Thiết kế hệ thống bảo vệ và đo lường cho đường dây và trạm biến áp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (349.41 KB, 43 trang )
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Phần V
Thiết kế Hệ thống bảo vệ và đo lờng
cho đờng dây và trạm biến áp
Nội dung
Chơng 1:
Khái niệm vệ bảo vệ rơ le
Chơng 2:
Thiết kế bảo vệ rơ le cho trạm biến áp.
Chơng 3:
thiết kế bảo vệ rơ le cho ĐDK 110 Kv
Chơng 4:
Thiết kế bảo vệ quá điện thế thiên nhiên
cho đờng dây 110/35-22 kv và trạm biến áp
Chơng 5:
tính toán hệ thống đo lờng
cho đờng dây 110 kv và trạm biến áp
Chơng 6:
kết cấu trạm biến áp trung gian
Chơng 1
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
khái niệm bảo vệ rơ le
Trong quá trình vận hành hệ thống điện không thể tránh
khỏi các sự cố và các chế độ làm việc không bình thờng của mạng
điện và các thiết bị điện, phần lớn các sự cố đều dẫn tới sự làm
tăng dòng điện và giảm điện áp trong một số phần tử của hệ
thống điện. Khi dòng điện tăng sẽ sinh ra lực điện động và nhiệt
lợng lớn quá mức sẽ làm h hỏng các thiết bị điện ở vị trí xảy ra sự
cố và các thiết bị tham gia vào quá trình sản xuất, truyền tải
điện khi có dòng sự cố chạy qua. Điện áp giảm xuống quá mức sẽ
phá huỷ sự làm việc bình thờng của hệ thống và các hộ tiêu thụ
và sự ổn định của các máy phát điện đang làm việc song song.
Các chế độ làm việc không bình thờng do điện áp và tần số
giảm xuống sẽ ảnh hởng tới chế độ làm việc bình thờng của các
thiết bị điện và có nguy cơ làm mất ổn định của hệ thống năng
lợng, các chế độ làm việc không bình thờng do dòng và áp tăng lên
có thể làm h hỏng các thiết bị điện, những hậu quả nguy hiểm
trên có thể khắc phục đợc, nếu có thiết bị theo dõi phát hiện kịp
thời các sự cố và các chế độ làm việc không bình thờng để có
các biện pháp khắc phục nhanh chóng.
Để thực hiện đợc nhiệm vụ trên ngời ta thờng sử dụng các
thiết bị điện nh cầu chì, áp tô mát, rơ le và tự động hoá.
Cầu chì là thiết bị bảo vệ đơn giản nhất nhng với các sơ đồ
phức tạp thì việc bảo vệ bằng cầu chì thì rất hạn chế, để khắc
phục đợc nhợc điểm này ngời ta phải khắc phục bằng bảo vệ rơ
le, bảo vệ rơ le là một dạng cơ bản của tự động hoá, thiếu bảo vệ
rơ le thì hệ thống điện không thể làm việc bình thờng và tin
cậy đợc.
Bảo vệ rơ le thực hiện việc kiểm tra, giám sát liên tục các
trạng thái và các chế độ làm việc của tất cả các phần tử trong hệ
thống điện và có những phản ứng thích hợp, khi xuất hiện sự cố
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
và những chế độ làm việc không bình thờng, khi xuất hiện sự cố,
bảo vệ rơ le sẽ tác động lên các phần tử tự động để loại trừ một
cách nhanh chóng phần tử bị sự cố ra khỏi mạng điện, khi xuất
hiện chế độ làm việc không bình thờng thì tuỳ theo từng mức
độ mà bảo vệ rơ le sẽ tiến hành những thao tác cần thiết để
phục hồi chế độ làm việc bình thờng hoặc báo tín hiệu cho ngời
vận hành biết.
Trong hệ thống điện hiện đại bảo vệ rơ le gắn liền oột cách
chặt chẽ với các thiết bị tự động nhằm phục hồi một cách nhanh
chóng và tự động phục hồi chế độ làm việc bình thờng của các
hộ tiêu thụ.
Trong hệ thống điện phần lớn các sự cố là ngắn mạch mà
nguyên nhân cơ bản của sự cố ngắn mạch là do cách điện bị già
cỗi, khoảng cách giữa các pha không đảm bảo, quá điện áp thiên
nhiên, các sự cố về phần cơ khí nh đứt dây chạm chập dây dẫn,
sai lầm do nhân viên thao tác...
Bảo vệ rơ le là một thiết bị chuyên dùng trong hệ thống điện
bao gồm rơ le và các khí cụ điện khác dùng để tự động cắt các
phần tử h hỏng ra khỏi hệ thống điện .
* Bảo vệ rơ le cần phải thoả mÃn các yêu cầu sau:
- Tính chọn lọc : Đó là khả năng của bảo vệ chỉ cắt những
đoạn mạch bị h hỏng .
- Tác động nhanh : đó là khả năng của bảo vệ cắt đoạn mạch
điện h hỏng với thời gian ngắn nhất .
- Làm việc tin cậy : đó là khả năng làm việc chính xác và tin
cậy đối với tất cả các loại h hỏng và chế độ làm việc không bình
thờng của các phần tử.
- Phải có đủ độ nhạy cần thiết đối với tất cả các dạng h hỏng
và các chế độ làm việc không bình thờng của mỗi phần tử mạch
điện đợc bảo vệ.
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
- Phải độc lập với điều kiện vận hành của lới ®iƯn . BÊt kú sù
thay ®ỉi nµo cđa líi ®iƯn thì bảo vệ rơle cũng phải tác động
chắc chắn khi có các sự cố trong lới điện.
Khái niệm chung về đo lờng
Vấn đề đo lờng các thiết bị trong hệ thống điện đóng một
vai trò rất quan trọng, nó kiểm tra sự làm việc của các thiết bị
mang điện và không mang điện, nó còn đo đếm và đánh giá đợc các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật và chất lợng điện năng của hệ
thống điện để từ đó mà ta có thể nhận biết đợc sự làm việc của
các thiết bị điện trong mọi tình trạng và có biện pháp phát hiện
xử lý kịp thời các hiện tợng bất thờng có thể xảy ra cho các thiết bị
điện. Ngoài ra ta có thể biết đợc sản lợng điện năng sản xuất ra,
cân đối phụ tải cho hợp lý...
Chơng II
thiết kế bảo vệ rơ le cho máy biến áp
Máy biến áp là một phần tử rất quan trọng trong hệ thống
điện, nếu máy biến áp bị sự cố sẽ dẫn tới chỗ ngừng cung cấp
điện toàn bộ hay một phần hộ tiêu thụ, ảnh hởng tới sản xuất, có
thể gây nguy hiểm cho thiết bị và con ngời. Mặt khác giá thành
của máy biến áp so với các thiết bị khác trong hệ thống điện cao
hơn rất nhiều, chi phí về sửa chữa cũng lớn, thời gian sửa chữa
lâu, do đó máy biến áp phải đợc bảo vệ một cách an toàn nhất.
- Các loại sự cố xảy ra trong trạm biến áp gồm có:
+ Ngắn mạch giữa các pha bên trong thùng dầu máy biến áp
và trên đầu ra các cuộn dây.
+ Ngắn mạch giữa các vòng dây trong một pha.
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
+ Chạm đất cuộn dây hoặc đầu ra cuộn dây.
+ Dầu trong máy biến áp bị phân huỷ hay bị cạn.
+ Vỡ sứ đầu vào và đầu ra máy biến áp.
Vì vậy cần phải có hệ thống bảo vệ cho các dạng sự cố trên
để đảm bảo độ làm việc tin cậy cho các máy biến áp.
I). Chọn sơ đồ bảo vệ.
Vì trạm ta thiết kế có cấp điện áp 110 KV xng 35-22 KV vµ
líi cã trung tÝnh trùc tiÕp nối đất cả phía 110 KV và 22 KV. Còn lới
35 KV cách ly trực tiếp với đất. Nên ta sử dụng sơ đồ sao đủ là sơ
đồ sử dụng 3 máy biến dòng 3 rơ le, với nguồn thao tác là một
chiều với cấp điện áp 220V và bảo vệ trên cả 3 pha.
Do đó để bảo vệ an toàn cho máy biến áp làm việc đợc tin
cậy ta dùng các loại bảo vệ sau:
- Bảo vệ máy cắt liên lạc trên thanh cái 110 KV, 35 KV và 22
KV.
- Bảo vệ quá tải cho máy biến áp.
- Bảo vệ dòng điện cực đại cho máy biến áp.
- Bảo vệ so lệch cho máy biến áp.
- Bảo vệ rơ le hơi.
- Bảo vệ chống quá điện thế (sét) thiên nhiên và bảo vệ thứ
tự không cho máy biến áp.
Trong đó:
- Bảo vệ so lệch là bảo vệ cắt nhanh nhằm mục đích loại trừ
nhanh dòng điện ngắn mạch, phạm vi của bảo vệ là trong khoảng
giữa 3 máy biến dòng của bảo vệ so lệch.
- Bảo vệ dòng điện cực đại: Là bảo vệ dự phòng cho bảo vệ
cắt nhanh, vì có thời gian tác động lâu hơn, phạm vi bảo vệ của
bảo vệ dòng cực đại là từ nơi đặt máy biến dòng đến bảo vệ
ngay phía sau nó .
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
- Bảo vệ rơ le hơi: Là bảo vệ tất cả các sự cố bên trong máy
biến áp.
Do rơ le hơi đợc thiết kế hợp bộ với từng loại máy biến áp nên
không cần phải thiết kế nữa.
- Bảo vệ quá tải: Là bảo vệ cho máy biến áp khi làm việc quá
tải vợt quá trị số thời gian cho phép.
- Bảo vệ thứ tự không cho máy biến áp: Dùng để chống ngắn
mạch một pha trong máy vì có dòng chạm đất lớn ( vì lới 22 KV có
trung tính trực tiếp nối đất ) bảo vệ thờng nối vào máy biến dòng
đặt ở trung tính của máy biến áp, bảo vệ có thể gồm 2 cấp tác
động là cấp tác động có thời gian và cấp tác động không có thời
gian.
Vì vùng bảo vệ của bảo vệ thứ tự không trùng với vùng bảo vệ
của bảo vệ dòng cực đại, do đó khi bảo vệ dòng điện cực đại có
đủ độ nhạy thì không cần phải thiết kế bảo vệ thứ tự không nữa.
II). Tính toán bảo vệ Rơle cho trạm:
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
1). Xác định các tham số của bảo vệ dòng cực đại và bảo vệ
110 kV
CL1
CC1
+
MC1
PT2
-
+
+
PT
PT
3
4
PY1
P
PB
-
BI
16.000-110/35/22
kV
CC3
CC2
MC3
CL
3
MC2
-
CL
2
22 kV
-
35 kV
Hình:
quá tải:
Trong đó:
PT2, PT3, PT4: Là các rơ le dòng điện.
PY: Là rơ le tín hiệu.
PB: Là rơ le thời gian.
P : Là rơ le trung gian.
a. Xác định các thông số của bảo vệ dòng cực đại:
Xác định dòng điện sơ cấp của máy biến áp đợc bảo vệ tơng ứng với công suất danh định. Chọn các máy biến dòng cho bảo
vệ và xác định dòng điện thức cấp tơng ứng trong các nhánh của
bảo vệ.
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ ¸n tèt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Giá trị tính bằng
Tên các đại lợng
ST
Bộ môn:
số
Dòng điện sơ cấp máy biến áp ứng
16000
= 83,978(A)
3.110
với công suất danh định
2 Hệ số biến đổi của biến dòng
400/5
3 Tổ đầu dây
Y
Dòng điện thứ cấp trong các nhánh 83,978
= 1,050(A)
4
400 / 5
của bảo vệ
1). Chọn máy biến dòng cho bảo vệ dòng điện cực đại:
1
Điều kiện chọn:
UdmBI Udm HT = 110 KV.
IdmBI Ilvmax
Trong đó:
Ilvmax: Là dòng điện làm việc cực đại của m¸y biÕn ¸p.
1,4.16.000
= 117,57
(A)
3.110
Tra phơ lơc 6 trang 116- TK NMĐ-TBA ( PGS: Nguyễn hữu Khải )
Ilvmax = 1,4.IdmBA =
ta đợc các thông số của máy biến dòng nh sau:
Uđm
Loại
(KV)
TH-
110
Idm
Cấp
Phụ tải
(A)
chính
định
Bội số
ổn
xác
mức ứng
ổn
định
với cấp
định
nhiệt
chính
động
tnh (s)
xác 0,5
1,2
110
34,6/3
Sơ
Thứ
400
5
0,5
Bội số
110M
2. Chọn rơ le dòng điện cho bảo vệ dòng cực đại:
- Ta có dòng khởi động của rơ le là:
Ikđbv =
k dt .k mm .I lv max
k tv
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh ®å ¸n tèt ngiƯp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Trong đó:
kdt : Là hệ số dự trữ = ( 1,1 ữ 1,2 ).
kmm: Là hệ số mở máy hay khởi động có kể tới sự tăng dòng
điện do các động cơ tự động khởi động = ( 2 ữ 3).
ktv : Là hệ số trả về của rơ le = 0,85.
Suy ra:
Ik®bv =
1,1.2.117,57
= 304,3
0,85
(A)
Ik®R =
I kdbv
304,3
.k sd =
.1 = 3,804
n BI
400 / 5
(A)
Vậy:
Trong đó:
ksđ :Là hệ số sơ đồ =1(vì cuộn thứ cấp máy biến dòng đấu
theo hình sao đủ ).
IkđR: Là dòng khởi động của rơ le.
nBI : Là tỷ số biến đổi của máy biến dòng.
Tra phụ lục 1 trang 102- Tính toán thiết kế bảo vệ rơ leĐHBK- Ta chọn đợc rơ le dòng điện điện từ có các thông số nh sau:
Loại
Giới hạn đại lợng
IkđR (A)
đặt
T-251/
IkđR (A)
1,5ữ 6
1,5ữ 3
ổn định nhiệt
I (A)
I1sec (A)
20
600
10
Loại T-251: Là loại có một tiếp điểm thờng mở.
3). Chọn rơ le thời gian cho bảo vệ dòng cực đại:
Vì ta chọn rơ le loại điện từ nên có t = ( 0,35ữ 0,6 s). Và ta
có nguồn thao tác là điện áp một chiều 220 V.
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ ¸n tèt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Tra phụ lục 4 trang 108- Tính toán thiết kế bảo vệ rơ leĐHBK- ta đợc thông số của rơ le thời gian nh sau:
Số lợng tiếp
Loại
tkđR
tkđ
(s)
R
(s)
B124
0,25ữ 3 0,12
điểm tức thời
Loại
Công
Uđ
dòng
suất
điện
tiêu
thờng
thờng
m
hở
kín
(V)
thụ
22
1
SR (VA)
30
0
chiều
1
1
,5
4). Chọn rơ le tín hiệu cho bảo vệ dòng cực đại:
Điều kiện chọn là:
UđmPY = Uđm nguồn thao tác = 220 V.
S PB
30
=
= 0,1363
I®mPY = I®mPB =
U PB 220
(A)
Tra phụ lục 7 trang 113- TK BVRL- ĐHBK- Ta đợc các thông số
của rơ le tín hiệu nh sau:
Loại
PY-
IkđR
I hay [ I Rcuộn dây
(A)
]
()
0,15
(A)
0,45
8
21/0,15
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ ¸n tèt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
5). Chọn rơ le trung gian cho bảo vệ dòng cực đại:
Điều kiện chọn:
UđmP = Uđm nguồn thao tác = 220 v.
Tra phơ lơc 5 trang 110 - TK BVRL- §HBK- Ta đợc các thông số
của rơ le trung gian nh sau:
Tên các tham số
P-23
Udm (V)
220
UkđR ( % Udm )
70
Uv
( % Udm )
3
tkđR
0,66
tođnh ở 1,1.Udm
Lâu dài
SR ở Udm
6
Dòng điện lâu dài cho phép qua tiếp
5
điểm
Số lần làm việc liên tục không gây
100.000
hỏng về cơ
6). Kiểm tra máy biến dòng của bảo vệ:
Điều kiện kiểm tra
là các bội số dòng điện về ổn định
động và ổn định nhiệt của chúng , biểu thøc nh sau:
ko®® =
k0®nh =
i xkN1
2 .I dmBI
I ∞N1 t gtN1
.
I dmBI t odnh
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ ¸n tèt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Trong ®ã:
tgtN2 = tgtckN + tgttdN = 2,1 (s) ®· tÝnh ở phần kiểm tra thiết bị
của trạm biến áp.
tođnh = 5 (s).
víi
ixkN1 = kxk. 2 .I(3)N(N1)= 1,8.
2 .7,21= 18,354
(KA)
Suy ra :
k odd =
i xkN1
18,354.10 3
=
= 43,261
2 .I dmBI
2 .300
Nh vËy kođđ = 110 > 43,261 và thoả mÃn điều kiện ổn định
động.
Ta có IN1 = I(3)N(N1) = 7,21.103
(A)
Suy ra :
= 11,482
Vậy kođnh = 11,533 > 11,482 thoả mÃn điều kiện ổn định
nhiệt.
Nh vậy máy biến dòng đà chọn thoả mÃn điều kiện kiểm tra.
7. Kiểm tra độ nhạy của rơ le dòng điện của bảo vệ dòng
cực đại:
Để cho rơ le làm việc đợc tin cậy thì ta phải kiểm tra độ
nhạy của rơ le.
knh =
I R min I N min
=
1,3
I kdR
I kdbv
Trong đó:
IRmin : Là dòng ngắn mạch nhỏ nhất đi qua rơ le khi xảy ra
ngắn mạch ở cuối vùng bảo vệ ( tức là khi ngắn mạch một pha
phía thứ cấp máy biến áp ).
INmin : là dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất phía thứ cấp máy
biến áp đà đợc quy đổi về phía sơ cấp máy biến áp.
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tèt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
IkđR : Là dòng khởi động của rơ le.
Ikđbv : là dòng khởi động của bảo vệ.
Vì đây là mạng có dòng chạm đất lớn nên ta dùng hệ thống
bảo vệ 3 máy biến dòng và 3 rơ le, khi đó.
INmin =
2 (1)
1 1
.I N ( N 2) .
.
3
n BA n BI
Trong đó:
I(1)N(n2): Là dòng ngắn mạch một pha phía thứ cấp máy biến
áp.
nBA
: Là tỷ số biến đổi của máy biến áp.
nBI
: Là tỷ số biến đổi của máy biến dßng.
Suy ra:
INmin =
⇒ knh =
2
1
1
.3,957.10 3.
.
= 6,595
3
110 / 22 400 / 5
6,595
= 1,734 > 1,3
3,804
Từ đây ta thấy bảo vệ dòng cực đại đủ độ nhạy do đó ta
không phải thiết kế thêm bảo vệ thứ tự không để bảo vệ cho máy
biến áp.
8. Kiểm tra rơ le trung gian của bảo vệ dòng cực đại:
Điều kiện kiểm tra:
UđmP = 0,7.Udm = 0,7.220= 154
(V)
* Xác định điện áp đặt lên r¬ le trung gian:
Ta cã:
RP∏
U 2 PΠ (220) 2
=
= 8066
,6666
=
S P
6
()
Mà ta có điện trở của rơ le tín hiệu RPY = 8 .
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ ¸n tèt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Dòng điện qua rơ le trung gian chính là dòng điện qua r¬ le
tÝn hiƯu:
IP∏ = IPY =
U dmngtt
R PΠ + R PY
=
220
= 0,0275
8066
,6666+ 8
(A)
Vậy sụt áp trên rơ le tín hiệu là:
UPY = IPY.RPY = 0,0275.8 = 0,2199
(V)
Nh vậy điện áp đặt lên rơ le trung gian là:
UP = Uđm ngtt - UPY = 220 - 0,2199 = 219,78
(V)
VËy r¬ le đà chọn thoả mÃn về điều kiện khởi động.
2. Xác định các tham số bảo vệ so lệch.
Ta có sơ đồ bảo vệ đợc vẽ cho một pha nh sau:
Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc cho MBA.
Bảo vệ so lệch thuộc dạng bảo vệ cắt nhanh dùng để bảo vệ
cho máy biến áp khi xảy ra ngắn oạch giữa các pha, ngắn mạch
một pha và ngắn mạch một số vòng dây trong một pha. Theo
nguyên lý tác động của bảo vệ thì máy biến dòng đợc đặt ở cả 3
phía của máy biến áp, cuộn dây thứ cấp của các máy biến dòng
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh ®å ¸n tèt ngiƯp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
đợc nối nh thế nào đó để khi máy biìn áp làm việc bình thờng
và ngắn mạch ngoài thì dòng chạy qua rơ le là hiệu số các dòng
điện thứ cấp và bằng không .
IR = IT I - IT II
Khi chọn máy biìn dòng thì các máy biến dòng đợc chọn phải
có tỷ số biến đổi nh thế nào đó ®Ĩ cho IT I cã trÞ sè b»ng IT II và
khi đó IR = 0.
Còn khi xảy ra ngắn mạch ở trong vùng bảo vệ (giữa 2 máy
biến dòng ) th× ta cã:
IT I + IT II => IR # 0 => bảo vệ sẽ tác động.
Sơ đồ nối cuộn thứ cấp các máy biến dòng của bảo vệ so
lệch đợc nối theo hình sao, vì các cuộn sơ và thứ cấp của máy
biến áp đều có sơ đồ đấu dây nh nhau, do đó góc lệch pha
giữa dòng sơ và thứ của máy biến áp sẽ trùng pha nhau hoặc lệch
nhau 1 góc 1800. Do đó ta không cần bù góc lệch pha .
1). Chọn máy biến dòng cho bảo vệ so lệch:
Các máy biến dòng phía 110 KV, 35 KV và 22 KV của bảo vệ
so lệch đợc chọn nh máy biến dòng của bảo vệ dòng cực đại và
bảo vệ thứ tự không của máy biến áp và kiểm tra các máy biìn
dòng phía 110 KV, 35 KV và 22 KV nh ở bảo vệ dòng điện cực đại
và bảo vệ thứ tự không cho máy biến áp.
a). Chọn máy biến dòng phía 110 KV cho bảo vƯ so lƯch:
§iỊu kiƯn chän:
UdmBI ≥ Udm HT = 110 KV.
IdmBi Ilvmax
Trong đó:
Ilvmax: Là dòng điện làm việc cực đại của máy biến áp.
Ilvmax = 1,4.IdmBA =
Sinh viên: Hách Văn Cờng
1,4.16.000
= 117,57
3.110
(A)
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Tra phơ lơc 6 trang 116- TK NM§-TBA ( PGS: Ngun hữu Khái )
ta đợc các thông số của máy biến dòng nh sau:
Loại
Uđm
Idm
Ký hiệu
Phụ tải
Bội số
Bội số
(A)
cuộn
định mức
ổn
thứ
ứng với cấp
định
ổn
định
cấp
chính xác
động
P
0,5
1,2
nhiệt
tnh (s)
110
34,6/3
(KV)
TH-
110
Sơ
Thứ
400
5
110M
b) Chọn máy biến dòng phía 22 KV cho bảo vệ so lệch:
Điều kiện chọn:
Uđm BI UdmHT = 22 KV.
I®mBI ≥ Ilvmax.
1,4.16.000
= 587,85
(A)
3.22
Tra phơ lơc 6 trang 116 - TK NMĐ- TBA ( PGS: Ngwyễn Hữu Khái
Với
Ilvmax =
). Ta đợc các thông số của máy biến dòng nh sau:
Loại
Uđm
Idm
(KV)
(A)
Sơ
T-22
22
100
Ký hiệu Phụ tải định
Thứ
5
Bội số
Bội số
cuộn
Mức ứng với
ổn
ổn
thứ
cấp
định
định
cấp
Chính xác
động
nhiệt
0,5
0,5
0,8
A)
120
tođnh (s)
40/4
0
c). Chọn máy biến dòng phía 35 KV cho bảo vệ so lệch:
Điều kiện chọn:
Uđm BI UdmHT = 35 KV.
IđmBI Ilvmax.
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tèt ngiÖp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Với
Ilvmax =
Bộ môn:
1,4.16.000
= 369,50
3.35
(A)
Tra phụ lục 6 trang 116 - TK NMĐ- TBA ( PGS: Nguyễn Hữu Khái
). Ta đợc các thông số của máy biến dòng nh sau:
Loại
Uđm
Idm
(KV)
(A)
Sơ
THP-35
35
Ký hiệu Phụ tải định
Thứ
500
5
Bội số
Bội số
cuộn
Mức ứng với
ổn
ổn
thứ
cấp
định
định
cấp
Chính xác
động
nhiệt
0,5
0,5
1,2
A)
125
tođnh (s)
49/4
+ Xác định dòng sơ cấp ở tất cả các phía của máy biến áp đợc
bảo vệ tơng ứng với công suất định mức của nó, chọn các máy
biến dòng dùng cho bảo vệ và tính các dòng thứ cấp ở các phía.
Kết quả tính toán đợc ghi trong bảng sau:
T
T
Tên gọi các đại lợng
Dòng sơ cấp ở các
1
2
3
4
phía của máy biến áp
tơng
ứng
với
Giá trị bằng số cho các phía
110kv
35kv
22kv
16000
=
3.110
công 83,97(A)
suất danh định
Hệ số biến dòng của
máy biến dòng
Tổ nối dây của máy
biến dòng
Dòng thứ cấp trong
ứng
với
263,9(A)
419,9(A)
500/5
1000/5
Y
công 1,818
suất định mức (It)
(A)
Sinh viên: Hách Văn Cờng
16000
=
3.110
400/5
các nhánh của bảo vệ
tơng
16000
=
3.35
=
=
4,57
(A)
=
3,636
(A)
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Các máy biến dòng có tổ nối dây tam giác có dòng sơ cấp
chọn theo 3Iđm, để cho dòng thứ cấp trong các nhánh bảo vệ
không lớn hơn 5A quá nhiều.
+ Xác định dòng chạy qua máy biến áp đợc bảo vệ khi ngắn
mạch ba pha ngoài vùng bảo vệ ở chế độ làm việc cực đại của hệ
thống:
- Ngắn mạch trên thanh góp 22 KV
22
.
= 6597
= 1319,4
110
- Ngắn mạch trên thanh cái 35 KV
IN
ngoài max
IN
ngoài max
=
= 837,163
(A).
(A).
+ Xác định dòng không cần bằng tính toán phía sơ cấp cha
kể đến thành phần I" KCbtt ở các dạng ngắn mạch nói trên đối với
điểm ngắn mạch N2 trên thanh cái 22kV.
IKcbtt = I'Kcbtt + I”Kcbtt= kKCK . k®n . fi . INng max + ∆Uα . Iα N ng.max.
Trong ®ã:
kKCK : Hệ số kể đến ảnh hởng của thành phần không chu kỳ,
trong quá trình quá độ lấy kKCK = 1.
Kđn : Hệ số đồng nhất của máy biến dòng Kđn = 1.
I
Nng.max:
Thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch (khi t=0) chạy
qua
máy biến áp khi ngắn mạch 3 pha trực tiếp ngoài vùng bảo vệ.
U : Sai số tơng đối do việc điều chỉnh điện áp ở các phía
của máy biến áp đợc bảo vệ, lấy bằng nửa khoảng điều chỉnh của
từng phía tơng ứng.
I Nng.max: Thành phần chu kỳ (khi t = 0) của dòng chạy qua các
phía
có điều chỉnh điện áp của máy biến áp khi ngắn mạch ngoài tònh
toán:
Ikcbtt = (1.1. 0,1 + 0,1). 1319,4 = 263,880
Sinh viên: Hách Văn Cờng
(A).
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
+ Đối với điểm N1 khi ngắn mạch trên thanh cái 35KV:
Ikcbtt = kKCK . k®n . fi . I
Nng.max
+ ∆Uα . Uα . IαNng.max +∆Uβ.Iβ
Ikcbtt = (1.1.0,1 + 0,1 + 0,05). 837,163 = 209,291
(A).
+ Sơ đồ xác định dòng khởi động sơ cấp bảo vệ:
(1) - Theo điều kiện chỉnh định khởi động dòng không cân
bằng cực đại:
IKđ Kat . IKcbtt = 1,3.263,880 = 343,044
(A)
(2) - Theo ®iỊu kiện chỉnh định khởi dòng từ hoà nhảy vọt:
IKđ Kat . I®mt = 1,3.209,291 = 272,078
(A)
Nh vËy, chän ®iỊu kiện (1) làm điều kiện tính toán:
IKđ 343,044 (A)
Sơ bộ kiểm tra độ nhậy của bảo vệ:
110
KV
A
B
C
8,26
4
400/
5
5713 1
.
3 n BA
Ia
Ib
ia
ib
ic
Ic
Sinh viên: Hách Văn Cờng
A
22
KV
B
24,73
8
0
24,73
8
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
C
Hìn
A
B
35 KV
C
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Dòng khởi động của Rơle tính đổi về phía thứ cấp của máy
biến dòng điện ở phía nguồn (110KV).
IkđR =
Vậy
knh =
=
343,044
. 3
= 7,427
400 / 5
(A)
I Rtf
I kdR
Trong đó:
IRtf: Là dòng điện toàn phần chạy qua rơ le.
IRtf = 24,738
Vậy knh =
(A)
24,738
= 3,331 > 2
7,427
Khi ngắn mạch 2 pha phía 35KV:
IRtf
I (2 ) N ( N 35) 2279
=
= 22,790
=
n BI
500 / 5
kn =
Nh vậy có thể tiếp tục tính toán bảo vệ với Rơle PHT-562.
2). Xác định số vòng của các cuộn dây, của máy biến dòng
trung gian:
Xác định số vòng dây của máy biến dòng trung gian ở hai
phía cơ bản 22KV (phía có dòng thứ cấp định mức của máy biến
dòng lớn nhất) và ở các phía không cơ bản 110KV và 35KV. Số vòng
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh ®å ¸n tèt ngiƯp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
này sẽ đợc hiệu chỉnh lại sau khi đà kể đến thành phần dòng
điện không cân bằng do việc không thể chọn
Số vòng dây trên máy biến dòng bÃo hoà trung gian cho phù hợp
với giá trị tính toán.
Ta có sơ đồ máy bÃo hoà trung gian nh sau:
RI
Dòng thứ cấp phía 110 kV tơng ứng với công suất định mức
của máy biến áp khi tỷ số biến đổi của máy biÕn dßng n 110 =
400/5
IT =
83,97. 3
= 1,818
400 / 5
KÕt quả tính toán ghi trong bảng sau:
T
Tên đại lợng tính toán
T
Ký hiệu và
Giá trị bằng số
công thức tính
toán
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
IkđRcb=
1
Dòng khëi ®éng cđa
U kt .110
U kt .22
n I 22
F kdR
Wcbtt =
I kdRcb
I kd .
Rơle ở phía cơ bản
Số dòng tính toán của
2
3
4
cuộn
dây
máy
biến
dòng bÃo hoà ở phía cơ
bản
Số vòng ở phía cơ bản
đợc sơ bộ chấp nhận
Dòng khởi động của
Wcb
Rơle ở phía cơ bản t-
6
7
cuộn
dây
máy
biến
dòng
bÃo
hoà
phía
WItt =
Wcb .I cbT
I IT
7.3,636
= 14(vòng)
1,818
110KV
Sơ bộ chấp nhận số
vòng phía 110KV
Số vòng dây tính toán
của cuộn dây máy biến
WI
WIItt =
Wcb .I cbT
I IIT
dòng bÃo hoà phía 35KV
8
7 vòng
FkdR
Wcb
IkdRcb=
ơng ứng
Số vòng tính toán của
5
(vòng)
14 vòng
7.3,636
= 5,569
4,57
(vòng)
Sơ bộ chọn số vòng
WI
phía 35KV
5 vòng
Thành phần dòng cân
bằng sơ cấp do việc Ikcbtt =
chọn
9
số
vòng
phía
110KV khác với giá trị
=
WItt WI
.I INng max
WItt
tính toán của nó gây
nên
ngắt
trong
mạch
trờng
TT
hợp
phía
22KV
10 Dòng không cân bằng Ikcbtt= Ikcbtt+ Ikcbtt
Sinh viên: Hách Văn Cờng
263,880 + 0 =
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
tính toán ở phía sơ cấp
Bộ môn:
263,880 (A)
có kể đến thành phần
IKCbtt
Giá trị chính xác của
Ikd kat .Ikcbtt
11 dòng khởi động sơ cấp
1,3. 263,880=
343,044 (A)
của bảo vệ
Giá trị chính xác của
U .110 ]///24/
d///ỷ@ỵ////////////
110
I d///ỷ@ỵ////////////Times
.
343,044.
New Roman/////-///
dòng khởi động, của IkdRcb=
U .22
22 = 8,576
]///2j
/
]///24/
d///ỷ@ỵ/////
12
1000 / 5
Rơle phía cơ bản
n I 22
(A)
13
Số vòng của các cuộn
ở phía 22KV.Wcb
7 vòng
dây của máy biến dòng
110KV .WI
14 vòng
bÃo hoà cuối cùng đợc
35KV .WII
5 vòng
chấp nhận
Từ mục 12 của bảng trên thấy rằng giá trị chính xác của dòng
khởi động không lớn hơn giá trị đặt nhiều lắm nên không cần
tính lại các số vòng dây của Rơle.
* Xác định độ nhậy của bảo vệ:
Khi ngắn mạch 2 pha phía 22 KV:
kn=
Khi ngắn mạch 2 pha phía 35KV:
kn=
>2
Nh vậy bảo vệ đảm bảo đợc độ nhậy cần thiết cả trong trờng hợp h hỏng ở phía 22KV cũng nh ở phía 35KV và có thể dùng
bảo vệ máy biến áp 3 cuộn dây đà cho. Sơ đồ nối các cuộn dây
Rơle PHT-562 trong mạch bảo vệ so lệch máy biến áp 3 cuộn
dây(hình).
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh ®å ¸n tèt ngiƯp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
110 kV
35 kV
Rơ le PHT 562
Cuộn cân bằng
I
1
16 12 8 4
0 1 2 3 0
Cuén so lÖch
4
2
0
0
G
5 6 8 10
0 1 2 3
13 20
16 12 8 4 0
RI
11
12
2
3
Cuén c©n
5 b»ng II
RI
22 kV
7
Cuộn thứ cấp
Đến rơ le các pha
khác.
III). Thiết kế bảo vệ cho máy cắt nối phía 110 kV.
Để bảo vệ cho máy cắt nối phía 110 KV (MCN) ta chỉ cần
đặt bảo vệ dòng điện cực đại (có hai cấp tác động là không duy
trì thời gian và có duy trì thời gian ) là đủ, vì chỉ cần cắt ngắn
mạch khi ta kiểm tra thanh cái dự phòng khi ouốn đa thanh cái
đang làm việc ra để bảo dỡng và sửa chữa. Do đó các máy biến
dòng và rơ le của bảo vệ này đợc tính chọn nh phần bảo vệ dòng
điện cực đại cho máy biến áp.
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh đồ án tốt ngiệp
Trờng đại học kỹ thuật Công Nghiệp
Năng Lợng Điện
Bộ môn:
Ngoài ra còn có bảo vệ chống chạm vỏ máy biến áp, bảo vệ
này chỉ tác động khi bảo vệ chính cho máy biến áp không tác
động.
Vậy ta có sơ đồ bảo vệ cho máy nối phía 110 KV nh hình vẽ:
+
P
+
PY1
PT1
PT2
PT3
+
-
PY2
PB
BI
MCN
Trong đó các máy biến dòng và các rơ le của bảo vệ đợc tính
chọn và kiểm tra nh ở phần thiết kế bảo vệ dòng điện cực đại
cho máy biến áp.
+ cho máy cắt nối phía 22 PY
IV). Thiết kế bảo vệ
KV.
1
Để bảo vệ cho máyPTcắt
nối phía
PT
PT 22 KV ta chỉ cần đặt bảo
1
2
3
vệ dòng điện cực đại. Ta có sơ đồ bảo vệ +
nh sau:PY
2
PB
BI
+
P
Sinh viên: Hách Văn Cờng
Thuyết minh
đồ án tốt ngiệp
-
MCN
-
