Tính toán thiết kế bảo vệ Rơ le cho trạm biến áp 110 kV Vân Đình

§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---***---
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
---***---
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên:
Khoá: Khoa: Điện Bộ môn: Hệ thống điện.
Ngành: Hệ thống điện.
1- Đầu đề thiết kế:
Tính toán thiết kế bảo vệ Rơ le cho trạm biến áp 110 kV Vân Đình.
(Sơ đồ lưới điện - Hình vẽ)
2- Các số liệu ban đầu:
a- Hệ thống:
Hệ thống max: S
NHTmax
=2220,663 MVA
X
0HTmax
= 1,0456.X
1
Hệ thống min: S
NHTmin
= 1725,42 MVA

X
0HTmin
= 0,9782.X
1
b- Máy biến áp:
S
BA
= 2 .

25 MVA
Tổ đấu dây MBA: Υ
0
/ Υ / ∆
0 -11
U
C
/ U
T
/ U
H
= 115/ 38,5/ 11 kV
I
C
= 125,5 A; I
T
= 375 A; I
H
= 1312 A
Điện áp ngắn mạch.
Dải chỉnh định điện áp.

U
C
= 115 ± 9 .

1,78% U
đm
U
T
= 38,5 ± 2 .

2,5% U
đm
3- Nội dung các phần thuyết minh và tính toán.


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
1
%5,6U
%5,10U
%17U
HT
N
TC
N
HC
N
=
=
=

−
−
−
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
a- Mô tả đối tượng được bảo vệ, thông số chính.
b- Tính toán ngắn mạch phục vụ thiết kế hệ thống bảo vệ.
c- Lựa chọn phương thức bảo vệ.
d- Giới thiệu tính năng và thông số các loại rơ le chọn sử dụng.
e- Tính toán các thông số hệ thống bảo vệ, kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.
4- Các bản vẽ (ghi rõ các loại 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 rơ le.
e- Kết quả tính toán bảo vệ.
f- Kết quả kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.
5- Cán bộ hướng dẫn:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
6- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: ................................................................................
7- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: .................................................................................

Ngày........ tháng ........ năm
Chủ nhiệm bộ môn
(Ký, ghi rõ họ tên)
Cán bộ hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)
Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ bản thiết kế cho bộ môn
Ngày....... tháng.......năm
(Ký, ghi rõ họ tên)


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
2
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
Lời nói đầu
Ngày nay nhu cầu sử dụng điện năng là rất cần thiết và rất quan trọng
trong mọi lĩnh vực của đời sống kinh tế xã hội. Do vậy hệ thống điện phải đảm
bảo độ tin cậy, làm việc ổn định và lâu dài. Nhưng thực tế khi vận hành xuất
hiện các trạng thái không bình thường gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống điện.
Trạng thái không bình thường 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 hư 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. Bằng việc ứng dụng các thành tựu khoa học đưa các thiết bị vào bảo

vệ hệ thống điện, các thiết bị này có nhiều chức năng, tính ưu việt cao trong số
đó Rơ le kỹ thuật số dùng trong bảo vệ hệ thống điện.
Trong đồ án thiết kế bảo vệ Rơ le số cho trạm biến áp 110/35/10 kV, là
đối tượng chính được bảo vệ.
Trong đồ án này em sử dụng rơ le 7UT513 làm bảo vệ chính cho máy
biến áp có công suất mỗi máy là 25/25/25 MVA, còn bảo vệ quá dòng làm bảo
vệ dự phòng.
Với những kiến thức còn hạn chế, chưa được thực tế nhiều nên bản đồ án
thiết kế của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự quan tâm,
chỉ bảo của thầy cô giúp em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TS - Nguyễn Xuân Hoàng Việt cùng
toàn thể thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện - Trường Đại học Bách Khoa Hà
Nội đã tận tình hưỡng dẫn em trong suốt thời gian vừa qua để em hoàn thành
bản đồ án thiết kế này.


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
3
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
CHƯƠNG I
ĐẶC ĐIỂM VỀ TRẠM BIẾN ÁP
THÔNG SỐ KỸ THUẬT CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM:
Trạm biến áp 110 kV Vân Đình được xây dựng tại thị trấn Vân Đình - Ứng
Hoà Hà Tây. TBA được xây dựng và đưa vào vận hành từ tháng 11 năm 1992 với 1

MBA T1 cho đến tháng 9 năm 1998 đưa thêm MBA T2 vào vận hành với tổng công
suất bằng 50 MVA.
Trạm được lắp đặt hiện tại gồm 2 MBA:
+ MBA T1: 25000 kVA – 115/38,5/11 kV tổ đấu dây Υ0 / Υ / ∆
+ MBA T1: 25000 kVA – 115/38,5/11 kV tổ đấu dây Υ0 / Υ / ∆
1.1.1. Đặc điểm về sơ đồ tram.
Nguồn cấp điện cho trạm :
+ Từ đường dây 110 kV 171 BaLa cấp cho trạm qua MC171. được cấp
vào trạm qua thanh cái C11.
Chiều dài đường dây là 15,3 km
Dây dẫn : 3. AC - 120, dây chống sét A - 35
Loại BI : 200/5 A.
+ Từ đường dây 110kV 178 BaLa cấp cho trạm qua MC172. được cấp
vào trạm qua thanh cái C12.
Chiều dài đường dây là 18Km
Dây dẫn : 3. AC - 120, dây chống sét A - 35
Loại BI : 200/5 A.
+ Từ thanh cái C11 qua MC 131 cấp cho MBAT1 và cấp cho phụ tải
phía 35 kV qua thanh cái C31 và cấp cho thanh cái C91.
+ Từ thanh cái C12 qua MC 132 cấp cho MBAT2 và cấp cho phụ tải
phía 35 kV qua thanh cái C32 và cấp cho thanh cái C92 và thanh cái C42
(Chưa sử dụng).
+ Thanh cái C11 liên lạc với thanh cái C12 qua MC112


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
4
§å ¸n tèt nghiÖp

B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
(Sơ đồ nối điện chính trạm biến áp 110 kV Vân Đình)


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
5
MC 900
AT TH-200(MVA)
TU C11 TU C12
T1
MC 971
MC 933
C 91
MC 931
FB 110 KV
TU C91
MC 131
FB 110 KV
B¶o vÖ - MBA
BVSL thanh gãp
§o l­êng
MC 171
BVSL - thanh gãp
B¶o vÖ ®­êng d©y
C 12
§o l­êng
T2

MC 374
MC 332
MC 974
C 92
MC 972
TU C 92
FB 110KV
MC 932
TU C32
MC 376
MC 375
FB 110KV
MC 172
MC 172
MC 112
C11
MC 331
MC 373
MC 372
TU C31
C 32
C 31
MC 371
S¥ ®å nèi ®iÖn chÝnh
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh

§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
6
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
1.1.2. Lưới điện phân phối:
+ ĐDK 377 E102 cung cấp cho phụ tải Thanh Oai.
Chiều dài đường dây là 19 km
Dây dẫn 3. AC - 95
Loại BI 600/5 A
Gồm có 3 loại bảo vệ : + Bảo vệ cắt nhanh với: I
kđ
= 30 A; T
cắt
= 0 sec
+ Bảo vệ quá dòng với: I
kđ
= 6 A; T
cắt
= 1,0 sec
+ Bảo vệ tần số f : f = 48,8 HZ
+ ĐDK 375 E102 cung cấp cho phụ tải Chương Mỹ.
Chiều dài đường dây là 17 km
Dây dẫn 3. AC - 95
Loại BI 600/5 A
Gồm có 3 loại bảo vệ : + Bảo vệ cắt nhanh với: I

kđ
= 30 A; T
cắt
= 0
sec
+ Bảo vệ quá dòng với: I
kđ
= 6 A; T
cắt
= 1,0 sec
+ Bảo vệ tần số f : f = 48,8 Hf
+ ĐDK 373 E102 cung cấp cho phụ tải Mỹ Đức.
Chiều dài đường dây là 20 km
Dây dẫn 3. AC - 95
Loại BI 600/5 A
Gồm có 3 loại bảo vệ : + Bảo vệ cắt nhanh với: I
kđ
= 22,5 A;T
cắt
= 0 sec
+ Bảo vệ quá dòng với: I
kđ
= 6 A; T
cắt
= 1,0 sec
+ Bảo vệ tần số f : f = 48,8 Hf
+ ĐDK 372 E102 cung cấp cho phụ tải xí nghiệp Xi Măng.
Chiều dài đường dây là 14 km
Dây dẫn 3. AC - 95

§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
7
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
Loại BI 600/5 A
Gồm có 3 loại bảo vệ : + Bảo vệ cắt nhanh với: I
kđ
= 25 A; T
cắt
= 0 sec
+ Bảo vệ quá dòng với: I
kđ
= 5 A; T
cắt
= 1,5 sec
+ Bảo vệ tần số f : f = 47,6 Hf
+ ĐDK 374 E102 cung cấp cho phụ tải Cầu Giẽ.
Chiều dài đường dây là 17 km
Dây dẫn 3. AC - 95
Loại BI 300/5 A
Gồm có 3 loại bảo vệ : + Bảo vệ cắt nhanh với: I
kđ
= 25 A; T
cắt
= 0

+ Bảo vệ quá dòng với: I
kđ
= 6 A; T
cắt
= 1,5 sec
+ Bảo vệ tần số f : f = 48,4 Hf
+ ĐDK 376 E102 cung cấp cho phụ tải Chùa Hương.
Chiều dài đường dây là 17,5 km
Dây dẫn 3. AC - 95
Loại BI 200/5 A
Gồm có 3 loại bảo vệ : + Bảo vệ cắt nhanh với: I
kđ
= 30 A; T
cắt
= 0 sec
+ Bảo vệ quá dòng với: I
kđ
= 6 A; T
cắt
= 1,0 sec
+ Bảo vệ tần số f : f = 48,8 Hf
+ ĐDK 971 E102 cung cấp cho phụ tải Vân Đình.
Chiều dài đường dây là 07 km
Dây dẫn 3. AC - 70
Loại BI 2000/5 A
+ ĐDK 973 E102 cung cấp cho phụ tải TG Vân Đình.
Chiều dài đường dây là 05 km
Dây dẫn 3. AC - 70
Loại BI 2000/5 A
+ ĐDK 974 E102 cung cấp cho phụ tải Bệnh Viện VĐ.

Chiều dài đường dây là 04 km
Dây dẫn 3. AC - 70
Loại BI 2000/5 A


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
8
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
Trạm có nhiệm vụ rất quan trọng trong nền kinh tế và phát triển xã hội cho
toàn khu vực phía nam và phía Bắc Tỉnh Hà Tây, Trạm cung điện phục vụ cho toàn
bộ hai huyện: Mỹ Đức, Thanh Oai và một phần phụ tải của các huyện Thường Tín.


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
9
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
1.2. THÔNG SỐ CHÍNH CỦA TRẠM BIẾN ÁP:
1.2.1. Máy biến áp T1, T2:
Loại máy (TọTH ) 3 pha 3 cuộn dây
S

đm
= 25000 kVA.
Có 3 cấp điện áp :
U
C
đm
= 115 kV ; U
T
đm
= 38,5 kV; U
H
đm
= 11 kV
Sơ đồ đấu dây Y
O
/ Y/ ∆
0– 11
Phía cao có điều chỉnh điện áp dưới tải.
U
C
: Có 19 nấc phân áp . 1,78%
U
T
: Có 5 nấc phân áp . 2,5% (cố định)
U
H
: Không điều chỉnh điện áp dưới tải.
P
n
= 145 kW

∆P
0
= 36 kV
I
0
% = 1,0
U
N
C-T
= 10,5% ; U
N
C-H
= 17% ; U
N
T-H
= 6%
1.2.2. Máy cắt điện 110 kV:
Gồm có MC 171, 172, 131, 132, 112;
Loại máy LBT-145D1/B
U
đm
123 kV
U
max
230 kV
I
Cđm
25 kA
I
đm

1500 A
Trọng lượng khí 6,8 Bar
Tốc độ đóng 40 ms
Tốc độ cắt 23 ms
R
tx
40 mΩ
U
(đóng, cắt )
220 V/ DC
1.2.3. Máy cắt điện 35 kV:
Gồm có MC 371, 372, 374, 376, 375
Loại máy C-35M-630-10ÁT1


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
10
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
U
định mức
36.5 kV
U
max
40,5 kV
I

Cđm
10 kA
I
cắt tới hạn
26 kA
I
đm
630 A
R
tx
310 mΩ
U
(đóng, cắt)
220V/DC
1.2.4. Máy cắt điện 10 kV:
Gồm có MC 931,971,973,974 .
Loại máy BMéÁ - 11 - 630 - 20T
U
định mức
11 kV
U
max
11 kV
I
cđm
20 kA
I
cắt tới hạn
51 kA
I

đm
630 A
R
tx
100 mΩ
U
(đóng, cắt)
220 V/DC
1.2.6. Máy biến điên áp: ( BU )
BU 110 kV tỷ số biến:
BU 35 kV: tỷ số biến:
BU 10 kV: Tỷ số biến : (V)


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
11
)V(
3
100
3
100
3
115000
)V(
3
100
3
100
3

10000
)V(
3
100
3
100
3
35000
Đồ án tốt nghiệp


Bảo vệ rơle trạm biến áp 110 kV
Vân Đình
CHNG II
TNH TON NGN MCH BO V MY BIN P
2.1. MC CH TNH NGN MCH:
Tớnh ngn mch ti cỏc v trớ trờn s nhm tỡm ra dũng ngn mch Max v Min
i qua v trớ t bo v phc v vic chnh nh v kim tra s lm vic ca bo v.
tỡm dũng ngn mch chy qua cỏc BI phc v cho bo v ta phi xột 2 ch :
Ch max:
iu kin h thng in ch Max v in khỏng ca ch phi Min, t
iu kin ú trong ch Max ta xột trng hp:
+ H thng Max vi 1 mỏy bin ỏp vn hnh c lp.
ch ny ta i xột 3 dng ngn mch ú l: ngn mch 3 pha (N
3
), ngn
mch 1 pha chm t (N
1
), ngn mch 2 pha chm t (N
1,1

),
Ch min:
iu kin ngc li so vi ch max. Tc l h thng in ch min,
in khỏng ca h thng max. Ta xột cỏc trng hp:
+ H thng Min vi 2 mỏy bin ỏp vn hnh song song.
+ H thng Min vi 1 mỏy bin ỏp vn hnh c lp.
Trong ch ny ta ch xột 3 dng ngn mch ú l: ngn mch 2 pha (N
2
), ngn
mch 1 pha chm t (N
1
), ngn mch 2 pha chm t (N
1.1
):
Mt s gi thit khi tớnh toỏn ngn mch:
+ Coi tn s khụng thay i khi ngn mch.
+ B qua hin tng bóo ho ca mch t trong lừi thộp ca cỏc phn t.
+ B qua cỏc in tr ca cỏc phn t.
+ B qua cỏc nh hng ca cỏc ph ti i vi dũng ngn mch.
+ Coi phớa 35 kV trung tớnh cỏch in.
S nht th v s cỏc im ngn mch qua cỏc BI tớnh toỏn dũng ngn
mch phc v cho bo v cho mỏy bin ỏp.


ĐHBK-Ha Nội
ĐHBK-Ha Nội
12
§å ¸n tèt nghiÖp

B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
Hình 2-1: Vị trí đặt bảo vệ và các điểm ngắn mạch


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
13
N
2
N
1
’
N
1
N
2
’
N
3
’
N
3
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
2.2. CHẾ ĐỘ HTĐ MAX CÓ 1 MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC ĐỘC LẬP:
Lập sơ đồ thay thế thành phần TTT và TTN:

Sơ đồ thay thế TTK:

2.2.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo vệ MBA tại N
1
.
Tại điểm ngắn mạch N
1
chỉ có dòng điện thành phần TTK đi qua BI
1
.
Lập sơ đồ thay thế thành phần TTT và TTN:
Lập sơ dồ thay thế TTK.

011,0
17,001177,0
17,0.01177,0).(
0
0
=
+
=
++
+
=
∑
B
H
B
CHT
B

H
B
CHT
O
XXX
XXX
X
a- Dạng ngắn mạch 3 pha:N
(3)
.
I
f
(BI
1
)= 0


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
14
0,01177
0,065
X
B
C
0,105
0,01126
X
B
H

0,065
HT
X
HT
X
B
C
0,105
HT
X
OHT
X
B
H
0,01126
HT
X
HT
N
1
BI
1
X
B
C
0,105
0,01177
X
OHT
X

B
H
0,065
N1
BI
1
I
O1
I
O2
0,011
X
OΣ

N
1
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
b- Dạng ngắn mạch một pha chạm đất N
(1)
.
Dòng điện thành phần TTK tại điểm ngắn mạch:
833,29
011,001126,001126,0
1
021
210

=
++
=
++
===
∑∑∑
∑∑∑
XXX
E
III
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI
1
:
932,1
17,001177,0
01177,0
.833,29
)(
.)(
010
=
+
=
++
=
HCOHT
OHT
XXX
X
IBII

c- Dạng ngắn mạch N
(1;1)
.
Tính dòng điện các thành phần thứ tự pha không sự cố tại điểm ngắn mạch:
438,59
011,001126,0
011,0.01126,0
01126,0
1
.
02
02
1
1
=
+
+
=
+
+
=
∑∑
∑∑
∑
∑
XX
XX
X
E
I

066,30
011,001126,0
01126,0
.438,59.
02
2
1
−=
+
−=
+
−=
∑∑
∑
∑
XX
X
II
O
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI
1
là:
947,1
17,001177,0
01177,0
.066,30
)(
.)(
01
−=

+
−=
++
=
HCOHT
OHT
O
XXX
X
IBII
Với quy ước dòng điện chạy vào trong MBA qua BI thì mang dấu (+) còn dòng
điện chạy ra khỏi MBA qua BI thì mang dấu (-) ta có dòng điện TTK chạy qua BI
1
sẽ
mang dấu (-).


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
15
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
N
1
N
(3)
N

(1)
N
(1,1)
BI
1
BI
2
BI
3
BI
1
BI
2
BI
3
BI
1
BI
2
BI
3
I
f
0 0 0 -1,932 0 0 -1,947 0 0
I
0
0 0 0 -1,932 0 0 -1,947 0 0
I
1
+ I

2
0 0 0 0 0 0 0 0 0
2.2.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo vệ MBA tại N
'
1
.
Sơ đồ thay thế TTT và TTN:
Sơ đồ thay thế TTK:
a- Dạng ngắn mạch N
(3)
.
Dòng điện pha tại điểm ngắn mạch chính là dòng qua BI
1
.
I
f
(BI
1
) = E/ X
1
∑
= 1/ 0.01126 = 88,8099
b- Dạng ngắn mạch N
(1)
.
Dòng điện các thành phần thứ tự tại điểm ngắn mạch.
I
0
∑
= I

1
∑
= I
2
∑
= 29,833
Dòng điện các thành phần đối xứng qua BI
1.


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
16
0,011
X
OΣ

N
1
’
0,01126
HT
X
HT
N
1
’
BI
1
0,01177

0,065
X
B
C
0,105
X
OHT
X
B
H
N
1
’
I
O1
I
O2
BI
1
0,01177
X
OHT

N
1
’
I
O1
I
O2

0,17
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
I
1
(BI
1
) = I
2
(BI
1
) = 29,833
900,27
01177,017,0
17,0
.833,29
)(
)(
.)(
010
=
+
=
++
+
=
∑

OHTHC
HC
XXX
XX
IBII
Dòng điện pha sự cố.
I
f
(BI
1
) = I
1
(BI
1
) + I
2
(BI
1
) + I
0
(BI
1
) = 29,833 + 29,833 + 27,9 = 87,566
I
f
- I
o
= I
1
+ I

2
= 59,666
c- Dạng ngắn mạch N
(1;1)
.
Dòng điện các thành phần thứ tự tại điểm ngắn mạch:
I
1
∑
= 59,438
I
0
∑
= -30,066
372,29
011,001126,0
011,0
.438,59.
02
0
12
−=
+
−=
+
−=
∑∑
∑
XX
X

II
Dòng điện ngắn mạch các thành phần thứ tự:
I
1
(BI
1
) = I
1
= 59,438
I
2
(BI
1
) = I
2
= -29,372
119,28
01177,017,0
17,0
.066,30
)(
.)(
010
−=
+
−=
++
+
−=
∑

OHTHC
HC
XXX
XX
IBII

Dòng điện pha sự cố chạy qua BI
1
:
I
f
(BI
1
) = a
2
I
1
(BI
1
) + a.I
2
(BI
1
) + I
0
(BI
1
)

295,119191,88912,76152,43

)119,28()372,29).(
2
3
2
1
(438,59).
2
3
2
1
(
−∠=−−=
−+−+−+−
−
=
j
jj
I
f
(BI
1
) - I
0
(BI
1
) = - 43,152 – j 76,912 + 28,119 = 78,358/-101


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi

17
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
Theo quy ước về dấu của dòng điện so lệch MBA, dòng điện qua BI
1

mang dấu (+)
N
'
1
N
(3)
N
(1)
N
(1,1)
BI
1
BI
2
BI
3
BI
1
BI
2
BI

3
BI
1
BI
2
BI
3
I
f
88,809 0 0 87,566 0 0 88,191 0 0
I
0
0 0 0 27,9 0 0 28,119 0 0
I
1
+ I
2
88,809 0 0 59,666 0 0 78,358 0 0


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
18
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
2.2.3. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo vệ MBA tại N
2

.
Phía trung áp 35 kV của MBA đấu sao (Y) không nối đất, vì vậy ta chỉ xét
dạng ngắn mạch N
(3)
.
Sơ đồ thay thế:
X
Σ

= 0,01126 + 0,105 = 0,1163
Dạng ngắn mạch N
(3)
Dòng điện pha tại điểm ngắn mạch cũng chính là dòng chạy qua BI
1
và BI
2
:
I
f
(BI
1
) = I
f
(BI
2
) = E/ X
∑
= 1/ 0,1163 = 8,5984
Theo quy ước về dấu dòng điện, dòng qua BI
1

mang dấu (+), còn dòng qua BI
2
sẽ mang dấu (-):
N
2
N
(3)
BI
1
BI
2
BI
3
I
f
8,598 -8,598 0
I
0
0 0 0
I
1
+ I
2
8,598 -8,598 0
2.2.4. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo vệ MBA tại N
'
2
.
Sơ đồ thay thế:

§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
19
0,1163
X
Σ
N
2
0,01126
X
HT

N
2
0,105
X
B
C
BI
1
BI
2

HT
HT
0,01126
0,105
BI
1

X
HT

N
2
’
X
B
C
BI
2
HT
0,1163
X
Σ
N
2
’
HT
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
X
Σ

= 0,01126 + 0,105 = 0,1163
Dạng ngắn mạch N

(3)
Dòng điện pha tại điểm ngắn mạch cũng chính là dòng chạy qua BI
1
và BI
2
:
I
f
(BI
1
) = I
f
(BI
2
) = E/ X
∑
= 1/ 0,1163 = 8,5984
Theo quy ước về dấu dòng điện đi vào qua BI
1
mang dấu (+):
N
2
’
N
(3)
BI
1
BI
2
BI

3
I
f
8,598 0 0
I
0
0 0 0

I
1
+ I
2
8,598 0 0
2.2.5. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo vệ MBA tại N
3
.
Tại điểm ngắn mạch này chỉ có dòng điện chạy qua BI
1
và BI
3.
do phái hạ áp 10
kV của MBA đấu tam giác (∆) do đó ta chỉ tính dạng ngắn mạch N
(3)
.
Lập sơ đồ thay thế:
X
∑
= 0,01126 + 0,105 + 0,065 = 0,1813
Dòng tại điểm ngắn mạch cũng chính là dòng điện ngắn mạch qua BI
1

và BI
3
:
I
f
(BI
1
) = I
f
(BI
3
) = E / X
1
∑
= 1 / 0,1813 = 5,5157
Theo quy ước về dấu, dòng qua BI
1
mang dấu (+), còn dòng qua BI
3
mang dấu (-).
N
3
N
(3)
BI
1
BI
2
BI
3

I
f
5,516 0 -5,516
I
0
0 0 0
I
1
+ I
2
5,516 0 -5,516
2.2.6. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo vệ MBA tại N
'
3
.


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
20
0,01126
0,065
X
B
C
0,105
X
HT
X
B

H
N
3
BI
1
HT
BI
3
0,1813
X
Σ
N
3
HT
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
Lập sơ đồ thay thế:
X
∑
= 0,01126 + 0,105 + 0,065 = 0,1813
Dòng điện tại điểm ngắn mạch chính là dòng điện ngắn mạch chạy qua BI
1
:
I
f
(BI
1

) = I
f
(BI
3
) = E / X
1
∑
= 1 / 0,1813 = 5,5157
Theo quy ước về dấu của dòng điện chạy qua BI
1
mang dấu (+):
N
'
3
N
(3)
BI
1
BI
2
BI
3
I
f
5,516 0 0
I
0
0 0 0
I
1

+ I
2
5,516 0 0


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
21
X
HT
0,01126
0,065
X
B
C
0,105
X
B
H
N
3
’
BI
1
HT
BI
3
0,1813
X
Σ

N
3
’
HT
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
2.3. CHẾ ĐỘ HTĐ MIN CÓ 2 MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC SONG SONG:
Trong chế độ này ta xét các dạng ngắn mạch hai pha N
(2)
, dạng ngắn mạch một
pha N
(1)
, dạng ngắn mạch hai pha chạm đất N
(1;1)
.
Thông số của hệ thống điện min:
S
n
= 1725,42 MVA;
9782,0
1
0
=
x
x
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (TTT) và thứ tự nghịch (TTN).
Sơ đồ thay thế thứ tự không.

Tính toán các điện kháng hệ thống min trong hệ đơn vị tương đối định mức MBA.
0145,0
42,1725
25
.
≈==
MinNHT
dmBA
HT
S
S
x
X
0HT
= X
1
.1,332 = 0,9782.0,0145 = 0,0142
X
B
C
= 0,105
X
B
H

= 0,065


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi

22
HT
X
HT
X
B
C
X
B
T
X
B
H
X
B
C
X
B
T
X
B
H
X
OHTT
X
B
H
X
B
C

X
B
H
X
B
C
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
2.3.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo vệ MBA tại N
1
:
Lập sơ đồ thay thế TTT và TTN.
Lập sơ đồ thay thế TTK.
0122,0
085,00142,0
085,0.0142,0
0
=
+
=
∑
X
Tính dòng ngắn mạch chạy qua các BI
1
a- Dạng ngắn mạch N
(2)
.

Dạng ngắn mạch này không có dòng điện thành phần TTK nên không có dòng
chạy qua BI
1
:
I
f
(BI
1
) = 0.
b- Dạng ngắn mạch N
(1)
.
Dòng điện thành phần TTK tại điểm ngắn mạch của pha sự cố:


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
23
0,0145
X
HT

N
1
BI
1
HT
N
1
I

O1
X
B
H
X
B
C
0,105 0,065
I
O2
X
OHT
/ 0,0142
X
B
C
X
B
H
0,105 0,065
I
O2
/ 2
N1
I
O1
X
OHT
/ 0,0142
X

B
C
X
B
H
0,105
0,065
I
O2
/ 2
BI
1
N
1
X
OΣ
Σ1
0,0122
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
272,24
0122,00145,00145,0
1
021
0
=
++

=
++
=
∑∑∑
∑
XXX
E
I
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI
1
là:
7685,1
085,00145,0
0145,0
.
2
272,24
XX
X
2
I
2
I
)BI(I
BA0HT0
HT0
0
02
10
=

+
=
+
==
∑
c- Dạng ngắn mạch N
(1,1)
.
Dòng điện thành phần thứ tự của pha bị sự cố:
707,25
0122,00145,0
0145,0
.336,47.
336,47
0122,00145,0
0122,0.0145,0
0145,0
1
.
2
2
1
02
02
1
1
−=
+
=
+

−=
=
+
+
=
+
+
=
∑∑
∑
∑∑
∑∑
∑
O
O
XX
X
II
XX
XX
X
E
I
Dòng thứ tự không đi qua BI
1
:
84,1
085,00142,0
0142,0
.

2
707,25
2/)(
.
2
)(
0
10
−=
+
−
=
++
=
HCOHT
OHT
XXX
XI
BII
Với quy ước về dấu của dòng điện. Dòng điện TTK đi qua BI
1
sẽ mang dấu (-):
N
1
N
(2)
N
(1)
N
(1,1)

BI
1
BI
2
BI
3
BI
1
BI
2
BI
3
BI
1
BI
2
BI
3
I
f
0 0 0 -1,768 0 0 -1,84 0 0
I
0
0 0 0 -1,768 0 0 -1,84 0 0
I
1
+ I
2
0 0 0 0 0 0 0 0 0
2.3.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo vệ MBA tại N

'
1
.
Sơ đồ thay thế TTT và TTN.


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
24
§å ¸n tèt nghiÖp


B¶o vÖ r¬le tr¹m biÕn ¸p 110 kV
V©n §×nh
Sơ đồ thay thế TTK.


§HBK-Ha Néi
§HBK-Ha Néi
25
0,0145
X
HT

N1’
BI
1
HT
0,105
X

OHT
/ 0,0142
N’
1
I
O1
X
B
H
/2
X
B
C
/2
0,065
I
O2
N’
1
X
OΣ
Σ1
0,0122