TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP Giảng viên hướng dẫn : TS VŨ THỊ THU NGA Sinh viên thực hiện: NGUYỄN MINH CÔNG Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN Chuyên ngành : HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp : Đ5H4 Khoá : 2010-2015 Hà Nội, tháng năm 2015 GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Cơng LỜI NĨI ĐẦU Trạm biến áp mắt xích quan trọng hệ thống điện, đầu mối liên kết hệ thống điện với nhau, liên kết đường dây truyền tải đường dây phân phối điện tới phụ tải Các thiết bị lắp đặt trạm biến áp đắt tiền, so với đường dây tải điện xác suất xảy cố trạm biến áp thấp hơn, nhiên cố trạm gây nên hậu nghiêm trọng không loại trừ cách nhanh chóng xác Ngồi nhừng cố thường xảy hệ thống điện tải, ngắn mạch, đứt dây, trạm biến áp có dạng cố khác xảy với máy biến áp như: Rò dầu, bão hòa mạch từ,… Nguyên nhân gây hư hỏng cố phần tử trạm, hệ thống điện đa dạng, thiên tai, bão lụt, hao mòn cách điện, tai nạn ngẫu nhiên, thao tác nhầm… Sự cố bất thường xảy bất ngờ vào lúc u cầu hệ thống bảo vệ phải làm việc xác, loại trừ phần tử cố vàng nhanh tốt Để nghiên cứu, thiết kế hệ thống bảo vệ rơle cho phần tử hệ thống điện cần phải có hiểu biết hư hỏng, tượng khơng bình thường xảy hệ thống điện, phương pháp thiết bị bảo vệ Nội dung đồ án tốt nghiệp em là: Thiết kế bảo vệ Rơle cho trạm biến áp 110/35/22kV Đồ án gôm chương sau: Chương 1: Mô tả đối tượng bảo vệ, thơng số Chương 2: Tính tốn ngắn mạch phục vụ bảo vệ role Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ Chương 4: Giới thiệu tính thông số loại rơle định sử dụng Chương 5: Tính tốn thơng số bảo vệ, kiểm tra làm việc bảo vệ GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy cô giáo khoa hệ thống điện trường Đại học Điện Lực, đặc biệt hướng dẫn tận tình giáo TS Vũ Thị Thu Nga giúp đỡ em hoàn thành đồ án Do kiến thức thân hạn chế nên làm em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vậy em kính mong nhận bảo thầy để làm em hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày….tháng….năm… Sinh viên Nguyễn Minh Công GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công MỤC LỤC CHƯƠNG MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG – THÔNG SỐ CHÍNH 1.1 MƠ TẢ ĐỐI TƯỢNG 1.2 THƠNG SỐ CHÍNH 1.2.1 Hệ thống điện HTĐ1, HTĐ2 : có trung tính nối đất .2 1.2.2 Đường dây D1, D2 1.2.3 Máy biến áp CHƯƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE .4 2.1 Mục đích tính ngắn mạch 2.2 Nguyên nhân hậu ngắn mạch 2.2.1 Nguyên nhân ngắn mạch .4 2.2.2 Hậu ngắn mạch 2.3 CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN 2.4 CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN VÀ TÍNH TỐN THƠNG SỐ CÁC PHẦN TỬ .6 2.5 SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH 2.5.1 Sơ đồ thay thứ tự thuận (Thứ tự nghịch E=0) 2.5.2 Sơ đồ thay thứ tự không 2.6 CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.6.1 Sơ đồ 1: SNmax, máy biến áp làm việc 2.6.2 Sơ đồ 2: SNmax, máy biến áp làm việc song song .17 2.6.3 Sơ đồ 3: SNmin, máy biến áp làm việc 26 2.6.4 Sơ đồ 4: SNmin, máy biến áp làm việc song song 34 2.7 CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP………………………………………………………………………….……44 2.7.1 Chọn máy cắt điện 44 2.7.2 Chọn máy biến dòng điện 46 2.7.3 Chọn máy biến điện áp 47 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 48 3.1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY BIẾN ÁP .48 3.2 CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP 49 GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 3.2.1 Những yêu cầu thiết bị bảo vệ hệ thống điện 49 3.2.2 Bảo vệ cho máy biến áp B1 B2 50 3.2.3 Bảo vệ dự phòng 53 3.3 SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 57 CHƯƠNG GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THƠNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG……………………………………………………………………… 58 4.1 HỢP BỘ BẢO VỆ SO LỆCH 7UT613 58 4.1.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7UT613 58 4.1.2 Nguyên lý hoạt động chung rơ le 7UT613 60 4.1.3 Một số thông số kỹ thuật rơle 7UT613 62 4.1.4 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT613 64 4.1.5 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp rơle 7UT613 65 4.1.6 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 7UT613 70 4.1.7 Chức bảo vệ dòng rơle 7UT613 .73 4.1.8 Chức bảo vệ chống tải 73 4.2 HỢP BỘ BẢO VỆ QUÁ DÒNG 7SJ621 74 4.2.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7SJ621 74 4.2.2 Nguyên lí hoạt động chung rơle 7SJ621 75 4.2.3 Các chức bảo vệ rơle 7SJ621 77 4.2.4 Một số thông số kĩ thuật rơle 7SJ621 80 CHƯƠNG CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠLE……………………………………………………………………………83 5.1 TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ BẢO VỆ 83 5.1.1 Các số liệu cần thiết cho việc tính toán bảo vệ rơle 83 5.1.2 Tính tốn thơng số bảo vệ .83 5.2 KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 88 5.2.1 Bảo vệ so lệch dịng điện có hãm 88 5.2.2 Bảo vệ so lệch dịng điện thứ tự khơng 95 5.2.3 Bảo vệ q dịng có thời gian 96 5.2.4 Bảo vệ dòng thứ tự khơng có thời gian 98 5.3 Kết luận 100 GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công DANH MỤC BẢNG Bảng 2.6.1 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua BI , trường hợp máy biến áp làm việc chế độ SNmax 16 Bảng 2.6.2 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua BI, trường hợp máy biến áp làm việc song song chế độ SNmax 25 Bảng 2.6.3 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua BI , trường hợp máy biến áp làm việc chế độ SNmin 33 Bảng 2.6.4 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua BI , trường hợp máy biến áp làm việc chế độ SNmin 42 Bảng 2.6.5 Bảng tổng kết dòng ngắn mạch cực đại cực tiểu dạng tương đối qua BI theo cấp điện áp điểm ngắn mạch là: 43 Bảng 2.6.6 Bảng tổng kết dòng ngắn mạch cực đại cực tiểu dạng có tên qua BI theo cấp điện áp điểm ngắn mạch là: 43 Bảng 2.6.7 dòng ngắn mạch cực đại dòng ngắn mạch cực tiểu qua BI 43 Bảng 2.7.1: bảng chọn máy cắt 46 Bảng 2.7.2 Bảng chọn máy biến dòng điện 46 Bảng 2.7.3: Bảng chọn máy biến điện áp 47 Bảng 3.1 Những loại hư hỏng thường gặp loại bảo vệ cần đặt 49 Bảng 4.1 Chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT613 65 Bảng 4.2 Thông số kĩ thuật rơle 7SJ621 82 Bảng 5.1 Thông số máy biến áp 110/35/22 83 Bảng 5.2 Kết qủa kiểm tra hệ số an toàn hãm bảo vệ 91 Bảng 5.3 Kết kiểm tra hệ số độ nhạy bảo vệ 95 GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công DANH MỤC HÌNH Hình 1-1 Sơ đồ ngun lý vị trí đặt máy biến dịng dùng cho bảo vệ trạm biến áp Hình 3-1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm sử dụng rơle điện .50 Hình 3-2 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế máy biến áp ba cuộn dây .51 Hình 3-3 Vị trí đặt rơle khí máy biến áp 53 Hình 3-4 bảo vệ cảnh báo chạm đất 56 Hình 3-5 Sơ đồ phương thức bảo vệ 57 Hình 4-1 Cấu trúc phần cứng bảo vệ so lệch 7UT613 62 Hình 4.2 Ngun lý bảo vệ so lệch dịng điện rơle 7UT613 65 Hình 4-3 Đặc tính tác động rơle 7UT613 67 Hình 4-4 Nguyên tắc hãm chức bảo vệ so lệch 7UT613 .69 Hình 4-5 Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế 7UT613 71 Hình 4-6 Đặc tính tác động bảo vệ chống chạm đất hạn chế 72 Hình 4-7 Cấu trúc phần cứng rơle 7SJ621 76 Hình 4-8 Đặc tính thời gian tác động 7SJ621 78 KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT HTĐ MBA TTT TTN TTK GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga Hệ thống điện Máy biến áp Thứ tự thuận Thứ tự nghịch Thứ tự khơng SVTH: Nguyễn Minh Cơng CHƯƠNG MƠ TẢ ĐỐI TƯỢNG – THƠNG SỐ CHÍNH 1.1 MƠ TẢ ĐỐI TƯỢNG Trạm biến áp bảo vệ hai máy biến áp ba cuộn dây B1 B2 mắc song song với Hai máy biến áp cung cấp từ hai nguồn HTĐ1 HTĐ2 HTĐ1 cung cấp điện cho góp 110 kV trạm biến áp qua đường dây D1, HTĐ2 cung cấp cho góp 110 kV trạm biến áp qua đường dây D2 Phía trung hạ áp trạm có điện áp 35 kV 22 kV để đưa đến phụ tải D1 BI4 BI5 N3' MC3 MC1 HTĐ1 BI1 BI3 N1' B1 N3 N1 BI4 D2 BI5 BI3 HTĐ2 BI1 110kV B2 N2' BI2 MC2 35kV N2 Hình 1-1 Sơ đồ ngun lý vị trí đặt máy biến dòng dùng cho bảo vệ trạm biến áp GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 22kV 87 Ikđ51=k.IdđB k: Hệ số chỉnh định ,thường chọn k=1,5÷1,6,lấy k=1,6 IdđB: Dịng danh định máy biến áp + Phía 110kV Ikđ51(110)=1,6.316,3=506,08 A + Phía 35 kV Ikđ51(35)=1,6.969,9=1551,84A + Phía 22 kV Ikđ51(22)=1,6.1515,5=2424,8 A - Thời gian làm việc bảo vệ q dịng có thời gian : chọn đặc tính độc lập + Phía 22kV t22=max{tD22} +t Trong : max{tD22} =0,5÷1,5s Chọn max{tD22} =1,5s t=0,3s => t22=1,5+0,3=1,8s + Phía 35kV t35=max{tD35} +t Trong : max{tD35} =0,7÷2s Chọn max{tD35} =2s t=0,3s => t35=2+0,3=2,3s + Phía 110kV t110=max{t22,t35} +t =max{1,8;2,3}+t = 2,3+0,3=2,6s 5) Bảo vệ dòng thứ tự khơng có thời gian (I0>/51N) - Dịng khởi động bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian : I0kđ51N=k0.IdđBI k0: Hệ số chỉnh định ,thường chọn k0=0,2÷0,3,lấy k=0,3 IdđBI: Dịng danh định máy biến dịng GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 88 + Phía 110kV I0kđ51N(110)=0,3.400=120 A + Phía 22 kV I0kđ51N(22)=0,3.1500=450 A - Thời gian làm việc bảo vệ dịng thứ tự khơng có thời gian : chọn đặc tính độc lập + Phía 22kV t22=max{tD22} +t Trong : max{tD22} =0,5÷1,5s Chọn max{tD22} =1,5s t=0,3s =>t22=1,5+0,3=1,8s + Phía 110kV t110=max{t22} +t =1,8+0,3=2,1s 5.2 KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 5.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm 1) Kiểm tra hệ số an tồn hãm ngắn mạch vùng bảo vệ (N2,N3) Để kiểm tra hệ số an toàn hãm ngắn mạch vùng bảo vệ, ta kiểm tra hệ thống có cơng suất ngắn mạch cực đại, xét với dịng điện lớn qua bảo vệ ngắn mạch N2, N3 (vì nguồn cung cấp từ phía nên khơng cần xét N1) Trên lý thuyết ngắn mạch vùng bảo vệ dịng so lệch khơng Tuy nhiên, thực tế bảo vệ đo dòng so lệch theo biểu thức: Isl = Ikcb = (Kđn.Kkck.fi+Uđ/c).INng.max Trong đó: Kđn - Hệ số đồng máy biến dòng, Kđn= 1; Kkck - Hệ số kể đến ảnh hưởng thành phần khơng chu kỳ dịng ngắn mạch trình độ, Kkck = 1; fi - Sai số tương đối cho phép BI, fi = 1; Uđ/c-Phạm vi điều chỉnh điện áp đầu phân áp, Uđ/c = 0,12; GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Cơng 89 INngmax- Dịng điện ngắn mạch cực đại vùng bảo vệ Suy : Isl = (1.1.0,1+0,12) INngmax = 0,22.INngmax Dòng hãm xác định theo biểu thức: IH = 2.INngmax Hệ số an toàn hãm bảo vệ so lệch xác định theo biểu thức: KatH = I H I Hng Trong đó: IHng - Trị số ngưỡng dòng so lệch ứng với INngmax(-0) I Hng  I SL cắt đường đặc tính đoạn b tan 1 I Hng  I SL  2,5 cắt đường đặc tính đoạn c tan  a) Khi ngắn mạch điểm N2 Do phía 35kV có trung tính cách điện nên dịng cố lớn ứng với dòng điện ngắn mạch pha điểm N2 (chế độ max) Dựa vào bảng 2.5.5: INngmax=5,6306 (Trang 43) ISL=0,22.INngmax=0,22.IN2max=0,22.5,6306=1,2387 IH=2.INngmax=2.IN2max=2.5,6306=11,2612 - Vì ISL> = 0,3 < ISL = 1,2387 < ISL2 = 1,25 nên giao điểm đường thẳng ISL=1,2387 với đường đặc tính tác động nằm đoạn b (hình 5.2) tg1  - I I 1, 2387 SL  I  SL   4,9548 Hng tg1 I 0, 25 Hng Hệ số an toàn hãm: k atH  I H  11, 2612  2, 2728 I 4,9548 Hng b) Khi ngắn mạch điểm N3 Dựa vào tính tốn ngắn mạch chương dịng ngắn mạch ngồi lớn 22kV trường hợp: chế độ SNmax, máy biến áp làm việc - Ngắn mạch pha: GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 90 IBI3 = 3,5702 (Trang 14) - Ngắn mạch pha chạm đất loại dòng thứ tự không: (Trang 15)   3 3 IBI3(-0)=    j  2,8161     j  (0,7544)  3, 2594 2 2     - Ngắn mạch pha loại dịng thứ tự khơng: IBI3 = I1∑ + I2∑ = 1,509 + 1,509 =3,018 (Trang 15) Vậy dòng ngắn mạch lớn ngắn mạch N3 dòng ngắn mạch pha trường hợp chế độ SNmax, máy biến áp làm việc.: INngmax = 3,5702 ISL=0,22.INngmax=0,22.IN3max=0,22.3,5702=0,7854 IH=2.INngmax=2.IN3max=2.3,5702=7,1404 - Vì ISL> = 0,3 < ISL = 0,7854 < ISL2 = 1,25 nên giao điểm đường thẳng ISL=0,7854 với đường đặc tính tác động nằm đoạn b (hình 5-2) tg1  I I 0,7854 SL  I  SL   3,1416 Hng tg1 I 0, 25 Hng - Hệ số an toàn hãm: k atH  GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga I H  7,1404  2, 2728 I 3,1416 Hng SVTH: Nguyễn Minh Cơng 91 ISL* Đặc tính cố ISL>>=9,0909 d Miền tác động Miền hãm c Miền hãm bổ sung ISL2=1,25 ISL>=0,3 a N2 (1,2378;11,2612) (0,7854;7,1404) N3 b IH=1,2 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IH=5 19 20 IH3=20,6818 Hình 5-2 Đặc tính an tồn hãm ngắn mạch vùng bảo vệ Bảng 5.2 Kết qủa kiểm tra hệ số an toàn hãm bảo vệ Điểm ngắn mạch N2 N3 ISL 1,2387 0,7854 IH 11,2612 7,1404 IHng 4,9548 3,1416 katH 2,2728 2,2728 Thông số 2) Kiểm tra hệ số độ nhạy ngắn mạch vùng bảo vệ (N'1,N'2,N'3) - Khi ngắn mạch vùng bảo vệ so lệch, trạm cấp điện từ phía 110kV, ISL trường hợp dòng qua cuộn dây phía 110kV Dịng hãm trường hợp ln tổng trị số dịng điện phía máy biến áp qui đổi phía 110kV GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 92 - Để kiểm tra độ nhạy bảo vệ ta xét dòng ngắn mạch nhỏ xảy ngắn mạch vùng bảo vệ (các điểm N'1,N'2,N'3) chế độ công suất ngắn mạch cực tiểu, máy biến áp làm việc Để tránh tác động nhầm lẫn cố ngắn mạch chạm đất vùng bảo vệ, dòng ngắn mạch đem so sánh cần loại bỏ thành phần thứ tự không máy biến áp có trung điểm nối đất trực tiếp - Đối với hợp bảo vệ so lệch Siemens chế tạo : ISL=IH=INmin(-0) - Hệ số độ nhạy xác định theo công thức : I kn= N min(0) I SLng INmin(-0): Dòng cực tiểu ngắn mạch vùng bảo vệ (đã loại trừ thành phần thứ tự khơng ) ISLng:Trị số ngưỡng dịng so lệch ứng với INmin(-0) a) Khi ngắn mạch điểm N'1 Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dịng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N'1 (SNmin,1 máy biến áp) - Dạng ngắn mạch N(2): IBI1=5,6162 - Dạng ngắn mạch N(1,1):   IBI1(-0)=    j  3 3  4,8309     j  (1,6556)  5,8375  2   - Dạng ngắn mạch N(1): IBI(-0)=2.2,572=5,144 Từ kết ta :ISL=INmin(-0)=5,144 Giao điểm đường thẳng ISL=5,144 với đường đặc tính tác động nằm đoạn c (hình 5.3) GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 93 I SLng I  tg ( I  2,5)  0,5(5,144  2,5)  1,322 SLng SL I  2,5 SL Hệ số độ nhạy : tg  I kn= N min(0) 5,144   3,897 > 1,5 I 1,322 SLng b) Khi ngắn mạch điểm N'2 Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N'2 (SNmin, máy biến áp) Dạng ngắn mạch N(2): IBI1=3,2472 Từ kết ta :ISL=INmin(-0)=3,2472 Giao điểm đường thẳng ISL=3,2472 với đường đặc tính tác động nằm đoạn b (hình 5.3) tg1  I SLng I  tg1.I  0, 25.3, 2472  0,8118 SLng SL I SL Hệ số độ nhạy : I kn= N min(0) 3, 2472   > 1,5 I 0,8118 SLng c) Khi ngắn mạch điểm N'3 Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dòng ngắn mạch cực tiểu ngắn mạch N'3 (SNmin, máy biến áp) - Dạng ngắn mạch N(2): IBI1=2,3457 - Dạng ngắn mạch N(1,1):   3 3 IBI1(-0)=    j  2, 2252     j  (0,3971)  2, 448     - Dạng ngắn mạch N(1): GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 94 IBI1(-0)=2.1,1892=2,3784 Từ kết ta :ISL=INmin(-0)=2,3457 Giao điểm đường thẳng ISL=2,3457 với đường đặc tính tác động nằm đoạn b(hình 5-3) tg1  I SLng I  tg1.I  0, 25.2,3457  0,5864 SLng SL I SL Hệ số độ nhạy : I kn= N min(0) 2,3457  4 I 0,5864 SLng ISL* Đặc tính cố ISL>>=9,0909 d Miền tác động N’1(5,144;5,144) Miền hãm c N’2 (3,2472;3,2472) N’3 (2,3457;2,3457) Miền hãm bổ sung ISL2=1,25 ISL>=0,3 a b IH1=1,2 10 11 12 13 14 15 16 17 IH2=5 18 19 20 IH3=20,6818 Hình5-3 Đặc tính độ nhạy ngắn mạch vùng bảo vệ GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 95 Bảng 5.3 Kết kiểm tra hệ số độ nhạy bảo vệ Điểm ngắn mạch N'1 N'2 N'3 ISL 5,144 3,2472 2,3457 IH 5,144 3,2472 2,3457 ISLng 1,322 0,8118 0,5864 kn 3,897 4 Thông số 5.2.2 Bảo vệ so lệch dịng điện thứ tự khơng Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: kn87N= 3I I N kd 87 N I0Nmin:Dịng điện thứ tự khơng cực tiểu điểm ngắn mạch(N'1,N'3) Ikđ87N: Dòng khởi động bảo vệ a) Khi ngắn mạch điểm N'1: Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dịng ngắn mạch thứ tự khơng cực tiểu ngắn mạch N'1, trường hợp SNmin, máy biến áp làm việc - Dạng ngắn mạch N(1,1): I0Nmin= I 0(1,1)  =3,1753 (Trang 27) - Dạng ngắn mạch N(1): I0Nmin= I 0(1) =2,572 (Trang 28) Từ kết ta I0N'1min=min{3,1753;2,572}=2,572 b) Khi ngắn mạch điểm N'3 GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Cơng 96 Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dịng ngắn mạch thứ tự khơng cực tiểu ngắn mạch N'3 trường hợp SNmin, máy biến áp làm việc Dạng ngắn mạch N(1,1): I0Nmin= I 0(1,1)  =1,8281 (Trang 31) Dạng ngắn mạch N(1): I0Nmin= I 0(1) =1,1892 (Trang 32) Từ kết ta I0N'3min= min{1,8281;1,1892}=1,1892 Từ kết tính ngắn mạch điểm N'1,N'3 ta được: I0Nmin=min{2,572;1,1892}=1,1892 Theo mục phần 5.1.2 ta có Ikđ87N=120 A =0,12 kA Trong hệ đơn vị tương đối bản: I 0,12 Ikđ87N*= kd 87 N   0,3794 I 0,3163 cb1 Hệ số độ nhạy : kn87N= 3I N  3.1,1892  9, 4033  1,5 I 0,3794 kd 87 N * 5.2.3 Bảo vệ dòng có thời gian Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau : I kn51= N min(cuoivung ) I kd 51 INmin(cuối vùng): Dòng ngắn ngạch cực tiểu qua bảo vệ có ngắn mạch cuối vùng bảo vệ Ikđ51:Dịng khởi động bảo vệ a) Phía 110 kV INmin(cuối vùng)=min {IN2min;IN3min} GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Cơng 97 Từ kết tính ngắn mạch bảng 2.6.7 (trang 43) ta có: INmin(cuối vùng)= IN3min = 0,5233 kA (N(2), N3, SNmin) Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: I kn51(110)= N min(cuoivung ) 0,5233.103   1,034  1, I 506,08 kd 51(110) Trong trường hợp bảo vệ không nhạy, để tăng độ nhạy sử dụng bảo vệ thành phần thứ tự nghịch: Dòng điện khởi động chọn theo điều kiện: I2kđ1 = 0,3.IdđB = 0,3 0,3163.10  94,89 A Độ nhạy bảo vệ: K2n1 = I m in I kd Trong đó: I2BI1min- Dịng thứ tự nghịch nhỏ qua BI1 Vì INmin(cuối vùng)= 0,5233 kA dịng ngắn mạch pha nên ta có dịng ngắn mạch thứ tự nghịch qua bảo vệ nên ta có: I2min = I N 3min 0,5223   0,3016 kA 3 Độ nhạy bảo vệ: K2n1 = I m in 0,3016.103   3,178  1, I kd 94,89 b) Phía 35 kV INmin(cuối vùng)=min {IN2min} Từ kết tính ngắn mạch bảng 2.6.7 (trang 43) ta có: INmin(cuối vùng) =1,9952 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: I kn51(35)= GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga N min(cuoivung ) 1,9952.103   1, 2857  1, I 1454,85 kd 51(35) SVTH: Nguyễn Minh Cơng 98 c) Phía 22 kV INmin(cuối vùng)=min {IN3min} Từ kết tính ngắn mạch bảng 2.6.7 (trang 43) ta có: (N(2), N3, SNmin) INmin(cuối vùng) = 2,5075 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: I kn51(22)= N min(cuoivung ) 2,5075.103   1,034  1, I 2424,8 kd 51(22) Trong trường hợp bảo vệ không nhạy, để tăng độ nhạy sử dụng bảo vệ thành phần thứ tự nghịch: Dòng điện khởi động chọn theo điều kiện: I2kđ1 = 0,3.IdđB = 0,3 1,5155.10  454,65 A Độ nhạy bảo vệ: I m in I kd K2n1 = Trong đó: I2BI1min- Dịng thứ tự nghịch nhỏ qua BI3 Vì INmin(cuối vùng)= 0,5233 kA dịng ngắn mạch pha nên ta có dịng ngắn mạch thứ tự nghịch qua bảo vệ nên ta có: I N 3min 2,5075   1, 4478 kA 3 I2min = Độ nhạy bảo vệ: I m in 1, 4478.103   3,184  1, I kd 454,65 K2n1 = 5.2.4 Bảo vệ dịng thứ tự khơng có thời gian kn51N= 3I I kd 51N I0min :Dịng điện thứ tự khơng cực tiểu qua bảo vệ có ngắn mạch cuối vùng bảo vệ Ikđ51N: Dòng khởi động bảo vệ GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 99 a) Phía 110 kV (1) I0min=minBI1{ I 0(1,1) N 1'( BI 1) ; I N 1'( BI 1) }= minBI1{ 0,9048;0,7329 } ( Trang 27-28) Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dịng thứ tự khơng cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(1) điểm N'1 chế độ SNmin, máy biến áp làm việc I0min(BI1)= I 0H =0,7329 Trong hệ đơn vị có tên : I0Nmin=0,7329.0,3163=0,2318 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: 3I kn51N(110)= I N kd 51N (110) 3.0, 2378.103   5,945  1,5 120 b) Phía 22 kV (1) I0min=minBI3{ I 0(1,1) N 3'( BI 3) ; I N 3'( BI 3) } Từ kết tính ngắn mạch chương 2, dịng thứ tự khơng cực tiểu qua bảo vệ ngắn mạch N(1) vàN(1,1) điểm N3 chế độ SNmin, hai máy biến áp làm việc I (1,1) 2,7449 (1,1) (1,1) :I  0  N 3( BI 3) 2 (1) I 1,74 (1) (1) N :I  0  N 3( BI 3) 2 N I0min= min{ ( Trang 40-41) 2,7449 1,74 ; } =0,87 2 Trong hệ đơn vị có tên : I0Nmin=0,87.1,5155=1,3185 kA Hệ số độ nhạy bảo vệ xác định sau: N  3.1,3185.10  8,79  1,5 I 450 kd 51N (22) 3I kn51N(22)= GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công 100 5.3 Kết luận Từ kết tính tốn, kết kiểm tra ta thấy hai bảo vệ 7UT613 7SJ621 đảm bảo yêu cầu thiết bị bảo vệ, thể điểm: - Phương thức bảo vệ chọn đảm bảo đầy đủ chức bảo vệ chính, bảo vệ dự phịng, bảo vệ chống chạm đất bảo vệ tải cho máy biến áp - Các bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc Bảo vệ so lệch tác động có ngắn mạch xảy vùng bảo vệ, khơng tác động có ngắn mạch ngồi vùng - Độ nhạy bảo vệ đảm bảo yêu cầu Riêng bảo vệ q dịng có thời gian phía 110kV 22kV phải dùng thêm bảo vệ thành phần thứ tự nghịch để đảm bảo độ nhạy - Các bảo vệ đảm bảo độ tin cậy tác động có cố có ngắn mạch vùng bảo vệ độ tin cậy không tác động ngắn mạch xảy vùng Thời gian tác động ngắn, đảm bảo loại trừ nhanh cố GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công I.2.1 TÀI LIỆU THAM KHẢO Th.S - Nguyễn Văn Đạt - Bảo Vệ Rơle Trong Hệ Thống Điện - Hà Nội PGS - TS Phạm Văn Hòa - Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện - NXB KHKT GS.VS Trần Đình Long - Bảo vệ Hệ thống điện – NXB KHKT Nguyễn Hồng Thái, Vũ Văn Tẩm - Rơle số_lý thuyết ứng dụng – NXBGD Hoàng Hữu Thận - Tính ngắn mạch chỉnh định bảo vệ Rơle trang bị tự động hệ thống điện – NXB KHKT Hà Nội Ngô Hồng Quang - Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV NXBKHKT Hà Nội Siemens - SIPROTEC Differential Protection 7UT613 Siemens - Numerical Distance Protection Relay SIPROTEC 7SA513 V3 GVHD: TS.Vũ Thị Thu Nga SVTH: Nguyễn Minh Công ... 2.5 SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH 2.5.1 Sơ đồ thay thứ tự thuận (Thứ tự nghịch E=0) 2.5.2 Sơ đồ thay thứ tự không 2.6 CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 2.6.1 Sơ đồ 1: SNmax,... 2.5 SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH 2.5.1 Sơ đồ thay thứ tự thuận (Thứ tự nghịch E=0) 2.5.2 Sơ đồ thay thứ tự không 2.6 CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH Sơ đồ 1: SNmax máy biến áp làm việc Sơ đồ 2:... xảy hệ thống điện, phương pháp thiết bị bảo vệ Nội dung đồ án tốt nghiệp em là: Thiết kế bảo vệ Rơle cho trạm biến áp 110/35/22kV Đồ án gôm chương sau: Chương 1: Mô tả đối tượng bảo vệ, thơng số