Đồ án tốt nghiệp thiết kế bảo vệ role cho trạm biến áp

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
********
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họvàtên  :ĐỗNgọcDuy
Lớp   :Đ4H1  
Khoa  :Hệthốngđiện
1. Đầu đề:
Phần1:Thiếtkếbảovệrơlechotrạmbiếnáp220/110/22kV
Phần2:TìmhiểuvềrơlebảovệsolệchdòngKBCH
2. Các số liệu ban đầu
PhầnI:Chosơđồnốiđiệnvàcácsốliệu:

Thôngsốmáybiếnáp:
AT1,AT2: S=250/250/125MVA
 U:230/121/23kV
 Y
0TN
/
11 


C-T
N
% C-H
N N
T-H

N
U =32%
U U =11%
U =20%






Thôngsốhệthốngđiện:
*Chếđộhệthốngcựcđại: X
0HT
=0,04
(tínhtronghệđơnvịtươngđối): X
1HT
=X
2HT
=0,025
*Chếđộhệthốngcựctiểu: X
0HT
=0,04
(tínhtronghệđơnvịtươngđối): X
1HT
=X
2HT
=0,034
PhầnII:Sốliệuthựctế.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
Phần I: Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp và đường dây

a. Môtảđốitượngđượcbảovệ,thôngsốchính.
b. Tínhtoánngắnmạchphụcvụbảovệrơlechomáybiếnápvàđườngdây.
c. Chonthiếtbịđiện(Máycắt,máybiếnđiệnápvàmáybiếndòngđiện)cho
trạm.
d. Lựachọnphươngthứcbảovệ.
e. Giớithiệutínhnăngvàthôngsốcácloạirơleđịnhsửdụng.
f. Tínhtoáncácthôngsốcủabảovệ,kiểmtrasựlàmviệccủabảovệ.
Phần II: Tìm hiểu về rơle bảo vệ so lệch dòng KBCH
Các bản vẽ (ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước bản vẽ)
a. Sơđồđấudâyvàcácthôngsốchính.
b. Kếtquảtínhtoánngắnmạch.
c. Phươngthứcbảovệ.
d. Tínhnăngvàthôngsốcủarơle.
e. Kếtquảtínhtoánbảovệ
f. Kếtquảkiểmtrasựlàmviệccủabảovệ.
g. ChuyênđềvềrơlebảovệsolệchdòngKBCH
4. Cán bộ hướng dẫn: ThS.NguyễnThịThanhLoan
5. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
Ngày …… tháng … … năm 2013
CHỦ NHIỆM KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)     (Ký và ghi rõ họ tên)



Nguyễn Thị Thanh Loan
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện

LỜI MỞ ĐẦU
 Điệnnănglànguồnnănglượngvôcùngquantrọngđốivớicuộcsốngconngười.
Nó được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công
nghiệp,nôngnghiệp,giaothôngvậntải,sinhhoạt,dịchvụ Chínhvìthếnênviệc
hiểubiếtvềnhữnghưhỏngvàhiệntượngkhôngbìnhthườngcóthểxảyratronghệ
thốngđiệncùngvớinhữngphươngphápvàthiếtbịbảovệnhằmpháthiệnđúngvà
nhanhchóngcáchlyphầntửhưhỏngrakhỏihệthống,cảnhbáovàxửlýkhắcphục
chếđộkhôngbìnhthườnglàmảngkiếnthứcrấtquantrọngtrongngànhhệthốngđiện.
 Vìlýdođó,emđãchọnđềtàitốtnghiệp:“Thiếtkếbảovệrơlechotrạmbiếnáp
220/110/22kV”.Đồángồm2phần:
Phần1:Thiếtkếbảovệrơlechotrạmbiếnáp,gồm6chươngnhưsau:
Chương1:Môtảđốitượngđượcbảovệ,cácthôngsốchính.
Chương2:Tínhtoánngắnmạchphụcvụbảovệrơle.
Chương3:Chọnthiếtbịđiệnchotrạm.
Chương4:Lựachọnphươngthứcbảovệ.
 Chương5:Giớithiệutínhnăngvàthôngsốcủacácrơlesửdụng. 
Chương6:Tínhtoáncácthôngsốcủarơle,kiểmtrasựlàmviệccủabảovệ.
Phần2:GiớithiệuvềrơlebảovệsolệchdòngKBCH
Trong thời gian làm đồ án, nhờ sự hướng dẫn tận tình của giảng viên ThS.
NGUYỄNTHỊTHANHLOAN,emđãhoànthànhbảnđồánnày.Tuynhiên,vớikhả
năngvàtrìnhđộcònhạnchếnênbảnđồánchắcchắnkhôngtránhkhỏinhữngthiếu
sót.Emrấtmongnhậnđượcsựgópý,chỉbảocủacácthầycôgiáo.

Sinhviên
Đỗ Ngọc Duy

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện

LỜI CÁM ƠN
Trênthựctếkhôngcósựthànhcôngnàomàkhônggắnliềnvớinhữngsựhỗ
trợ,giúpđỡdùíthaynhiều,dùtrựctiếphaygiántiếpcủangườikhác.Trongsuốtthời
giantừkhibắtđầuhọctậpởgiảngđườngđạihọcđếnnay,emđãnhậnđượcrấtnhiều
sựquantâm,giúpđỡcủaquýThầyCô,giađìnhvàbạnbè.
Vớilòngbiếtơnsâusắcnhất,emxingửiđếnquýThầyCôởKhoaHệthống
điện–TrườngĐạihọcĐiệnLựcđãcùngvớitrithứcvàtâmhuyếtcủamìnhđểtruyền
đạtvốnkiếnthứcquýbáuchochúngemtrongsuốtthờigianhọctậptạitrường.Và
đặcbiệt,tronghọckỳnày,KhoađãtổchứcchochúngemthựchiệnĐồántốtnghiệp
màtheoemlàrấthữuíchđốivớisinhviênngànhHệthốngđiệntrướckhiralàmviệc
thựctếsaunày.
EmxinchânthànhcámơnThS.NguyễnThịThanhLoanđãtậntâmhướngdẫn
chúngemquatừngbuổithảoluậnvềđồán.Nếukhôngcónhữnglờihướngdẫn,dạy
bảocủacôthìemnghĩbàiđồáncủaemrấtkhócóthểhoànthiệnđược.Mộtlầnnữa,
emxinchânthànhcámơncô.
Đồánđượcthựchiệntrongkhoảngthờigian2tháng.Bướcđầuđivàotìmhiểu
về“ Thiếtkếbảovệrơlechotrạmbiếnáp”,kiến thứccủaemcònhạn chếvàcòn
nhiều bỡngỡ.Dovậy, không tránhkhỏi những thiếu sót làđiềuchắc chắn, emrất
mongnhậnđượcnhữngýkiếnđónggópquýbáucủaquýThầyCôvàcácbạnsinh
viênđểbảnđồáncủaemđượchoànthiệnhơn.
Saucùng,emxinkínhchúcquýThầyCôtrongKhoaHệthốngđiệnvàtoànthể
các ThầyCôtrong trườngthậtdồi dàosứckhỏe, niềm tinđểtiếptụcthực hiện sứ
mệnhcaođẹpcủamìnhlàtruyềnđạtkiếnthứcchothếhệmaisau.
Em xin chân thành cám ơn !

HàNội,tháng01năm2014
Sinhviênthựchiện

Đỗ Ngọc Duy


Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện
NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)


























Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện
NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)

























Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp

SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện
MỤC LỤC
PHẦN1:THIẾTKẾBẢOVỆRƠLECHOTRẠMBIẾNÁP
CHƯƠNG1:MÔTẢĐỐITƯỢNGĐƯỢCBẢOVỆ-THÔNGSỐCHÍNH
1
1.1MÔTẢĐỐITƯỢNG 1
1.2.THÔNGSỐCHÍNH 1
CHƯƠNG2TÍNHNGẮNMẠCHPHỤCVỤBẢOVỆRƠLE 2
2.1.NGUYÊNNHÂNVÀHẬUQUẢCỦANGẮNMẠCH 2
2.2.MỤCĐÍCHVÀYÊUCẦUCỦATÍNHTOÁNNGẮNMẠCH 2
2.3.CÁCGIẢTHIẾTCƠBẢNĐỂTÍNHNGẮNMẠCH 3
2.4.CHỌNCÁCĐẠILƯỢNGCƠBẢN 3
2.5CÁCSƠĐỒTÍNHTOÁN 5
2.5.1SƠĐỒ1(S
Nmax
,1MBA) 6
2.5.2SƠĐỒ2(S
Nmax
,2MBA) 15
2.5.3.SƠĐỒ3(S
Nmin
,1MBA) 24
2.5.4.SƠĐỒ4(S
Nmin
,2MBA) 32
CHƯƠNG3CHỌNTHIẾTBỊĐIỆNCHOTRẠM 44
3.1.MÁYCẮTĐIỆN 44
3.2MÁYBIẾNDÒNGĐIỆN 46
3.3MÁYBIẾNĐIỆNÁP 46
CHƯƠNG4LỰACHỌNPHƯƠNGTHỨCBẢOVỆCHỌNLOẠIRƠLESỬDỤNG 46

4.1.HƯHỎNGVÀCHẾĐỘLÀMVIỆCKHÔNGBÌNHTHƯỜNGCỦAMBA 47
4.2.CÁCYÊUCẦUĐỐIVỚITHIẾTBỊBẢOVỆ 48
4.3CÁCLOẠIBẢOVỆCẦNĐẶTCHOMBATỰNGẪU: 48
4.4SƠĐỒPHƯƠNGTHỨCBẢOVỆCHOTRẠMBIẾNÁP 53
CHƯƠNG5GIỚITHIỆUTÍNHNĂNGVÀTHÔNGSỐCÁCLOẠIRƠLESỬDỤNG54
5.1.RƠLEBẢOVỆSOLỆCH7UT613 54
5.2.HỢPBỘBẢOVỆQUÁDÒNG7SJ621 66
CHƯƠNG6CHỈNHĐỊNHVÀKIỂMTRASỰLÀMVIỆCCỦARƠLE 75
6.1.TÍNHTOÁNCÁCTHÔNGSỐCỦABẢOVỆ 75
6.2KIỂMTRASỰLÀMVIỆCCỦABẢOVỆ 78
PHẦN2:GIỚITHIỆUVỀRƠLEBẢOVỆSOLỆCHDÒNGĐIỆNKBCH 86
A.GIỚITHIỆUCHUNG: 86
B.NGUYÊNLÝLÀMVIỆCCỦABẢOVỆSOLỆCHTRONGKBCH: 87
C.GIAODIỆNvàCÀIĐẶTBẰNGTAY: 88
D.CÁCHĐỌCBẢNGHISỰCỐ: 94

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện

DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Phần 1
Hình 1.1.Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt bảo vệ của trạm biến áp 1
Hình 2.1.Sơ đồ thay thế TTT 4
Hình 2.2. Sơ đồ thay thế TTN 5
Hình 2.3. Sơ đồ thay thế TTK 5
Hình 2.4: Sơ đồ nối điện chính của trạm và các điểm cần tính ngắn mạch 5
Bảng 2.1. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1 14
Bảng 2.2. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 2 24
Bảng 2.3. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 3 32
Bảng 2.4. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 4 42

Hình 2.33. Kết quả tính ngắn mạch dòng điện I
Nmax
, I
Nmin
qua các BI 43
Bảng 3.1.Thông số tính toán lựa chọn thiết bị 44
Bảng 3.2.Thông số máy cắt 45
Bảng 3.3.Thông số máy biến dòng điện 46
Bảng 3.4 Thông số máy biến điện áp 46
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý bải vệ so lệch có hãm dùng cho MBA tự ngẫu 49
Hình 4.2. bảo vệ chống chạm đất hạn chế MBA tự ngẫu 50
Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và vị trí đặt Rơ le khí trên MBA 51
Hình 4.4. Sơ đồ phương thức bảo vệ cho trạm biến áp 53
Hình 5-1. Cấu trúc phần cứng của bảo vệ so lệch 7UT613 57
Hình 5.2 Nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện trong rơle 7UT613 60
Hình 5-3 Đặc tính tác động của rơle 7UT613. 61
Hình 5.4 .Nguyên tắc hãm của chức năng bảo vệ so lệch trong 7UT613 62
Hình 5-5. Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT613 64
Hình 5-6. Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế. 65
Hình 5-7. Cấu trúc phần cứng của rơle 7SJ621. 69
Hình 5.8.Đặc tính thời gian tác động của 7SJ621 71
Hình 6.1. Đặc tính làm việc của rơle 7UT613 76
Hình 6.2. Đặc tính an toàn hãm khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ 79
Hình 6.3 Đặc tính độ nhạy khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ 82
Phần 2
Hình 1 : Đặc tính phân cực rơle so lệch KBCH 88
Hình 2 : Mặt trước rơle so lệch KBCH: 88
Hình 3 : Trình tự truy cập hệ thống Menu của rơle 89

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 1
PHẦN 1: THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP
CHƯƠNG 1
MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ - THÔNG SỐ CHÍNH
1.1 MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG
Đốitượngbảovệlàtrạmbiếnáp220/110/22kVcóhaimáybiếnáptựngẫuB
1
vàB
2
đượcmắcsongsongvớinhau.Haimáybiếnápnàyđượccungcấptừmộtnguồn
củaHTĐ.Hệthốngđiện(HTĐ)cungcấpđếnthanhgóp220kVcủatrạmbiếnáp.Phía
trungvàhạápcủatrạmcóđiệnáp110kVvà22kVđểđưađếncácphụtải.


Hình 1.1.Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt bảo vệ của trạm biến áp
1.2. THÔNG SỐ CHÍNH
1.2.1. Hệ thống điện:cótrungtínhnốiđất
Chếđộ Điệnkháng
Chếđộcựcđại(S
N
=S
Nmax
)
Thứtựkhông

0,04
Thứtựthuận,nghịch

0,025

Chếđộcựctiểu(S
N
=S
Nmin
)
Thứtựkhông

0,04
Thứtựthuận,nghịch

0,034
1.2.2 Máy biến áp:
 Loạitựngẫu3pha3cuộndây
 Có3cấpđiệnáp:230/121/23kV
 Côngsuất250/250/125MVA
 Sơđồđấudây:Y
0N
-∆-11
 Giớihạnđiềuchỉnhđiệnáp:∆U
dc
=±10%
 Điệnápngắnmạchphầntrămcủacáccuộndây
C-T
N
% C-H
N N
T-H
N
U =32%
U U =11%

U =20%






Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 2
CHƯƠNG 2
TÍNH NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
2.1. NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NGẮN MẠCH
2.1.1. Nguyên nhân
Nguyênnhânchủyếusinhrangắnmạchlàdocáchđiệnbịhỏng.Cáchđiệnbị
hỏngcóthểlàdo:sétđánh,quáđiệnápnộibộtrongquátrìnhđóngmởmạch,cách
điệnlâungàygiàcỗi,quátuổithọ.Ngắnmạchcũngcóthểlàdocácnguyênnhânchủ
quannhưthaotácnhầm,trôngnomcácthiếtbịkhôngchuđáo,dothicôngcáccông
trìnhgầndâycápngầm(cóthểdođàođấtđụngphảidâycáp,dochimđậu,câyđổ),
v.v.
2.1.2. Hậu quả của ngắn mạch
-Lúcngắnmạch,dòngtăngsinhraphátnóngcụcbộcácphầncódòngngắn
mạchđiquadùlàtrongthờigianngắn.
-Sinhralựcđộngđiệngiữacácbộphậndodòngxungkích,cóthểlàmhỏng
cáckhícụđiệnvàdâydẫn.
-Lúcngắnmạch,điệnáptụtcóthểlàmchocácđộngcơngừngquay.
-Cóthểpháhoạisựlàmviệcđồngbộcủamáyphátđiệntronghệthốngđiện,
gâymấtổnđịnhhệthốngvàdẫnđếntanrãhệthốngđiện.
-Lúcngắnmạch,mộtphahayhaiphachạmđấtsinhradòngthứtựkhôngdo
đólàmnhiễucácđườngdâythôngtinởgần.
-Cungcấpđiệnbịgiánđoạn.

2.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
2.2.1. Mục đích
Tínhtoándòngngắnmạchnhằmnhữngmụcđíchsau:
-Lựachọntrangthiếtbịkhithiếtkế,đảmbảoantoàndướitácđộngnhiệtvà
cơdodòngngắnmạchgâyra.
-Phụcvụchotínhtoánhiệuchỉnhthiếtbịbảovệrơlevàtựđộnghóatronghệ
thốngđiệnnhằmloạitrừnhanhcácphầntửsựcốngắnmạchrakhỏihệthốngđiện.
-Lựachọnsơđồthíchhợplàmgiảmdòngngắnmạch.
-Phụcvụthiếtkếlựachọnthiếtbịhạnchếdòngngắnmạchnhưkhángđiện, 
2.2.2. Yêu cầu của tính toán ngắn mạch
Yêucầucủaviệctínhtoánngắnmạchlàphảixácđịnhđượcdòngngắnmạch
lớnnhất(I
max
)đểphụcvụchoviệcchỉnhđịnhrơlevàdòngngắnmạchnhỏnhất(I
min
)
đểkiểmtrađộnhạychorơleđãđượcchỉnhđịnh.Tronghệthốngđiện(HTĐ)ngườita
thườngxétcácdạngngắnmạchsau:
- Ngắnmạch3phaN
(3)
;
- Ngắnmạch2phaN
(2)
;
- Ngắnmạch2phachạmđấtN
(1,1)
;
- Ngắnmạch1phaN
(1)
.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 3
2.3. CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN ĐỂ TÍNH NGẮN MẠCH
 -Cácmáyphátđiệnkhôngcóhiệntượngdaođộngcôngsuấtnghĩalàgóclệch
pha giữa các véctơ sức điện động của máy phát là không thay đổi và xấp xỉ bằng
không.
 -Tínhtoánthựctếchothấyphụtảihầunhưkhôngthamgiavàodòngngắnmạch
quáđộbanđầu,dovậytabỏquaphụtảikhitínhtoánngắnmạchquáđộbanđầu.
 -Hệthống từ khôngbão hòa:giảthiếtnày làmcho phép tínhđơngiảnđi rất
nhiềubởivìtaxemmạchlàtuyếntínhnêncóthểdùngphươngphápxếpchồngđể
tínhtoán.
 -Bỏquađiệntrở:
  Vớiđiệnáp>1000VthìbỏquađiệntrởvìR<<X.
  Vớiđiệnáp<1000VthìkhôngthểbỏquaRvìR>1/3X.
 -Bỏquađiệndung
 -Bỏquadòngđiệntừhóacủamáybiếnáp
 -Hệthốngđiện3phalàđốixứng
 -Cáctínhtoánđượcthựchiệntronghệđơnvịtươngđối
2.4. CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
 Tachọn S
cb
=S
dđB
=250MVA;
   U
cb
=U
tb
(điệnáptrungbìnhcủacáccấptươngứng)
 U

cb1
=230kV;
 U
cb2
=121kV;
 U
cb3
=23kV.
Dođódòngđiệncơbảntươngứngvớicáccấpđiệnáplà:
Cấpđiệnáp220kVcóU
cb1
=230kV
cb
cb1
cb1
S
250
I = = =0,628kA
3.U 3.230

 Cấpđiệnáp110kVcóU
cb2
=121kV
cb
cb2
cb2
S
250
I = = =1,193kA
3.U 3.121


Cấpđiệnáp22kVcóU
cb3
=23kV
cb
cb3
cb3
S
250
I = = =6,276kA
3.U 3.23

2.4.1 Tính toán thông số các phần tử.
1)Hệthốngđiện:
a) Ở chế độ cực đại (S
N
= S
Nmax
)
  Điệnkhángthứtựthuậnvàđiệnkhángthứtựnghịch:
  
1 max 2 max
0, 025
HT HT
X X
 

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 4
  Điệnkhángthứtựkhông:

   X
0HTmax
=0,04
b) Ở chế độ cực tiểu (S
N
= S
Nmin
):
Điệnkhángthứtựthuậnvàđiệnkhángthứtựnghịch: 
1 min 2 min
0, 034
HT HT
X X
 
  
  Điệnkhángthứtựkhông:
   X
0HTmin
=0,04
2)Máybiếnáptựngẫu.
a)Điệnápngắnmạchphần trămcủacuộndây MBAtựngẫuđược tínhtheo
côngthứcsau:

C C-T C-H T-H
N N N N
T T-H C-T C-H
N N N N
H C-H T-H C-T
N N N N
1 1

U (U U U ) .(11% 32% 20%) 11,5%
2 2
1 1
U (U U U ) .(11% 20% 32%) 0,5%
2 2
1 1
U (U U U ) .(32% 20% 11%) 20,5%
2 2
      
      
      

b)Tínhkhángđiệncủacácquậndây
 Cuộncao: 
%
11,5 250
. . 0,115
100 100 250
NC cb
C
Cdm
U S
X
S
  

Cuộntrung: 
0
T
X



Cuộnhạ: 
%
20,5 250
. . 0,41
100 100 125
NH cb
H
Hdm
U S
X
S
  

2.4.2. Sơ đồ thay thế
1)Thứtựthuận:


Hình 2.1.Sơ đồ thay thế TTT



Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 5
2)Thứtựnghịch:

Hình 2.2. Sơ đồ thay thế TTN
3)Thứtựkhông:


Hình 2.3. Sơ đồ thay thế TTK
2.4.3 Tính toán ngắn mạch của trạm

Hình 2.4: Sơ đồ nối điện chính của trạm và các điểm cần tính ngắn mạch
2.5CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN
XácđịnhdòngđiệnngắnmạchquacácvịtríđặtBItrongcácchếđộ:
-Trạmvậnhành1máybiếnáp,S
N
=S
Nmax

-Trạmvậnhành2máybiếnáp,S
N
=S
Nmax

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 6
-Trạmvậnhành1máybiếnáp,S
N
=S
Nmin

-Trạmvậnhành2máybiếnáp,S
N
=S
Nmin

Cácđiểmngắnmạchtínhtoán:
 -PhíaI(caoáp):N1vàN1’

 -PhíaII(trungáp):N2vàN2’
 -PhíaIII(hạáp):N3vàN3’
*Chếđộcựcđại:
-Côngsuấtngắnmạchtrênthanhgóplàlớnnhất.
-TínhngắnmạchtạibađiểmN
1
,N
2
,N
3
.
-TínhcácdạngngắnmạchN
(3)
,N
(1,1)
,N
(1)

*Chếđộcựctiểu:
-Côngsuấtngắnmạchtrênthanhgóplànhỏnhất.
-TínhngắnmạchtạibađiểmN
1
,N
2
,N
3
.
-TínhcácdạngngắnmạchN
(2)
,N

(1,1)
,N
(1)

2.5.1 SƠ ĐỒ 1 (S
N max
,1 MBA)
1) Ngắn mạch phía 220kV.
Sơđồthaythếthứtựthuận,thứtựnghịchvàthứtựkhông

Hình 2.5. Sơ đồ thay thế TTT

Hình 2.6. Sơ đồ thay thế TTN

Hình 2.7. Sơ đồ thay thế TTK

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 7

Trongđó:
1 2 1 max
0
0,025
X X 0,115 0,41 0,525
H
B C H
X X X
X
 
  

    

0 max
0 0 max
0 max
.( )
/ /( )
0,04.(0,115 0,41)
 =0,037
0,04 0,115 0,41
H C H
H C H
H C H
X X X
X X X X
X X X


  
 


 

a) Ngắn mạch 3 pha N
(3)

DòngngắnmạchtừhệthốngđếnđiểmngắnmạchN
1
  

(3)
1
1
1
40
0,025
N
E
I I
X


   

PhânbốdòngquacácBI.
ĐiểmngắnmạchN
1
:khôngcódòngquacácBI
ĐiểmngắnmạchN
1
’
:I
BI1
=I
1Σ
=40
Tronghệđơnvịcótên:
 
BI1 BI1 cb1
I kA I .I 40.0,628=25,12kA

 

DòngquacácBIkhácbằngkhông.
b) Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)

Điệnkhángphụ.
(1,1)
2 0
2 0
.
0,025.0,037
0,015
0,025 0,037
X X
X
X X
 

 
  
 

Cácthànhphầndòngđiệnvàđiệnáp
1
1
1
25
0,025 0,015
E

I
X X

 
  
 

0
2 1
2 0
0,037
. 25. 14,919
0,025 0,037
X
I I
X X

 
 
     
 

2
0 1
2 0
0,025
. 25. 10,08
0,025 0,037
X
I I

X X

 
 
     
 

0N 1
U . ( 25.0,015) 0,375
I X
 
     

Phânbốdòngthứtựkhông
0
0
0 max
0,375
9,375
0,04
N
HT
H
U
I
X


   


Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 8
0
0
0
0,375
0,714
0,525
N
B
B
U
I
X


   

PhânbốdòngquacácBI:
ĐiểmN
1
:
BI1 0B
I I 0,714 

Tronghệđơnvịcótên:
 
BI1 BI1 cb1
I kA I .I 0,714.0,628 0,448kA
  


BI4 0B 1
I ( ) 3I .I 3.0,714.0, 628 1,345kA
cb
kA
  

DòngquacácBIkhácbằngkhông.
ĐiểmN’
1
:
  DòngquaBI
1
1BI1 1
2BI1 2 
0BI1 0HT
I I 25
I I 14,919
I I 9,375


 
  
  

 
2
1 1 0 1
BI1
I

1 3 1 3
= .25 . 14,919 9,375
2 2 2 2
 14,416 34,571 37,456
BI BI
a I a I I
j j
j
  

  
   
      
   
   
   
   

Tronghệđơnvịcótên:
 
BI1 BI1 cb1
I kA I .I 37,456.0,628 23,522kA
  

BI4 0B 1
I ( ) 3I .I 3.0,714.0, 628 1,345kA
cb
kA
  


DòngquacácBIkhácbằngkhông.
c) Ngắn mạch 1 pha N
(1)

Điệnkhángphụ:
(1)
2 0
X X X  0,025 0, 037=0,062
  
   

Cácthànhphầndòngđiệnvàđiệnáptạichỗngắnmạch:
1 2 0
1
1
11,494
0,025 0,062
E
I I I
X X
  
 
    
 

0N 0
U .X = 11,494.0,037 0,425
I
 
    


Phânbốdòngthứtựkhông:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 9
0
0
0 ax
0
0
0
0,425
10,625
0,04
0,425
0,809
0,525
N
HT
Hm
N
B
B
U
I
X
U
I
X



    


    

PhânbốdòngquacácBI
ĐiểmN
1
:
Tronghệđơnvịcótên
BI1 0B 1
BI4 0B 1
I ( ) I .I 0,809.0,628 0,508kA
I ( ) 3.I .I 3.0,809.0,628 1,524kA
cb
cb
kA
kA
  
  

DòngquacácBIkhácbằngkhông.
ĐiểmN’
1
:
DòngquaBI1
1BI1 1
2BI1 2
0BI1 0HT
I I 11,494

I I 11, 494
I I 10,625


 
 
 

BI1 1 2 0HT
I I I I 11,494 11,494 10,625 31,613
 
      

Tronghệđơnvịcótên:
 
 
BI1 BI1 cb1
BI4 0B 1
I kA I .I 31,613.0,628=19,823kA
I ( ) 3.I .I 3.0,809.0,628 1,524kA
cb
kA
 
  

DòngquacácBIkhácbằngkhông.
2) Ngắn mạch phía 110kV
Sơđồthaythếthứtựthuận,thứtựnghịchvàthứtựkhông

Hình 2.8. Sơ đồ thay thế TTT

Hình 2.9. Sơ đồ thay thế TTN
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 10
Hình 2.10. Sơ đồ thay thế TTK
Trongđó:
1 2 1Hmax C T
X X X X X
=0,025+0,115+0=0,14
 
   

 
 
 
0Hmax C H
0 0Hmax C H
0Hmax C H
X X .X
X X X //X X +X
X X X
0,04 0,115 .0,41
 0,112
0,04 0,115 0,41
T T


    
 
 


 
 

a) Ngắn mạch 3 pha N
(3)

DòngngắnmạchtừhệthốngđếnđiểmngắnmạchN
2

(3)
N 1
1
E 1
I I 7,143
X 0,14


   

PhânbốdòngquacácBI
ĐiểmN
2
:
BI1 1
BI2 1
I I 7,143
I I 7,143



 
 

Tronghệđơnvịcótên:
 
BI1 BI1 cb1
BI2 BI2 2
I ( ) I .I 7,143.0,628=4,486kA
I ( ) I .I 7,143.1,193=8,522kA
cb
kA
kA
 
 

DòngquacácBIkhácbằngkhông
ĐiểmN
2
’
:
BI1 1
I I 7,143

 

Tronghệđơnvịcótên:
BI1 BI1 cb1
I ( ) I .I 7,143.0,628=4,486kA
kA
 


DòngquacácBIkhácbằngkhông.
b) Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)

Điệnkhángphụ
(1,1)
2 0
2 0
X .X
0,14.0,112
X 0,062
X X 0,14 0,112
 

 
  
 

Cácthànhphầndòngđiệnvàđiệnáp:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 11
1
1
0
2 1
2 0
1
I 4,95
X X 0,14 0,062

X
0,112
I I . 4,95. 2,2
X X 0,14 0,112
E

 

 
 
  
 
     
 

2
0 1
2 0
0N
X
0,14
I I . 4,95. 2,75
X X 0,14 0,112
U I .X 4,95.0,112 0,554

 
 
 
     
 

  

Dòngthứtựkhôngquabảovệ:
0N
0BI1 0HT
0Hmax C
U
0,554
I =I 3,574
X X 0,04 0,115


   
 

PhânbốdòngquacácBI:
ĐiểmN
2
:
DòngquaBI
1
1BI1 1
2BI1 2 
0BI1 0HT
I I 4,95
I I 2,2
I I 3,574


 

  
  

 
2
1 1 0 1
BI1
I
1 3 1 3
= .4,95 . 2,2 3,574
2 2 2 2
 4,949 6,192 7,927
BI BI
a I a I I
j j
j
  

  
   
      
   
   
   
   

Tronghệđơnvịcótên:
 
 
BI1 BI1 cb1

BI4 0BI1 cb1
I kA I .I 7,927.0,628 4,978kA
I kA 3.I .I 3.3,574.0,628 6,733kA
  
  

DòngquaBI
2
1BI2 1
2BI2 2 
0BI2 0
I I 4,95
I I 2,2
I I 2,75



 
  
  

 
 
2
1 2 0 2
BI2
BI4 0BI1
I
1 3 1 3
= .4,95 . 2,2 2,75

2 2 2 2
 4,125 6,192 7,44
I kA 3.I 3.3,574 10,722
BI BI
a I a I I
j j
j
  

  
   
      
   
   
   
   
  

Tronghệđơnvịcótên:
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 12
 
 
BI2 BI2 cb2
BI4 0BI1 cb1
I kA I .I 7,44.1,193 8,876kA
I kA 3.I .I 3.3,574.0,628 6,733kA
  
  


DòngquacácBIkhácbằngkhông
ĐiểmN’
2
:
BI1
BI4 0BI1
I 7,927
I 3.I 3.3,574 10,722

  

Tronghệđơnvịcótên:
 
 
BI1 BI1 cb1
BI4 0BI1 cb1
I kA I .I 7,927.0,628 4,978kA
I kA 3.I .I 3.3,574.0,628 6,733kA
  
  

DòngquacácBIkhácbằngkhông
c) Ngắn mạch 1 pha N
(1)

Điệnkhángphụ:
(1)
Δ 2 0
X X X 0,14 0,112 0,252
 

    

Cácthànhphầndòngđiệnvàđiệnáptạichỗngắnmạch:
1 2 0
1 Δ
0N 0
E 1
I I I 2,551
X X 0,14 0,252
U I .X 2,551.0,112 0,286
  

 
    
 
     

Dòngthứtựkhôngquabảovệ:
0N
0BI1 0HT
0Hmax C
-U
( 0,286)
I =I 1,845
X X 0,04 0,115
 
  
 

PhânbốdòngquacácBI:

ĐiểmN
2
:
DòngquaBI
1
 
1BI1 1
2BI1 2
0BI1 0HT
I I 2,551
I I 2,551
I I 1,845


 
 
 


BI1 1BI1 2BI1 0 1
BI2 1
BI4 0BI1
I I I I 2,551 2,551 1,845 6,947
I 3.I 3.2,551 7,653
I 3.I 3.1,845 5,535
BI

      
  
  


Tronghệđơnvịcótên:
 
 
 
BI1 BI1 cb1
BI2 BI2 cb2
BI4 0BI1 cb1
I kA I .I 6,957.0,628=4,369kA
I kA I .I 6,957.1,193 8,299kA
I kA 3.I .I 3.1,845.0,628=3,476kA
 
  
 

DòngquacácBIkhácbằngkhông
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 13
ĐiểmN’
2
:
BI1
BI4 0BI1
I 6,947
I 3.I 3.1,845 5,535

  

Tronghệđơnvịcótên:
 

 
BI1 BI1 cb1
BI4 0BI1 cb1
I kA I .I 6,957.0,628=4,369kA
I kA 3.I .I 3.1,845.0,628=3,476kA
 
 

DòngquacácBIkhácbằngkhông
3) Ngắn mạch phía 22kV
Cuộndây22kVcủamáybiếnápnối∆dovậychỉtínhngắnmạch3phaN
(3)
Sơđồthaythế:

Hình 2.11. Sơ đồ thay thế TTT
Trongđó:
1 1Hmax C H
X X +X X
 0,025 0,115 0,41 0,55

 
   

DòngngắnmạchtừhệthốngđếnđiểmngắnmạchN
3
(3)
N 1
1
E 1
I I 1,818

X 0,55


   

PhânbốdòngquacácBI
ĐiểmN
3:
I
BI1
=I
BI3
=I
1Σ
=1,818
Tronghệđơnvịcótên:
 
 
 
BI1 BI1 cb1
BI3 BI3 cb3
I kA I .I 1,818.0,628 1,142kA
I kA I .I 1,818.6,276 11,41kA
  
  

DòngquacácBIkhácbằngkhông
ĐiểmN’
3


I
BI1
=I
1Σ
=1,818
Tronghệđơnvịcótên:
 
BI1 BI1 cb1
I kA I .I 1,818.0,628 1,142kA
  

Dòng qua các BI khác bằng không
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 14

Từ kết quả tính toán trên ta có bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1
(MAX,1MBA)
Phía
NM
Điểm
NM
Dạng
NM
DòngquacácBI
BI
1
BI
2
 BI
3

 BI
4
(kA)




220kV

N
1
N
(3)
0 0 0 0
N
(1,1)
 0,448 0 0 1,345
N
(1)
 0,508 0 0 1,524

N’
1
N
(3)
25,12 0 0 0
N
(1,1)
 23,522 0 0 1,345
N

(1)
 19,823 0 0 1,524



110kV

N
2
N
(3)
4,486 8,522 0 0
N
(1,1)
 4,978 8,876 0 6,733
N
(1)
 4,369 8,229 0 3,476

N’
2
N
(3)
4,486 0 0 0
N
(1,1)
 4,978 0 0 6,733
N
(1)
 4,369 0 0 3,476

22kV
N
3
N
(3)
 1,142 0 11,41 0
N’
3
N
(3)
 1,142 0 0 0

Bảng 2.1. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 15

2.5.2 SƠ ĐỒ 2(S
N max
,2 MBA)
1) Ngắn mạch phía 220kV.
Sơđồthaythếthứtựthuận,thứtựnghịchvàthứtựkhông

Hình 2.12. Sơ đồ thay thế TTT

Hình 2.13. Sơ đồ thay thế TTN


X
0Σ
0,035

N
1
U
0N
N
1
X
0HT
0,04
X
0B
0,263
U
0N
=>

Hình 2.14. Sơ đồ thay thế TTK
Trongđó:
1 2 1 max
0HT 0Hmax
0,025
X X 0,04
H
X X X
 
  
 

   
C H

0B C H C H
0 0
0 0 0
0 0
X X
0,115 0, 41
X X X / / X X 0,263
2 2
.
0,04.0, 263
/ / 0,035
0,04 0, 263
HT B
HT B
HT B
X X
X X X
X X



     
   
 

a) Ngắn mạch 3 pha N
(3)

DòngngắnmạchtừhệthốngđếnđiểmngắnmạchN
1

  
(3)
1
1
1
40
0,025
N
E
I I
X


   

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 16
PhânbốdòngquacácBI.
ĐiểmngắnmạchN
1
:khôngcódòngquacácBI
ĐiểmngắnmạchN
1
’
:I
BI1
=I
1Σ
=40
Tronghệđơnvịcótên:

 
BI1 BI1 cb1
I kA I .I 40.0,628=25,12kA
 

DòngquacácBIkhácbằngkhông.
b) Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)

Điệnkhángphụ.
(1,1)
2 0
2 0
.
0,025.0,035
0,015
0,025+0,035
X X
X
X X
 

 
  


Cácthànhphầndòngđiệnvàđiệnáp
1
1
1

25
0,025+0,015
E
I
X X

 
  


0
2 1
2 0
0,035
. 25. 14,583
0,025 0,035
X
I I
X X

 
 
     
 

2
0 1
2 0
0,025
. 25. 10, 417

0,025 0,035
X
I I
X X

 
 
      
 

0N 1
U . 25.0,015 0,375
I X
 
  

Phânbốdòngthứtựkhông
0
0
0 max
0,375
9,375
0,04
N
HT
H
U
I
X



    

0
0
0
0,375
1,426
0,263
N
B
B
U
I
X


   

PhânbốdòngquacácBI:
ĐiểmN
1
:
0B
BI1
I
1,426
I 0,713
2 2
  


Tronghệđơnvịcótên:
 
BI1 BI1 cb1
I kA I .I 0,713.0,628 0,448kA
  

BI4 0B 1
3
I ( ) I .I 3.0,713.0,628 1,344kA
2
cb
kA   

DòngquacácBIkhácbằngkhông.
ĐiểmN’
1
:
DòngquaBI
1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
SV: Đỗ Ngọc Duy – Lớp : Đ4-H1 - Khoa Hệ thống điện Trang 17
1
1BI1
2 
2BI1
0BI1 0HT
I 25
I 12,5
2 2

I
14,583
I 7,292
2 2
I I 9,375


  

  
  

 
2
1 1 0 1
BI1
I
1 3 1 3
= .12,5 . 7,292 9,375
2 2 2 2
 11,979 17,14 20,911
BI BI
a I a I I
j j
j
  

  
   
      

   
   
   
   

Tronghệđơnvịcótên:
 
BI1 BI1 cb1
I kA I .I 20,911.0,628 13,132kA
  

BI4 0B 1
I ( ) 3I .I 3.0,713.0,628 1,344kA
cb
kA
  

DòngquacácBIkhácbằngkhông.
c) Ngắn mạch 1 pha N
(1)

Điệnkhángphụ:
(1)
2 0
X X X  0, 025 0,035=0,06
  
   

Cácthànhphầndòngđiệnvàđiệnáptạichỗngắnmạch:
1 2 0

1
1
11, 765
0,025+0,06
E
I I I
X X
  
 
    


0N 0
U .X = 11,765.0,035 0,412
I
 
    

Phânbốdòngthứtựkhông
0N
0BI1 0HT
0Hmax C
-U
1 1 -(-0,412)
I =I =2,113
2 X X / 2 2 0,04+0,115/2
 


PhânbốdòngquacácBI

ĐiểmN
1

DòngquaBI
1
1BI1 1
2BI1 2
0BI1 0HT
1 1
I I .11,765 5,883
2 2
1 1
I I .11,765 5,883
2 2
I I 2,113


  
  
 

I
BI1
=I
1
∑
+I
2
∑
+I

0HT
=5,883+5,883+2,113=13,879
Trongệđơnvịcótên:
I
BI1
=13,879.I
cb1
=13,879.0,628=8,716kA
DòngquaBI4