Đồ án tốt nghiệp nguyen thi van
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.38 MB, 100 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế mạng bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/35 kV
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, điện năng trở thành dạng năng lượng thiết yếu nhất, phổ biến nhất trong
đời sống xã hội cũng như hoạt động lao động sản xuất của con người, công nghiệp điện
luôn là ngành công nghiệp cơ bản, mũi nhọn của nền kình tế quốc gia. Cùng với sự phát
triển cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, điện năng 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… nhu cầu về điện năng luôn tăng trưởng khơng ngừng. Điều này địi
hỏi độ an tồn và tin cậy cung cấp điện rất cao.
Vì vậy, việc tìm hiểu về những hư hỏng và hiện tượng khơng bình thường có thể xảy
ra trong hệ thống điện cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ cần thiết để phát
hiện đúng, nhanh chóng cách ly phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống là một mảng kiến
thức quan trọng của kỹ sư điện nói chung và kỹ sư hệ thống điện nói riêng. Để tìm hiểu
sâu hơn về vấn đề đó, em chọn đồ án tốt nghiệp với nội dung “Thiết kế bảo vệ rơle cho
trạm biến áp 220/110/35 kV-2×125 MVA”
Đồ án bao gồm 5 chương:
-
Chƣơng 1: Mô tả đối tƣợng bảo vệ và các thông số chính
-
Chƣơng 2: Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle
-
Chƣơng 3: Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ và rơle đƣợc sử dụng
-
Chƣơng 4: Giới thiệu tính năng và thơng số các loại rơle sử dụng
-
Chƣơng 5: Tính tốn các thông số và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ
Đồ án tốt nghiệp này nhằm áp dụng những kiến thức đã học để thiết kế bảo vệ cho
trạm biến áp, đồng thời tìm hiểu một số rơle sử dụng trong thực tế. Do khả năng và kiến
thức còn hạn chế nên bản đồ án chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong
được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo của các thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, TS Vũ Thị Thu Nga đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ em hồn thành đồ án này.
Hà Nội, tháng 01 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Vân
Sinh viên: Nguyễn Thị Vân
Lớp D5-H1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế mạng bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/35 kV
LỜI CẢM ƠN
Trong đồ án này, em xin trình bày về những phương pháp và thiết bị bảo vệ cần thiết
để phát hiện đúng, nhanh chóng cách ly phần tử bị hư hỏng ra khỏi hệ thống, một mảng
kiến thức quan trọng của kỹ sư điện nói chung và kỹ sư hệ thống điện nói riêng. Đề hoàn
thành đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều của thầy cô hướng dẫn và các anh
chị khóa trước, cũng như các bạn trong nhóm.
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn của em là : TS. Vũ
Thị Thu Nga, cô đã hướng dẫn em rất nhiều trong phương hướng tiếp cận và xử lý những
khó khăn em gặp phải trong quá trình làm đồ án.
Em xin cảm ơn những thầy cô đã dạy dỗ em trong suốt năm năm học qua, các thầy cô
đã trang bị cho em những kiến thức cơ bản rất hữu ích để em có thể nghiên cứu và phát
triển đề tài của mình.
Em cũng xin được cảm ơn các anh chị khóa trước, các bạn trong nhóm đã hỗ trợ, chia
sẻ những kinh nghiệm quý báu để hoàn thiện đồ án này.
Sinh viên: Nguyễn Thị Vân
Lớp D5-H1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế mạng bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/35 kV
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên: Nguyễn Thị Vân
Lớp D5-H1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế mạng bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/35 kV
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
Giáo viên phản biện
Sinh viên: Nguyễn Thị Vân
Lớp D5-H1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế mạng bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/35 kV
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
CHƢƠNG 1 .......................................................................................................... 1
MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THƠNG SỐ CHÍNH ...... 1
1.1. Mơ tả đối tượng được bảo vệ .................................................................... 1
1.2. Các thông số chính .................................................................................... 1
CHƢƠNG 2 .......................................................................................................... 3
TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE .............................. 3
2.1. Sơ đồ 1: S N max (2 đường dây song song), 1 MBA làm việc...................... 7
2.1.1. Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch
2.1.2. Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch
N1 ,
N2 ,
N1' ) ..................................... 7
N 2' ) ................................ 100
'
2.1.3. Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N 3 , N 3 )............................... 133
2.2. Sơ đồ 2: S N max (2 đường dây song song), 2 MBA làm việc.................. 144
2.2.1. Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch
2.2.2. Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch
N1 ,
N2 ,
N1' ) ................................. 144
N 2' ) ................................ 187
'
2.2.3. Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N 3 , N 3 )............................... 221
2.3. Sơ đồ 3: S N min (1 đường dây), 1 MBA làm việc ................................... 233
2.3.1. Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch
2.3.2. Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch
N1 ,
N2 ,
N1' ) ................................. 233
N 2' ) ................................ 265
'
2.3.3. Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N 3 , N 3 )................................. 29
2.4. Sơ đồ 4: S N min (1 đường dây), 2 MBA làm việc ................................... 310
2.4.1. Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch
2.4.2. Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch
N1 ,
N2 ,
N1' ) ................................. 310
N 2' ) ................................ 343
'
2.4.3. Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N 3 , N 3 )............................... 397
CHƢƠNG 3 ...................................................................................................... 411
LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ VÀ RƠLE ĐƢỢC SỬ DỤNG .. 411
Sinh viên: Nguyễn Thị Vân
Lớp D5-H1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế mạng bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/35 kV
3.1. Hư hỏng và chế độ làm việc khơng bình thường của MBA ................. 411
3.2. Các yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ ....................................................... 422
3.2.1. Tác động nhanh .............................................................................. 422
3.2.2. Tính chọn lọc .................................................................................. 422
3.2.3. Yêu cầu về độ nhạy ........................................................................ 433
3.2.4. Độ tin cậy ....................................................................................... 433
3.2.5. Tính kinh tế .................................................................................... 433
3.3. Nguyên lý bảo vệ và các thơng số chính của từng loại bảo vệ ............. 433
3.3.1. Bảo vệ so lệch có hãm .................................................................... 433
3.3.2. Bảo vệ so lệch dịng thứ tự khơng .................................................. 444
3.3.3. Bảo vệ bằng rơle khí (BUCHHOLZ) ............................................. 455
3.3.4. Bảo vệ bằng rơle nhiệt ................................................................... 477
3.3.5.
3.3.6.
3.3.7.
3.3.8.
3.3.9.
Bảo vệ quá dòng cắt nhanh ............................................................ 477
Bảo vệ q dịng có thời gian ......................................................... 488
Bảo vệ q dịng thứ tự khơng ......................................................... 49
Bảo vệ quá dòng thứ tự nghịch ........................................................ 49
Bảo vệ cảnh báo chạm đất .............................................................. 500
3.3.10.Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt ........................................................ 500
3.4. Sơ đồ phương thức bảo vệ cho MBA ................................................... 500
CHƢƠNG 4 ........................................................................................................ 52
GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG
4.1. Rơ le bảo vệ so lệch SEL-387 ................................................................. 52
4.1.1. Giới thiệu tổng quan về rơle SEL – 387 .......................................... 52
4.1.2. Giới thiệu về rơle SEL-387-6 ........................................................... 56
4.2. Rơ le bảo vệ quá dòng SEL-451 ............................................................. 66
4.2.1. Giới thiệu tổng quan về rơle SEL-451 ............................................. 66
4.2.2. Giới thiệu về rơle SEL- 451-5 .......................................................... 67
CHƢƠNG 5 ........................................................................................................ 81
TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ
............................................................................................................................. 81
5.1. Chọn máy cắt, máy biến dòng điện, máy biến điện áp ........................... 81
5.1.1. Máy cắt điện ..................................................................................... 81
5.1.2. Máy biến dòng điện .......................................................................... 82
5.1.3. Máy biến điện áp .............................................................................. 83
5.2. Tính tốn thơng số của bảo vệ ................................................................ 83
5.2.1. Bảo vệ so lệch có hãm 87T .............................................................. 83
Sinh viên: Nguyễn Thị Vân
Lớp D5-H1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế mạng bảo vệ rơ le cho trạm biến áp 220/110/35 kV
5.2.2. Bảo vệ so lệch thứ tự khơng 87N ..................................................... 84
5.2.3. Bảo vệ q dịng pha cắt nhanh 50 .................................................. 85
5.2.4. Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh 50N ................................ 85
5.2.5. Bảo vệ q dịng pha có thời gian 51 ............................................... 85
5.2.6. Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian 51N ............................. 86
5.3. Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ ............................................................. 86
5.3.1. Bảo vệ so lệch có hãm 87T .............................................................. 86
5.3.2. Bảo vệ so lệch thứ tự không 87N ..................................................... 91
5.3.3. Bảo vệ quá dòng 51 ......................................................................... 91
5.3.4. Bảo vệ q dịng thứ tự khơng 51N ................................................. 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................93
Sinh viên: Nguyễn Thị Vân
Lớp D5-H1
-1-
CHƢƠNG 1
MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THƠNG SỐ CHÍNH
1.1. Mơ tả đối tƣợng đƣợc bảo vệ
Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 220/110/35 kV có 2 máy biến áp (MBA) B1 và B2
mắc song song với nhau. Hai MBA được cấp từ một nguổn của hệ thống điện (HTĐ) qua
đường dây kép D. Phía trung áp 110kV và hạ áp 35kV cấp điện cho phụ tải.
220 kV
BI1
N1
N'1
B1
I
HTÐ
BI4 N'2
110kV
BI2
N2
N'3
II
BI3
B2
N3
III
35kV
Hình 1.1.Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt máy biến dịng dùng cho bảo vệ của trạm
biến áp
1.2. Các thơng số chính
Hệ thống điện:
Hệ thống điện có trung tính nối đất.
Cơng suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: SN max = 1800 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu:
SN max = 0,8.SN max= 0,8 1800 = 1440 MVA
X0H = 1,25.X1H
Đường dây:
Chiều dài đường dây: L = 70 km
Điện kháng thứ tự thuận: X1D = 0,401 Ω/km
Điện kháng thứ tự không: X0D = 2X1D
Máy biến áp:
Máy biến áp tự ngẫu 3 cuộn dây, có 3 cấp điện áp 230/121/38,5 kV.
Cơng suất: 125/125/62,5 MVA
Tổ đấu dây: Yo- Auto-d11 (Yo - - 11)
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-2-
Giới hạn điều chỉnh điện áp ±10%
Điện áp ngắn mạch phần trăm các cuộn dây:
UCN
T
= 10,5
UCN
H
= 18
UTN H
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
=8
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-3-
CHƢƠNG 2
TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
Mục đích của việc tính tốn ngắn mạch: Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính tốn ngắn
mạch nhằm xác định các trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất (INM max) 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 (INM max) để kiểm tra độ nhạy của chúng.
Phương pháp thực hiện: Ta xét tất cả các phương án ngắn mạch của hệ thống điện.
Chế độ làm việc: Công suất ngắn mạch lớn nhất (SN
max)
hoặc cơng suất ngắn
mạch bé nhất (SN min).
Cấu hình của lưới điện: đặc trưng bằng số phần tử làm việc song song.
SN max: 2 máy biến áp (MBA), 2 đường dây làm việc song song
-
SN min: 1 MBA, 1 đường dây làm việc
Vị trí điểm ngắn mạch:
Phía I: Vị trí điểm ngắn mạch
N1 , N1'
N 2 , N '2
Phía II: Vị trí điểm ngắn mạch
Phía III: Vị trí điểm ngắn mạch
N 3 , N 3'
BI4
220kV
BI1
N1
N1'
110kV
BI2
B1
N2
'
3
N
I
HTÐ
N2'
BI3
II
B2
N3
III
-
35kV
Dạng ngắn mạch:
- Để xác định dòng điện ngắn mạch cực đại (INM max) ta xét các dạng ngắn mạch
ba pha đối xứng, ngắn mạch một pha, ngắn mạch hai pha chạm đất.
- Để xác định dòng điện ngắn mạch cực tiểu (INM min) ta xét các dạng ngắn mạch
hai pha, hai pha chạm đất và ngắn mạch một pha.
Từ đó ta có các sơ đồ tính tốn như sau:
Sơ đồ 1: SN max (2 đường dây song song), 1 MBA làm việc
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-4-
Sơ đồ 2: SN max (2 đường dây song song), 2 MBA làm việc
Sơ đồ 3: SN min (1 đường dây), 1 MBA làm việc
Sơ đồ 4: SN min (1 đường dây), 2 MBA làm việc
Giả thiết cơ bản để tính tốn ngắn mạch
1) Tần số của hệ thống khơng đổi
Thực tế sau khi xảy ra ngắn mạch công suất của các máy phát thay đổi đột ngột,
dẫn đến mất cân bằng mô men quay, tốc độ quay bị thay đổi trong quá trình quá
độ. Tuy nhiên ngắn mạch được tính tốn ở giai đoạn đầu nên sự biến thiên tốc độ
còn chưa đáng kể. Giả thiết tần số hệ thống không đổi không mắc sai số nhiều,
đồng thời làm đơn giản đáng kể phép tính.
2) Bỏ qua bão hịa từ
Để đơn giản ta coi mạch từ của các thiết bị điện khơng bão hịa, khi đó điện cảm
của phần tử là hằng số và mạch điện là tuyến tính. Thực tế cho thấy sai số mắc
phải là không nhiều.
3) Bỏ qua phụ tải trong tính tốn ngắn mạch
Khi bỏ qua phụ tải trong tính tốn ngắn mạch thì kết quả tính tốn cho ta trị số
dịng ngắn mạch lớn hơn, chấp nhận được để lựa chọn thiết bị.
4) Bỏ qua các lượng nhỏ trong thông số của một số phần tử
Nói chung trong bài tốn thiết kế địi hỏi độ chính xác khơng cao ta có thể:
- Bỏ qua dung dẫn đường dây
- Bỏ qua mạch không tải của các MBA
- Bỏ qua điện trở MBA, đường dây
5) Hệ thống sức điện động 3 pha của nguồn là đối xứng
Khi ngắn mạch không đối xứng, phản ứng phần ứng các pha lên từ trường quay
khơng hồn tồn giống nhau. Tuy nhiên, từ trường vẫn được giả thiết quay đều với
tốc độ khơng đổi. Khi đó sức điện động 3 pha luôn đối xứng. Thực tế hệ số không
đối xứng của các sức điện động không đáng kể .
Để cho việc tính tốn đơn giản ta dùng hệ đơn vị tương đối cơ bản.
Chọn đơn vị cơ bản
- Công suất cơ bản: chọn bằng công suất danh định của MBA
Scb = Sdđ B = 125 MVA
- Điện áp cơ bản: chọn bằng điện áp danh định các cấp
Ucb = Udđ
- Dịng điện cơ bản: dịng điện cơ bản được tính tốn cho từng cấp điện áp tương
ứng.
Phía I: cấp điện áp 220kVcó UIcb = UIdđ = 220 kV
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-5-
IIcb =
Scb
UIcb
=
125
√3
= 0,328 kA
Phía II: cấp điện áp 110 kVcó UIIcb = UIIdd = 110 kV
Scb
125
IIIcb = II =
= 0,656 kA
Ucb
√3
III
Phía III: cấp điện áp 35 kVcó UIII
cb = Udđ = 35 kV
Scb
125
IIII
=
=2,062 kA
cb =
UIII
√3
cb
Tính thơng số các phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản
-
Hệ thống
Scb
SN
Trong chế độ cực đại: SN max = 1800 MVA
Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự nghịch:
Scb
125
X1H max = X2H max =
=
= 0,07
SN max 1800
Điện kháng thứ tự không:
p dụng công thức: XH =
-
X0H max = 1,25.X1H max = 1,25 0,07 = 0,087
Trong chế độ cực tiểu: SN min = 1440 MVA
Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự nghịch:
Scb
125
X1H min = X2H min =
=
= 0,087
SN min 1440
Điện kháng thứ tự không:
X0H min =1,25.X1H min = 1,25 0,087 = 0,109
-
Đường dây
X1D = X2D = X1 L
Scb
UIcb
= 0,401 70
= 0,0725
X0D = 2X2D = 2 0,0725 = 0,145
- Máy biến áp
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây MBA:
1
1
(10,5 18 8) = 10,25
UCN = (UCN T UCN H UTN H ) =
2
2
1
1
(10,5 8 18) = 0,25 có
UTN = (UCN T UTN H UCN H ) =
2
2
1 C H
1
UH
(UN
UTN H UCN T ) =
(18 8 10,5)= 7,75
N =
2
2
Điện kháng của các cuộn dây:
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
ể
0
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-6-
-
Cuộn cao:
-
UCN
Scb
10,25 125
XC =
=
= 0,1025
100 Sdđđ
100 125
Cuộn trung:
Scb
0 125
=
=0
Sdđđ 100 125
-
UTN
XT =
100
Cuộn hạ:
UH
N
X =
100
Scb
7, 5 125
=
= 0,155
Sdđđ
100 62 5
Sơ đồ thay thế của hệ thống
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (thứ tự nghịch E=0)
X1D
0,0725
XC
0,1025
XT
0
X1Hmax
E
0,07
X1D
X1H min
0,0725
XC
0,1025
0,087
XH
0,155
-
XH
0,155
XT
0
Sơ đồ thay thế thứ tự không
X0D
0,145
XC
0,1025
X0H max
0,087
X0D
X0H min
0,109
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
0,145
XC
0,1025
XH
0,155
XT
0
XH
0,155
XT
0
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-7-
Tính tốn các phương án ngắn mạch
2.1. Sơ đồ 1: SN max(2 đƣờng dây song song), 1 MBA làm việc
2.1.1. Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch N1, N1 )
-
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (thứ tự nghịch E = 0)
X1D
0,0725
E
N'1
X1H max
0,07
X1D
0,0725
-
BI1
N1
Sơ đồ thay thế thứ tự không
X0D
0,145
N'1
BI1
XC
0,1025
X0H max
0,087
X0D
0,145
XH
0,155
N1
U0N
Ta có:
Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự nghịch
X1D
0,0725
X1 = X2 = X1H max
= 0,07
= 0,10625
2
2
Điện kháng thứ tự không
X0D
X0 = (X0H max
)//( XC XH ) = (0,087
) (
2
)
2.1.1.1. Ngắn mạch 3 pha
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch:
E
1
(3)
IN = N 1 =
=
= 12,315
X1
0,0812
Đổi sang hệ đơn vị có tên:
(3)
(3)
IN = IN IIcb = 12,315 0,328 = 4,039 kA
Phân bố dòng điện đi qua BI:
- Khi ngắn mạch tại N1:
IBI1 = IBI2 = IBI3 = IBI4 = 0
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-8-
-
Khi ngắn mạch tại N1 : IBI1 =4,039kA
2.1.1.2. Ngắn mạch 2 pha chạm đất
Điện kháng phụ:
X2 .X0
0,10625 0,0812
X =
=
= 0,046
X2
X0
0,10625 0, 812
Các thành phần dòng điện:
E
1
I1 =
=
= 6,57
X1
X
0,10625 0,046
X0
0,0812
I2 = I1
= 6,57
= 2,846
X2
X0
010625 0,0812
X2
0,10625
I0 = I1
= 6,57
= 3,724
X2
X0
0,10625 0,0812
Điện áp thứ tự không:
U0N = -I0
X0 = -(-3,724) 0,0812 = -0,302
Phân bố dịng điện thứ tự khơng phía hệ thống và phía MBA:
U0N
0,302
I0H =
X0D =
0,155 = 1,836
X0H max
0,087
2
2
I0B =
U0N
0,302
=
= 1,1728
XC XH 0,1025 0,155
Phân bố dòng điện đi qua các BI
- Ngắn mạch tại N1
Ở hệ đơn vị có tên:
IBI1 = I0B 0,328 = -0,385kA
IBI4 = 3I0B IIcb = 3 ( 1,1728) 0,328 = 1 154 kA
Dòng điện qua các BI còn lại bằng khơng.
- Ngắn mạch tại N'1
Dịng điện qua BI1:
IBI = |a2 .İ1
a.İ2
1
= (
İ0H |
1 √3
j ) 6,57
2
2
(
1 √3
j ) ( 2,846)
2
2
( 1,836)
IBI1 ( 0) =8,954
Đổi sang hệ đơn vị có tên:
IBI1 8,954×0,328=2,379kA
Dịng điện qua BI4:
IBI4 = 1,154 (kA)
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-9-
Dòng qua các BI còn lại bằng 0.
2.1.1.3. Ngắn mạch 1 pha
Điện kháng phụ: X = X2
X0 = 0,10625 0,0812 = 0,18745
Các thành phần dòng điện tại điểm ngắn mạch:
I1 =
I1 =
E
X1
X1
X
=
1
0,10625
E
X2
X0
=
0,18745
= 3,4048
1
= 3,4048
0,10625 0,10625 0,0812
Lại có
I0 = 3,4048
I0 = I1 = I2 = 3,4048
Điện áp thứ tự không:
U0N = -I0 X0 = -3,4048 0,0812 = -0,2762
Phân bố dòng thứ tự không:
U0N
0,2762
I0H =
X0D =
0,145 = 1,7317
X0H max
0,087
2
2
U0N
0,2762
I0B =
=
= 1,074
XC XH 0,1025 0,155
Phân bố dòng điện đi qua các BI
- Ngắn mạch tại N1:
IBI1 = I0B IIcb = 1,074 0,328
IBI4 = 3I0B .IIcb = 3 1,074 0,328 = 1,05 kA
Dòng điện qua các BI cịn lại bằng khơng.
-
Ngắn mạch tại N'1
Dịng điện qua BI1:
I1BI1 = I1 = 3,4048
I2BI1 = I2 = 3,4048
I0BI1 = I0H = 1,7317
IBI1 = I1BI1 I2BI2 I0BI1 = 3,4048
Đổi sang hệ đơn vị có tên:
3,4048
1,7317 = 8,5413
IBI1 8,5413×0,328=2,802kA
Dịng điện qua BI4:
IBI4 = 1,05 kA
Dòng qua các BI còn lại bằng 0.
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-10-
2.1.2. Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch N2, N2 )
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (thứ tự nghịch E = 0)
X1D
0,0725
XT
0
XC
0,1025
N'2
X1Hmax
0,07
E
BI2
N2
X1D
0,0725
-
Sơ đồ thay thế thứ tự không
XC
0,1025
X0D
0,145
X0H max
0,087
N'2
BI2
N2
XH
0,155
X0D
0,145
U0N
Ta có:
- Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự nghịch
X1D
X1 = X2 = X1H max
XC XT = 0,07
2
- Điện kháng thứ tự không
X0D
X0 = [(X0H max
XC )//XH ] XT
2
*(
XT
0
0,145
2
0,0725
2
0,1025)+ // 0,155=
0,1025
0,262x0,155
0,262 0,155
0 = 0,2
5
0,0974
2.1.2.1. Ngắn mạch 3 pha
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch:
E
1
(3)
IN = I1 =
=
= 4,79
X1
0,20875
Phân bố dòng điện đi qua các BI:
- Khi ngắn mạch tại N2:
IBI1 =
IBI2
9×0,328= 1,571kA
×0,656=3,142kA
Dịng qua các BI cịn lại bằng 0.
-
Khi ngắn mạch tại N'2 : IBI1 = 1,571kA
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-11-
Dòng qua các BI còn lại:IBI2 = IBI3 = IBI4 = 0
2.1.2.2. Ngắn mạch 2 pha chạm đất
Điện kháng phụ:
X2 .X0
0,20875 0,0974
X =
=
= 0,0664
X2
X0
0,20875 0,0974
Các thành phần dòng điện:
E
1
I1 =
=
= 3,634
X1
X
0,20875 0,0664
X0
0,0974
I2 = I1
= 3,634
= 1,16
X2
X0
0,20875 0,0974
X2
0,20875
I0 = I1
= 3,634
= 2,48
X2
X0
0,20875 0,0974
Điện áp thứ tự không:
U0N = -I0 X0 = -(-2,48) 0,0974 = 0,24
Dịng điện thứ tự khơng phía trung áp MBA (điện áp 110kV):
I0T = I0 = -2,48
Dòng điện thứ tự không từ hệ thống về điểm ngắn mạch:
U0N
0,24
I0H = I0C =
=
= 0,934
X0D
0,145
X0H max
XC
0,087
0,0974
2
2
Dịng điện thứ tự khơng qua cuộn chung của MBA trong hệ đơn vị có tên:
I0ch = I0T .IIIcb I0C .IIcb = (2,48 0,656 0,934 0,328) = 1,32 kA
Dịng điện qua dây trung tính MBA:
I0MBA = 3I0ch = 3 (-1,32) = -3,96 kA
Phân bố dòng điện đi qua các BI:
- Ngắn mạch tại N2
Dòng qua BI1:
I1BI1 = I1 = 3,634
I2BI1 = I2 = -1,16
I0BI1 = I0H = -0,934
IBI = |a2 .İ1BI a.İ2BI
1
1
1
√3
2
2
= |(- - j ) 3,634
1
İ0BI1 |
(-
1
2
Đổi sang hệ đơn vị có tên: IBI1
√3
j ) (-1,16)
2
(-0,934)| =4,685
4,685×0,328=1,537kA
Dịng qua BI2:
I1BI2 = I1 = 3,634
I2BI2 = I2 = -1,19
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-12-
I0BI2 = I0T = -2,48
IBI = |a2 .İ1BI a.İ2BI
2
2
= |(
2
İ0BI2 |
1 √3
j ) 3,634
2
2
(
1 √3
j ) ( 1,16)
2
2
( 2,48)| = 5,5725
IBI4 = I0MBA = 3,96 kA
Đổi sang hệ đơn vị có tên: IBI2 5,5725×0,656=3,656kA
Dịng điện qua các BI cịn lại bằng không.
-
Ngắn mạch tại N'2 :
IBI1 = 1,537kA
IBI4 = I0MBA = 3,96 kA
Dòng qua các BI còn lại bằng 0.
2.1.2.3. Ngắn mạch 1 pha
Điện kháng phụ:
X = X2
X0 = 0,20875 0,0974 = 0,3
Các thành phần dòng điện tại điểm ngắn mạch:
E
1
I1 = I2 = I0 =
=
= 1,943
X1
X
0,20875 0,306
Điện áp thứ tự không:
U0N = -I0 X0 = -1,943 0,0974 = -0,189
Phân bố dịng thứ tự khơng:
Dịng thứ tự khơng chạy qua cuộn trung về điểm ngắn mạch:
I0T = I0 = 1,943
Dòng thứ tự không chạy từ hệ thống qua cuộn cao về điểm ngắn mạch:
U0N
0,189
I0H = I0C =
=
= 0,721
X0D
0,145
X0H max
XC
0,087
0,1025
2
2
Dòng thứ tự không qua cuộn chung MBA
I0ch = I0T .IIIcb I0C .IIcb = 1,943 0,656 0,7
Dịng điện qua dây trung tính của MBA:
0,3
= 1,038 kA
I0MBA = 3I0ch = 3 1,038 = 3,114 kA
Phân bố dòng điện đi qua các BI:
- Ngắn mạch tại N2:
Dòng qua BI1:
I1BI1 = I1 = 1,
I2BI1 = I2 = 1,943
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-13-
I0BI1 = I0H = 0,721
IBI1 = I1BI1 I2BI1
Dòng qua BI2:
I0BI1 = 1,943
1,
0,7
= 4,
IBI2 = 3I1 = 3 ,943 =5,829
Đổi sang hệ đơn vị có tên :
IBI1
IBI2
Dịng qua BI4:
IBI4 = I0MBA = 3,114 kA
Dòng điện qua các BI còn lại bằng không.
-
Ngắn mạch tạiN'2 :
IBI1 = 1,511kA
IBI4 = I0MBA = 3,114 kA
Dòng qua các BI còn lại bằng 0.
2.1.3. Ngắn mạch phía III (điểm ngắn mạch N3, N3 )
Do cuộn hạ áp của MBA nối tam giác nên trong trường hợp này ta chỉ cần tính tốn
dạng ngắn mạch 3 pha.
-
Sơ đồ thay thế
X1D
0,0725
E
XC
0,1025
X1H max
0,07
X1D
0,0725
XH
0,155
N'3
BI3
N3
Ta có:
- Điện kháng ngắn mạch:
X1D
0,0725
X1 = X2 = X1H max
XC XH = 0,07
2
2
- Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch:
E
1
(3)
IN = I1 =
=
= 2,747
X1
0,364
Phân bố dòng điện đi qua các BI:
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
0,1025
0,155 = 0,364
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-14-
-
Khi ngắn mạch tại N3
IBI1 = 2,747 0,328=0,901kA
IBI3
kA
Dòng qua các BI còn lại bằng 0.
Khi ngắn mạch tại N'3 :
IBI1 = 0,901kA
Dòng qua các BI còn lại bằng 0.
Từ kết quả tính tốn trên ta có bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1 (bảng 2.1).
Bảng 2.1. Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1
Phía NM
Điểm NM
Dạng NM
BI1
BI2
BI3
BI4
(3)
0
0
0
0
(1,1)
0,385
0
0
1,154
N(1)
0,352
0
0
1,057
N(3)
4,039
0
0
0
N(1,1)
2,937
0
0
-1,154
N(1)
2,802
0
0
1,057
N(3)
N
N1
I
N'1
N
1,571
3,142
0
0
(1,1)
1,537
3,656
0
-3,96
(1)
1,511
3,824
0
3,114
N(3)
1,571
0
0
0
N(1,1)
1,537
0
0
-3,96
N(1)
1,511
0
0
3,114
N3
N(3)
0,901
0
1,802
0
N'3
(3)
0,901
0
0
0
N2
N
N
II
N'2
III
Dòng qua các BI ( kA)
N
2.2. Sơ đồ 2: SN max(2 đƣờng dây song song), 2 MBA làm việc
2.2.1. Ngắn mạch phía I (điểm ngắn mạch N1, N1 )
- Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (thứ tự nghịch E = 0)
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-15-
X1D
0,0725
E
BI1
X1H max
0,07
X1D
0,0725
-
N'1
N1
Sơ đồ thay thế thứ tự khơng
X0D
0,145
X0H max
0,087
X0D
0,145
BI1
N1
XC
0,1025
N'1
XC
0,1025
XH
0,155
XH
0,155
U0N
Ta có:
- Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự nghịch
X1D
0,0725
X1 = X2 = X1H max
= 0,087
= 0,123
2
2
- Điện kháng thứ tự không
X0D
0,145
X0H = X0H max
= 0,087
= 0,16
2
2
XC XH 0,1025 0,155
X0B =
=
= 0,129
2
2
X0H .X0B
0,16 0,129
X0 =
=
= 0,0714
X0H X0B 0,16 0,129
2.2.1.1. Ngắn mạch 3 pha
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch:
E
1
(3)
IN = I1 =
=
= 8,13
X1
0,123
Phân bố dòng điện đi qua BI:
- Khi ngắn mạch tại N1:
IBI1 = IBI2 = IBI3 = IBI4 = 0
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-16-
-
Khi ngắn mạch tại N'1 : IBI1 = 8,13
Đổi sang đơn vị có tên:
IBI1
Dịng qua các BI cịn lại: IBI2 = IBI3 = IBI4 = 0
2.2.1.2. Ngắn mạch 2 pha chạm đất
Điện kháng phụ:
X2 .X0
0,123 0,07
X =
=
= 0,045
X2
X0
0,123 0,07
Các thành phần dòng điện:
E
1
I1 =
=
=
X1
X
0123 0,045
X0
0,07 4
I2 = I1
= 5,592
= 2,054
X2
X0
0,123 0,07 4
X2
0,123
I0 = I1
= 5,592
= 3,538
X2
X0
0,123 0,07 4
Điện áp thứ tự không:
U0N = -I0 X0 = -(-3,538) 0,07 4 = 0,253
Phân bố dịng điện thứ tự khơng phía hệ thống và phía MBA:
U0N
0,253
I0H =
=
= 1,581
X0H
U0N
0,253
I0B =
=
= 1,961
X0B
0,129
Phân bố dịng điện đi qua các BI
- Ngắn mạch tại N1:
I0B
1,961
IBI1 =
=
= 0,9805
2
2
IBI1
I0B I
IBI4 = 3.
.I = 3 ( 0,9805) 0,328 = 0,965 kA
2 cb
Dịng điện qua các BI cịn lại bằng khơng.
-
Ngắn mạch tại N'1
Dòng điện qua BI1:
IBI1 = |a2 .İ1
= |(
a.İ2
1 √3
j ) 5,592
2
2
İ0H
(
İ0B
|
2
1 √3
j ) ( 2,054)
2
2
( 1,581 – 0,9
)|
|-4,3305-j6,6216|= 7,912
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-17-
Đổi sang hệ đơn vị có tên:
IBI1
Dịng điện qua BI4:
IBI4 = 0,965 kA
Dòng qua các BI còn lại bằng 0.
2.2.1.3 Ngắn mạch 1 pha
Điện kháng phụ:
X = X2
X0 = 0,123 0,07 4 = 0,1944
Các thành phần dòng điện tại điểm ngắn mạch:
E
1
I1 =
=
= 3,1506
X1
X
0,123 0,1944
I0 = I1 = I2 = 3,1506
Điện áp thứ tự không:
U0N = -I0 X0 = -3,1506 0,07 4 = -0,22
Phân bố dịng thứ tự khơng:
U0N 0,225
I0H =
=
= 1,406
X0H
0,16
U0N 0,225
I0B =
=
= 1,744
X0B 0,129
Dịng thứ tự khơng chạy qua cuộn cao mỗi MBA:
I0B 1,744
I0C =
=
= 0,872
2
2
Dòng điện chạy qua trung tính mỗi MBA:
I0B I
I0TT = 3.
.I = 3 0,872 0,328 = 0,858
2 cb
Phân bố dòng điện đi qua các BI
- Ngắn mạch tại N1:
IBI1 = I0C IIcb = 0,872×0,328=0,286kA
IBI4 = I0TT = 0,858 KA
Dịng điện qua các BI cịn lại bằng khơng.
- Ngắn mạch tại N'1
Dịng điện qua BI1:
I1BI1 = I1 = 3,1506
I2BI2 = I2 = 3,1506
I0BI1 = I0H
I0C = 1,406
0,872 = 2,278
IBI1 = I1BI1 I2BI1 I0BI1 = 3,1506 3,1506 2,278 =
Đổi sang hệ đơn vị có tên:
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
SVTH: Nguyễn Thị Vân
-18-
IBI1
Dòng điện qua BI4:
IBI4 = 0,858 kA
Dòng qua các BI cịn lại bằng 0.
2.2.2. Ngắn mạch phía II (điểm ngắn mạch N2, N2 )
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (thứ tự nghịch E = 0)
X1D
0,0725
E
N'2
X1Hmax
0,07
BI2
N2
X1D
0,0725
-
XT
0
XC
0,1025
XT
0
XC
0,1025
Sơ đồ thay thế thứ tự khơng
X0D
0,145
XC
0,1025
XT
0
XC
0,1025
XH
0,155
XT
0
X0H max
0,087
X0D
0,145
N'2
BI2
N2
U0N
XH
0,155
Ta có:
Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự nghịch:
X1D XC XT
0,0725
X1 = X2 = X1H max
= 0,07
2
2
2
Điện kháng thứ tự không:
X0D
0,145
X0H = X0H max
= 0,087
= 0,16
2
2
XC
0,1025
=
= 0,051
2
2
XH
0,155
=
= 0,078
2
2
GVHD: TS. Vũ Thị Thu Nga
0,1025
2
0
= 0,158
SVTH: Nguyễn Thị Vân
