thaotrang135787
New Member
Download miễn phí Đồ án Tính toán bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 110 KV
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ...................................................1 CHƯ NG 1: GIỚI THIỆU ĐỐI TƢỢNG BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH
1.1. ĐỐI TƢỢNG BẢO VỆ. .................................................................................................. 2 1.2. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP................................................................................................................................. 3
CHƯ NG 2: LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ
2.1. BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP BA PHA BA CUỘN DÂY. .................................................. 7 2.2.CÁC BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP.................................................................... 8 2.3. LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP. ............................... 9 2.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI BẢO VỆ ......................................... 10
CHƯ NG 3: GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................... 19 3.2. RƠ LE BẢO VỆ SO LỆCH 7UT633 ............................................................................ 19 3.3. RƠLE SỐ 7SJ621.......................................................................................................... 36
CHƯ NG 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA RƠLE, KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ
4.1. CÁC SỐ LIỆU CẦN THIẾT PHỤC VỤ TRONG TÍNH TOÁN BẢO VỆ ................. 48 4.2. NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7UT633. ....................................... 48 4.3. NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7SJ621. .......................................... 51 4.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ. ..................................... 53 4.5. KIỂM TRA ĐỘ NHẠY BẢO VỆ SO LỆCH TTK (87N/I0)...................................... 56 4.6. KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ 87/I. ........................................................... 57
KẾT LUẬN .................................................... 74 TÀI LI U THAM KHẢO ..........................................75
LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là nguồn năng lƣợng vô cùng quan trọng đối với cuộc sống con ngƣời. Nó đƣợc sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân nhƣ: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ ...Những hƣ hỏng và chế độ không bình thƣờng trong hệ thống điện gây hậu quả tai hại đối với kinh tế và xã hội. Chính vì thế nên việc hiểu biết về những hƣ hỏng và hiện tƣợng không bình thƣờng có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phƣơng pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hƣ hỏng ra khỏi hệ thống, thông báo và xử lý khắc phục chế độ không bình thƣờng là mảng kiến thức quan trọng của kỹ sƣ ngành hệ thống điện.
Vìlýdođó,emđãchọnđềtàitốtnghiệp:“Tnhto n bảovệrơlechotrạm biến áp 110 kV ” do cô giáo Thạc sỹ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn.
Đồ án gồm 4 chƣơng:
Chƣơng 1 : Giới thiệu đối tƣợng đƣợc bảo vệ, các thông số chính.
Chƣơng 2 : Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ.
Chƣơng 3 : Giới thiệu chức năng và thông số của các loại rơle sử dụng. Chƣơng 4 : Tính toán các thông số của rơle, kiểm tra sự làm việc của bảo
vệ.
1
CHƯ NG 1
C c thông số chính:
GIỚI THI U ĐỐI TƯỢNG ẢO V C C THÔNG SỐ CH NH
1.1. ĐỐI TƯỢNG ẢO V .
Đối tƣợng bảo vệ là trạm biến áp 110kV có cấp điện áp 115 / 38,5 / 23 kV có hai máy làm việc song song, công suất mỗi máy là 40 MVA và có tổ đấu dây Y0 / / Y0. Trạm biến áp này đƣợc cung cấp điện từ hai hệ thống có công suất là:
Thông số hệ thống
HTĐ1: S1Nmax= 2500 MVA
Xomax = 0,7 X1max MVA HTĐ2: SNmax = 2000 MVA
Xomax = 0,75 X1max
S1Nmax = 2500 MVA.
S2Nmax
= 2000 MVA.
SNmin = 2100 MVA
Xomin = 0,8 X1max SNmin = 1600 MVA
X0min = 0,9 X1max
Thông số m y biến p T1; T2
Sdđ = 40 MVA, tổ đấu dây Yo- 11- Yo, cấp điện áp UC/UT/UH = 115/38,5/23
kV
UK 00 (C-T=10,500 ,C-H=1700 ,T-H=600 )
Giới hạn điều chỉnh . Uđược = 9x1,78 % Thông số của đường dây:
D1: L1 = 70 Km; AC – 240
Z1 = 0,12 + j 0,386 [/km]
Z0 = 2,5 Z1 [/km] 2
D2: L2 =55Km; AC–185
Z1 = 0,156 + j 0,394 [/km]
Z0 = 2 Z1 [/km]
1.2.CHỌNM YCẮT,M Y IẾNĐI N P,M Y IẾNDÕNGĐI N
CHO TRẠM IẾN P. 1.2.1 Chọn m y cắt điện:
- Loại máy cắt
- Điện áp: UđmMC Umg
- Dòng điện: IđmMC Ilvcb
- Ổn định nhiệt: I2 ôđnBN
- Ổn định lực điện động: ilđđ ixk - Điều kiện cắt: ICMC I”
* Phía 110 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4. Sdm =1,4. 40 3Udd 3.115
= 0,281 kA = 281 A
- ixk = 2 .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phần lớn nhất khi ngắn mạch tại N’1 ( trƣờng hợp Smax,ngắn mạch N 3 bảng 2.9 trang 22).
I’’ = 4,45 kA
ixk = 2 .1,8.I’’ = 2 .1,8.4,45 = 11,33 kA
Với máy cắt có Iđm 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt
Chọn máy cắt điện: BBY- 110 - 40/2000.
Thông số: Uđm = 110 kV
Iđm = 2000 A Icđm = 40 kA
3
Ildd = 40 kA * Phía 35 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4. Sdm = 1,4. 40 0,839kA 839A 3Udd 3.38,5
- ixk = 2 .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phàn lớn nhất khi ngắn mạch tại N3 ( trƣờng hợp Smax, ngắn mạch N 3 bảng 2.9 trang 22).
I’’ = 3,95 kA
ixk = 2 .1,8.I’’ = 2 .1,8.3,95 = 10,05 kA
Với máy cắt có Iđm 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt Chọn máy cắt điện: BBY-35-40/3200.
Thông số: Uđm = 35 kV
Iđm = 3200 A Icđm = 40 kA Ildd = 40 kA
* Phía 22 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4.
- ixk = 2 .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phàn lớn nhất khi ngắn mạch tại N2 ( trƣờng hợp Smax, ngắn mạch N 3 ,bảng 2.9, trang 22).
I’’ = 4,64 kA
ixk = 2 .1,8.I’’ = 2 .1,8.4,46 = 11,81 kA
Với máy cắt có Iđm 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt Chọn máy cắt điện: BM-22-40/1200Y3.
Thông số: Uđm = 22 kV
Sdm = 1,4.
3Udd 3.23
40 1,4,05kA1405A
4
Iđm = 1200 A Icđm = 40 kA Ildd = 25 kA
1.2.2 Chọn m y biến dòng điện.
- Điện áp: UđmBI Umg
- Dòng điện: IđmBI Ilvcb
- Phụ tải: ZđmBI Z2
- Ổn định nhiệt: (Iđm1BI.knđm) 2 .tnhđm BN
- Ổn định lực điện động: 2 .kđ. Iđm1BI ixk - Cấp chính xác: 5P
Kiểu BI Uđm,kV
Cấp chính xác
Tỷ số biến
ảng 1.1: Các thông số của máy biến dòng
TH-110M TH-35M TH-22M
110 35 22 555
Bội số ổn định nhiệt,tnh
60/1
65/1
12/4
300/1 1000/1
1500/1
1.2.3 Chọn m y biến điện p.
- Điện áp: UđmBU Umg
- Cấp chính xác phù hợp với yêu cầu của công cụ đo - Công suất định mức: S2đmBU S2
ảng 1.2 Các thông số của máy biến điện áp
5
Kiểu BU Uđm, kV Umax, kV Tỷ số biến
HK-110–58 110
110
3HOM–35 35
35
3HOЛ–06–24Y3 24
24
11000/
3 :100/
3 :100
35000/
3 :100/
3 :100
24000/
3 :100/ 3 :100
Tổ đấu dây
Y0/Y0/
Y0/Y0/
Y0/Y0/
CS định mức, MVA
600
300
300
6
CHƯ NG 2.
LỰA CHỌN PHƯ NG THỨC ẢO V
2.1. ẢO V M Y IẾN P A PHA A CUỘN DÂY. 2.1.1. C c dạng hư hỏng và những loại bảo vệ thường dùng.
Những hƣ hỏng thƣờng xảy ra đối với máy biến áp có thể phân ra thành hai nhóm: hƣ hỏng bên trong và hƣ hỏng bên ngoài.
* Sự cố bên trong máy biến áp có các trường hợp sau:
- Các vòng dây trong cùng một pha trạm chập với nhau.
- Chạm đất (vỏ) và ngắn mạch chạm đất.
- Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp.
- Thùng dầu bị thủng hay rò dầu.
* Sự cố bên ngoài máy biến áp có các trường hợp sau:
- Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống.
- Ngắn mạch một pha trong hệ thống.
- Quá tải.
- Quá bão hoà mạch từ.
Các tình trạng làm việc không bình thƣờng của máy biến áp : dòng điện trong các cuộn dây tăng cao do ngắn mạch ngoài và quá tải, nếu dòng này tăng quá mức cho phép trong một thời gian dài sẽ làm lão hóa cách điện dẫn đến giảm tuổi thọ của máy biến áp
2.1.2. C c yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ :
Tác động nhanh: Hệ thống bảo vệ tác động càng tốt nhằm loại trừ sự cố một cánh nhanh nhất, giảm đƣợc mức độ hƣ hỏng của thiết bị.
Chọn lọc: Các bảo vệ cần phát hiện và loại trừ đúng phần thiết bị sự cố ra khỏi hệ thống .
7
Độ nhậy: Các bảo vệ chính cần đảm bảo hệ số có độ nhạy không thấp hơn 1,5. Các bảo vệ phụ (dự phòng) có độ nhạy không thấp hơn 1,2.
Độ tin cậy: Khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cố xảy ra trong phạm vi đã đƣợc xác định trong nhiệm vụ bảo vệ không tác động nhầm khi sự cố xảy ra ngoài phạm vi bảo vệ đã đƣợc xác định.
2.2.C C ẢO V ĐẶT CHO M Y IẾN P.
Tùy theo công suất vị trí vai trò của máy biến áp trong hệ thống mà lựa chọn phƣơng thức bảo vệ cho thích hợp. Những loại bảo vệ thƣờng đƣợc dùng để chống lại sự cố và chế độ làm việc không bình thƣờng của máy biến áp. Trạm biến áp cần bảo vệ là trạm biến áp phân phối với hai máy biến áp 3 pha 3 cuộn cấp điện áp 150/38,5/23 kV, làm việc độc lập có công suất mỗi máy là 40 MVA.
2.2.1. T nh năng của c c loại bảo vệ đặt cho m y biến p.
Bảo vệ Rơle khí:
Chống lại hƣ hỏng bên trong thung dầu nhƣ: chạm chập các vòng dây đặt
trong thung dầu, rò dầu. Bảo vệ làm việc theo mức độ bốc hơi và chuyển động dòng dầu trong thung.
Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm tác động nhanh : (87T/I)
Đƣợc sử dụng làm bảo vệ chính cho máy biến áp, chống lại ngắn mạch
một pha hay nhiều pha, chạm đất. Bảo vệ cần thỏa mãn các điều kiện sau:
- Đảm bảo độ nhậy với các sự cố trong khu vực bảo vệ .
- Có biện pháp ngăn chặn tác động nhầm của bảo vệ so lệch khi dòng điện
từ hóa tăng cao.
- Làm việc với dòng không cân bằng xuất hiên khi đóng máy biến áp
không tải vào lƣới điện hay cắt ngắn mạch ngoài, bão hòa mạch từ của BI.
8
Bảo vệ quá dòng điện: (51/I ; 50/I)
Bảo vệ phía 110 kV làm bảo vệ dự phòng cho bảo vệ so lệch, làm việc với
2 cấp tác động. Cấp tác động cắt nhanh và cấp tác đông có thời gian . Cấp tác động có thời gian phải phối hợp tác động với các bảo vệ phía 35 kV, 22 kV. Bảo vệ quá dòng đặt ở phía 35 kV và 22 kV làm việc có thời gian và đƣợc phối hợp với bảo vệ quá dòng phía 110 kV.
Bảo vệ chống quá tải:
Nhƣ vậy có thể kết luận: khi sự cố trong vùng thì độ lớn dòng điện so lệch bằng độ lớn dòng điện hãm ISL = IH
T nh to n độ nhạy t c động khi có sự cố ph a 110 kV tại điểm N1’:
Tại điểm sự cố N1’ tìm ra dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất (chế độ Smin và đã đƣợc loại trừ dòng điện thứ tự không).
- Dòng điện chạy qua BI1 là: 1,804 kA
- Dòng điện chạy qua BI2 là: 0 kA
- Dòng điện chạy qua BI3 là:0 kA
Bây giờ ta sẽ qui đổi dòng điện này về cùng một cấp điện áp, giả sử là về phía cao áp 110kV.
- Dòng điện chạy qua BI1 là 1,804 kA dòng điện này không cần qui đổi vì
đã ở phía cao áp rồi
- Dòng điện chạy qua BI2 là 0kA qui đổi về phía 110kV vẫn là 0kA
- Dòng điện chạy qua BI3 là 0kA qui đổi về phía 110kV vẫn là 0kA
Dòng điện so lệch được và dòng điện hãm được tính như sau:
Ikcb = ISL= IH = Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 = 1,804 + 0 + 0 = 1,804 kA
Do rơle chỉ làm việc với giá trị tƣơng đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb này theo dòng danh định của máy biến áp. Và vì tất cả đều đã đƣợc qui đổi về phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp đƣợc sử dụng ở đây cũng chính là dòng danh định phía cao áp.
IdđBAphía 110kV = 0,2 kA
Qui đổi: I*SL = I*H= = 1,804 9,02
0,2
Tổng kết: Tại N1’ thì rơle nhận đƣợc bộ giá trị (I*SL; I*H) = (9,02; 9,02)
Căn cứ vào đặc tính làm việc của rơle mà ta đã chỉnh định, cần xét xem toạ độ của điểm sự cố N1’ mà rơle nhận đƣợc sẽ nằm tại vùng hãm hay vùng tác động
66
I*SL
I*SL=9,02
N1’
c
I*H= 9,02
d
I*H
Vùng t cđộng
b
a
Vùng hãm
Hình 4.4: Đặc tính làm việc của rơle so lệch 7UT633
Điểm làm việc N1' thuộc về vùng tác động dẫn đến rơle tác động tức thời → đảm bảo yêu cầu bảo vệ.
Xác định độ nhạy tác động
Hệ số độ nhạy đƣợc xác định theo công thức :
SL KI*
n
ISLtt
Trong đó: vệ.
ISL(min) - Dòng điện so lệch cực tiểu khi ngắn mạch trong vùng bảo
ISLtt - Dòng điện so lệch tính toán
Trên đƣờng đặc tính sự cố đã tìm đƣợc IH* = ISL(*) = 9,02, vậy giao điểm của đƣờng IH = 9,02 với đƣờng đặc tính tác động nằm trên đoạn c.
ISLtt ISL 2,5
Nên:
Hệ số độ nhạy:
2 Với tg2 = 0,5 Kn 9,02 2,76
tg
ISLtt = (ISL - 2,5). tg2 = (9,02 - 2,5). 0,5 = 3,26
3,26
67
T nh to n độ nhạy t c động khi có sự cố ph a 35 kV tại điểm N2’:
Tại điểm sự cố N2’ tìm ra dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất (chế độ Smin và đã đƣợc loại trừ dòng điện thứ tự không).
- Dòng điện chạy qua BI1 là
- Dòng điện chạy qua BI2 là
- Dòng điện chạy qua BI3 là
0,577 kA 1,731 kA 0kA
Bây giờ ta sẽ qui đổi dòng điện này về cùng một cấp điện áp, quy đổi về phía cao áp 110kV.
- Dòng điện chạy qua BI1 là 0,577 kA dòng điện này không cần qui đổi vì đã ở phía cao áp rồi
- Dòng điện chạy qua BI3 là 0 kA quy đổi về phía cao áp vẫn là 0 kA
- Dòng điện chạy qua BI2 là 1,731kA qui đổi về phía 110kV vẫn là :
IBI2qui đổi về phía 110kV = IBI2* 35kV = 1,731* 35 = 0,55 kA
110kV 110
Dòng điện so lệch và dòng điện hãm được tính như sau:
ISL= IH = Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 = 0,577 + 0,55 + 0 = 1,127 kA
Do rơle chỉ làm việc với giá trị tƣơng đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb này theo dòng danh định của máy biến áp. Và vì tất cả đều đã đƣợc qui đổi về phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp đƣợc sử
dụng ở đây cũng chính là dòng danh định phía cao áp. IdđBAphía 110kV = 0,2 kA
Qui đổi: I*SL = I*H= = 1,127 5,635 0,2
Tại N2’ thì rơle nhận đƣợc bộ giá trị (I*SL; I*H) = (5,635; 5,635)
Căn cứ vào đặc tính làm việc của rơle mà ta đã chỉnh định, cần xét xem toạ độ của điểm sự cố N2’ mà rơle nhận đƣợc sẽ nằm tại vùng hãm hay vùng tác động
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ...................................................1 CHƯ NG 1: GIỚI THIỆU ĐỐI TƢỢNG BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH
1.1. ĐỐI TƢỢNG BẢO VỆ. .................................................................................................. 2 1.2. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP................................................................................................................................. 3
CHƯ NG 2: LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ
2.1. BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP BA PHA BA CUỘN DÂY. .................................................. 7 2.2.CÁC BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP.................................................................... 8 2.3. LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP. ............................... 9 2.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI BẢO VỆ ......................................... 10
CHƯ NG 3: GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG 3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................... 19 3.2. RƠ LE BẢO VỆ SO LỆCH 7UT633 ............................................................................ 19 3.3. RƠLE SỐ 7SJ621.......................................................................................................... 36
CHƯ NG 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA RƠLE, KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ
4.1. CÁC SỐ LIỆU CẦN THIẾT PHỤC VỤ TRONG TÍNH TOÁN BẢO VỆ ................. 48 4.2. NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7UT633. ....................................... 48 4.3. NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7SJ621. .......................................... 51 4.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ. ..................................... 53 4.5. KIỂM TRA ĐỘ NHẠY BẢO VỆ SO LỆCH TTK (87N/I0)...................................... 56 4.6. KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ 87/I. ........................................................... 57
KẾT LUẬN .................................................... 74 TÀI LI U THAM KHẢO ..........................................75
LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là nguồn năng lƣợng vô cùng quan trọng đối với cuộc sống con ngƣời. Nó đƣợc sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân nhƣ: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ ...Những hƣ hỏng và chế độ không bình thƣờng trong hệ thống điện gây hậu quả tai hại đối với kinh tế và xã hội. Chính vì thế nên việc hiểu biết về những hƣ hỏng và hiện tƣợng không bình thƣờng có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phƣơng pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hƣ hỏng ra khỏi hệ thống, thông báo và xử lý khắc phục chế độ không bình thƣờng là mảng kiến thức quan trọng của kỹ sƣ ngành hệ thống điện.
Vìlýdođó,emđãchọnđềtàitốtnghiệp:“Tnhto n bảovệrơlechotrạm biến áp 110 kV ” do cô giáo Thạc sỹ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn.
Đồ án gồm 4 chƣơng:
Chƣơng 1 : Giới thiệu đối tƣợng đƣợc bảo vệ, các thông số chính.
Chƣơng 2 : Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ.
Chƣơng 3 : Giới thiệu chức năng và thông số của các loại rơle sử dụng. Chƣơng 4 : Tính toán các thông số của rơle, kiểm tra sự làm việc của bảo
vệ.
1
CHƯ NG 1
C c thông số chính:
GIỚI THI U ĐỐI TƯỢNG ẢO V C C THÔNG SỐ CH NH
1.1. ĐỐI TƯỢNG ẢO V .
Đối tƣợng bảo vệ là trạm biến áp 110kV có cấp điện áp 115 / 38,5 / 23 kV có hai máy làm việc song song, công suất mỗi máy là 40 MVA và có tổ đấu dây Y0 / / Y0. Trạm biến áp này đƣợc cung cấp điện từ hai hệ thống có công suất là:
Thông số hệ thống
HTĐ1: S1Nmax= 2500 MVA
Xomax = 0,7 X1max MVA HTĐ2: SNmax = 2000 MVA
Xomax = 0,75 X1max
S1Nmax = 2500 MVA.
S2Nmax
= 2000 MVA.
SNmin = 2100 MVA
Xomin = 0,8 X1max SNmin = 1600 MVA
X0min = 0,9 X1max
Thông số m y biến p T1; T2
Sdđ = 40 MVA, tổ đấu dây Yo- 11- Yo, cấp điện áp UC/UT/UH = 115/38,5/23
kV
UK 00 (C-T=10,500 ,C-H=1700 ,T-H=600 )
Giới hạn điều chỉnh . Uđược = 9x1,78 % Thông số của đường dây:
D1: L1 = 70 Km; AC – 240
Z1 = 0,12 + j 0,386 [/km]
Z0 = 2,5 Z1 [/km] 2
D2: L2 =55Km; AC–185
Z1 = 0,156 + j 0,394 [/km]
Z0 = 2 Z1 [/km]
1.2.CHỌNM YCẮT,M Y IẾNĐI N P,M Y IẾNDÕNGĐI N
CHO TRẠM IẾN P. 1.2.1 Chọn m y cắt điện:
- Loại máy cắt
- Điện áp: UđmMC Umg
- Dòng điện: IđmMC Ilvcb
- Ổn định nhiệt: I2 ôđnBN
- Ổn định lực điện động: ilđđ ixk - Điều kiện cắt: ICMC I”
* Phía 110 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4. Sdm =1,4. 40 3Udd 3.115
= 0,281 kA = 281 A
- ixk = 2 .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phần lớn nhất khi ngắn mạch tại N’1 ( trƣờng hợp Smax,ngắn mạch N 3 bảng 2.9 trang 22).
I’’ = 4,45 kA
ixk = 2 .1,8.I’’ = 2 .1,8.4,45 = 11,33 kA
Với máy cắt có Iđm 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt
Chọn máy cắt điện: BBY- 110 - 40/2000.
Thông số: Uđm = 110 kV
Iđm = 2000 A Icđm = 40 kA
3
Ildd = 40 kA * Phía 35 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4. Sdm = 1,4. 40 0,839kA 839A 3Udd 3.38,5
- ixk = 2 .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phàn lớn nhất khi ngắn mạch tại N3 ( trƣờng hợp Smax, ngắn mạch N 3 bảng 2.9 trang 22).
I’’ = 3,95 kA
ixk = 2 .1,8.I’’ = 2 .1,8.3,95 = 10,05 kA
Với máy cắt có Iđm 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt Chọn máy cắt điện: BBY-35-40/3200.
Thông số: Uđm = 35 kV
Iđm = 3200 A Icđm = 40 kA Ildd = 40 kA
* Phía 22 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4.
- ixk = 2 .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phàn lớn nhất khi ngắn mạch tại N2 ( trƣờng hợp Smax, ngắn mạch N 3 ,bảng 2.9, trang 22).
I’’ = 4,64 kA
ixk = 2 .1,8.I’’ = 2 .1,8.4,46 = 11,81 kA
Với máy cắt có Iđm 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt Chọn máy cắt điện: BM-22-40/1200Y3.
Thông số: Uđm = 22 kV
Sdm = 1,4.
3Udd 3.23
40 1,4,05kA1405A
4
Iđm = 1200 A Icđm = 40 kA Ildd = 25 kA
1.2.2 Chọn m y biến dòng điện.
- Điện áp: UđmBI Umg
- Dòng điện: IđmBI Ilvcb
- Phụ tải: ZđmBI Z2
- Ổn định nhiệt: (Iđm1BI.knđm) 2 .tnhđm BN
- Ổn định lực điện động: 2 .kđ. Iđm1BI ixk - Cấp chính xác: 5P
Kiểu BI Uđm,kV
Cấp chính xác
Tỷ số biến
ảng 1.1: Các thông số của máy biến dòng
TH-110M TH-35M TH-22M
110 35 22 555
Bội số ổn định nhiệt,tnh
60/1
65/1
12/4
300/1 1000/1
1500/1
1.2.3 Chọn m y biến điện p.
- Điện áp: UđmBU Umg
- Cấp chính xác phù hợp với yêu cầu của công cụ đo - Công suất định mức: S2đmBU S2
ảng 1.2 Các thông số của máy biến điện áp
5
Kiểu BU Uđm, kV Umax, kV Tỷ số biến
HK-110–58 110
110
3HOM–35 35
35
3HOЛ–06–24Y3 24
24
11000/
3 :100/
3 :100
35000/
3 :100/
3 :100
24000/
3 :100/ 3 :100
Tổ đấu dây
Y0/Y0/
Y0/Y0/
Y0/Y0/
CS định mức, MVA
600
300
300
6
CHƯ NG 2.
LỰA CHỌN PHƯ NG THỨC ẢO V
2.1. ẢO V M Y IẾN P A PHA A CUỘN DÂY. 2.1.1. C c dạng hư hỏng và những loại bảo vệ thường dùng.
Những hƣ hỏng thƣờng xảy ra đối với máy biến áp có thể phân ra thành hai nhóm: hƣ hỏng bên trong và hƣ hỏng bên ngoài.
* Sự cố bên trong máy biến áp có các trường hợp sau:
- Các vòng dây trong cùng một pha trạm chập với nhau.
- Chạm đất (vỏ) và ngắn mạch chạm đất.
- Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp.
- Thùng dầu bị thủng hay rò dầu.
* Sự cố bên ngoài máy biến áp có các trường hợp sau:
- Ngắn mạch nhiều pha trong hệ thống.
- Ngắn mạch một pha trong hệ thống.
- Quá tải.
- Quá bão hoà mạch từ.
Các tình trạng làm việc không bình thƣờng của máy biến áp : dòng điện trong các cuộn dây tăng cao do ngắn mạch ngoài và quá tải, nếu dòng này tăng quá mức cho phép trong một thời gian dài sẽ làm lão hóa cách điện dẫn đến giảm tuổi thọ của máy biến áp
2.1.2. C c yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ :
Tác động nhanh: Hệ thống bảo vệ tác động càng tốt nhằm loại trừ sự cố một cánh nhanh nhất, giảm đƣợc mức độ hƣ hỏng của thiết bị.
Chọn lọc: Các bảo vệ cần phát hiện và loại trừ đúng phần thiết bị sự cố ra khỏi hệ thống .
7
Độ nhậy: Các bảo vệ chính cần đảm bảo hệ số có độ nhạy không thấp hơn 1,5. Các bảo vệ phụ (dự phòng) có độ nhạy không thấp hơn 1,2.
Độ tin cậy: Khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cố xảy ra trong phạm vi đã đƣợc xác định trong nhiệm vụ bảo vệ không tác động nhầm khi sự cố xảy ra ngoài phạm vi bảo vệ đã đƣợc xác định.
2.2.C C ẢO V ĐẶT CHO M Y IẾN P.
Tùy theo công suất vị trí vai trò của máy biến áp trong hệ thống mà lựa chọn phƣơng thức bảo vệ cho thích hợp. Những loại bảo vệ thƣờng đƣợc dùng để chống lại sự cố và chế độ làm việc không bình thƣờng của máy biến áp. Trạm biến áp cần bảo vệ là trạm biến áp phân phối với hai máy biến áp 3 pha 3 cuộn cấp điện áp 150/38,5/23 kV, làm việc độc lập có công suất mỗi máy là 40 MVA.
2.2.1. T nh năng của c c loại bảo vệ đặt cho m y biến p.
Bảo vệ Rơle khí:
Chống lại hƣ hỏng bên trong thung dầu nhƣ: chạm chập các vòng dây đặt
trong thung dầu, rò dầu. Bảo vệ làm việc theo mức độ bốc hơi và chuyển động dòng dầu trong thung.
Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm tác động nhanh : (87T/I)
Đƣợc sử dụng làm bảo vệ chính cho máy biến áp, chống lại ngắn mạch
một pha hay nhiều pha, chạm đất. Bảo vệ cần thỏa mãn các điều kiện sau:
- Đảm bảo độ nhậy với các sự cố trong khu vực bảo vệ .
- Có biện pháp ngăn chặn tác động nhầm của bảo vệ so lệch khi dòng điện
từ hóa tăng cao.
- Làm việc với dòng không cân bằng xuất hiên khi đóng máy biến áp
không tải vào lƣới điện hay cắt ngắn mạch ngoài, bão hòa mạch từ của BI.
8
Bảo vệ quá dòng điện: (51/I ; 50/I)
Bảo vệ phía 110 kV làm bảo vệ dự phòng cho bảo vệ so lệch, làm việc với
2 cấp tác động. Cấp tác động cắt nhanh và cấp tác đông có thời gian . Cấp tác động có thời gian phải phối hợp tác động với các bảo vệ phía 35 kV, 22 kV. Bảo vệ quá dòng đặt ở phía 35 kV và 22 kV làm việc có thời gian và đƣợc phối hợp với bảo vệ quá dòng phía 110 kV.
Bảo vệ chống quá tải:
Nhƣ vậy có thể kết luận: khi sự cố trong vùng thì độ lớn dòng điện so lệch bằng độ lớn dòng điện hãm ISL = IH
T nh to n độ nhạy t c động khi có sự cố ph a 110 kV tại điểm N1’:
Tại điểm sự cố N1’ tìm ra dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất (chế độ Smin và đã đƣợc loại trừ dòng điện thứ tự không).
- Dòng điện chạy qua BI1 là: 1,804 kA
- Dòng điện chạy qua BI2 là: 0 kA
- Dòng điện chạy qua BI3 là:0 kA
Bây giờ ta sẽ qui đổi dòng điện này về cùng một cấp điện áp, giả sử là về phía cao áp 110kV.
- Dòng điện chạy qua BI1 là 1,804 kA dòng điện này không cần qui đổi vì
đã ở phía cao áp rồi
- Dòng điện chạy qua BI2 là 0kA qui đổi về phía 110kV vẫn là 0kA
- Dòng điện chạy qua BI3 là 0kA qui đổi về phía 110kV vẫn là 0kA
Dòng điện so lệch được và dòng điện hãm được tính như sau:
Ikcb = ISL= IH = Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 = 1,804 + 0 + 0 = 1,804 kA
Do rơle chỉ làm việc với giá trị tƣơng đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb này theo dòng danh định của máy biến áp. Và vì tất cả đều đã đƣợc qui đổi về phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp đƣợc sử dụng ở đây cũng chính là dòng danh định phía cao áp.
IdđBAphía 110kV = 0,2 kA
Qui đổi: I*SL = I*H= = 1,804 9,02
0,2
Tổng kết: Tại N1’ thì rơle nhận đƣợc bộ giá trị (I*SL; I*H) = (9,02; 9,02)
Căn cứ vào đặc tính làm việc của rơle mà ta đã chỉnh định, cần xét xem toạ độ của điểm sự cố N1’ mà rơle nhận đƣợc sẽ nằm tại vùng hãm hay vùng tác động
66
I*SL
I*SL=9,02
N1’
c
I*H= 9,02
d
I*H
Vùng t cđộng
b
a
Vùng hãm
Hình 4.4: Đặc tính làm việc của rơle so lệch 7UT633
Điểm làm việc N1' thuộc về vùng tác động dẫn đến rơle tác động tức thời → đảm bảo yêu cầu bảo vệ.
Xác định độ nhạy tác động
Hệ số độ nhạy đƣợc xác định theo công thức :
SL KI*
n
ISLtt
Trong đó: vệ.
ISL(min) - Dòng điện so lệch cực tiểu khi ngắn mạch trong vùng bảo
ISLtt - Dòng điện so lệch tính toán
Trên đƣờng đặc tính sự cố đã tìm đƣợc IH* = ISL(*) = 9,02, vậy giao điểm của đƣờng IH = 9,02 với đƣờng đặc tính tác động nằm trên đoạn c.
ISLtt ISL 2,5
Nên:
Hệ số độ nhạy:
2 Với tg2 = 0,5 Kn 9,02 2,76
tg
ISLtt = (ISL - 2,5). tg2 = (9,02 - 2,5). 0,5 = 3,26
3,26
67
T nh to n độ nhạy t c động khi có sự cố ph a 35 kV tại điểm N2’:
Tại điểm sự cố N2’ tìm ra dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất (chế độ Smin và đã đƣợc loại trừ dòng điện thứ tự không).
- Dòng điện chạy qua BI1 là
- Dòng điện chạy qua BI2 là
- Dòng điện chạy qua BI3 là
0,577 kA 1,731 kA 0kA
Bây giờ ta sẽ qui đổi dòng điện này về cùng một cấp điện áp, quy đổi về phía cao áp 110kV.
- Dòng điện chạy qua BI1 là 0,577 kA dòng điện này không cần qui đổi vì đã ở phía cao áp rồi
- Dòng điện chạy qua BI3 là 0 kA quy đổi về phía cao áp vẫn là 0 kA
- Dòng điện chạy qua BI2 là 1,731kA qui đổi về phía 110kV vẫn là :
IBI2qui đổi về phía 110kV = IBI2* 35kV = 1,731* 35 = 0,55 kA
110kV 110
Dòng điện so lệch và dòng điện hãm được tính như sau:
ISL= IH = Iqua BI1 + Iqua BI2 + Iqua BI3 = 0,577 + 0,55 + 0 = 1,127 kA
Do rơle chỉ làm việc với giá trị tƣơng đối so với dòng danh định máy biến áp nên ta cần qui đổi giá trị Ikcb này theo dòng danh định của máy biến áp. Và vì tất cả đều đã đƣợc qui đổi về phía cao áp nên dòng danh định máy biến áp đƣợc sử
dụng ở đây cũng chính là dòng danh định phía cao áp. IdđBAphía 110kV = 0,2 kA
Qui đổi: I*SL = I*H= = 1,127 5,635 0,2
Tại N2’ thì rơle nhận đƣợc bộ giá trị (I*SL; I*H) = (5,635; 5,635)
Căn cứ vào đặc tính làm việc của rơle mà ta đã chỉnh định, cần xét xem toạ độ của điểm sự cố N2’ mà rơle nhận đƣợc sẽ nằm tại vùng hãm hay vùng tác động
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: