Đồ án Trạm biến áp và Nhà máy điện

Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa
LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là nguồn năng lượng cần thiết cho toàn bộ nền kinh tế và đời sống xã hội
trong mỗi quốc gia . Do nhu cầu kinh tế và đời sống xã hội ngày một nâng cao , phụ tải
ngày càng phát triển , nhất là trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất
nước , mức độ tiêu thụ điện ngày càng tăng cao .Bởi vậy hệ thống điện phải không
ngừng phát triển và lớn mạnh .
Ngành Điện Khí Hoá của chúng ta trong những năm vừa qua cũng đang trên đà phát
triển mạnh mẽ để đáp ứng những nhu cầu to lớn ấy. Để đạt được điều đó chúng ta đang
đặc biệt chú trọng đến công tác truyền tải, phân phối điện năng.
Đồ án Trạm biến áp và Nhà máy điện là bước đầu trong việc làm quen với tính toán,
chỉnh định, bảo vệ và các thiết bị bảo vệ cho các đối tượng trong sơ đồ truyền tải điện
năng.
Dưới sự hướng dẫn chi tiết của thầy Nguyễn Xuân Nhỉ , cùng sự tìm tòi học hỏi em
đã hoàn thành đồ án này .
Nội dung của đồ án bao gồm 3 chương:
Chương 1 : Tính toán dòng ngắn mạch
Chương 2 : Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị đóng cắt
Chương 3 : Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp
Do thời gian thực hiện có hạn cũng như kiến thức kinh nghiệm về lĩnh vực chuyên
môn còn hạn chế, nên đồ án vẫn còn những sai sót là điều không thể trách khỏi được.
Em rất mong được sự nhận xét và góp ý của Thầy.
Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của GV . Nguyễn Xuân Nhỉ .


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

MỤC LỤC


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ
1. Danh mục bảng:
Bảng 1.1. Các phương án thiết kế.......................................................................1
Bảng 1.2. Các thông số MFĐ..............................................................................1
Bảng 1.3. Thông số kỹ thuật của MBA 3 & 2 cuộn dây .....................................2
Bảng 1.4. Thông số kỹ thuật dây dẫn..................................................................2
Bảng 1.5. Kết quả tính toán ngắn mạch được quy đổi về phía cao áp 110 kV....9
Bảng 2.1. Thông số máy cắt được chọn.............................................................10

2. Danh mục hình ảnh:
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý của trạm....................................................................3
Hình 1.2. Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch.....................................................4
Hình 1.3. Sơ đồ đơn giản hóa 1........................................................................ 6
Hình 1.4. Sơ đồ đơn giản hóa 2...........................................................................7
Hình 1.5. Sơ đồ đơn giản hóa 3 .........................................................................8
Hình 1.6. Đường đặc tính dốc chuẩn ................................................................17
Hình 1.7. Đường đặc tính rất dốc .....................................................................17
Hình 1.8. Đường đặc tính cực dốc ...................................................................17
Hình 3.1. Đặc tính bảo vệ rơ le so lệch dọc cho máy biến áp T7 .....................22


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Chương I
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO MẠNG ĐIỆN
1.1. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện
Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm được thể hiện trên hình 1.1, với các thông
số kỹ thuật của thiết bị được cho bên dưới các bảng từ 1.1 đến 1.4
Bảng 1.1 . Các phương án thiết kế

Phương án

Số hiệu MC ở trạng thái

Số hiệu thiết bị

Số hiệu MBA

đóng cắt cần lựa

cần tính toán

chọn

chỉnh đinh

27

T7

hở mạch
4

4

5

-

Bảng 1.2 . Thông số các MPĐ
MF1
Pđm
215

Uđm
10,5

MF2

cosφđm

X’’d

Pđm

Uđm

Cosφđm

X”d

0,85

0,13

274

22

0,85

0,124

Máy phát nhiệt điện

Máy phát thủy điện

Bảng 1.3 .Thông số kỹ thuật của MBA 3 & 2 cuộn dây
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 4


Đại học Mỏ - Địa Chất
Máy
biến áp

Sđm

Bộ môn Điện Khí Hóa

Un%

(MVA)

U1

U2

U3

UnC-T

UnC-H

UnT-H

(kv)

(kv)

(kv)

%

%

%

T3

215

-

10,5

110

35

4,8

7

6,04

T4

274

-

22

110

35

5,5

4,12

5,54

T1

269

2,7

-

-

-

-

-

-

T2

343

3,2

-

-

-

-

-

-

T7

35

3,05

-

-

-

-

-

-

T8

25

3,55

-

-

-

-

-

-

Bảng 1.4 .Thông số kỹ thuật dây dẫn
Tên đường dây

Chiều dài (km)

Điện kháng đơn vị (Xo)
(Ω/km)

L1

7

0,4

L2

14

0,4

L4

17

0,4

L5

10

0,4

L14

34

0,4

 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 5

Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý của trạm

1.2. Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 6


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Hình 1.2. Sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch
1.3. Tính toán ngắn mạch

 Chọn các đại lượng cơ bản:
Scb = 100 MVA ; Ucb1 = 10,5 kV ; Ucb2 = 22 kV
Ucb3 = 37 Kv ; Ucb4 = 115 kV ; Ucb5 = 6,3 kV

 Tính toán điện kháng các phần tử:
SN = 500 + 5.4 = 520 MVA
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 7

Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

L14 = 30 + 4 = 34 km
- Điện kháng nguồn:
XHT = = = 0,192
XF1 = X”d . = 0,13. = 0,05
XF2 = X”d. = 0,124. = 0,04

- Điện kháng trên các MBA 2 cuộn dây:

-

XT1 = . = . = 0,01
XT2 = . = . = 0,0093
XT7 = . = . = 0,087
XT8 = . = . = 0,142
Điện kháng trên MBA 3 cuộn dây T3:
UNC% = (UN(C-T)% + UN(C-H)% - UN(T-H)%) = (4,8 + 7 6,04) = 2,88
UNT% = (UN(C-T)% + UN(T-H)% - UN(C-H)%) = (4,8 + 6,04 – 7) = 1,92
UNH% = (UN(T-H)% + UN(C-H)% - UN(C-T)%) = (7 + 6,04 - 4,8) = 4,12
XCT3 = . = . = 0,013
XTT3 = . = . = 0,0089

-

XHT3 = . = . = 0,019

Điện kháng trên MBA 3 cuộn dây T4:
UNC% = (UN(C-T)% + UN(C-H)% - UN(T-H)%) = (5,5 + 4,12 – 5,54) = 2,04
UNT% = (UN(C-T)% + UN(T-H)% - UN(C-H)%) = (5,5 + 5,54 – 4,12) = 3,46
UNH% = (UN(T-H)% + UN(C-H)% - UN(C-T)%) = (5,54 + 4,12– 5,5) = 2,08
XCT4 = . = . = 0,0074
XTT4 = . = . = 0,013
XHT4 = . = . = 0,0076

- Điện kháng trên các dây dẫn:
XL1 = X0.L1. = 0,4.7. = 2,54
XL2 = X0.L2. = 0,4.14. = 1,16
XL4 = X0.L4. = 0,4.17. = 0,05
XL5 = X0.L5. = 0,4.10. = 0,03
XL14 = X0.L14. = 0,4.34. = 2,81
 Biến đổi sơ đồ hình 1.2 ta được sơ đồ sau:

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 8


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Hình 1.3. Sơ đồ đơn giản hóa 1

X1 = XF1 + XT1 + XL1 + XHT3 = 0,05 + 0,01 + 2,54 + 0,019 = 2,619
X2 = XF2 + XT2 + XL2 = 0,04 + 0,0093 + 1,16 = 1,21
X3 = XL14 + XHT = 2,81 + 0,192 = 3,002

X4 = XTT3 + XTT4 + XHT4= 0,0089 + 0,013 + 0,0076 = 0,0295
X5 = XCT3 + XL4 + XL5 = 0,013 + 0,05 + 0,03 = 0,093
X6 = = = 0,054

 Biến đổi sơ đồ hình 1.3 ta được sơ đồ sau:

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 9


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Hình 1.4. Sơ đồ đơn giản hóa 2

X7 =X2 + X4 + =1,2093 + 0,0295 + = 1,25
X8 =X3 + X4 + =3,002 + 0,0295 + = 3,105
X9 = X5 + X6 = 0,093 + 0,054 = 0,147
Tại điểm ngắn mạch N1

 Biến đổi sơ đồ theo sao – lưới được sơ đồ tối giản sau:

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 10


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Hình 1.5. Sơ đồ đơn giản hóa 3

- Xác định tổng dẫn của sơ đồ:
= + + + = + + + = 8,307

- Xác định điện kháng sơ đồ:
X10 = X9. X1. = 2,619. 0,147. 8,307 = 3,2
X11 = X7. X9. = 1,25. 0,147. 8,307 = 1,53
X12 = X8. X9. = 3,105. 0,147. 8,307 = 3,8

- Xác định giá trị điện kháng tính toán:
X10tt = X10. = 3,2. = 8,1
X11tt = X11. = 1,53. = 4,916
X12tt = X12 = 3,8

- Tra theo đường cong tính toán, được dòng ngắn mạch tương đối như sau:

 Với X10tt = 8,1 (ngắn mạch xa nguồn)
= = = 0,52 kA
 Với X11tt = 4,916 (ngắn mạch xa nguồn)
= = = 1,1 kA
 Với X12tt = 3,8
Icb = = = 1,56 kA
= = = 0,44 kA
- Dòng ngắn mạch tổng tại điểm cần tìm là:
= = 0,52 + 1,1 + 0,44 = 2,06 kA
1.4. Quy đổi dòng ngắn mạch về phía cao áp (110kV) của máy biến áp

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 11


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

- Xác định hệ số biến đổi điện áp:
-

KU max = = = 3,4
KU min = = 2,8
Kết quả tính toán như bảng 1.5

Bảng 1.5. Kết quả tính toán ngắn mạch được quy đổi về phía cao áp 110 kV
Dòng ngắn
mạch

Tỷ số biến đổi điện áp
Kumax

Kumin

3,4

2,8

(kA)

0,736

(kA)
0,610

Chương II
LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT
2.1. Lựa chọn các thiết bị đóng cắt
Thiết bị đóng cắt cần lựa chọn trong đồ án này mà máy cắt số 27, được lắt đặt ngay
sau phía hạ áp của máy biến áp. Có nhiêm vụ đóng cắt và bảo vệ cho mạch điện phía
sau ngay đầu cực ra của máy cắt.

 Điều kiện lựa chọn máy cắt:
Uđm.MC ≥ Uđm.mạng
Iđm.MC ≥ Ilv.max
Trong đó:
Udm.MC – điện áp định mức của máy cắt điện cao áp, kV
Uđm.mạng – điện áp định mức của mạng điện, kV
Idm.MC – dòng điện định mức của máy cắt, A
Ilv.max – dòng làm việc lớn nhất có thể đi qua máy cắt, A
Với mạng điện ở đây có: Uđm,mạng = 35kV
Ilv. max = Iđm.T7

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 12


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Do không biết chính xác phụ tải tính toán lớn nhất đi qua máy cắt cần lựa chọn nên có
thể coi như là dòng lớn nhất có thể đi qua máy cắt là dòng định mức của máy biến áp
T7.
Ilv.max = Iđm.T7 = = . 103 = 577 A
Từ các thông số của mạng chọn máy cắt SF6 ngoài trời do Schneider chế tạo có thông
số như bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thông số của máy cắt được chọn
Mã hiệu
36GI– E25

Uđm, kV
36

Iđm, A
1250

Fđm, Hz
50/60

Icđm.MC, kA
25

Imax, kA
63

Iođn, kA (3s)
25

2.2. Kiểm tra thiết bị đóng cắt
Máy cắt đã chọn được kiểm tra theo các điều kiện sau:

1/ Kiểm tra điều kiện ổn định động
Imax ≥ ixk
Trong đó:
Ixk – dòng điện xung kích do dòng ngắn mạch sinh ra, A
Ixk = kxk. .
– dòng ngắn mạch 3 pha siêu quá độ, A
kxk – hệ số xung kích của dòng ngắn mạch
Trong đồ án này điểm ngắn mạch xảy ra ở xa nguồn, do vậy chọn kxk = 1,8.
ixk = 1,8. . 2,06 = 5,24 kA < imax = 63 kA
=> Máy cắt được chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt
2/ Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:
Iodn.MC ≥ .
Trong đó:
– thời gian tương đương (Ttđ) hay thời gian giả tưởng cắt dòng ngắn mạch
Iodn.MC – thời gian ổn định nhiệt của máy cắt, s
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 13


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa
todn = (1; 5; 10) s
25 kA ≥ . = 0,594 kA

=> Vậy máy cắt đẵ chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt.

3/ Kiểm tra khả năng cắt của máy cắt:
Icdm.MC ≥
Trong đó: – dòng ngắn mạch lớn nhất có thể đi qua máy cắt, kA.
Icdm.MC = 25 kA > = 2,06 kA
=> Vậy máy cắt đã chọn thỏa mãn điều kiện khả năng cắt dòng ngắn mạch.
*/ Kết luân: Máy cắt đã chọn thỏa mãn tất cả các điều kiện cần kiểm tra.

Chương III
TÍNH TOÁN BẢO VỀ RƠLE CHO MÁY BIẾN ÁP
3.1. Giới thiệu về rơ le được chọn để bảo vệ cho máy biến áp.
a) Rơle bảo vệ so lệch dọc: 7UT612
Là loại bảo vệ so lệch được dùng để bảo vệ nhanh và chọn lọc các loại ngắn
mạch trong máy biến áp với mọi cấp điện áp cũng như với các máy điện quay như
động cơ và máy phát, đường dây ngắn và thanh góp.
Bảo vệ có thể dùng cho máy biến áp 3 pha hay 1 pha. Các chức năng đặc biệt
có thể lựa chọn bằng cách thay đổi các thông số, nhằm đạt được các ứng dụng tối ưu
của hệ thống bảo vệ. Để dự phong cho chức năng so lệch dugf chức năng bảo vệ quá
dòng cho quận dây đấu sao hay đấu sao nối đất được tích hợp sắn trong rơle. Có thể
tùy chọn bảo vệ chống chạm đất hạn chế loại tổng trở thấp hay cap, bảo vệ thành phần
thứ tự thuận, bảo vệ chống hư hỏng máy cắt. Loại 7UT612 có 4 đầu vào điện áp, vì
vậy có thể lựa chọn bảo vệ quá áp hay sụt áp, cũng như bảo tần số, công suất
thuận/nghịch, bảo vệ chống quá bão hòa. Với bộ đo nhiệt độ, rơle có thể đo lường và
kiểm soát nhiệt độ máy biến áp, cũng như nhiệt độ dầu bằng tính toán hình ảnh nhiệt.
*) Các chức năng bảo vệ được tích hợp trong rơle 7UT612
- Bảo vệ so lệch máy biến (87T).

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 14

Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Đây là chức năng bảo vệ chính của rơle.
+ Đặc tính tác động có hãm của rơle.
+ Có khả năng ổn định đối với các dòng xung kích dựa vào các sóng hài
bậc 2 khi đóng máy biến áp không tải.
+ Không phản ứng với các thành phần một chiều và bão hòa máy biến
dòng.
+ Ngắt với tốc độ cao và tức thời đối vớ dòng sự cố lớn.

•Bảo vệ chống chạm đất hạn chế REF (87N)
•Bảo vệ so lệch trở kháng cao
•Bảo vệ chống chảm vỏ trong máy biến áp
•Bảo vệ chống mất cân bằng tải
•Bảo vệ quá dòng đối với dòng chạm đất
•Bảo vệ quá dòng một pha
•Bảo vệ theo nguyên lý hình ảnh nhiệt
•Bảo vệ quá kích thích
•Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt
*) Thông số kĩ thuật của rơle.
- Đầu vào tương tự.
+ Tần số danh định

50 hoặc 60 Hz (tùy chọn)

+ Dòng điện danh định

0,1 hoặc 1 hoặc 5 A

+ Công suất tiêu thụ trong BI:
Với IN = 0,1 A là

0,001 VA

IN = 1 A là

0,05 VA

IN = 5A là

0,3 VA

+ Khả năng qua tải trong BI

• Theo nhiêt độ:
• Theo giá trị dòng xung kích:

100IN trong 1s
30IN trong 10s
4 IN trong thời gian dài
250 IN trong ½ chu kỳ

+ Khả năng quá tải trong mạch BI với dòng điện vào độ nạy cao IEE:

• Theo nhiệt độ:
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

300A trong 1s
Trang 15


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa
100A trong 10s
15A trong thời gian dài

• Theo giá trị dòng xung kích:
750A trong ½ chu kỳ
+ Điện áp danh định:

80 đến 125 V

+ Công suất tiêu thụ trên mỗi pha tại 100 V là: ≤ 0,1 VA
+ Khả năng quá tải nhiêt lâu dài: 230V

•Nguồn điện thao tác.
+ Điện áp cung cấp
• Điện áp một chiều:

24 V đến 48 V
60 V đến 125 V
110 V đén 250 V
• Điện áp xoay chiều: 115 V đến 230 V (f = 50/60 Hz)

+ Khoảng cho phép:

• Điện áp một chiều:
• Điện áp xoay chiều:

- 20% ÷ + 20%
≤ 15%

+ Công suất tiêu thụ (DC/AC)

• Tĩnh
• Hoạt động

6/12 W
12/19 W

•Đầu vào nhị phân
+ Số lượng

5

+ Phạm vi điện áp

24 đến 250 V, lưỡng cực

+ Giá trị hồi phục ngưỡng nhỏ nhất

19 hoặc 88 V, một chiều

+ Điện áp cho phép lớn nhất

300 V một chiều

+ Dòng tiêu thụ xấp xỉ

1,8 mA

•Đầu ra nhị phân
+ Số lượng

8

+ Một tiếp điểm cảnh báo, với một tiếp điểm NO, hoặc tiếp điển NC
+ Khả năng đóng cắt:

• Đóng
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

1000 W/VA
Trang 16


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

• Cắt
• Cắt (tải là điện trở)
• Cắt (tải có L/R ≤ 50)

30 VA
40 W

25W

+ Điện áp đóng cắt

250 V

+ Dòng cắt cho phép

30 A trong 0,5 s
5A trong thời gian dài

+ Thời gian tác động:

•
•
•
•

Tiếp điểm NO
8 ms
Tiếp điểm NO/NC
8 ms
Tiếp điểm tác động NO
5 ms
Tiếp điểm cắt NO tác động nhanh < 1 ms

*) Hiển thị LEDS
Gồm có 16 đèn tín hiêu LED, trong đó:

• 01 đèn màu xanh báo rơle sẵn sàng làm việc

• 01 đèn báo sự cố xảy ra trong rơle
• 14 đèn màu đỏ còn lại chọn lựa các tình trạng làm việc của rơle
b) Rơle bảo vệ quá dòng: 7SJ612
Rơle số 7SJ612 do hãng Siemens chế tạo, dùng để bảo vệ đường dây trong
mạng cao áp va trung áp có điểm trung tính nối đất, trung tính cách ly. Bảo vệ các loại
động cơ không đồng bộ. Nó có đầy đủ chức năng để làm bảo vệ dự phòng cho máy
biến áp với chức năng chính là bảo vệ quá dòng.
*) Các chức năng bảo vệ được tích hợp trong rơle 7SJ612:
- Bảo vệ quá dòng có thời gian (đặc tính thời gian độc lập/ đặc tính phụ thuộc/
đặc tính do người sử dụng cài đặt)
- Phát hiện chạm đất với độ nhạy cao
- Bảo vệ chống hư hỏng cách điện
- Bảo vệ quá tải
- Giám sát nhiệt độ
- Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt
- Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 17


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

*) Thông số kĩ thuật của rơle.
- Mạch đầu vào
+ Dòng điện danh định: 1A hoặc 5A
+ Điện áp danh định: 115V hoặc 230V
+ Tần số danh định: 50Hz/60Hz

+ Công suất tiêu thụ

• Ở Iđm = 1A: < 0,05VA
• Ở Iđm = 5A: < 0,3VA
• Ở Iđm = 1A: ≈ 0,05VA (cho bảo vệ chống chạm đất có độ nhạy cao)
+ Khả năng quá tải về dòng

• Theo nhiệt độ (trị số hiệu dụng): 100.Iđm trong 1s
• Theo giá trị dòng xung kích:

30.Iđm trong 10s
4.Iđm trong thời gian dài
250.Iđm trong 1/2 chu kỳ

+ Khả năng quá tải về dòng cho chống chạm đất có độ nhạy cao

• Theo nhiệt độ (trị số hiệu dụng): 300A trong 1s
• Theo giá trị dòng xung kích:

100A trong 10s
15A trong thời gian dài
750A trong 1/2 chu kỳ

- Điện áp cung cấp một chiều
+ Điện áp định mức: 24/48V khoảng cho phép 19 ÷ 58V
60/125V khoảng cho phép 48 ÷ 150V
110/250V khoảng cho phép 88 ÷ 330V
+ Công suất tiêu thụ:

• Tĩnh ≈ 3 ÷ 4W

• Kích hoạt ≈ 7 ÷ 9W
- Các tiếp điểm đóng cắt
+ Số lượng: 6
+ Khả năng đóng cắt: Đóng 1000 W/VA
Cắt 30 W/VA
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 18


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

+ Điên áp đóng cắt: ≤ 250V
+ Dòng đóng cắt cho phép: 30A trong 0,5s
6A với thời gian không hạn chế
- Đầu vào nhị phân
+ Số lượng : 11
+ Điện áp làm việc: 24 ÷ 250V
+ Dòng điện tiêu thụ: 1,8 mA (độc lập với dòng điều khiển)
*) Các họ đường đặc tính thời gian cắt

Hình 1.6. Đường đặc tính dốc chuẩn

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Hình 1.7. Đường đặc tính rất dốc

Trang 19

Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa
Hình 1.8. Đường đặc tính cực dốc

*) Các công thức biểu diễn các đường đặc tính trên:
- Đặc tính dốc bình thường:

=
t

0,14

( I/IP )

0,02

−1

.t P
(s)

- Đặc tính rất dốc:

=
t

13,5

.t P
I/I P − 1
(s)

- Đặc tính cực dốc:

=
t

80

( I/IP )

2

−1

.t P
(s)

Trong đó:
t: Thời gian tác động của bảo vệ (s)
tp: Bội số thời gian đặt (s)
I: Dòng điện sự cố (kA)
Ip: Dòng điện khởi động của bảo vệ (kA)
3.2. Tính toán chỉnh định bảo về rơ le cho máy biến áp

 Kết quả tính toán ngắn mạch phía hạ áp ( 35 kV) của máy biến áp:
= 2,06 kA

 Kết quả giá trị dòng điện ngắn mạch quy đổi về phía cao áp 110kV
Dòng ngắn
mạch

Tỷ số biến đổi điện áp
Kumax

Kumin

3,4

2,8

 Dòng điện định mức của máy biến áp:
Iđm.CA(max) = = .103= 192 A
Iđm.HA = = . 103 = 577 A

 Chọn máy biến dòng:
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 20

(A)
0,736

(A)
0,610


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Cao áp (T1): KI1 = 400/5 = 80
Hạ áp (T2): KI1 = 800/5 = 160
Tổ đấu dây: Y/Y
1. Tính toán chỉnh định bảo vệ quá tải cho máy biến áp

- Giá trị dòng khởi động của rơle:
Ikd.R = . Idm.CA = . 192 = 2,57 A
Để tận dụng khả năng quá tải cho phép của máy biến áp, thời gian tác động của bảo vệ
quá tải cho phép (7 10)s.
2. Tính toán chỉ định bảo vệ ngưỡng thấp cho máy biến áp
Chọn đặc tính độc lập rơle.
*/ Tính toán cho phía hạ áp:

- Giá trị dòng khởi động của rơle:
Ikd.R = .Idb = . 577 = 6,48 A

- Giá trị dòng tác động:
Itd = Ikd.R. ki = 6,48. 160 = 1036 A

- Kiểm tra độ nhạy:
kn = = = 1,72 > 1,5 (thỏa mãn)

- Thời gian tác động của bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía hạ áp lấy t 1 = 0,2s
*/ Tính toán cho phía cao áp
- Giá trị dòng khởi động của rơle:
Ikd.R = .Idb = . 192 = 4,4 A
- Giá trị dòng tác động:

Itd = Ikd.R. ki = 4,3. 80 = 344 A
- Kiểm tra độ nhạy:
kn = = = 1,54 > 1,5 (thỏa mãn)

- Xác định thời gian tác động phân cấp giữa bảo vệ cực đại phía hạ áp và cao áp
Δt = . t(n-1)max + tMC(n-1) + tqt + tdp
Trong đó:

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 21


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

– sai số thời gian tương đối của chức năng quá dòng của rơle cấp đang
xét (có thể gây tác động sớm hơn) và bảo vệ trước (kéo dài thời gian tác động của bảo
vệ trước).
Với rơle số thường lấy = (3 ÷ 5)%
tMC(n-1) – thời gian tác động của máy cắt cấp bảo vệ phía trước (tính từ
phía tải), s
Loại máy cắt
tMC, s

Dầu
0,08 ÷ 0,1

Không khí

0,1 ÷ 0,2

Chân không
0,06 ÷ 0,08

SF6
0,04 ÷ 0,05

t(n-1)max – thời gian tác động cực đại của các bảo vệ đứng trước nó tính từ
phía tải, s.
tqt – thời gian sai số do quán tính khiến cho rơle vẫ ở trạng thái tác động
mặc dù ngắn mạch đã bị cắt, s;
Đối với rơle số thường nhỏ hơn tqt = (0,03 ÷ 0,05)
tdp – thời gian dự phòng, s, tdp = (0,06 ÷ 0,2)
Đối với rơle cơ độ phân cấp về thời gian Δt thường được chọn bằng 0,5s, còn
với rơle số là (0,2 ÷ 0,35)s.



Δt = . t(n-1)max + tMC(n-1) + tqt + tdp
= . 0,2 + 0,04 + 0,04 + 0,07 = 0,17

 Thời gian tác động bảo vệ cực đại ngưỡng thấp phía cao áp t2 = 0,2 + 0,17 =0,37 s.
3. Tính toán chỉ định bảo vệ so lệch dọc cho máy biến áp
*/ Xác định các thông số trên đường đặc tính của bảo vệ:
- Giá trị dòng so lệch ngưỡng thấp:
Isl> = 0,3. Idb
= 0,3
- Giá trị dòng so lệch ngưỡng cao:

= = .100 = 32,8
Chọn = 7,2 (mức nhà sản xuất khuyên dùng và cài đặt sẵn)
- Theo mặc định của nhà sản xuất một số giá trị sau:
SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 22


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa
tan α1 = 0,25; tan α2 = 0,5; = 2,5
= = = 1,2
= = =5
= = 2,5 + = 16,9

*/ Xác định khả năng hãm của bảo vệ khi ngắn mạch ngoài vùng:
= = = 0,72
= = = 7,7
= ( - IHCS). tan α2 = (7,7 – 0,5). 0,5 =3,6
kat = = = 5 > 2 (thỏa mãn)
- Kiểm tra độ hãm của bảo vệ:

= = = 2,88
KH = = = 2,7 > 2 (thỏa mãn)
*/ Kiểm tra khả năng tác động của bảo vệ khi xảy ra ngắn mạch trong
vùng bảo vệ:
= = = = 3,2
- Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:

= . tan α1 = 3,2. 0,25 = 0,8
Kn = = = 4 > 2 (thỏa mãn)
- Đặc tính bảo vệ của rơle như hình 3.1.

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 23


Đại học Mỏ - Địa Chất

Bộ môn Điện Khí Hóa

Hình 3.1. Đặc tính bảo vệ rơ le so lệch dọc cho máy biến áp T7

SV thực hiện: PHẠM QUỐC DOANH

Trang 24