Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện trương quốc khánh
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.81 MB, 117 trang )
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1
LỜI NÓI 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 nghành hệ thống điện.
Vì lý do đó, em đã chọn đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm
biến áp 220kV”. Đồ án gồm 6 chương:
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.
Trong thời gian qua, nhờ sự hướng dẫn tận tình của cô Th.S Nguyễn Thị
Thanh Loan, em đã hoàn thành bản đồ án này. Tuy nhiên, với khả năng và trình
bày 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
Trương Quốc Khánh
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1
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
Trương Quốc Khánh
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1
NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1
NHẬN XÉT
( Của giảng viên phản biện )
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1
Mục Lục
PHẦN 1: THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110/35kV 1
CHƯƠNG 1 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
1.2.1. Hệ thống điện HTĐ1, HTĐ2: có trung tính nối đất 1
1.2.2 Đường dây D1, D2: 2
1.2.3. Máy biến áp 2
CHƯƠNG 2 3
TÍNH NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE 3
2.1. CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN. 3
2.2 CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN VÀ TÍNH THÔNG SỐ CÁC PHẦN TỬ 4
2.3. SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH. 5
2.4. CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH. 7
2.4.1. Sơ đồ 1: S
Nmax
, 1 máy biến áp làm việc. 8
2.4.2. Sơ đồ 2: S
Nmax
,2 máy biến áp làm việc song song. 18
2.4.3. Sơ đồ 3: S
Nmin
, 1 máy biến áp làm việc. 28
2.4.4. Sơ đồ 4: S
Nmin
, 2 máy biến áp làm việc. 38
CHƯƠNG 3: CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 48
3.1. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP 48
3.1.1. Máy cắt điện: 48
3.1.2. Máy biến dòng điện: 49
3.1.3. Máy biến điện áp: 50
CHƯƠNG 4 51
LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 51
4.1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG
CỦA MÁY BIẾN ÁP.
51
4.2 CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP.
52
4.2.1 Những yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ hệ thống điện. 52
4.2.2 Bảo vệ chính máy biến áp B1 và B2.
53
4.3 SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 59
CHƯƠNG 5 60
GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG 60
5.1. RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH 7UT613 60
5.1.1Giới thiệu tổng quan về rơle 7UT613. 60
5.1.2.Nguyên lý hoạt động chung của rơle 7 UT613. 62
5.1.3. Một số thông số kỹ thuật của rơle 7UT613 64
5.1.4.Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho rơle 7UT613 65
5.1.5. Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp của rơle 7UT613 66
5.1.6.Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) của 7UT613 70
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Qc Kh¸nh - Líp D4H1
5.1.7.Chức năng bảo vệ q dòng của rơle 7UT613. 72
5.1.8.Chức năng bảo vệ chống q tải. 72
5.2. HỢP BỘ BẢO VỆ Q DỊNG 7SJ621 73
5.2.1.Giới thiệu tổng quan về rơle 7SJ621. 73
5.2.2Ngun lí hoạt động chung của rơle 7SJ621. 74
5.2.3 Các chức năng bảo vệ trong rơle 7SJ621 76
5.2.4 Một số thơng số kĩ thuật của rơle 7SJ621 78
CHƯƠNG 6 81
CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠLE 81
6.1 .TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA BẢO VỆ 81
6.1.1. Các số liệu cần thiết cho việc tính toán bảo vệ rơle. 81
6.1.2 .Tính toán các thông số của bảo vệ 81
6.2 KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 85
6.2.1.Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm 85
6.2.2.Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không 89
6.2.3.Bảo vệ quá dòng có thời gian 90
6.2.4. Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian 91
PHẦN 2: TÌM HIỂU VỀ RƠLE SEL387 93
1. TỔNG QUAN RƠLE SEL387 93
1.1.MẶT TRƯỚC CỦA RƠLE 93
1.2.MẶT SAU CỦA RƠLE 94
1.3.CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH: 94
2.BẢO VỆ SO LỆCH: 95
3.
CHỨC NĂNG BẢO VỆ CHẠM ĐẤT HẠN CHẾ (REF): 98
4.
CHỨC NĂNG BẢO VỆ Q DỊNG Q DỊNG : 98
5.
BẢO VỆ Q TẢI NHIỆT: 100
6.
GIAO DIỆN VỚI RƠLE: 101
7.
ĐO LƯỜNG : 109
8.
BẢN GHI SỰ CỐ: 109
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 1
PHẦN 1: THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP
220/110/35kV
CHƯƠNG 1
MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ – THÔNG SỐ CHÍNH
1.1. MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG
Trạm biến áp được bảo vệ gồm hai máy biến áp ba dây quấn B1 và B2 được
mắc song song với nhau. Hai máy biến áp này được cung cấp từ hai nguồn của
HTĐ1 và HTĐ2. Hệ thống điện HTĐ1 cung cấp đến thanh góp 220kV của trạm
biến áp qua đường dây D1, hệ thống điện HTĐ2 cung cấp đến thanh góp 220kV
của trạm biến áp qua đường dây D2. Phía trung và hạ áp của trạm có điện áp
110kV và 35kV để đưa đến các phụ tải.
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt máy biến dòng
dùng cho bảo vệ của trạm biến áp
1.2. THÔNG SỐ CHÍNH
1.2.1. Hệ thống điện HTĐ1, HTĐ2: có trung tính nối đất
1. Hệ thống điện HTĐ1:
HTĐ1
HTĐ2
220kV
35kV
110kV
D1
D2
B1
B2
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 2
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: S
1Nmax
= 1980 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: S
1Nmin
= 0,8S
1Nmax
Điện kháng thứ tự không: X
0H1
= 1,3X
1H1
2. Hệ thống điện HTĐ2:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: S
2Nmax
= 1750 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: S
2Nmin
= 0,6S
2Nmax
Điện kháng thứ tự không: X
0H2
= 1,1X
1H2
1.2.2 Đường dây D1, D2:
1.Đường dây D1:
Chiều dài đường dây: L
1
= 50 km
Điện kháng trên một kilômét đường dây(AC-150): X
11
= 0,409 /km
Điện kháng thứ tự không: X
0D1
= 2X
1D1
2. Đường dây D2:
Chiều dài đường dây: L
2
= 90 km
Điện kháng trên một kilômét đường dây(AC-240): X
12
= 0,424 /km
Điện kháng thứ tự không: X
0D2
= 2X
1D2
1.2.3. Máy biến áp
Công suất danh định của mỗi máy biến áp:S
dđ
= 2x40 MVA
Cấp điện áp 220/110/35 kV
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây
C– H = 22,4%
U
k
% : C– T = 11,24%
T – H = 8%
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 3
CHƯƠNG 2
TÍNH NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây
trung tính). Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định
các trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua đối tượng được bảo vệ để cài đặt
và chỉnh định các thông số của bảo vệ, trị số dòng ngắn mạch nhỏ nhất để kiểm
tra độ nhạy của chúng.
Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào công suất ngắn mạch, cấu hình của
hệ thống, vị trí điểm ngắn mạch và dạng ngắn mạch.
Trong chế độ cực đại, xét các dạng ngắn mạch ba pha đối xứng, ngắn
mạch một pha, ngắn mạch hai pha chạm đất. Chế độ cực tiểu xét ngắn mạch hai
pha, ngắn mạch hai pha chạm đất và ngắn mạch một pha.
2.1. CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN.
+ Các máy phát điện đồng bộ không có dao động công suất: nghĩa là góc
lệch pha giữa sức từ động của các máy phát điện giữ nguyên không đổi trong
quá trình ngắn mạch. Nếu góc lệch pha giữa sức điện động của các máy phát
điện tăng lên thì dòng trong nhánh sự cố giảm xuống, sử dụng giả thiết này sẽ
làm cho việc tính toán đơn giản hơn và trị số dòng điện tại chỗ ngắn mạch là lớn
nhất. Giả thiết này không gây sai số lớn, nhất là khi tính toán trong giai đoạn đầu
của quá trình quá độ (0,1
0,2 sec).
+ Bỏ qua các phụ tải.
+ Mạch từ không bão hòa, nghĩa là mạch có quan hệ tuyến tính: giả thiết
này sẽ làm cho phương pháp phân tích và tính toán ngắn mạch đơn giản hơn rất
nhiều, vì mạch điện trở thành tuyến tính và có thể dùng nguyên lý xếp chồng để
phân tích quá trình.
+ Bỏ qua điện trở tác dụng: nghĩa là sơ đồ tính toán có tính chất thuần
kháng. Giả thiết này dùng được khi ngắn mạch xảy ra ở các bộ phận điện áp cao,
ngoại trừ khi bắt buộc phải xét đến điện trở của hồ quang điện tại chỗ ngắn
mạch hoặc khi tính toán ngắn mạch trên đường dây cáp dài hay đường dây trên
không tiết diện bé. Ngoài ra lúc tính hằng số thời gian tắt dần của dòng điện
không chu kỳ cũng cần phải tính đến điện trở tác dụng.
+ Bỏ qua thành phần điện dung dây dẫn – đất: giả thiết này không gây sai
số lớn, ngoại trừ trường hợp tính toán đường dây cao áp tải điện đi cực xa thì
mới xét đến dung dẫn của đường dây.
+ Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp.
+ Hệ thống điện ba pha lúc bình thường là đối xứng: sự mất đối xứng chỉ
xảy ra đối với từng phần tử riêng biệt khi nó bị hư hỏng.
Việc tính toán ngắn mạch được thực hiện trong hệ đơn vị tương đối.
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 4
2.2 CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN VÀ TÍNH THÔNG SỐ CÁC
PHẦN TỬ
Chọn S
cb
= S
dđB
= 40 MVA
U
cb
= U
tb
(điện áp trung bình của từng cấp)
U
cb1
= 220 (kV)
U
cb2
= 110 (kV)
U
cb3
= 35 (kV)
cb
cb1
cb1
S
40
I = = 0,105( )
3.U 3.220
kA
cb
cb2
cb2
S
40
I = = 0,66( )
3.U 3.35
kA
cb
cb3
cb3
S
40
I = = 0,21( )
3.U 3.110
kA
Thông số các phần tử:
Hệ thống điện1:
Chế độ Max:
S
1Nmax
= 1980 MVA
1 1max 2 1max
1 max
40
0,02
1980
cb
H H
N
S
X X
S
0 1max 1 1max
1,3 1,3.0,02 0,026
H H
X X
Chế độ Min:
S
1Nmin
= 0,8S
1Nmax
= 0,8.1980 = 1584 MVA
1 1min 2 1min
1 min
40
0,025
1584
cb
H H
N
S
X X
S
0 1min 1 1min
1,5. 1,3.0,025 0,0325
H H
X X
Hệ thống điện2:
Chế độ Max:
S
2Nmax
= 1750 MVA
1 2max 2 2max
2 max
40
0,023
1750
cb
H H
N
S
X X
S
0 2max 1 2max
1,1 1,1.0,023 0,0253
H H
X X
Chế độ Min:
S
2Nmin
= 0,6S
2Nmax
= 0,6.1750 = 1050 MVA
1 2min 2 2min
2 min
40
0,038
1050
cb
H H
N
S
X X
S
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 5
0 2min 1 2min
1,1. 1,1.0,038 0,0418
H H
X X
Đường dây D1
1 1 2 1 1 1
2 2
40
. . 0,409.50. 0,017
220
cb
D D
cb
S
X X X L
U
0 1 1 1
2. 2.0,017 0,034
D D
X X
Đường dây D2
1 2 2 2 2 2
2 2
40
. . 0,424.90. 0,0315
220
cb
D D
cb
S
X X X L
U
0 2 1 2
2. 2.0,0315 0,063
D D
X X
Máy biến áp
Điện áp ngắn mạch U
K
% của máy biến áp
11, 24%
C T
N
U
22, 4
C H
N
U
8,72%
T H
N
U
1 1
% ( ) (11,24 22,4 8,72) 12,46
2 2
C C T C H T H
N N N N
U U U U
1 1
% ( ) (11,24 8,72 22,4) 0
2 2
T C T T H C H
N N N N
U U U U
1 1
% ( ) (22,4 8,72 11,24) 9,94
2 2
H C H T H C T
N N N N
U U U U
Điện kháng các cuộn dây máy biến áp:
C
U %
12,46 40
X . . =0,125
100 100 40
C
N cb
dm
S
S
U %
0 40
X . . = 0
100 100 40
T
N cb
T
dm
S
S
U %
9,94 40
X . . =0,0994
100 100 40
H
N cb
H
dm
S
S
2.3. SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH.
1.Sơ đồ thứ tự thuận:
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 6
2.Sơ đồ thứ tự nghịch:
3. Sơ đồ thứ tự không :
E
E
1 1HT
X
1 2HT
X
1 1D
X
1 2D
X
C
X
C
X
H
X
T
X
T
X
1 1HT
X
1 2HT
X
1 1D
X
1 2D
X
C
X
C
X
H
X
T
X
T
X
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 7
2.4. CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.
Xác định dòng điện ngắn mạch qua các vị tríđặt BI trong các chếđộ:
- Trạm vận hành 1 máy biến áp, S
N
=S
Nmax
- Trạm vận hành 2 máy biến áp, S
N
=S
Nmax
- 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) : N3 và N3’
-Phía III (hạ áp) : N2 và N2’
*Chếđộ 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)
*Sơ đồ thay thế và các điểm ngắn mạch tính toán:
T
X
0 1HT
X
0 2HT
X
0 1D
X
0 2D
X
C
X
C
X
H
X
H
X
T
X
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 8
2.4.1. Sơ đồ 1: S
Nmax
, 1 máy biến áp làm việc.
Dạng ngắn mạch cần tính toán: N
(3)
, N
(1,1)
; N
(1)
1.Ngắn mạch phía 220kV (điểm ngắn mạch N1)
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận :
HT
Đ
1
HT
Đ
2
110kV
35kV
110kV
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N1’
N2
N2’
N3
N3’
D1
D2
B1
B2
BI1
BI3
BI2
E
E
1 1max
H
X
1 2 max
H
X
1 1D
X
1 2D
X
N
1
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 9
1 1max 1 2max1 1 1 2
1 2
1 1 1 2 1 1max 1 2max
1 2
.
.
0,034.0,0315 0,02.0,023
0,034 0,0315 0,02 0,023
0,027
H HD D
D D H H
X X
X X
X X
X X X X
X X
Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:
=>
Sơ đồ thay thế thứ tự không:
E
1
X
N
1
=>
0 1max
H
X
0 2max
H
X
0 1D
X
0 2D
X
N
C
X
H
X
U
0N
1 1max
H
X
1 2 max
H
X
1 1D
X
1 2D
X
N
1
2
X
N
1
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 10
=>
0 1 0 2 0 1max 0 2max
0
0 1 0 2 0 1max 0 2max
. .
0,034.0,063 0,026.0,0253
0,0357
0,034 0,063 0,026 0,0253
D D H H
H
D D H H
X X X X
X
X X X X
X
0B
= X
C
+X
H
= 0,125+0,0994=0,2244
0 . 0
0
0 0
0,0357.0,2244
0,0308
0,0357 0,2244
H B
H B
X X
X
X X
a. Ngắn mạch 3 pha N
(3)
:
1
1
1
37,037
0,027
N
E
I I
X
Điểm N1: Không có dòng qua các BI.
Điểm N1’:
Dòng qua BI1 là: I
BI1
=I
N
= 37,037
Dòng qua các BI khác bằng không.
b. Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)
:
Điện kháng phụ:
2 0
2 0
.
0,027.0,0308
0,0144
0,027 0,0308
X X
X
X X
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
OH
X
N
1
U
0
OB
X
U
0
0
X
N
1
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 11
1
1
1
24,155
0,027 0,0144
E
I
X X
0
2 1
2 0
0,0308
. 24,155. 12,872
0,027 0,0308
X
I I
X X
2
0 1
2 0
0,027
. 24,155. 11,283
0,027 0,0308
X
I I
X X
Điện áp thứ thự không tại chỗ ngắn mạch:
(1,1)
ON
U
=
(1,1)
1
.
I X
=24,155.0,0144 = 0,348
Phân bố dòng I
0
:
0
0
0
0,348
9,748
0,0357
N
H
H
U
I
X
0
0
0
0,0348
1,551
0,2244
N
B
B
U
I
X
Điểm N1:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
= I
0B
= -1,551
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
= 3.I
0B
= 3.( -1,551) = -4,653
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N1’:
Dòng qua BI1 là:
2
1 1 1 2 1 0 1
. .
BI BI BI BI
I a I a I I
1 1 2 0
1 3 1 3
. .
2 2 2 2
BI H
I j I j I I
1
1 3 1 3
.24,155 . 12,872 9,748
2 2 2 2
BI
I j j
1
15,39 45,35
BI
I j
2 2
1
15,39 45,35 47,89
BI
I
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
= 3I
0B
= 3.(-1,551) = -4,653
Dòng qua các BI khác bằng không.
c. Ngắn mạch 1 pha N
(1)
:
Điện kháng phụ :
2 0
0,027 0,0308
X X X
= 0,0578
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
1 2 0
1
1
0,027 0,0578
E
I I I
X X
= 11,792
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
0 0 0
. 11,792.0,0308 0,363
N
U I X
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 12
Phân bố dòng I
0
:
0
0
0
0,363
10,168
0,0357
N
H
H
U
I
X
0
0
0
0,363
1,618
0,2244
N
B
B
U
I
X
Điểm N1:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
= I
0B
=1,618
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
= 3.I
0B
= 3.(1,618) = 4,854
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N1’:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
= I
1BI1
+ I
2BI1
+
I
0BI1
=
1
2I
+I
0H
=2.11,792+10,168 = 33,752
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
= 4,854
Dòng qua các BI khác bằng không.
2. Ngắn mạch phía 110kV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
1 1 ( 1)
0,027 0,125 0 0,152
N C T
X X X X
Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:
E
1 ( 1)N
X
C
X
N
1
N
3
T
X
E
1
X
N
3
U
1N
=>
1 ( 1)N
X
C
X
N
1
N
3
T
X
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 13
Sơ đô thay thế thứ tự không:
=>
2 1
0
0,152
0,0994
T H
X X
X X X
a. Ngắn mạch 3 pha N
(3)
:
1
1
1
6,579
0,152
N
E
I I
X
Điểm N3:
Dòng qua BI1 và BI3 là:
I
BI1
=I
BI3
= I
N
= 6,579
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N3’:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
= I
N
= 6,579
Dòng qua các BI khác bằng không.
b. Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)
:
Điện kháng phụ:
2 0
2 0
.
0,152.0,0994
0,06
0,152 0,0994
X X
X
X X
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
1
1
1
4,717
0,152 0,06
E
I
X X
0
2 1
2 0
0,0994
. 4,717. 1,865
0,152 0,0994
X
I I
X X
2
0 1
2 0
0,152
. 4,717. 2,852
0,152 0,0994
X
I I
X X
Điện áp thứ thự không tại chỗ ngắn mạch:
(1,1)
0
N
U
=
(1,1)
1
.
I X
=4,717.0,06 = 0,283
2
X
N
3
U
1N
=>
U
0
0
X
N
3
T
X
N
3
U
0
0
I
H
X
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 14
Điểm N3:
Dòng qua BI1 là:
2
BI1 1(BI1) 2(BI1) 0(BI1)
I a .I a.I I
BI1 1 2 OH
1 3 1 3
I j .I j .I I
2 2 2 2
1
1 3 1 3
.4,717 . 1,865
2 2 2 2
BI
I j j
1
1,426 8,062
BI
I j
2 2
1
1,426 8,062 8,187
BI
I
Dòng qua BI3 là:
2
3 1 1 2 1 0 1
. .
BI BI BI BI
I a I a I I
3 1 2 0
1 3 1 3
. .
2 2 2 2
BI
I j I j I I
3
1 3 1 3
.4,717 . 1,865 2,852
2 2 2 2
BI
I j j
3
4,278 8,062
BI
I j
2 2
3
4,278 8,062 9,127
BI
I
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
= 0
Dòng qua BI5 là:
5 0
3 3. 2,852 8,556
BI
I I
Dòng qua BI2 là:
I
BI2
= 0
Điểm N3’:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
=8,187
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
= 0
Dòng qua BI5 là:
5
8,556
BI
I
Dòng qua BI2 là:
I
BI2
= 0
Dòng qua BI3 là:
I
BI3
= 0
c. Ngắn mạch 1 pha N
(1)
:
Điện kháng phụ :
2 0
0,152 0,0994
X X X
= 0,251
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 15
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
1 2 0
1
1
2,481
0,152 0,251
E
I I I
X X
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
0 0 0
. 2,481.0,0994 0,247
N
U I X
Điểm N3:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
= I
1BI1
+ I
2BI1
+ I
0BI1
=
1 2
0
I I
1 1
2 2.2,481 4,962
BI
I I
Dòng qua BI3 và BI5 là:
I
BI3
= I
BI5
=3.
0
I
=3.2,481 = 7,443
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
=0
Dòng qua BI2 là:
I
BI2
=0
Điểm N3’:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
= 4,962
Dòng qua BI4 là:
I
BI4
=0
Dòng qua BI5 là:
I
BI5
= 7,443
Dòng qua BI2 và BI3 là:
I
BI2
=0 ; I
BI3
=0
3. Ngắn mạch phía 35kV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
E
1 ( 1)N
X
C
X
N
1
N
2
N
2
H
X
BI
E
1
X
N
2
=>
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 16
1 1 ( 1)
0,027 0,125 0,0994 0,2514
N C H
X X X X
Điểm N2:
Dòng qua BI1 là:
1 2
1
1
3,978
0,2514
BI BI
E
I I
X
Dòng qua BI khác bằng không.
Điểm N2’:
Dòng qua BI1 là:
I
BI1
=3,978
Dòng qua BI khác bằng không.
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 17
Bảng tổng kết sơ đồ2.4.1: S
Nmax
,1 Máy biến áp làm việc
Dòng điện ngắn mạch qua các BI
Phía
ngắn
mạch
Điểm
ngắn
mạch
Dạng
ngắn
mạch
Dòng qua các BI ở dạng đơn vị tương đối
Dòng qua các BI ở dạng đơn vị có
tên(kA)
BI1 BI2 BI3 BI4 BI5 BI1 BI2 BI3 BI4 BI5
220
kV
N1
N
(3)
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
N
(1,1)
-1,551 0 0 -4,653 0
-
0,163
0 0
-0,489
0
N
(1)
1,618 0 0 4,854 0 0,170 0 0 0,510
0
N1'
N
(3)
37,03
7
0 0 0 0
3,889
0 0 0 0
N
(1,1)
47,89 0 0 -4,653 0 5,028 0 0 -0,489
0
N
(1)
33,75
2
0 0 4,854 0
3,544
0 0
0,510
0
110
kV
N3
N
(3)
6,597 0 6,597 0 0 1,385 0 2,331
0 0
N
(1,1)
8,187 0 9,127 0 -8,556 1,719 0 2,622
0 -1,797
N
(1)
4,962 0 7,443 0 7,443 1,042 0 2,743
0 1,563
N3'
N
(3)
6,579 0 0 0 0 1,382 0 0 0 0
N
(1,1)
8,187 0 0 0 -8,556 1,719 0 0 0 -1,797
N
(1)
4,962 0 0 0 7,443 1,042 0 0 0 1,563
35
kV
N2 N
(3)
3,978
3,97
8
0 0 0
2,625
2,625 0 0 0
N2' N
(3)
3,978 0 0 0 0 2,625 0 0 0 0
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 18
2.4.2. Sơ đồ 2: S
Nmax
,2 máy biến áp làm việc song song.
Dạng ngắn mạch cần tính toán: N
(3)
, N
(1,1)
; N
(1)
1. Ngắn mạch phía 220kV (điểm ngắn mạch N1)
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:
=>
1 1max 1 2max
1 1 1 2
1 2
1 1 1 2 1 1max 1 2max
1 2
.
.
0,034.0,0315 0,02.0,023
0,034 0,0315 0,02 0,023
0,027
H H
D D
D D H H
X X
X X
X X
X X X X
X X
Sơ đồ thay thế thứ tự không:
E
E
1 1max
H
X
1 2max
H
X
1 1D
X
1 2D
X
N
1
E
1
X
N
1
=>
1 1max
H
X
1 2max
H
X
1 1D
X
1 2D
X
N
1
2
X
N
1
Đồ án tốt nghiệp bảo vệ Rơle GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Loan
SV: Tr¬ng Quèc Kh¸nh - Líp D4H1 19
0 1max 0 2max 0 1 0 2
0
0 1max 0 2max 0 1 0 2
. .
0,026.0,0253 0,034.0,063
0,036
0,026 0,0253 0,034 0,063
H H D D
H
H H D D
X X X X
X
X X X X
X
0B
=
C H
1 1
(X X ) (0,125 0,0994) 0,112
2 2
=>
0 . 0
0
0 0
0,036.0,112
0,027
0,036 0,112
H B
H B
X X
X
X X
0 1max
H
X
0 2max
H
X
0 1D
X
0 2D
X
N
1
C
X
C
X
H
X
H
X
OH
X
N
1
U
0
OB
X
0
X
N
1
U
0N
