Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điện hồ xuân anh

Ngoài những loại sự cố thường xảy ra trong hệ thống điện như quá tải, ngắn mạch, đứt dây, trạm biến áp còn có các dạng sự cố khác xảy ra với máy biến áp như: Rò dầu, bão hòa mạch từ….. N

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 đường dây truyền tải và đường dây phân phối điện năng tới các phụ tải

Các thiết bị lắp đặt trong trạm biến áp đắt tiền, so với đường 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 được loại trừ một cách nhanh chóng và chính xác

Ngoài những loại sự cố thường xảy ra trong hệ thống điện như quá tải, ngắn mạch, đứt dây, trạm biến áp còn có các dạng sự cố khác xảy ra với máy biến áp như:

Rò dầu, bão hòa mạch từ…

Nguyên nhân gây ra hư hỏng, sự cố đối với các phần tử trong trạm, cũng như trong hệ thống điện rất đa dạng, do thiên tai, bão lụt, hao mòn cách điện, tai nạn ngẫu nhiên, do thao tác nhầm…

Sự cố thường 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 hư hỏng, hiện tượng không bình thường xảy ra trong hệ thống điện, cũng như các phương pháp và thiết bị bảo vệ

Nội dung cuốn đồ án tốt nghiệp của em là: Thiết kế bảo vệ Rơle cho trạm biến

áp 220/110/35kV Đồ án gồm 2 phần như sau:

Phần I: Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp gồm 6 chương:

Chương 1: Mô tả đối tượng bảo vệ, các thông số chính

Chương 2: Tính toán ngắn mạch

Chương 3: Chọn thiết bị điện

Chương 4: Lựa chọn phương thức bảo vệ

Chương 5: Giới thiệu tính năng và thông số của các rơle được sử dụng Chương 6: Tính toán thông số của các bảo vệ, kiểm tra sự làm việc của

bảo vệ Phần II: Tìm hiểu rơle hợp bộ bảo vệ khoảng cách 7SA513 V3 gồm có 1 chương:

Chương 7: Tìm hiểu rơle hợp bộ bảo vệ khoảng cách 7SA513 V3

Ngoài ra còn có các bản vẽ thuyết minh các tính toán và lựa chọn trong đồ án

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa Hệ thống

điện trường Đại học Điện Lực, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của cô giáo ThS

Nguyễn Thị Thanh Loan đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Vậy em kính mong sẽ nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô để bài làm của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 06 tháng 01 năm 2014

Sinh viên

Hồ Xuân Anh

NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn)

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

(Của giảng viên phản biện)

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

……… ………

PHẦN I 1

THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠ LE CHO TRẠM BIẾN ÁP 1

CHƯƠNG I 2

MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ, CÁC THÔNG SỐ CHÍNH 2

1.1 MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ 2

1.2 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỐI TƯỢNG 2

1.2.1 Hệ thống điện HTĐ 2

1.2.2 Đường dây D 2

1.2.3 Máy biến áp 3

CHƯƠNG II 4

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 4

2.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA VIỆC TÍNH NGẮN MẠCH 4

2.2 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NGẮN MẠCH 4

2.2.1 Nguyên nhân của ngắn mạch 4

2.2.2 Hậu quả của ngắn mạch 4

2.3 CÁC GIẢ THIẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH NGẮN MẠCH 5

2.3.1 Những giả thiết cơ bản để tính toán ngắn mạch 5

2.3.2 Trình tự tiến hành tính toán ngắn mạch 5

2.4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 5

2.4.1 Các đại lượng cơ bản sử dụng trong tính toán ngắn mạch 6

2.4.2.Vị trí đặt bảo vệ và các điểm ngắn mạch 7

2.5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Ở CHẾ ĐỘ CÔNG SUẤT NGẮN MẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN CỰC ĐẠI 7

2.5.1.Trường hợp một máy biến áp làm việc độc lập 8

2.5.2.Trường hợp hai máy biến áp làm việc song song 18

2.6 TÍNH TOÁN Ở CHẾ ĐỘ CÔNG SUẤT NGẮN MẠCH HỆ THỐNG CỰC TIỂU 30

2.6.1 Trường hợp một máy biến áp làm việc độc lập 30

2.6.2 Trường hợp hai máy biến áp làm việc song song 41

2.7 TỔNG KẾT TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 53

CHƯƠNG III 54

CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 54

3.1.1 Máy cắt điện 54

3.1.2 Máy biến điện áp 55

3.1.3 Máy biến dòng điện 56

CHƯƠNG IV 57

LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 57

4.1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ 57

4.1.1 Sự cố bên trong MBA 57

4.1.2 Sự cố bên ngoài ảnh hưởng đến tình trạng làm việc của MBA 57

4.1.3 Chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp 58

4.2 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ 58

4.2.1.Các yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ 58

4.2.2 Lựa chọn phương thức bảo vệ cho MBA 59

4.3 CÁC LOẠI BẢO VỆ CẦN ĐẶT CHO MBA TỰ NGẪU 60

4.3.1 Bảo vệ rơ le khí máy biến áp (Buchholz) 60

4.3.2 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm ( bảo vệ chính) 61

4.3.3 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không 63

4.3.4 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh 64

4.3.5 Bảo vệ quá dòng điện có thời gian 64

4.3.6 Bảo vệ chống chạm đất 64

4.3.7 Bảo vệ quá tải 65

4.3.8 Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 66

4.4 SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO TRẠM BIẾN ÁP 66

CHƯƠNG V 68

GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG, THÔNG SỐ CỦA CÁC RƠLE ĐƯỢC SỬ DỤNG 68 5.1 RƠLE BẢO VỆ SO LỆCH 7UT613 68

5.1.1 Giới thiệu tổng quan về rơle 7UT613 68

5.1.2 Nguyên lý hoạt động chung của rơle 7UT613 70

5.1.3 Một số thông số kỹ thuật của rơle 7UT613 72

5.1.4 Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho rơle 7UT613 74

5.1.5 Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp của rơle 7UT613 75

của 7UT613 78

5.1.7 Chức năng bảo vệ quá dòng của rơle 7UT613 81

5.1.8 Chức năng bảo vệ chống quá tải 81

5.2 RƠLE HỢP BỘ BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY 7SJ612 82

5.2.1 Giới thiệu tổng quan về rơle 7SJ612 82

5.2.2 Nguyên lí hoạt động chung của rơle 7SJ612 83

5.2.3 Một số thông số kĩ thuật của rơle 7SJ612 88

5.2.4 Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho rơle 7SJ612 89

CHƯƠNG VI 91

TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CỦA CÁC BẢO VỆ VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 91

6.1 CÁC THÔNG SỐ CẦN THIẾT PHỤC VỤ TÍNH TOÁN BẢO VỆ 91

6.2 NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7UT613 91

6.2.1 Khai báo thông số máy biến áp 91

6.2.2 Chức năng bảo vệ so lệch có hãm 93

6.2.3 Bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF  /87N) 95I0 6.3 NHỮNG CHỨC NĂNG BẢO VỆ DÙNG RƠLE 7SJ612 96

6.3.1 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (I>>/50) 96

6.3.2 Bảo vệ quá dòng có thời gian ( I>/ 51) 97

6.3.3 Bảo vệ quá dòng thứ tự không (I0 >/ 51N ) 98

6.4 KIỂM TRA SỰ LÀM CỦA BẢO VỆ 100

6.4.1 Bảo vệ so lệch có hãm 100

6.4.2 Bảo vệ quá dòng có thời gian (51) 103

6.4.3 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian (51N) 104

6.4.4 Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không (87N) 105

6.4.5 Kết luận 106

PHẦN II 107

TÌM HIỂU VỀ RƠLE HỢP BỘ BẢO VÊ KHOẢNG CÁCH 7SA513 V3 107

CHƯƠNG VII 108

RƠLE HỢP BỘ BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 7SA513 V3 108

7.1 CÔNG DỤNG CỦA RƠ LE 108

7.2 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA RƠ LE 109

7.2.2 Các chức năng chính của rơle 7SA513 V3 111

7.2.3 Nguyên lý hoạt động của rơle 7SA513 V3 114

7.2.4 Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho rơle 7SA513 V3 116

TÀI LIỆU THAM KHẢO 117

Bảng 2.1 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua các bảo vệ 17

(SNmax, 1MBA làm việc độc lập) 17

Bảng 2.2 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch đi qua các bảo vệ 29

(SNmax , 2MBA làm việc song song) 29

Bảng 2.3 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch đi qua các bảo vệ 40

(SNmin , 1MBA làm việc độc lập) 40

Bảng 2.4 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch đi qua các bảo vệ 52

(SNmin, 2 MBA làm việc song song) 52

Bảng 2.5 Dòng lớn nhất qua các bảo vệ 53

Bảng 2.6 Dòng nhỏ nhất qua các bảo vệ 53

Bảng 3.1 Thông số tính toán lựa chọn thiết bị 54

Bảng 3.2 Thông số máy cắt 55

Bảng 3.3 Thông số máy biến áp 55

Bảng 3.4 Thông số máy biến dòng 56

Bảng 5.1 Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho rơle 7UT613 74

Bảng 5.2 Các thông số và chức năng bảo vệ cài đặt trong rơle 90

Bảng 6.1 Bảng thông số tính toán bảo vệ 91

Bảng 6.2 Bảng khai báo thông số máy biến áp 92

Bảng 6.3 Bảng khai báo thông số chống chạm đất hạn chế 95

Bảng 6.4 Bảng giá trị dòng điện khởi động của các bảo vệ quá dòng 97

Bảng 6.5 Bảng cài đặt thông số Rơle 7SJ612 99

Bảng 6.6 Kết quả kiểm tra hệ số an toàn hãm khi có ngắn mạch ngoài 101

Bảng 6.7 Kết quả kiểm tra độ nhạy 103

Bảng 7.1 Ví dụ cài đặt chức năng bảo vệ khoảng cách cho đường dây tải điện 116

Hình 1.1 Sơ đồ đối tượng cần được bảo vệ 2

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí đặt bảo vệ và các điểm ngắn mạch 7

Hình 2.2 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch phía 220kV 8

(SNmax, 1MBA làm việc) 8

Hình 2.3 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV (SNmax, 1MBA làm việc) 8

Hình 2.4 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, nghịch phía 110kV (S Nmax, 1MBA làm việc) 11

Hình 2.5 Sơ đồ thay thế thứ tự không phía 110kV (SNmax,1MBA làm việc) 12

Hình 2.6 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, nghịch phía 35kV (SNmax,1MBA làm việc) 16

Hình 2.7 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 220kV điểm ngắn mạch N1 18

(SNmax, 2MBA làm việc song song) 18

Hình 2.8 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV điểm ngắn mạch N1 18

(SNmax, 2MBA làm việc song song) 18

Hình 2.9 Sơ đồ thay thế TTT,TTN phía 220kV điểm ngắn mạch N1’ 20

(SNmax, 2MBA làm việc song song) 20

Hình 2.10 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV điểm ngắn mạch N1’ 21

(SNmax, 2MBA làm việc song song) 21

Hình 2.11 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 110kV điểm ngắn mạch N2 23

(SNmax, 2MBA làm việc song song) 23

Hình 2.12 Sơ đồ thay thế TTK phía 110kV tại điểm ngắn mạch N2 24

(SNmax, 2MBA làm việc song song) 24

Hình 2.13 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 35kV tại điểm ngắn mạch N3 27

(SNmax, 2MBA làm việc song song) 27

Hình 2.14 Sơ đồ thay thế TTT,TTN phía 220kV (SNmin, 1MBA làm việc) 30

Hình 2.15 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV (SNmin, 1MBA làm việc) 30

Hình 2.16 Sơ đồ thay thế TTT,TTN phía 110kV (SNmin, 1MBA làm việc) 34

Hình 2.17 Sơ đồ thay thế TTK phía 110kV (SNmin, 1MBA làm việc) 34

Hình 2.18 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 35kV (SNmin, 1MBA làm việc) 39

Hình 2.19 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 220kV điểm ngắn mạch N1 41

(SNmin, 2MBA làm việc song song) 41

Hình 2.20 Sơ đồ thay thế TTK phía 110kV điểm ngắn mạch N1 41

(SNmin, 2MBA làm việc song song) 41

Hình 2.21 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 220kV điểm ngắn mạch N1’ 43

(SNmin, 2MBA làm việc song song) 43

Hình 2.22 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV điểm ngắn mạch N1’ 43

(SNmin, 2MBA làm việc song song) 43

Hình 2.23 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 110kV điểm ngắn mạch N2 46

(SNmin, 2 MBA làm việc song song) 46

Hình 2.24 Sơ đồ thay thế TTK phía 22kV điểm ngắn mạch N2 46

(SNmin, 2MBA làm việc song song) 46

(SNmin, 2MBA làm việc song song) 50

Hình 4.1 Vị trí rơle khí 61

Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch máy biến áp 61

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý dùng rơ le so lệch có hãm 62

Hình 4.4: Bảo vệ chống chạm đất có giới hạn dùng cho máy biến áp tự ngẫu 63

Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch thứ tự không và chạm đất hạn chế 65

Hình 4.6 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho trạm biến áp 67

Hình 5.1 Rơle so lệch 7UT613 68

Hình 5.2 Cấu trúc phần cứng của bảo vệ so lệch 7UT613 71

Hình 5.3 Nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện trong rơle 7UT613 75

Hình 5.4 Đặc tính tác động của rơle 7UT613 76

Hình 5.5 Nguyên lí bảo vệ chống chạm đất hạn chế trong 7UT613 79

Hình 5.6 Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế 81

Hình 5.7 Cấu trúc phần cứng của rơle 7SJ612 84

Hình 5.8 Đường cong đặc tính 86

Hình 5.9 Chống hư hỏng máy cắt 88

Hình 6.1 Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch có hãm 96

Hình 6.2 Đặc tính an toàn hãm khi ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ 101

Hình 6.3 Đặc tính độ nhạy khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ 103

Hình 7.1: Rơle số 7SA513 V3 108

Hình 7.2: Đa giác đặc tính tổng trở phát hiện sự cố 111

Hình 7.3: Đa giác đặc tính cắt của bảo vệ khoảng cách 112

Hình 7.4: Đa giác đặc tính phát hiện dao động công suất 113

Hình 7.5 Sơ đồ cấu trúc phần cứng của rơle số 7SA513 V3 115

KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

PHẦN I

THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠ LE CHO TRẠM BIẾN ÁP

D Phía trung áp, hạ áp có điện áp lần lượt là 110kV và 35kV đưa tới các phụ tải

Hình 1.1 Sơ đồ đối tượng cần được bảo vệ

1.2 CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỐI TƯỢNG

1.2.1 Hệ thống điện HTĐ

X0H = 1,2.X1H

1.2.2 Đường dây D

1.2.3 Máy biến áp

Máy biến áp loại tự ngẫu:

Giới hạn điều chỉnh điện áp: Udc= ±10%

Điện áp ngắn mạch các cuộn dây:

UC TN = 11,2%, UC HN = 43,1%, UT HN = 27,8%

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 2.1 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA VIỆC TÍNH NGẮN MẠCH

động nhanh, nhạy và đảm bảo tính chọn lọc Để lựa chọn và chỉnh định các thiết bị này, phải dựa trên kết quả tính toán ngắn mạch, cụ thể là dòng ngắn mạch đi qua bảo

vệ khi xảy ra ngắn mạch Do vậy việc tính toán ngắn mạch chính là hiệu chỉnh thiết bị bảo vệ rơle, tự động cắt phần tử sự cố ra khỏi Hệ thống điện

Yêu cầu của việc tính toán ngắn mạch là phải xác định được dòng ngắn mạch lớn nhất (Imax) để phục vụ cho việc chỉnh định rơle và dòng ngắn mạch nhỏ nhất (Imin) để kiểm tra độ nhạy cho rơle đã được chỉnh định Trong hệ thống điện người ta thường xét các dạng ngắn mạch sau:

2.2 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ CỦA NGẮN MẠCH

2.2.1 Nguyên nhân của ngắn mạch

Nguyên nhân chung và chủ yếu của ngắn mạch là do cách điện bị hỏng Lý do cách điện bị hỏng có thể là: Bị già cỗi khi làm việc lâu ngày, chịu tác động cơ khí gây

vỡ nát, bị tác động của nhiệt độ gây phá hoại môi chất, xuất hiện điện trường mạnh làm phóng điện chọc thủng vỏ bọc….Những nguyên nhân tác động cơ khí có thể do con người (như đào đất, thả diều…), do loài vật(rắn bò, chim đậu…), hoặc gió bão làm cây gãy, đổ cột, dây dẫn chập nhau… Sét đánh gây phóng điện cũng là một nguyên nhân đáng kể gây ra hiện tượng ngắn mạch (tạo ra hồ quang dẫn điện giữa các dây dẫn) Ngắn mạch có thể do thao tác nhầm, ví dụ như đóng điện sau sửa chữa mà quên tháo dây nối đất

2.2.2 Hậu quả của ngắn mạch

- Ngắn mạch là một loại sự cố nguy hiểm, vì khi ngắn mạch dòng điện đột ngột tăng lên rất lớn, chạy trong các phần tử của HTĐ Tác dụng của dòng điện ngắn mạch

có thể gây ra là:

- Phát nóng rất nhanh, nhiệt độ tăng cao, có thể gây cháy nổ

- Sinh ra lực cơ khí rất lớn giữa các phần của thiết bị điện, làm biến dạng hoặc gây

2.3 CÁC GIẢ THIẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH NGẮN MẠCH

2.3.1 Những giả thiết cơ bản để tính toán ngắn mạch

Khi tính toán ngắn mạch bằng phương pháp thủ công người ta sử dụng một số giả thiết đơn giản hóa sau:

- Các máy phát điện không có dao động công suất

- Xét phụ tải gần đúng

- Mạch từ không bão hòa

- Bỏ qua điện trở

- Bỏ qua điện dung

- Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp

- Hệ thống điện ba pha là đối xứng

2.3.2 Trình tự tiến hành tính toán ngắn mạch

Tiến hành tính toán ngắn mạch theo trình tự sau:

- Xác định sơ đồ thay thế (còn gọi là sơ đồ đẳng trị hay sơ đồ một sợi)

- Xác định loại ngắn mạch

- Xác định vị trí của điểm ngắn mạch

- Xác định thời điểm cần xét của quá trình ngắn mạch

Khi tính toán ngắn mạch có thể dùng hệ đơn vị tương đối có tên hoặc hệ đơn vị tương đối cơ bản

2.4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH

Đối với trạm biến áp, phục vụ cho việc thiết kế bảo vệ cần tính toán các dạng ngắn mạch như sau:

Tính toán ở chế độ công suất ngắn mạch hệ thống cực đại(SN max): Để tìm dòng

cb1 cb cb2

cb2 cb cb3

c Máy biến áp tự ngẫu

- Điện áp ngắn mạch phần trăm của cuộn dây MBA tự ngẫu

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí đặt bảo vệ và các điểm ngắn mạch

2.5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Ở CHẾ ĐỘ CÔNG SUẤT NGẮN MẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN CỰC ĐẠI

Với chế độ hệ thống cực đại ta xét hai trường hợp

BI4

BI3

110 kV

-Trường hợp 2 : 2 MBA vận hành song song

2.5.1.Trường hợp một máy biến áp làm việc độc lập

2.5.1.1.Ngắn mạch phía 220kV :

- Điểm ngắn mạch N1 :

Hình 2.2 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch phía 220kV

(S Nmax ,1MBA làm việc)

Hình 2.3 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV (S Nmax ,1MBA làm việc)

Ta có biến đổi sau:

0,133

B C

U0N

X  0,081

2D

X 0,060

1D

X

0HT 0B 0

0B 0BI1 0

1BI1 1

I I 7,8742BI1 2

D2

X 0,06

X

0

B T

D

X 0,06

X

0

B T

1

X0,214



Hình 2.5 Sơ đồ thay thế thứ tự không phía 110kV (S Nmax ,1MBA làm việc)

0D

X 0,12

0,133

B C

X

0

B T

X

0,746

B H

X

0 0,189

X 

U0N

N2 N2'

IBI4=3.I0BI1 =3.1,209.0,314 = 1,139 kA

Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại

Dòng ngắn mạch qua BI4 là:

IBI4=3.I0BI1 cb1I =3.1,209.0,314 = 1,139 kA

Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại

Hình 2.6 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, nghịch phía 35kV (S Nmax ,1MBA làm việc)

X

0,746

B H



0,133

B C

X

0,746

B H

X

Bảng 2.1 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch qua các bảo vệ

( , 1MBA làm việc độc lập)

Điểm ngắn

mạch

Dạng ngắn mạch

Dòng qua chỗ đặt bảo vệ.kA

2.5.2.Trường hợp hai máy biến áp làm việc song song

2.5.2.1 Ngắn mạch phía 220kV

- Điểm ngắn mạch N1:

Hình 2.7 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 220kV điểm ngắn mạch N1

( ,2MBA làm việc song song)

Hình 2.8 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV điểm ngắn mạch N1

( , 2MBA làm việc song song)

X

0,746

B H

X

0,133

B C

X

0,746

B H

D2

X 0,06

1D

X 0,06

Hình 2.9 Sơ đồ thay thế TTT,TTN phía 220kV điểm ngắn mạch N1’

( ,2MBA làm việc song song)

2D

X 0,06

D2

X 0,06

1D

X 0,06

Hình 2.10 Sơ đồ thay thế TTK phía 220kV điểm ngắn mạch N1’

( , 2MBA làm việc song song)

X

0,746

B H

X

0,133

B C

X

0,746

B H

X(1) = X2 + X0 = 0,081+0,095= 0,176 Dòng điện thành phần tại chỗ ngắn mạch

Dòng điện pha chạy qua BI1 là:

B11 1BI1 2BI1 0BI1

Hình 2.11 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 110kV điểm ngắn mạch N2

( , 2MBA làm việc song song)

2H

X

0,051

1DX0,06

2DX0,06

0,133

C X

0

T X

0,133

B C X

0

B T X

T

0,133

B C X

0

B T X

Hình 2.12 Sơ đồ thay thế TTK phía 110kV tại điểm ngắn mạch N2

( ,2MBA làm việc song song)

0D

X0,12

X

0

B T

X

0,746

B H

X

IBI4=3.I0BI1=3.0,790=2,370

Trong hệ đơn vị có tên:

BI4 BI4 cb1

 Ngắn mạch hai pha chạm đất ( , )

Điện kháng phụ:

1X

IBI4 = 3.I0BI1 =-3.0,835 = -2,505

Trong hệ đơn vị có tên:

BI4 BI4 cb1

- Điểm ngắn mạch N2’

Vì sơ đồ thay thế TTT, TTN, TTK ở điểm ngắn mạch N’2 giống sơ đồ thay thế ở

điểm ngắn mạch N2 nên cách tính toán các dòng điện qua BI1 và BI2 ở điểm ngắn mạch N’2 tương tự như ở điểm ngắn mạch N2, chỉ khác không có dòng đi qua BI2

2.5.2.3 Ngắn mạch phía 35 kV

- Điểm ngắn mạch N3

Hình 2.13 Sơ đồ thay thế TTT, TTN phía 35kV tại điểm ngắn mạch N3

( , 2MBA làm việc song song)

2H

X

0,051

1DX0,06

2DX0,06

0,133

C X

0,746

H X

0,133

B C X

0,746

B H X

N3

N3

20,521

2D

X 0,06

0,133

C X

0,746

H X

0,133

B C X

0,746

B H X

N3

N3

10,521

X 

BI3 BI3 cb3

I (kA)I I 0,959.1,951 1,871kA

- Điểm ngắn mạch N3’

Vì sơ đồ thay thế TTT, TTN ở điểm ngắn mạch N’3 giống sơ đồ thay thế ở điểm

ngắn mạch N3 nên cách tính toán các dòng điện qua BI1 và BI3 ở điểm ngắn mạch N’3

dòng chạy qua BI3

Bảng 2.2 Bảng tổng kết dòng điện ngắn mạch đi qua các bảo vệ

( , 2MBA làm việc song song)

Điểm ngắn

mạch

Dạng ngắn mạch

Dòng qua chỗ đặt bảo vệ.kA