Đồ án tốt nghiệp nguyen viet anh

LỜI MỞ ĐẦU
Trạm biến áp là một mắt xích quan trọng trong hệ thống điện, là đầu mối liên kết các
hệ thống điện với nhau, liên kết các đƣờng dây truyền tải và đƣờng dây phân phối điện
năng tới các phụ tải.
Các thiết bị lắp đặt trong trạm biến áp đắt tiền, so với đƣờng dây tải điện thì xác suất
xảy ra sự cố ở trạm biến áp thấp hơn, tuy nhiên sự cố ở trạm sẽ gây nên những hậu quả
nghiêm trọng nếu không đƣợc loại trừ một cách nhanh chóng và chính xác.
Sự cố thƣờng xảy ra bất ngờ và bất kì lúc nào do đó yêu cầu hệ thống bảo vệ phải làm
việc chính xác, loại trừ đúng phần tử sự cố càng nhanh càng tốt.
Để nghiên cứu, thiết kế hệ thống bảo vệ Rơle cho các phần tử trong hệ thống điện cần
phải có những hiểu biết về những hƣ hỏng, hiện tƣợng không bình thƣờng xảy ra trong hệ
thống điện, cũng nhƣ các phƣơng pháp và thiết bị bảo vệ.
Với mong muốn đƣợc học hỏi và nâng cao hiểu biết của bản thân về các thiết bị bảo
vệ hệ thống điện nên em đã nhận đề tài tốt ngiệp “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp
110/35/22 kV”.Đồ án gồm 5 chƣơng:
Chƣơng I: Giới thiệu chung
Chƣơng II:Tính toán ngắn mạch
Chƣơng III: Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ
Chƣơng IV: Giới thiệu tính năng làm việc của Rơle đƣợc chọn
Chƣơng V : Tính toán thông số và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ
Ngoài ra còn có các bản vẽ thuyết minh các tính toán và lựa chọn trong đồ án.


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo T.S Vũ Thị Thu Nga, giảng viên bộ
môn Vận Hành Và Điều Khiển Hệ Thống Điện - trƣờng Đại Học Điện Lực ngƣời đã tận
tình hƣớng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trƣờng Đại Học Điện Lực
nói chung, các thầy cô trong khoa Hệ Thống Điện nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức

về các môn đại cƣơng cũng nhƣ các môn chuyên ngành, giúp em có đƣợc cơ sở lý thuyết
vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá luận tốt
nghiệp
Sinh Viên
Nguyễn Việt Anh


NHẬN XÉT
(Của giảng viên hƣớng dẫn)

....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................


NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................


MỤC LỤC

CHƢƠNG 1: MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG – THÔNG SỐ CHÍNH ................................................. 1
1.1

MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ........................................................................................................ 1

1.2

THÔNG SỐ CHÍNH .......................................................................................................... 1

1.2.1

Hệ thống điện: có trung tính nối đất ............................................................................... 1

1.2.2

Đƣờng dây D1, D2 ......................................................................................................... 1

1.2.3

Máy biến áp .................................................................................................................... 2

CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE .............................. 3
2.1

MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN ................................................................................................. 3

2.2

CHỌN CÁC ĐẠI LƢỢNG CƠ BẢN VÀ TÍNH THÔNG SỐ CÁC PHẦN TỬ .............. 3

2.3

CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP .......................... 5

2.3.1 Máy cắt điện ........................................................................................................................ 5
2.3.2 Chọn máy biến dòng điện .................................................................................................... 6
2.3.3 Chọn máy biến điện áp ........................................................................................................ 7
2.4

SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH ....................................................................... 8

2.5

CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN .............................................................................................. 10

2.5.1

Sơ đồ 1(SNmax,1MBA làm việc) .................................................................................... 10

2.5.2

Sơ đồ 2(SNmax 2 MBA làm việc song song).................................................................. 20

2.5.3

Sơ đồ 3(SNmin 1 MBA làm việc) ................................................................................... 30

2.5.4

Sơ đồ 4 (SNmin 2 MBA làm việc song song) ................................................................. 38

CHƢƠNG 3: LỰA CHỌN PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ ....................................................... 49
3.1 CÁC DẠNG HƢ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƢỜNG CỦA
MÁY BIẾN ÁP. ......................................................................................................................... 49
3.2

CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP .......................................................... 49

3.2.1

Những yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ hệ thống điện ................................................... 49

3.2.2

Bảo vệ chính máy biến áp B1 và B2 ............................................................................ 50

1)

Bảo vệ so lệch dòng điện:∆I (BVSL) ............................................................................... 50

2)

Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không: ∆I0 (Bảo vệ chống chạm đất hạn chế: REF) ..... 52

3)

Bảo vệ chống quá tải: I ≥ ................................................................................................. 53

4)

Bảo vệ bằng rơle khí (BUCHHOLZ). .............................................................................. 53

3.2.3

Bảo vệ dự phòng ........................................................................................................... 55

1)

Bảo vệ quá dòng điện có thời gian: I > ............................................................................ 55

2)

Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian: I0 >> ........................................................... 56


3)

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh: I >> ..................................................................................... 56

4)

Bảo vệ quá dòng điện thứ tự không cắt nhanh: I0 >> ....................................................... 57

5)

Bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt: 50BF (Bảo vệ chống máy cắt từ chối) .......................... 57

6)

Bảo vệ qúa nhiệt cho máy biến áp.................................................................................... 57

7)

Bảo vệ cảnh báo chạm đất ................................................................................................ 58

CHƢƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ CÁC RƠLE ĐƢỢC SỬ DỤNG ........................................ 60
4.1

RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH 7UT613 ................................................................................ 60

4.1.1

Giới thiệu chung về rơle 7UT613 ................................................................................. 60

4.1.2

Cấu trúc của rơle 7UT613 ............................................................................................ 62

4.1.3

Thông số kĩ thuật của rơle 7UT613 .............................................................................. 65

4.1.4

Cách chỉnh định thông số và cài đặt thông số của rơle. ............................................... 67

4.1.5

Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện trong rơle 7UT613 .............................................. 67

4.1.6

Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế của 7UT613 ............................................. 70

4.1.7

Chức năng bảo vệ quá dòng của rơle 7UT613 ............................................................. 73

4.1.8

Chức năng bảo vệ chống quá tải của rơle 7UT613 ...................................................... 73

4.2

RƠLE HỢP BỘ QUÁ DÒNG 7SJ621 ............................................................................. 74

4.2.1

Giới thiệu chung về rơle 7SJ621 .................................................................................. 74

4.2.2

Cấu trúc của rơ le 7SJ621 ............................................................................................. 75

4.2.3

Chức năng bảo vệ quá dòng điện có thời gian của rơle 7SJ621 ................................... 77

4.2.4

Thông số cài đặt của rơle 7SJ621 ................................................................................. 80

4.2.5

Chức năng của rơle 7SJ621 .......................................................................................... 81

CHƢƠNG 5: CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠLE ..................... 83
5.1

TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA BẢO VỆ ............................................................. 83

5.1.1

Các số liệu cần thiết cho việc tính toán bảo vệ rơle ..................................................... 83

5.1.2

Tính toán các thông số của bảo vệ ................................................................................ 84

5.2

KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ ................................................................... 88

5.2.1

Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm ................................................................................. 88

5.2.2

Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không ........................................................................ 94

5.2.3

Bảo vệ quá dòng có thời gian ....................................................................................... 95

5.2.4

Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian .................................................................. 96

5.3

KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 97

PHỤ LỤC .................................................................................................................................. 98
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 99


DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng chọn máy cắt ........................................................................................ 6
Bảng 1.2: Bảng chọn máy biến dòng điện ..................................................................... 7
Bảng 1.3: Bảng chọn máy biến điện áp ......................................................................... 7
Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 1 ................................................................. 18
Bảng 2.5.1:Tổng kết dòng ngắn mạch cực đại ở dạng có tên qua các BI theo từng cấp
điện áp của điểm ngắn mạch ........................................................................................ 19
Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 2 ................................................................. 29
Bảng 2.5.2:Tổng kết dòng ngắn mạch cực đại ở dạng có tên qua các BI theo từng cấp
điện áp của điểm ngắn mạch ........................................................................................ 29
Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 3 ................................................................. 37
Bảng 2.5.3:Tổng kết dòng ngắn mạch cực tiểu ở dạng có tên qua các BI theo từng cấp
điện áp của điểm ngắn mạch ........................................................................................ 38
Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 4 ................................................................. 47
Bảng 2.5.4:Tổng kết dòng ngắn mạch cực tiểu ở dạng có tên qua các BI theo từng cấp
điện áp của điểm ngắn mạch ........................................................................................ 47
Bảng tổng kết:Dòng ngắn mạch cực đại và cực tiểu ở dạng tƣơng đối cơ bản qua các
BI theo từng cấp điện áp của điểm ngắn mạch ............................................................ 48
Bảng 2.6.1:Bảng tổng kết dòng ngắn mạch cực đại và cực tiểu ở dạng có tên qua các
BI theo từng cấp điện áp của điểm ngắn mạch ............................................................ 48
Bảng 2.6.2: Vậy dòng ngắn mạch cực đại và dòng ngắn mạch cực tiểu qua các BI...48
Bảng 4.1: Trị số cài đặt của rơle .................................................................................. 67
Bảng 4.2: Thông số cài đặt của rơle 7SJ621 ............................................................... 80
Bảng 5.1: Thông số của máy biến áp 110/35/22 kV .................................................. 83
Bảng 5.2: Kết qủa kiểm tra hệ số an toàn hãm của bảo vệ .......................................... 90
Bảng 5.3: Kết quả kiểm tra hệ số độ nhạy của bảo vệ................................................. 93


DANH MỤC CÁC HÌNH – SƠ ĐỒ

H nh 3 - 1: Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ so lệch. ......................................................... 51
H nh 3 - 2: Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm dùng cho MBA 3 cuộn dây. ...... 51
H nh 3 - 3: Bảo vệ chống chạm đất có giới hạn dùng cho máy biến áp 3 cuộn dây. .. 52
Hình 3 - 4: Vị trí rơle khí ............................................................................................. 55
H nh 3 - 5: Sơ đồ bảo vệ quá nhiệt máy biến áp ......................................................... 57
Hình 3 - 6: Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ ........................................................................ 59
Hình 4 - 1: Cấu trúc của rơ le 7UT613 ........................................................................ 62
Hình 4 - 2: Đƣờng đặc tính của rơ le 7UT613 ............................................................ 69
H nh 4 - 3: Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT613 ....................... 70
H nh 4 - 4: Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế. ........................... 72
Hình 4 - 5: Cấu trúc cơ bản của rơ le 7SJ621.............................................................. 75
Hình 4 - 6: Biểu đồ chức năng của 7SJ621 ................................................................. 82
Hình 5 - 1: Đặc tính làm việc của rơle 7UT613 .......................................................... 84
Hình 5 - 2: Đặc tính an toàn hãm khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ ......................... 89
Hình 5 - 3: Đặc tính độ nhạy khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ ................................ 93


1
CHƢƠNG 1: MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG – THÔNG SỐ CHÍNH
1.1 MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG
Trạm biến áp đƣợc bảo vệ bằng hai máy biến áp ba cuộn dây B1 và B2 đƣợc mắc song
song với nhau. Hai máy biến áp này đƣợc cung cấp từ nguồn của HTĐ. HTĐ cung cấp
điện cho thanh góp 110kV của trạm biến áp qua đƣờng dây D. Phía trung và hạ áp của
trạm có điện áp 35kV và 22kV để đƣa đến các phụ tải.

1.2 THÔNG SỐ CHÍNH
1.2.1 Hệ thống điện: có trung tính nối đất
1) Hệ thống điện:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại SN1max= 1500 MVA

Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu SN1min= 0,85SN1max
Điện kháng thứ tự không X0H1= 1,2X1H1
1.2.2 Đƣờng dây D1, D2
1) Đƣờng dây D1
Chiều dài L1= 80km
Điện kháng thứ tự thuận : X1L1= 0,309 Ω/km
Điện kháng thứ tự không: X0L= 2X1L

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


2
1.2.3 Máy biến áp
Công suất danh định của mỗi máy biến áp: Sdđ1= Sdđ2= 31,5 MVA
Có 3 cấp điện áp: 121/38,5/24 kV
Sơ đồ đấu dây: YN-d11-YN12
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây :
UN(C-T)%= 10,5%
UN(C-H)%= 18%
UN(T-H)%= 8%
Giới hạn điều chỉnh điện áp: ∆Uđc= ±15%

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


3

CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE

2.1 MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN
Ngắn mạch là hiện tƣợng các pha chạm nhau, pha chạm đất (hay chạm dây trung tính).
Trong thiết kế bảo vệ rơle, tính toán ngắn mạch nhằm xác định các trị số dòng điện ngắn
mạch lớn nhất đi qua đối tƣợng đƣợc bảo vệ để lắp đặt và chỉnh định các thông số của bảo
vệ, trị số dòng ngắn mạch nhỏ nhất để kiểm tra độ nhạy của chúng.
Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào công suất ngắn mạch, cấu hình của hệ thống, vị trí
điểm ngắn mạch và dạng ngắn mạch.
 Dòng ngắn mạch cực đại qua vị trí đặt bảo vệ đƣợc xác định cho trƣờng hợp hệ thống
điện có công suất ngắn mạch cực đại SNmax và trạm có một máy biến áp làm việc.
Trƣờng hợp này ta dùng để kiểm tra độ an toàn của bảo vệ so lệch và tính toán các
thông số cài đặt cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh dự phòng.
- Tính ngắn mạch tại 3 điểm N1, N2, N3.
- Tính các dạng ngắn mạch N(3), N(1,1), N(1).
 Dòng ngắn mạch cực tiểu qua vị trí đặt bảo vệ đƣợc xác định cho trƣờng hợp hẹ
thống điện có công suất ngắn mạch cực tiểu SNmin và trạm có hai máy biến áp làm
việc song song. Trƣờng hợp này ta dùng để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ.
- Tính ngắn mạch tại 3 điểm N1, N2, N3.
- Tính các dạng ngắn mạch N(2), N(1,1), N(1).
 Một số giả thiết khi tính toán ngắn mạch.
- Coi tần số không đổi khi ngắn mạch
- Bỏ qua hiện tƣợng bão hòa của mạch từ trong lõi thép của các phần tử.
- Bỏ qua điện trở của các phần tử
- Bỏ qua ảnh hƣởng của các phụ tải đối với dòng ngắn mạch
Việc tính toán ngắn mạch đƣợc thực hiện trong hệ đơn vị tƣơng đối.
2.2 CHỌN CÁC ĐẠI LƢỢNG CƠ BẢN VÀ TÍNH THÔNG SỐ CÁC PHẦN TỬ
Chọn Scb= SdđB = 31,5 MVA
Ucb= Utb(121/38,5/24) kV
Cấp điện áp 110kV có Utb1= 121 kV

Icb1=

Scb
31,5

 0,1503 (kA)
3.U tb1
3.121

Cấp điện áp 35kV có Utb2= 38,5 kV
Icb2=

Scb
31,5

 0, 4724 (kA)
3.U tb2
3.38,5

Cấp điện áp 110kV có Utb3= 24 kV
Icb3=

Scb
31,5

 0, 7578 (kA)
3.U tb3
3.24

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


4
Thông số các phần tử
 Hệ thống điện 1
Chế độ MAX
S1Nmax= 1500 MVA
X1H1max= X2H1max=

Scb
S1N max



31,5
 0, 021
1500

X0H1max= 1,2.X1H1max= 1,3.0,021= 0,0252
Chế độ MIN
S1Nmin = 0,85.S1Nmax = 0,85.1500= 1125MVA
X1H1min= X2H1min=

Scb
31,5

 0, 0247
S1N min 1125

X0H1min= 1,2.X1H1min= 1,3.0,0247= 0,0296
 Đƣờng dây D
X1D= X2D = X0L .L.

Scb
31,5
 0,309.80.
 0, 0589
2
Ucb1
1152

X0D= 2.X1D= 2.0,0589 = 0,1178
 Máy biến áp
UN(C-T)% = 10,5%
UN(C-H)% = 18%
UN(T-H)% = 8%
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây
1
1
UCN %  (U CNT %  UCNH %  UTNH %)  (10,5  18  8)  10, 25
2
2
1
1
UTN %  (UCNT %  UTNH %  UCNH %)  (10,5  8  18)  0
2
2
1

1
U HN %  (U CNH %  UTNH %  UCNT %)  (18  8  10,5)  7, 75
2
2

Điện kháng của các cuộn dây máy biến áp
XC 

UCN % Scb 10, 25 31,5
.

.
 0,1025
100 Sdm
100 31,5

UTN % Scb
0 31,5
XT 
.

.
0
100 Sdm 100 31,5
XH 

U HN % Scb 7, 75 31,5
.

.

 0, 0775
100 Sdm 100 31,5

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


5
2.3 CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
2.3.1 Máy cắt điện
- Điện áp định mức (UđmMC): Điện áp định mức của máy cắt phải chọn lớn hoặc bằng điện áp
của lƣới điện (Uđmlƣới).
-Dòng điện định mức (IđmMC): Dòng điện định mức của máy cắt đƣợc chọn phải lớn hơn
hoặc bằng dòng điện làm việc cƣỡng bức của mạch (Ilvcb).
-Điều kiện cắt: Dòng điện cắt định mức của máy cắt (ICđm) phải lớn hơn hoặc bằng dòng
điện ngắn mạch của mạch.
- Điều kiện ổn định lực động điện khi ngắn mạch : Dòng điện ổn định lực động điện của máy
cắt (i đđmMC) phải lớn hơn dòng ngắn mạch xung kích qua nó (ixk).
- Điều kiện ổn định nhiệt: Các máy cắt nói chung thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt, đặc biệt
với những loại máy cắt có dòng định mức lớn hơn 1000A. Do đó các máy cắt có dòng định
mức lớn hơn 1000A không cần kiểm tra không cần kiểm tra điều kiện này: I2nhđm.tnhđm≥ BN
(xung lƣợng nhiệt của dòng ngắn mạch ).
Chọn máy cắt cho từng cấp điện áp nhƣ sau :
1) Phía điện áp 110kV
Ilvcb  k qtsc .IdmB  k qtsc .

Sdm
31,5
 1, 4.

 0, 2104(kA)  210, 4(A)
3.U dmB
3.121

I"N  I BI1max .Icb1  20,199.0,1503  3, 036(kA)
I xk  2.1,8.I"N  2.1,8.3, 036  7, 7284(kA)

Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp đinh mức: UđmMC≥ 110 (kV)
+ Dòng điện định mƣc: IđmMC ≥ 210,4 (A)
+ Dòng cắt định mức: ICđm ≥ 3,036 (kA)
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC≥ 7,7284 (kA)
2) Phía điện áp 35kV
Ilvcb  k qtsc .IdmB  k qtsc .

Sdm
31,5
 1, 4.
 0, 6613(kA)  661,3(A)
3.U dmB
3.38,5

I"N  I BI2max .Icb2  5,571.0, 4724  2, 6317(kA)
I xk  2.1,8.I"N  2.1,8.2, 6317  6, 6992(kA)

Chọn máy cắt có thông số:
GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh

6
+ Điện áp đinh mức: UđmMC≥ 35 (kV)
+ Dòng điện định mƣc: IđmMC ≥ 661,3 (A)
+ Dòng cắt định mức: ICđm ≥ 2,6317 (kA)
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC≥ 6,6992(kA)
3) Phía điện áp 22kV
Ilvcb  k qtsc .IdmB  k qtsc .

Sdm
31,5
 1, 4.
 1, 0609(kA)  1060,9(A)
3.U dmB
3.24

I"N  I BI3max .Icb3  9, 747.0, 7578  7,3863(kA)
I xk  2.1,8.I"N  2.1,8.7,3863  18,8025(kA)

Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp đinh mức: UđmMC≥ 22 (kV)
+ Dòng điện định mƣc: IđmMC ≥ 1060,9 (A)
+ Dòng cắt định mức: ICđm ≥ 7,3863 (kA)
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC≥ 18,8025(kA)
Từ các điều kiện trên ta có bảng chọn máy cắt nhƣ sau :
Bảng 1.1:
IdmMC

IcdmMC iddmMC

kV

Loại máy
UdmMC
cắt
kV

A

kA

110

3AQ1-FE 123

3150

31,5

80

35

8BD10

36

2500

31,5

80

22

8BD10

36

2500

31,5

80

Cấp điện áp

Ghi chú
MC SF6
Siemes
MC SF6
Siemes
MC SF6
Siemes

2.3.2 Chọn máy biến dòng điện
- Điện áp định mức (UđmMC): Điện áp định mức của máy biến dòng phải chọn lớn hoặc bằng
điện áp của lƣới điện (Uđmlƣới).
-Dòng điện định mức (IđmMC): Dòng điện định mức của máy biến dòng đƣợc chọn phải lớn
hơn hoặc bằng dòng điện làm việc cƣỡng bức qua BI (Ilvcb).

- Phụ tải định mức( ZđmBI): Phị tải định mức thứ cấp của máy biến dòng phải lớn hơn hoạc
bằng tổng trở thứ cấp
GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


7
- Điều kiện ổn định lực động điện : Dòng điện ổn định lực động điện của máy biến dòng
phải lớn hơn hoặc bằng dòng ngắn mạch xung kích đi qua nó.
- Điều kiện ổn định nhiệt : Dòng ổn định nhiệt của máy biến dòng phải thỏa mãn điều kiện
(I1đm.k)2 ≥ BN.
Từ các điều kiện trên ta có bảng chọn máy biến dòng điện nhƣ sau :
Bảng 1.2:
Thông số
kiểu
UdmBI, kV
Tỷ số biến
Số cuộn thứ cấp
Công suât, VA
Cấp chính xác
Nhà chế tạo

Phía 110kV
IBM 123
123
100-200/1/1/1/1
4
30/30/30/30
0,5/5P20/5P20/5P20

ABB

Phía 35kV
ASS 36-01
38,5
300-600/1/1/1
3
15/15/15
0,5/5P20/5P20/5P20
WANLER-UND

Phía 22kV
IWR20W1
24
500-1000/1/1/1
3
20/20/20
0,5/5P20/5P20/5P20
ABB

2.3.3 Chọn máy biến điện áp
- Điện áp định mức (UđmMC): Điện áp định mức của máy biến điện áp phải chọn lớn hoặc
bằng điện áp của lƣới điện.
- Cấp chính xác : phù hợp với yêu cầu của dụng cụ đo.
- Công suất định mức: Công suất định mức của máy biến điện áp lớn hơn hoặc bằng tổng
công suất mạch thứ cấp của BU.
Từ các điều kiện trên ta có bảng chọn máy biến điện áp nhƣ sau :
Bảng 1.3:
Thông số
Kiểu

UdmBU, kV
Tỷ số biến
Số cuộn thứ cấp
Công suất, VA
Cấp chính xác
Nhà chế tạo

Phía 110kV
CPA 123
123
110000:√3/110:√3/11
0
2
200/100
0,5/3P
ABB

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

Phía 35kV
VEN 36-14
36
35000:√3/110:√3/110:
3
2
100/100
0,5/6P
GERMANY

Phía 22kV

EPR20F
24
22000:√3/110:√3/110
2
50/50
0,5/3P
WATTUD

SVTH: Nguyễn Việt Anh


8
2.4 SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH
1) Sơ đồ thay thế thứ tự thuận

2) Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


9
3) Sơ đồ thay thế thứ tự không

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CỦA TRẠM

110kV
BI4

BI1

BI5

N' 1

HT

22kV

BI2
N' 2
N2

N1

N' 3
BI3
35kV
N3

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


10
2.5 CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN
2.5.1 Sơ đồ 1(SNmax,1MBA làm việc)
1. Ngắn mạch phía 110kV.

Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


11
Sơ đồ thay thế thứ tự không:

Trong đó:
X1  X 2   X1H max 

X1D
0, 0589
 0, 021 
 0, 0505
2
2

X0D
/ /(XC  XT )
2
0,1178
 0, 0252 
/ /(0,1025)
2

X0   X0H max 

= 0,0841//0,1025


0, 0841.0,1025
 0, 0462
0, 0841  0,1025

a)Ngắn mạch 3 pha
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N1
I(3)
N  I1 

E
1

 19,802
X1 0, 0505

Phân bố dòng qua các BI:
-Điểm N1:không có dòng qua các BI
-Điểm N1‟ : IBI1  I1  19,802
Dòng qua các BI khác bằng không.
b)Ngắn mạch hai pha chạm đất
Điện kháng phụ
X(1,1)



X 2  .X0 
0, 0505.0, 0462

 0, 0241
X 2   X0  0, 0505  0, 0462

Các thành phần dòng điện và điện áp
GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


12
E
1

 13, 405
X1  X  0, 0505  0, 0241

I1 

I2   I1 .

X0 
0, 0462
 13, 405.
 6, 404
X2   X0 
0, 0462  0, 0505

I0   I1 .

X2 
0, 0505
 13, 405.
 7
X2   X0 
0, 0505  0, 0462

U1N  U2N  U0N  I0  .X0   7.0,0462  0,323

Phân bố dòng điện thứ tự không
-U 0 
-0,323
=
 3,841
X 0D
0,1178
0,0252+
X 0H +
2
2
U0 
U0 
0,323
I0B =
=

 3,151
X0B XC  XT 0,1025

I0HT =

Phân bố dòng qua các BI
Điểm N1:
IBI1 = I0B  3,151
IBI4 = 3I0B  3.(3,151)  9, 453

Dòng qua các BI khác bằng không
Điểm N1‟
Dòng qua BI1
I1BI1  I1  13, 405

I2BI1  I2   6, 404
I0BI1  I0HT  3,841
IBI1  a 2 .I1  a.I2   I0HT

 1
 1
3
3
    j
 .13, 405     j
 .(6, 404)  3,841
2 
2 
 2
 2

 7,339  j.17,156 = 18,66
IBI4 = 3I0B  3.  3,151  9, 453

Dòng qua các BI khác bằng 0
c)Ngắn mạch 1 pha
Điện
X

(1)


kháng

phụ

 X2   X0   0,0505  0,0462  0,0967

Các thành phần dòng điện và điện áp
I1  I2   I0  

E
1

 6, 793
X1  X  0, 0505  0, 0967

U0N  I0  .X0   6,793.0,0462  0,314
GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh

13
Phân bố dòng thứ tự không:
I0HT  

(0,314)

 3, 734
X 0D
0,1178
0, 0252 
0H max 
2
2
 6,793  3,734  3,059

U 0N

X 0HT
X

I0B  I0   I0HT

U0N

Phân bố dòng qua các BI
Điểm N1
IBI1  I0B  3,059
IBI4  3.I0B  3.3,059  9,177

Dòng qua các BI khác bằng không

Điểm N1‟
Dòng qua BI1
I1BI1  I1  6,793
I2BI1  I2   6,793
I0BI1  I0HT  3,734
IBI1  I1  I2   I0HT  2.6,793  3,734  17,32
IBI4  3.I0B  3.3,059  9,177

Dòng qua các BI khác bằng không
2)Ngắn mạch phía 22kV
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận,thứ tự nghịch (E=0)

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


14
Sơ đồ thay thế thứ tự không

X0D
 XC  X H
2
0, 0589
 0, 021 
 0,1025  0, 0775  0, 2305
2

X1  X 2   X1H max 



X

X0    X0H max  0D  X C  / /X T   X H
2




= XH = 0,0775
a)Ngắn mạch 3 pha
Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N2
I(3)
N  I1 

E
1

 4,34
X1 0, 2305

Phân bố các dòng qua BI
Điểm N2:
IBI1  I1  4,34
IBI2  I1  4,34

Không có dòng qua các BI khác
Điểm N2‟:
IBI1  I1  4,34

Dòng qua các BI khác bằng không
b)Ngắn mạch hai pha chạm đất
Điện kháng phụ
X(1,1)



X 2  .X 0 
0, 2305.0, 0775

 0, 058
X 2   X 0  0, 2305  0, 0775

Các thành phần dòng điện và điện áp
I1 

E
1

 3, 466
X1  X  0, 2305  0, 058

GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


15
I2   I1 .

X0 
0, 0775
 3, 466.
 0,872
X2   X0 
0, 2305  0, 0775

I0   I1 .

X2 
0, 2305
 3, 466.
 2,594
X2   X0 
0, 2305  0, 0775

U1N  U2N  U0N  I0  .X0   2,594.0,0775  0, 201

Phân bố dòng điện thứ tự không
Dòng thứ tự không chạy qua phía 110kV của máy biến áp
I0T  I0   2,594

Dòng thứ tự không từ hệ thống về điểm ngắn mạch
I0HT  I0C  

U 0N
0, 201

 1, 077

X 0D
0,1178
0, 0252 
 0,1025
X 0H max 
 XC
2
2

Dòng thứ tự không qua cuộn chung của máy biến áp
I0ch  I0T  I0C  2,594  1,077  1,517

Dòng qua dây trung tính của MBA
ITT  3I0ch  3.(1,517)  4,551

Phân bố dòng qua các BI:
Điểm N2:
Dòng qua BI1
I1BI1  I1  3, 466
I2BI1  I2   0,872
I0BI1  I0HT  1,077
IBI1  a 2 .I1  a.I2   I0HT

 1
 1
3
3
    j
 .3, 466     j
 .(0,872)  1, 077

2
2
2
2





 2,374  j.3,757 = 4,444

Dòng qua BI2
I1BI2  I1  3, 466
I2BI2  I2   0,872

I0BI2  I0T  2,594
IBI2  a 2 .I1  a.I2   I0T

 1
 1
3
3
    j
 .3, 466     j
 .(0,872)  2,594
2
2
2
2






 3,894  j.3,757 = 5,411

IBI4 = ITT = - 4,551
GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


16
IBI5 = I0T.3 = 3.2,594 = 7,782
Dòng qua các BI khác bằng không
Điểm N2‟:
IBI1=4,444
IBI4= ITT = - 4,551
IBI5=I0T.3=7,782
Dòng qua các BI khác bằng không
c)Ngắn mạch 1 pha
Điện kháng phụ
X(1,1)
 X2   X0   0, 2305  0,0775  0,308


Các thành phần dòng điện và điện áp tại chỗ ngắn mạch:
I1  I2   I0  

E

1

 1,857
X1  X  0, 2305  0,308

U0N  I0  .X0   1,857.0,0775  0,144

Phân bố dòng thứ tự không
Dòng thứ tự không chạy qua cuộn trung về điểm ngắn mạch N2
I0T  I0   1,857

Dòng thứ tự không từ hệ thống về điểm ngắn mạch
I0HT  

U 0N
U0N
(0,144)


 0, 772
X
0,1178
X 0HT
0, 0252 
 0,1025
X 0H max  0D  XC
2
2

Dòng thứ tự không chạy qua cuộn cao về điểm ngắn mạch N2

I0C  I0HT  0,772

Dòng thứ tự không chạy qua cuộn chung của máy biến áp
I0ch  I0T  I0C  1,857  0,772  1,085

Dòng qua dây trung tính của MBA
ITT  3I0ch  3.1,085  3, 255

Phân bố dòng qua các BI
Điểm N2:
Dòng qua BI1
I1BI1  I1  1,857
I2BI1  I2   1,857
I0BI1  I0HT  0,772
IBI1  I1  I2   I0HT  2.1,857  0,772  4, 486
IBI2  3.I1  3.1,857  5,571
IBI4  ITT  6,048

IBI5 = I0T.3 = 1,875.3 =5,625
Dòng qua các BI khác bằng không
GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh


17
Điểm N2‟:
IBI1  4, 486

IBI4  ITT  3, 255

IBI5 = 3.I0T = 1,875.3 = 5,625
Dòng qua các BI khác bằng không
3)Ngắn mạch phía 35 kV
Cuộn dây 35kV của MBA chỉ nối tam giác không có trung tính nối đất(chỉ có dòng
điện chạy qua BI1 và BI3) do vậy chỉ tính ngắn mạch 3 pha
Sơ đồ thay thế:

Trong đó:
X1D
 XC  XT
2
0, 0589
 0, 021 
 0,1025  0,153
2

X1  X1H max 

Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch N2
I(3)
N  I1 

E
1

 6,536
X1 0,153

Phân bố dòng qua các BI

Điểm N3
IBI1  IBI3  I1  6,536

Dòng qua các BI khác bằng không
Điểm N3‟:
IBI1  I1  6,536

Dòng qua các BI khác bằng không
GVHD: T.S Vũ Thị Thu Nga

SVTH: Nguyễn Việt Anh