đường dây
Ta xét đại diện cho các sự cố ngắn mạch 3 pha N(3) và ngắn mạch 1 pha chạm đất N(1) tại thanh cái C41
Ngắn mạch ba pha (N(3)):
Giá trị dòng ngắn mạch: 10107A
Hình 17.33. Phối hợp bảo vệ relay đường dây, relay sơ vấp và thứ cấp của MBA khi có
Ngắn mạch một pha chạm đất (N(1)):
Giá trị dòng ngắn mạch: 7756 A
Do số đường đặc tuyến nhiều nên ta xét riêng phối hợp giữa relay đường dây với relay thứ cấp MBA, và relay thứ cấp MBA với relay sơ cấp MBA.
Hình 17.34. Phối hợp bảo vệ relay đường dây và relay sơ cấp MBA khi có ngắn mạch N(1) tại thanh cái C41 – trường hợp 2
Hình 17.35. Phối hợp bảo vệ relay sơ cấp MBA và relay thứ cấp MBA khi có ngắn mạch N(1) tại thanh cái C41 – trường hợp 2
Nhận xét:
- Khi có sự cố chạm pha tại thanh cái C41 (N(3), N(2)), chỉ có các relay 50/51 phát hiện sự cố, tác động theo trình tự: 50/51L – 50/51S – 50/51P.
- Khi có sự cố chạm đất tại thanh cái C41 (N(1), N(1,1)), tất cả các relay đều phát hiện và đảm bảo tác động chọn lọc theo trình tự: 50/51 NL – 50/51L – 50/51P – 50/51NS – 50/51S.
Bảng 17.4. Tổng kết thông số cài đặt relay trong hai trạng thái vận hành trạm:
TTVH Relay Đường dây (L)
Relay phía thứ cấp MBA (S)
Relay phía sơ cấp MBA (P)
Trạng thái 1: Hai MBA làm việc song
song, hai MC phân đoạn ở trạng thái
hở.
Trạng thái 2: Một MBA sự cố, 2 MC phân đoạn ở trạng
thái đóng.
Kết luận: Khi máy biến áp chuyển đổi trạng thái làm việc, ta cần chỉnh định lại thông số cho các relay.