Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện đoàn thị hải yến

TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
==========***=========
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Đoàn Thị Hải Yến
Lớp: Đ4H3 Hệ Đại học chính quy
Ngành: Hệ thống điện
TÊN ĐỀ TÀI:
TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 110KV

I. Các số liệu
- Hệ thống
- HTĐ1: S
1Nmax
= 1900MVA
S
1Nmin
= 1650MVA
X
oHT
= 1,25X
HT

- HTĐ2: S
1Nmax
= 1500MVA
S
1Nmin

= 1300MVA
X
oHT
= 1,3X
HT

- Đƣờng dây
D1: L = 30km, AC 240

1
Z 0,12 j0,392 /km  

X
o
= 2,5X
1

D2: L = 45km, AC 185
Z
1
= 0,156 + j0,394 [/km]
X
o
= 2.4X
1
- Máy biến áp MBA1, MBA2
S
dđ
= 63 MVA
Cấp điện áp 121/23/11kV

Tỷ số điện áp:115

9 x 1,78% /24

2 x 2,5%/11kV.
Tổ đấu dây:
oo
Y / Y / 11

Điện áp ngắn mạch:
K
U (C T) 10%


K
U (C H) 18%

K
U (T H) 11%

II. Nội dung phần thuyết minh tính toán
- Phần 1
1. Mô tả đối tƣợng bảo vệ, thông số chính
2. Tính toán ngắn mạch phục vụ chỉnh định rơle
3. Lựa chọn thiết bị biến dòng, biến áp, máy cắt điện
4. Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ phù hợp
5. Chọn thiết bị bảo vệ
6. Tính toán các thông số của bảo vệ và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ
- Phần 2:
III. Các bản vẽ Ao

- Sơ đồ nối dây và các thông số
- Kết quả tính toán ngắn mạch chính
- Phƣơng thức bảo vệ
- Tính năng và thông số của rơle
- Kết quả tính toán thông số bảo vệ
- Kết quả kiểm tra sự làm việc của bảo vệ
Ngày giao nhiệm vụ : ngày 07 tháng 10 năm 2013
Ngày hoàn thành nhiệm vụ : ngày 31 tháng 12 năm 2014


Hà nội, Ngày 07 tháng 10 năm 2013
Trƣởng khoa



Ngƣời hƣớng dẫn
T.S Trần Thanh Sơn TS Vũ Thị Anh Thơ
LỜI MỞ ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nƣớc , nghành công nghiệp điện lực luôn
giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Ngày nay điện năng trở thành dạng năng lƣợng
không thể thiếu đƣợc trong hầu hết các lĩnh vực nhƣ công nghiệp, nông nghiệp, giao
thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ …
Do vậy hệ thống điện phải đảm bảo độ tin cậy, làm việc ổn định và lâu dài Nhƣng thực
tế khi vận hành xuất hiện các trạng thái không bình thƣờng gây ảnh hƣởng xấu đến hệ
thống điện. Trạng thái không bình thƣờng hay xảy ra là ngắn mạch và quá tải, gây tụt
điện áp, mất trạng thái cân bằng của các hộ tiêu thụ điện năng. Làm hƣ hỏng các thiết
bị điện do tác động nhiệt và cơ, khi có dòng điện ngắn mạch đi qua. Để hạn chế sự
thiệt hại của dòng ngắn mạch và quá tải gây ra cho hệ thống điện thì ta phải tìm cách
cách ly nhanh nhất phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống điện. Vì vậy, để đảm bảo cho lƣới

điện vận hành an toàn, ổn định thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ, tự động hoá. Hệ
thống bảo vệ rơle có nhiệm vụ ngăn ngừa sự cố hạn chế tối đa các thiệt hại do sự cố
gây nên và duy trì khả năng làm việc liên tục của hệ thống.
Vì vậy, em đã chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110
kV”
Đồ án gồm 5 chƣơng:
- Chƣơng 1 : Mô tả đối tƣợng đƣợc bảo vệ, các thông số chính.
- Chƣơng 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle.
- Chƣơng 3 : Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ.
- Chƣơng 4 : Giới thiệu tính năng và thông số của các rơle sử dụng.
- Chƣơng 5 : Tính toán các thông số của rơle, kiểm tra sự làm việc của
bảo vệ.
- Chƣơng 6: RơLe bảo vệ so lệch thanh dẫn SEL 587Z
Trong thời gian qua, nhờ sự hƣớng dẫn tận tình của cô giáo TS.Vũ Thị Anh Thơ, em
đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Tuy nhiên, với khả năng và trình độ còn hạn
chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý, chỉ bảo
của các thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn TS.Vũ Thị Anh Thơ và các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ
thống điện đã trang bị cho em những kiến thức chuyên ngành cần thiết trƣớc khi tiếp
nhận kiển thức thực tế khi trở thành một kỹ sƣ.

Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2013


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

CHƢƠNG 1: MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ - THÔNG SỐ CHÍNH CỦA
ĐỐI TƢỢNG 1
I.1 Mô tả đối tƣợng đƣợc bảo vệ 1
I.2 Các thông số chínhcủa đối tƣợng đƣợc bảo vệ 1

I.2.1 Thông số hệ thống 1
I.2.2 Thông số máy biến áp 2
CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ 3
II.1 Mục đích tính toán ngắn mạch 3
II.2.1 Chọn các đại lƣợn cơ bản trong tính toán ngắn mạch 3
I.2.2 Các Thông số của các phần tử 4
II.2.2.1 Hệ thống điện 4
II.2.2.2 Thông số máy biến áp tự ngẫu 4
II.3.1 Công suất ngắn mạch hệ thống cực đại – Một MBA làm việc độc lập 5
II.3.1.1 Ngắn mạch phía 110kv 6
II.3.1.1.1 Ngắn mạch 3 pha N
(3)
7
II.3.1.1.2 Ngắn mạch 1 pha N
(1)
7
II.3.1.1.3 Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)
8
II.3.1.2 Ngắn mạch phía 22KV 10
II.3.1.2.1 Ngắn mạch ba pha N
(3)
11
II.3.1.2.2 Ngắn mạch một pha N
(1)
12
II.3.1.2.3 Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)
14
II.3.1.3 Ngắn mạch phía 10KV 16

II.3.2 Hai MBA vận hành song song ở chế độ cực đại. 19
II.3.2.1.1 Ngắn mạch ba pha N
(3)
20
II.3.2.1.2 Ngắn mạch một pha N
(1)
20
II.3.2.1.3 Dòng ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)
22
II.3.2.2 Ngắn mạch phía 22KV 24
II.3.2.2.1 Ngắn mạch ba pha N
(3)
25
II.3.2.2.2 Ngắn mạch một pha N
(1)
26
II.3.2.2.3 Dòng ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)
28
II.3.2.3 Ngắn mạch phía 10kv 30
II.4 Tính toán ngắn mạch ở chế độ cực tiểu 32
II.4.1 Công suất ngắn mạch hệ thống cực tiểu- Một máy biến áp làm việc độc lập
33
II.4.1.1 Ngắn mạch phía 110KV 34
II.4.1.1.2 Ngắn mạch hai pha N
(2)
35
II.4.1.1.2 Ngắn mạc 1 pha N
(1)

35
II.4.1.1.3 Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)
37
II.4.1.2 Ngắn mạch phía 22Kv 39
II.4.1.2.1 Ngắn mạch hai pha N
(2)
40
II.4.1.2.2 Ngắn mạch 1 pha N
(1)
40
II.4.1.2.3 Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1,1)
42
II.4.1.3 Ngắn mạch phía 10 KV. 44
Hình II - 57 :Sơ đồ thay thế thứ tự thuận ngắn mạch phía 10kV – 1MBA vận hành
độc lập S
Nmim
. 44
II.4.2 Hai máy biến áp vận hành song song ở chế độ cực tiểu 47
II.4.2.1 Ngắn mạch phía 110KV 47
II.4.2.2.1 Ngắn mạch hai pha N
(2)
48
II.4.2.1.2 Dong ngắn mạch một pha N
(1)
49
II.4.2.1.3 Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)
50

II.4.2.2 Ngắn mạch phía 22Kv 53
II.4.2.2.1 Ngắn mạch hai pha N
(2)
54
II.4.2.2.2 Ngắn mạch một pha N
(1)
55
II.4.2.2.3 Dong ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)
57
II.4.2.3 Ngắn mạch phía 10Kv 59
Bảng II _ 4: Kết quả tính toán ngắn mạch khi 2MBA vận hành độc lập, S
Nmim
60
II.5 Tổng kết kết quả tính ngắn mạch 61
II.5.1 Từ bảng II-1 và II-2 ta có dòng lớn nhất chạy qua các bảo vệ nhƣ sau 61
II.5.2 Từ bàng II-3 và II-4 ta có dòng lớn nhất chạy qua các bảo vệ nhƣ sau : 62
II.6 CHọn máy cắt máy biến dòng,máy biến áp 62
II.6.1 Máy cắt điện 62
II.6.2 Chọn máy biến dòng 63
II.6.3 Chọn máy biến áp 64
CHƢƠNG III : LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ 65
III.1 Hƣ hỏng và chế độ làm việc không bình thƣờng của đối tƣợng bảo vệ 65
III.3 Các yêu cầu đối với thiết bị đƣợc bảo vệ 66
III.2.1 Tác động nhanh 66
III.2.2 Tính chọn lọc 66
III.2.3 Yêu cầu về độ nhậy 66
III.2.4 Độ tin cậy 66
III.2.5 Tính kinh tế 67
III.3 Các loại bảo vệ cần đặt cho máy biến áp tự ngẫu 67

III.3.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm (
I
) 67
III.3.2 bảo vệ so lệch thứ tự không ( Bảo vệ chống chạm đất của MBATN) 68
III.3.3 Rơle hai cấp tác động : (
1
2
RK
) 68
III.3.4 Bảo vệ nhiệt độ đầu (26) 69
III.3.5 Bảo vệ dòng cắt nhanh 70
III.3.6 Bảo vệ quá dòng có thời gian 71
III.3.7 Bảo vệ quá dòng thứ tự không 71
III.3.8 Bảo vệ quá tải 71
III.3.9 Bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt 71
CHƢƠNG IV: CHỈ ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠ LE 75
IV.1 Thông số của các đối tƣợng bảo vệ 75
IV.2 Tính toán thông số của các bảo vệ 75
IV.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm 75
IV.2.2 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không 87N 76
IV.2.3 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh ( 50) 76
IV 2.4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh (50N) 77
IV 2.5 Bảo vệ dòng có thời gian (51) 77
IV 2.6 Bảo vệ thứ tự không có thời gian ( 51N) 78
IV.3 Kiểm Tra Sự làm Việc Của Bảo Vệ 78
IV.3.1 Bảo vệ so lệch hãm ( 87) 78
IV 3.1.1 Kiểm tra độ an toàn hãm khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ 78
IV.3.1.2 Kiểm tra độ nhạy khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ 80
IV 3.1.2.1 Ngắn mạch tại N’1 80
IV 3.1.2.2 Ngắn mạch tại N’2 81

IV 3.1.2.3 Ngắn mạch tại N’3 81
IV 3.2 Bảo Vệ Quá Dòng Có Thời Gian (51) 82
IV.3.2.1 Phía 110kv 82
IV 3.2.2 Phía 22kv 83
IV 3.2.3 Phias 10kv 84
IV 3 .3 Bảo Vệ Dòng Thứ Tự Không Có Thời Gian (51N) 84
IV.3.1 Phía 110kv qua BI1 85
IV 3.2 Phía 22kv qua BI2 85
IV 3.2 Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không ( 87N) 85
CHƢƠNG V: GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ RƠ LE SỬ DỤNG 87
V.1 Rơ le Bảo Vệ Máy Biến Áp 7UT613 87
V 1.1 Giới Thiệu Tổng Quan Về Rơ le 7UT613 87
V.1.1.1 Đặc điểm của rơ le 7UT613 87
V.1.1.2 Giới thiệu các chức năng bảo vệ đƣợc tích hợp trong role 7UT613 87
V.1.1.3 Khả năng truyền thông,kết nối của rơ le 7UT613 88
V.1.2 Nguyên Lí Hoạt Động Của Rơ Le 89
V 1.3 Một Số Thông Số Kĩ Thuật Của Rơ Le 7UT613 91
V 1.3.1 Mạch đầu vào 91
V 1.3.2 Đầu vào nhị phân 92
V 1.3.3 Đầu ra nhị phân 92
V.1.3.4 Đèn Tín Hiệu LED 92
V 1.4 Cách Chỉnh Định Và Cài Đặt Thông Số Của Rơ Le 7UT613 93
V 1.5 Các Chức Năng Bảo Vệ Của Rơ Le 7UT613 93
V 1.5.1 Chức năng bảo vệ so lệch của rơ le 7UT613 93
V 1.5.2Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) của 7UT613 : 97
Hình V_ 5 : . Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT612 98
V 1.5.3 Chức năng bảo vệ quá dòng của rơle 7UT613 : 99
V.1.5.5 Chức năng bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt : 100
V.2 Rơle 7SJ612 : 100
V 2.1 Gới Thiệu Tổng Quan Về Rơ Le 7SJ612 : 100

V 2.2 Các Chức Năng Của Bảo Vệ : 100
V 2.3 Nguyên Lí Hoạt Động Chung Của Rơ le 7SJ612: 101
V 2.4 Một Số Thông Số Kĩ Thuật Của Rơ Le 7SJ612 : 103
V 2.5 Các Chức Năng Của Bảo Vệ 7SJ612 : 104
V 2.5.1 Chức năng bảo vệ quá dòng có thời gian : 104
V 2.5.2 Chức năng tự động đóng lại : 106
V 2.5.3 Chức năng bảo vệ quá tải : 106
V 2.5.4 Chức năng chống hƣ hỏng máy cắt : 106
V 2.6 KẾT LUẬN : 107
CHƢƠNG VI:RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH THANH DẪN SEL 587Z 108
VI.1. GIỚI THIỆU CHỨC NĂNG BẢO VỆ : 108
VI.1.1. Chức năng bảo vệ so lệch 87A1P - 87C2P: 110
VI.1.2. Chức năng bảo vệ quá dòng pha : 110
VI.1.3. Bảo vệ quá dòng thứ tự không: 112
VI.1.4. Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch: 113
VI.1.5. Chức năng đo lƣờng: 113
VI.1.6. Chức năng ghi sự cố: 114
Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 1


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
CHƢƠNG 1: MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ - THÔNG SỐ CHÍNH
CỦA ĐỐI TƢỢNG
I.1 Mô tả đối tượng được bảo vệ
Đối tƣợng bảo vệ là trạm biến áp 121/23/11 KV có hai máy biến áp tự ngẫu vận
hành song song,với công suất danh định là 63 MVA .Hai máy náy đƣợc cung cấp từ
hai nguồn của hệ thống điện, hệ thống điện cung cấp đén thanh cái 110KV , phía trung
áp và hạ áp của trạm có cấp điện áp là 22KV và 10KV.

Hình I.1 sơ đồ đối tƣợng cần đƣợc bảo vệ

I.2 Các thông số chínhcủa đối tượng được bảo vệ
I.2.1 Thông số hệ thống
HTĐ 1 :
Công suất ngắn mạch cực đại : S
1N
max

= 1900MVA
Công suất ngắn mạch cực tiểu : S
1Nmin
= 1650MVA
Điện kháng thứ tự không của hệ thống ; X
oHT
= 1,25 X
HT
HTĐ 2 :
Công suất ngắn mạch cực đại : S
1Nmax
= 1500MVA
Công suất ngắn mạch cực tiểu : S
1Nmin
= 1300MVA
Điện kháng thứ tự không của hệ thống : X
oHT
= 1,3 X
HT

Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 2

SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
I.2.2 Thông số máy biến áp
Công suất định mức : S
dd
= 63 MVA
Cấp điện áp : 121/23/11 KV
Điện áp ngắn mạch :
U
K% C-T
= 10%
U
K% C-H
= 21%
U
K% T_H
= 11%
Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 3


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ
II.1 Mục đích tính toán ngắn mạch
Việc tính toán ngắn mạch trong nội dung đồ án này nhằm các mục đích cơ bản sau :
- Chọn các khí cụ điện cho các phần tử đƣợc bảo vệ sao cho khi có dòng điện chạy
qua, những thiết bị đó phải thỏa mãn điều kiện làm việc bình thƣờng và có tính ổn
định khi có dòng điện ngắn mạch.
- Xác định dòng ngắn mạch lớn nhất ( I
N min

) để phục vụ cho chỉnh định role và dòng
ngắn mạch lớn nhất
( I
N min
) để kiểm cho độ nhạy cho role đã đƣợc chỉnh định.
Trong hệ thống điện ( HTĐ) , các dạng ngắn mạch gồm có :
+ Ngắn mạch 3 pha N
(3)

+ Ngắn mạch 2 pha chạm đất N
(1.1)

+ Ngắn mạch 1 pha chạm đất N
(1)

+ Ngắn mạch 2 pha với nhau N
(2)+

II.2 Các giả thiết để tính ngắn mạch
Về việc tính toán ngắn mạch dựa trên các giả thiết :
- Các máy phát điện không có dao động công suất , nghĩa là góc lệch pha giữa các véc
tơ suất điện động của máy phát là không đổi và gần bằng không.
- Tính toán thực tế cho thấy hầu nhƣ phụ tải không tham gia vào ngắn mạch lúc đầu,
do vậy ta bỏ qua phụ tải khi tính ngắn mạch ban đầu.
- Hệ thống từ bão hòa : giả thiết này cho phết tính đơn giản đi rất nhiều,bởi ta cho
mạch là tuyến tính nên có thể dùng phƣơng pháp xếp chồng để tính toán.
- Bỏ qua điện trở:
+ với điện áp lớn hơn 1kv thì bỏ qua điện trở vì R<< X
+ Với điện áp bé hơn 1kv thì R> 1/3 X
- Bỏ qua điện dung

- Bỏ qua dòng từ hóa máy biến áp
- Hệ thống 3 pha là đối xứng
- cách tính toán đƣợc thực hiện tƣơng đối cơ bản
II.2.1 Chọn các đại lƣợn cơ bản trong tính toán ngắn mạch
Chọn S
cb
= 63 MVA
Chọn U
cb
= 1,05U
tb
các cấp. Các cấp didenj áp 121/22/11KV
Dòng điện cơ bản các cấp là
I
cb1
=
1
63
0.3006
3. 3.121
cb
cb
cb
S
I KA
U
  


2

2
63
1.5814
3. 3.23
cb
cb
cb
S
I KA
U
  

Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 4


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ

3
3
63
3.3066
3. 3.11
cb
cb
cb
S
I KA
U
  

II.2.2 Các Thông số của các phần tử
II.2.2.1 Hệ thống điện
Hệ Thống 1 :

1max
max
63
0,033
1900
cb
HT
N
S
X
S
  


0max 1max
1,25. 1,25.0.033 0,041
HT HT
XX  


1min
min
63
0,038
1650

cb
HT
N
S
X
S
  


0min 1min
1,25. 1,25.0,0382 0,048
HT HT
XX  

Hệ Thống 2:

2max
max
63
0,042
1500
cb
HT
N
S
X
S
  

max 2max
1,3. 1,3.0,042 0,055
o HT HT
XX  


2min
min
63
0,049
1300
cb
HT
N
S
X
S
  


0min 2min
1,3. 1,3.0,0485 0,063
HT Ht
XX

II.2.2.2 Thông số máy biến áp tự ngẫu
Điện áp ngắn mạch của MBA1 và MBA2

 
 

11
% . % % % . 21 10 11 10
22
C CH CT TH
N N N N
U U U U      


 
 
11
% . % % % . 10 11 21 0
22
T CT TH CH
N N N N
U U U U      


 
 
11
% % % % . 21 11 10 11
22
H CH TH CT
N N N N
U U U U      

Điện kháng cuộn dây :
%
10.63

. 0,274
100 100.23
C
N cb
c
dmB
US
X
S
  

%
0.63
.0
100 100.23
T
N cb
T
dmB
US
X
S
  

%
11.63
. 0,3
100 100.23
H
N cb

H
dmB
US
X
S
  

Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 5


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ

II.3 Tính toán ngắn mạch ở chế độcông suất ngắn mạch hệ thống cực đại
Việc tính toán ngắn mạch trong chế độ công suất ngắn mạch của hệ thống cực
đại S
Nmax
cho phép xác định dòng điện ngắn mạch cực đại đi qua các vị trí đặt bảo vệ
(các BI). Việc tính toán đƣợc tiến hành trong hai trƣờng hợp
 Trƣờng hợp I : HTĐ cung cấp cho 1 MBA làm việc độc lập.
 Trƣờng hợp II :HTĐ cung cấp cho 2 MBA làm việc song song
Các dạng ngắn mạch tính toán trong chế độ vận hành này gồm có
 Ngắn mạch ba pha N
(3)

 Ngắn mạch một pha N
(1)

 Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)

Các điểm ngắn mạch xét tới trong trƣờng hợp này gồm có
 Ngắn mạch phía 110kV (Điểm ngắn mạch N
1
và N
1
’)
 Ngắn mạch phía 22kV (Điểm ngắn mạch N
2
và N
2
’)
 Ngắn mạch phía 10kV (Điểm ngắn mạch N
3
và N
3
’)
Do thông số của hai MBA là giống nhau, nên chỉ cần xác định dòng điện chạy
qua các máy biến dòng BI1, BI2, BI3, BI4 của MBA. Dòng ngắn mạch qua các BI của
MBA 2 có giá trị tƣơng tự
II.3.1 Công suất ngắn mạch hệ thống cực đại – Một MBA làm việc độc lập
Các điểm ngắn mạch tính toán
:

HTD
MBA1
22KV110KV
10KV
MC1 MC2
MC6
BI1

BI2
BI3
BI4
N’1
N1
N’2
N2
N3
N’3

Hình II - 1: Các điểm ngắn mạch tính toán trong chế độ 1MBA làm việc độc lập –
Công suất ngắn mạch hệ thống cực đại
Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 6


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ

II.3.1.1 Ngắn mạch phía 110kv

1max
0.018
HT
X
1BI
1N
'
1N

Hình II - 2: Sơ đồ thay thế thứ tự thuân ngắn mạch phía 110kV – 1MBA
làm việc độc lập, S

Nmax



1max
0.018
HT
X
1BI
1N
'
1N

Hình II - 3: Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch – 1MBA làm việc độc lập, S
Nmax
.

1N
'
1N
1BI
0max
0.023
HT
X
0.274
H
X
0.3
c

X

Hình II - 4: Sơ đồ thay thế thứ tự không ngắn mạch phía 110kV – 1MBA
làm việc độc lập, S
Nmax
.

1N
'
1N
1
0,018
X

1N
'
1N
2
0,018
X

0
0,022
X

1N
'
1N
1BI
1BI

1BI


Hình II - 5: Sơ đồ rút gọn thứ tự thuận, nghịch, không ngắn mạch phía
110kV – Chế độ 1MBA vận hành độc lập, S
Nmax
.

Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 7


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
Biến đổi về sơ đồ về dạng đơn giản:

1 2 1max
0,018
HT
X X X

  


II.3.1.1.1 Ngắn mạch 3 pha N
(3)

Dòng điện tại chỗ ngắn mạch

1
(3)
11

55,56
0,018
N
I
X



II.3.1.1.2 Ngắn mạch 1 pha N
(1)

Điện kháng phụ :

 
1
20
0,018 0,022 0,04X X X
  
    


'1N
1
N
1
0,018
X

1BI
 

1
0,04
X


Hình II - 6: Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch N
(1)
phía 110kV – 1MBA
vận hành độc lập, S
Nmax


Các thành phần dòng tại chỗ ngắn mạch:
 
1 2 0
1
1
11
17,241
0,018 0,04
I I I
XX
  

    



Phân bố dòng thứ tự không:

1N
'
1N
1BI
0max
0.023
HT
X
0.274
H
X
0.3
c
X
0C
I
0HT
I
0
17,241I



Hình II - 7: Phân bố dòng TTK khi ngắn mạch N
(1)
, 1MBA vận hành độc
lập, S
Nmax

 

0 0max
/ / (0,274 0,3)/ /0,023 0,022
H C HT
X X X X

    
Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 8


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
Dòng thứ tự không chạy từ hệ thống về điểm ngắn mạch:
0max
00
0max
0,023
. 17,241. 0,664
0,274 0,023 0,3
HT
C
H HT C
X
II
X X X

  
   

0 0 0
17,241 0,664 16,577
HT C

I I I

    

Dòng qua dây trung tính của máy biến áp
0
3. 3.0,664 1,992
TT C
II  


1. Điểm ngắn mạch N
1

Phân bố qua các biến dòng:
Dòng qua BI1:
10
0,664
BI C
II

Dòng qua BI4:
4
1,992
BI TT
II


Không có dòng ngắn mạch qua các biến dòng còn lại
2.Điểm ngắn mạch N

1
’
Dòng qua BI1:
1 1 1
17,241
BI
II



2 1 2
17,241
BI
II



0 1 0
16,577
BI HT
II


Dòng qua BI4:
4
1,992
BI TT
II

Không có dòng ngắn mạch qua các biến dòng còn lại

II.3.1.1.3 Ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1,1)

Điện kháng phụ:
 
1,1
20
20
.
0,018.0,022
0,009
0,018 0,022
XX
X
XX



  


1 1 1 2 1 0 1
17,241 17,241 16,577 51,059
BI BI BI BI
I I I I       
Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 9


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
1N

'
1
N
1
0,018
X

1BI
 
1,1
0,009
X


Hình II - 8: Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch N
(1,1)
phía 110kV – 1MBA
vận hành độc lập, S
Nmax

Các thành phần dòng tại chỗ ngắn mạch:
 
1
1
1
11
37,037
0,018 0,009
I
XX



  



0
21
20
0,022
. 37,037. 20,37
0,018 0,022
X
II
XX



     


2
01
20
0,018
. 37,037. 16,667
0,018 0,022
X
II
XX




     


Phân bố dòng thứ tự không:
1N
'
1N
1BI
0max
0.023
HT
X
0.274
H
X
0.3
c
X
0C
I
0HT
I
0
16,667I



Hình II - 9: Phân bố dòng TTK khi ngắn mạch N
(1,1)
, 1MBA vận hành độc
lập, S
Nmax


Dòng thứ tự không chạy từ điểm ngắn mạch về hệ thống:
0max
00
0max
0,023
. 16,667. 0,642
0,3 0,023 0,274
HT
C
H HT C
X
II
X X X

    
   

0 0 0
16,667 ( 0,642) 16,025
HT C
I I I

       

Dòng qua dây trung tính của máy biến áp :
0
3. 3.( 0,642) 1,926
TT C
II    


Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 10


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
1. Điểm ngắn mạch N1.
Dòng qua BI1:
10
0,642
BI C
II  

Dòng qua BI4:
4
1,992
BI TT
II  

Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại

2.Điểm ngắn mạch N
1
’

Dòng qua BI1:
1 1 1
37,037
BI
II



2 1 2
20,37
BI
II

  

0 1 0
16,025
BI HT
II  


 
2
1 1 2 1 0 1
1

1 3 1 3
.37,037 . 20,37 16,025 24,358
2 2 2 2
BI BI BI

BI
I a I a I I
ii
  
  
   
         
   
   
   

Dòng qua BI4:
4
1,992
BI TT
II  

Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại
II.3.1.2 Ngắn mạch phía 22KV

1max
0.018
HT
X
0.3
c
X
2BI
2N
'

2N

Hình II - 10: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận ngắn mạch phía 110kV – 1MBA vận
hành độc lập, S
Nmax

Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 11


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ


2max
0.018
HT
X
0.3
c
X
2BI
2N
'
2N

Hình II - 11: Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch ngắn mạch phía 22kV – 1MBA vận
hành độc lập, S
Nmax

0max
0.023

HT
X
0.3
c
X
2BI
2N
'
2N
0.274
H
X

Hình II - 12: Sơ đồ thay thế thứ tự không ngắn mạch phía 22kV – 1MBA vận
hành độc lập, S
Nmax

Biến đổi về sơ đồ về dạng đơn giản ta có :
 
1 2 1max
0 0max
0,018 0,274 0,292
/ / (0,023 0,274) / /0,3 0,149
HT C
HT C H
X X X X
X X X X


     

    

2N
'
2N
1
0,292
X

2N
'
2N
2
0,292
X

0
0,149
X

2N
'
2N
2BI
2BI
2BI

Hình II - 13: Sơ đồ rút gọn thứ tự thuận, nghịch, không - ngắn mạch phía
22kV – 1MBA vận hành độc lập, S
Nmax

II.3.1.2.1 Ngắn mạch ba pha N
(3)

Dòng ngắn mạch tại chỗ sự cố
Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 12


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ
1
(3)
11
0.292
3,425
N
X
I



1. Điểm ngắn mạch
2
N
.
Dòng qua BI1,BI2:
12
1
11
3,425
0.292

BI BI
II
X

   

Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại
Điểm ngắn mạch N’
2

Dòng qua BI1
1
3,425
BI
I 

Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại
II.3.1.2.2 Ngắn mạch một pha N
(1)

Điện kháng phụ:
 
1
20
0,292 0,149 0,441X X X
  
    

'2N
2

N
1
0,292
X

2BI
 
1
0,441
X


Hình II - 14 Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch N
(1)
phía 22kV – 1MBA
vận hành độc lập, S
Nmax

Các thành phần dòng tại chỗ ngắn mạch:
 
1 2 0
1
1
11
1,364
0,292 0,441
I I I
XX
  


    



Phân bố dòng thứ tự không:
Đồ án tốt nghiệp Bảo Vệ RơLe 13


SVTH: Đoàn Thị Hải Yến GVHD: T.S Vũ Thị Anh Thơ

0max
0.023
HT
X
2BI
2N
'
2N
0.274
H
X
0.3
c
X
0
1,364I


0H
I

0C
I

Hình II - 15: Phân bố dòng TTK khi ngắn mạch N
(1)
, 1MBA vận hành độc
lập, S
Nmax

Dòng thứ tự không chạy từ hệ thống về điểm ngắn mạch:
00
0max
0 0 0
0,3
. 1,364. 0,685
( ) 0,3 (0,023 0,274)
1,364 0,685 0,679
H
C
H HT C
HC
X
II
X X X
I I I


  
   
    

Dòng qua dây trung tính của máy biến áp :
0
3. 3.0,685 2,037
TT H
II  

1. Điểm ngắn mạch N2:
Dòng qua BI1:
1 1 1
1,364
BI
II



2 1 2
1,364
BI
II



01
0,685
BI C
II

1 1 1 2 1 0 1
1,364 1,364 0,685 3,413

BI BI BI BI
I I I I      

Dòng qua BI2:
21
3. 3.1,364 4,092
BI
II

  

Dòng qua BI4:
4
2,037
BI TT
II

Không có dòng ngắn mạch đi qua các BI còn lại
2. Điểm ngắn mạch N’2.
Dòng qua BI1:
1
3,413
BI
I 