Bao ve role trong nhà máy điện

Trong quaï trçnh váûn haình cuía hãû thäúng âiãûn (HTÂ) coï thãø xuáút hiãún caïc tçnh traûng sæû cäú vaì chãú âäü laìm viãûc khäng bçnh thæåìng cuía caïc pháön tæí . Pháön låïn caïc sæû cäú keìm theo hiãûn tæåüng doìng âiãûn tàng cao ,âiãûn aïp giaím tháúp . Caïc thiãút bë coï doìng âiãûn låïn chaûy qua âãöu bë âäút noïng coï thãø væåüt quaï mæïc cho pheïp dáùn âãún hæ hoíng .Khi âiãûn aïp giaím quaï tháúp ,caïc bäü pháûn tiãu thuû âiãûn khäng thãø laìm viãûc bçnh thæåìng nãn tênh äøn âënh cuía hãû thäúng giaím ,nãúu tçnh traûng keïo daìi coï thãø xuáút hiãûn thãm sæû cäú

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RƠLE

I.Nhiệm vụ của bảo vệ Rơle :

Trong quá trình vận hành của hệ thống điện (HTĐ) có thể xuất hiến các tình trạng sự cố và chế độ làm việc không bình thường của các phần tử Phần lớn các sự cố kèm theo hiện tượng dòng điện tăng cao ,điện áp giảm thấp

Các thiết bị có dòng điện lớn chạy qua đều bị đốt nóng có thể vượt quá mức cho phép dẫn đến hư hỏng Khi điện áp giảm quá thấp ,các bộ phận tiêu thụ điện không thể làm việc bình thường nên tính ổn định của hệ thống giảm ,nếu tình trạng kéo dài có thể xuất hiện thêm sự cố

Muốn duy trì sự hoạt động bình thường của hệ thống điện khi xuất hiện sự cố , cần phát hiện nhanh chóng chỗ sự cố và tách nó ra khỏi hệ thống Thiết bị bảo vệ Rơle là thiết bị tự động thực hiện tốt các nhiệm vụ nói trên

II.Yêu cầu cơ bản của bảo vệ Rơle :

1 Tính chọn lọc :

Khả năng của bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống Yêu cầu này là điều kiện để đảm bảo một cách chắc chắn việc cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ

2 Tác động nhanh :

Khi xảy ra sự cố thiết bị bảo vệ tác động càng nhanh càng tốt để hạn chế mức độ phá hoại, giảm thời gian cắt điện ở các hộ tiêu thụ điện và có khả năng giữ sự làm việc ổn định cho hệ thống điện

3 Độ nhạy :

Để phát hiện những hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường của mạng điện ,bảo vệ cần có độ nhạy cần thiết để phát hiện sự cố kịp thời Độ nhạy của bảo vệ đặt trưng bởihệ số độ nhạy KN

4 Tính đảm bảo :

Bảo vệ phải luôn luôn sẵn sàng khởi động và tác động một cách chắc chắn trong tất cả các trường hợp sự cố ngắn mạch trong vùng bảo vệ và các tình trạng làm việc không bình thường của các phần tử bảo vệ Để tăng cường tính đảm bảo

của bảo vệ cần dùng Rơle có chất lượng cao ,làm việc chắc chắn đảm bảo chọn sơ đồ bảo vệ đơn giản với Rơle ít tiếp điểm nhất nhưng vẫn đảm bảo sự làm việc tốt chắc chắn.Các thiết bị như cực nối , dây dẫn dùng đấu nối với các Rơle lại với nhau phải chắc chắn đảm bảo ,thường xuyên kiểm tra sơ đồ bảo vệ

III Nhiệm vụ thiết kế được giao :

1 Bảo vệ bộ máy phát máy biến áp của nhà máy thủy điện A với công suất định mức P = 32MW :

2 Bảo vệ thanh góp cao áp 110KV của nhà máy điện A

3 Bảo vệ đường dây kép A-4 : (đường dây nối vào thanh góp nhà máy điện A)

CHƯƠNG II

BẢO VỆ BỘ MÁY PHÁT - MÁY BIẾN ÁP

A ĐẶC ĐIỂM VỀ BỘ MÁY PHÁT - MÁY BIẾN ÁP VÀ KIỂU BẢO VỆ :

I Các số liệu kỹ thuật :

1 Máy phát điện:

a Máy phát thủy điện P=32MW :

Bảng II-1Mã hiệu Các thông số định mức Điện kháng tương đối

CB

850/120-60

SđmMVA

PđmMW

IđmKA

cosϕ X''

d X'

b Máy biến áp nối bộ với máy phát thủy điện :

Loại: TД-4000/110 có Sđm = 40 MVA

II Các hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường của máy phát và máy biến áp :

1 Máy phát điện :

a Các sự cố trong máy phát điện :

- Ngắn mạch giữa các pha trong cuộn dây Stato

- Ngắn mạch một pha chạm đất cuộn dây Stato

- Chạm chập giữa các vòng dây trong cùng một pha

- Chạm đất 1 điểm mạch kích từ của máy phát

b Tình trạng làm việc không bình thường của máy phát điện:

- Do quá tải

- Do ngắn mạch ngoài

- Do điện áp ở đầu cực máy phát tăng cao

2 Máy biến áp :

a Các dạng hư hỏng của máy biến áp :

- Ngắn mạch giữa các pha với nhau

- Ngắn mạch 1 pha chạm đất

- Chạm chập giữa các vòng dây trong cùng 1 pha

b Các tình trạng làm việc không bình thường của máy biến áp :

- Ngắn mạch bên ngoài máy biến áp

- Máy biến áp làm việc quá tải

- Dầu máy biến áp tụt dưới mức cho phép

III Đặc điểm các bảo vệ bộ máy phát - máy biến áp :

Bảo vệ cho bộ máy phát - máy biến áp nhằm loại trừ các dạng hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường nói trên Đối với bộ máy phát - máy biến áp ta có thể phối hợp nó vào loại bảo vệ nào đó dùng chung cho toàn khối ,điều này có

ưu điểm là giảm số lượng thiết bị bảo vệ so với trường hợp máy phát - máy biến áp làm việc độc lập

1 Bảo vệ chung cho toàn bộ máy phát - máy biến áp :

Vì sơ đồ nối điện của nhà máy là nối bộ máy phát - máy biến áp nên ta có thể dùng chung cho cả bộ

+ Bảo vệ so lệch dọc chống ngắn mạch 1 pha , nhiều pha

+ Bảo vệ quá dòng chống ngắn mạch ngoài và quá tải

2 Bảo vệ đặt riêng cho máy phát :

+ Bảo vệ chống chạm đất trong cuộn dây Stato

+ Bảo vệ mạch kích từ chống chạm đất 1 điểm cuộn kích từ

+ Bảo chống điện áp tăng cao tại đầu cực máy phát

3 Bảo vệ đặt riêng cho máy biến áp :

+ Bảo vệ thứ tự không chống ngắn mạch 1 pha phía điện áp cao

B TÍNH TOÁN CÁC BẢO VỆ ĐẶT CHUNG CHO CẢ BẢO VỆ :

I Bảo vệ so lệch :

1 Sơ đồ bảo vệ dọc :

Bảo vệ so lệch dọc đặt chung cho bộ máy phát - máy biến áp có tác dụng loại trừ các sự cố sau :

+ Ngắn mạch 1 pha hay nhiều pha trong cuộn dây MBA

+ Ngắn mạch 1 pha hay nhiều pha trong cuộn dây Stato máy phát điện cần phải được cắt nhanh ở tất cả các phía và bảo vệ so lệch dọc đảm bảo cắt nhanh các phần tử trong vùng bảo vệ

Để tăng độ nhạy của bảo vệ ta dùng loại Rơle có máy biến dòng bảo hòa trung gian và sơ đồ bảo vệ so lệch 3 pha

Tổ nối dây máy biến dòng phía cao áp (110KV) là Δ, phía hạ áp là Y Ta sử dụng sơ đồ nối dây như vậy để bù lại sự lệch pha giữa dòng sơ cấp phía cao áp vàdòng thứ cấp phía hạ áp của máy biến áp động lực nối theo tổ nối dây Y0/Δ -11

2 Xác định dòng sơ cấp ở các phía của bảo vệ Rơle tương ứng với công suất của biến áp, chọn máy biến dòng cho bảo vệ và xác định dòng thứ cấp tương ứng trong các nhánh bảo vệ và xác định tổ nối dây BI :

Các loại biến dòng có tổ nối dây Δ có dòng sơ cấp chọn theo 3.Uđm để dòng thứ cấp thứ cấp trong nhánh bảo vệ không được lớn hơn 5A quá nhiều

Với Sđm : Công suất định mức máy biến áp nối bộ máy phát :Sđm = 40MVA

+

phía của bộ MF thủy

điện MBA ứng với

công định mức của nó

121 3

2 Xác định dòng không cân bằng tính toán :

Phía sơ cấp chưa kể đến thành phần không cân bằng hoàn toàn I ''

Kcb khi ngắn mạch ngoài ở nhánh tự dùng

IKcbtt = I' Kcbtt + I ''

KcbttTrong đó :

I Kcbtt : là thành phần không cân bằng do máy biến dòng gây ra

I' Kcbtt = KKCK Kđn fI INng max

Với : KKCK : hệ số ảnh hưởng của thành phần không chu kỳ trong quá trình quá độ , lấy KKCK = 1

fI = 0,1: sai số lớn nhất cho phép của BI

I'' Kcbtt : thành phần không cân bằng do việc điều chỉnh điện áp ở phía cao áp : I'' Kcbtt = Δ U I α Nngmax

Với : Δ U : sai số tương đối tương đối cho việc điều chỉnh điện áp ở phía cao áp của MBA, do máy biến áp có mức điều chỉnh (2 x 2,5)%

INng max : thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch ngoài lớn nhất Tra phụ lục tính ngắn mạch mục (II.1) ta có : INng max = 2,045 (KA) = 2045(A)

Iα Nngmax :thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch chạy qua phía điều chỉnh điện áp Tra phụ lục tính ngắn mạch mục (II.1) ta có :

IαNng max =1,096 (KA) = 1096(A)

Vậy IKcbtt =1.1.0,1.2045 + 0,05.1096= 259,3 (A)

3 Sơ bộ xác định dòng khởi động sơ cấp của bảo vệ :

a Theo điều kiện chỉnh định dòng không cân bằng cực đại :

IKđ ≥ Kat IKcbtt

Với Kat : hệ số an toàn (tin cậy) kể đến sai số của Rơle và độ dự trữ Kat = 1,3

⇒ IKđ ≥ 1,3.IKcbtt = 1,3.259,3 = 337,09 (A)

b Theo điều kiện chỉnh định dòng từ hóa nhảy vọt khi đóng máy biến áp không tải : IKđ ≥ Khc IđmBA

Trong đó :

Iđm : dòng điện định mức tương ứng với công suất định mức của máy biến áp

ở phía điện áp 10,5KV

4 Sơ bộ kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

∗ Hệ số độ nhạy của bảo vệ xác định theo công thức : KN =

IKđR : dòng khởi động của Rơle tương ứng với số vòng ở phía có dòng IR chạy qua

Ta kiểm tra độ nhạy trong hai trường hợp :

+ Ngắn mạch 2 pha phía 10,5 KV trong tình trạng hệ thống làm việc cực tiểu

+ Khi ngắn mạch 1 pha chạm đất phía 110 KV khi máy cắt ở phía này cắt ra, nghĩa là ngắn mạch xảy ra trong trường hợp đóng thử máy biến áp Giả thiết rằng trong các trường hợp trên toàn bộ dòng ngắn mạch chạy qua máy biến dòng đặt ở phía máy phát

+ Khi ngắn mạch 2 pha phía 10,5 KV (ngắn mạch tại điểm N1 ) Tra phụ lục (II 2) của phần tính toán ngắn mạch bảo vệ bộ máy phát - máy biến áp

2 ( 1

.

U n

I

N

= 3.14143000/5.10115,5.= 25,811 (A) + Khi ngắn mạch 1 pha phía 110KV (ngắn mạch tại điểm N2 ) Tra phụ lục tính toán ngắn mạch (II.3) ta được : I( 1 )

2

N = 0,808 KA Dòng qua Rơle :

) 1 ( 2

5 , 10

110 cb

110 1

.

cb

cb Kđ

U

U n

I

= .10115,5

5 / 3000

09 , 337

= 6,15 (A)

∗ Xác định độ nhạy của bảo vệ :

+ Khi ngắn mạch 2 pha phía 10,5KV(N1)

Để tăng độ nhạy của bảo vệ Rơle khi ngắn mạch 1 pha chạm đất phía 110KV khi đóng thử MBA thì có thể không tính đến thành phần dòng điện không cân bằng

I'' Kcbtt ( do việc điều chỉnh định đầu phân áp gây nên) với điều kiện là thay đổi đầu phân áp chỉ thực hiện khi cắt MBA và khi thay đổi đầu phân áp chỉ thực hiện khi cắt MBA và khi thay đổi cả các đại lượng của Rơle PHT-562 Giả thiết chỉ hợp lý khi việc điều chỉnh đầu phân áp không phải tiến hành thường xuyên Vì vậy mọi tính toán và chỉnh định của bảo vệ phải tiến hành cho đầu phân áp một Sau đây ta tính toán cho hai trường hợp khi đầu phân áp cao nhất và thấp nhất (+5 % và - 5

%)

5 Tính lại dòng điện khởi động sơ cấp của bảo vệ không kể đến thành phần I’’ Kcbtt :

IKcbtt= I’ Kcbtt = IKcb Kđn f1 INng max = 1.1.0,1.2045 = 204,5 (A)

+ Xác định dòng khởi động sơ cấp của bảo vệ IKđ theo điều kiện chỉnh định dòng không cân bằng cực đại :

IKđ ≥ Kat IKcbtt =1,3 204,5 = 265,85 (A)

Như vậy dòng khởi động sơ cấp của bảo vệ tính toán theo điều kiện này vẫn được chọn theo điều kiện tính toán : IKđ = 265,85 (A)

6 Xác định số vòng dây của cuộn dây máy biến dòng bảo hòa trung gian :

+ Xác định dòng thứ cấp của máy biến dòng đặt ở phía 110KV tương ứng với công suất định mức của máy biến áp được bảo vệ

Đối với đầu phân áp cao nhất :

IT =

110

05

,

1

3

IT =0,953.. đm

n I

= 1910,95,085.400./35 = 4,349 (A)

Dòng điện thứ cấp trong mạch bảo vệ phía 10KV tương ứng với công suất định mức của máy biến áp là :

IT = ICBT = 3,67 (A)

∗ Xác định số vòng dây các cuộn dây của máy biến dòng bảo hòa trung gian phía

cơ bản là phía có dòng thứ cấp lớn nhất, ở đây là phía cơ bản 10KV và phía không

cơ bản là phía 110KV theo công thức :

Wcbtt =

KđRcb

KđR

I F

Trong đó :

FKđR :sức từ động (A/V) khởi động của Rơle loại PHT-562 thì FKđR =60(A/V)Wcbtt :số vòng dây của máy biến dòng bảo hòa trung gian ở phía cơ bản tính toán

IKđRcb : dòng điện khởi động Rơle tính đổi về phía cơ bản, nó bằng tỷ số biến đổi của máy biến dòng ở phía cơ bản có tính đến sơ đồ đấu dây

Số vòng dây từ phía khác được xác định từ điều kiện cân bằng các sức từ động trong máy biến dòng bảo hòa trung gian khi máy biến áp được bảo vệ làm việc bình thường và khi có ngắn mạch ngoài theo biểu thức :

WItt =Wcb

IT

cbT

I I

IcbT ; IIT : Dòng thứ cấp phia cơ bản và không cơ bản ứng với công suất định mức

∗ Số liệu tính toán cụ thể ở bảng sau : Bảng II-3

Ký hiệu và cách tính

toán

Giá trị hằng số Đối với đầu phân áp

cao nhất + 5 %

Đối với đầu phân áp thấp nhất - 5 % Dòng khởi động của Rơle

5 , 10

110

.

cb

cb I

Kđ

U

U n

I

5 , 10

115 5 / 3000

05 , 1 85 , 265

= 5,095 (A)

5 , 10

115 5 / 3000

95 , 0 85 , 265

= 4,61 (A) Số vòng tính toán của cuộn

dây máy biến dòng bảo hòa

trung gian phía cơ bản

60 = 11,775 (vòng)

61 , 4

Dòng khởi động của Rơle

Số vòng tính toán của cuộn

dây máy biến dòng bảo hòa

trung gian phía 110KV

67 , 3 11

= 10,259 (vòng)

349 , 4

67 , 3 13

cân bằng tính toán cho việc

chọn lấy tròn số vòng phía

110KV(khi máy cắt ở điểm

) 10 259 , 10

.1096

= 27,669 (A)

97 , 10

10 97 ,

.1096

= 96,911 (A)

sơ cấp tính toán có kể đến

thành phần I ’’

Kcb

Giá trị chính xác của dòng

khởi động sơ cấp của bảo vệ

I Kđ >K at I Kcbtt 232,169.1,3

= 301,819 (A)

301,411.1,3

= 391,834(A) Giá trị chính xác của dòng

khởi động Rơle phía cơ bản IKđcb =

5 , 10

110

.

cb

cb I

Kđ

U

U n

I

5 , 10

115 5 / 3000

05 , 1 819 , 301

= 5,784(A)

5 , 10

115 5 / 3000

95 , 0 834 , 391

= 6,794 (A) Số vòng dây của các cuộn

dây của máy biến dòng bảo

hòa cuối cùng được chấp

7 Tính toán độ nhạy của bảo vệ :

+ Những trường hợp ngắn mạch tính toán để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ cũng như trong phụ lục mục II

+ Độ nhạy sẽ tính cho những trường hợp máy biến áp làm việc ở đầu phân áp thấp nhất, khi làm việc ở đầu phân áp cao nhất độ nhạy của bảo vệ cao hơn chút ít

a Dòng trong máy biến dòng bảo hòa trung gian khi ngắn mạch 2 pha phía điện áp máy phát :

+ Dòng thứ cấp phía điện áp máy phát :

IRcb= .

5 , 10

) 2 (

110 cb

cb

U U

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch 2 pha tại N1 (mục II.2) để bảo vệ cho bộ máy phát - máy biến áp ta được :

.103= 12,845 (A)+ Hệ số độ nhạy :

∑ =

60

110 ) 110 ( W I W

IRcb cb+ R

= 14,219.1160+12,845.10= 4,747 > 2

b Dòng điện trong máy biến dòng bảo hòa trung gian khi ngắn mạch 1 pha phía 110KV trong trường hợp máy cắt ở phía này đã cắt

+ Dòng chạy qua Rơle phía cơ bản lúc này là :

IRcb=

5 , 10 110 ) 1 ( 2

5 / 3000

.

cb

cb N

U

U I

a Nhiệm vụ của sơ đồ :

- Rơle 13RI, 14RT báo tín hiệu khi có quá tải đối xứng sau thời gian t = 9(s)

- Rơle 15RI, 21RU < , 22RG : chống ngắn mạch đối xứng

Th

LI 2

+

Từ BU

- Rơle 16RI, 17RT : chống quá tải không đối xứng

- Rơle 18RI, 19RT : chống ngắn mạch ngoài không đối xứng với thời gian t19RT

b Hoạt động của sơ đồ :

- Khi bị quá tải đối xứng có dòng qua Rơle 13RI là IR Nếu IR > IKđ13RI sẽ tác động báo tín hiệu với thời gian t14RT = 9(s) để loại trừ khả năng tự mở máy của các động

2 Tính các giá trị chỉnh định :

a Dòng điện khởi động của các RI :

∗ Bảo vệ chống quá tải đối xứng (13RI , 14RT)

KTV : hệ số trở về, lấy KTV = 0,85

IđmF : dòng điện định mức của máy phát

IđmF : dòng điện định mức của máy phát

.27173000,647/5 = 4,529 (A)

Chọn Rơle dòng điện kiểu điện từ ЭT-521 10,có giới hạn dòng điện đặt (2,5 ÷ 10) A.

∗ Bảo vệ chống ngắn ngoài đối xứng (15RI, 21RU < )

+ Kat : hệ số an toàn, Kat = 1,2

+ Chọn máy biến dòng có tỷ số biến đổi : nI = 3000/5

+ Dòng điện khởi động thứ cấp :

+ Chọn máy biến áp có nU = 10000/100

+ Điện áp khởi động :

∗ Bảo vệ quá dòng không đối xứng (16RI, 17RT):

IKđS = 0,1.IđmF = 0,1 2200 = 220 (A)

Với máy biến dòng có tỷ số biến đổi nI = 3000/5

- Dòng điện khởi động thứ cấp :

∗ Bảo vệ chống ngắn mạch ngoài không đối xứng 18RI:

+ Theo kinh nghiệm : IKđS = 0,6.IđmF = 0,6 2200 = 1320 (A)

Với máy biến dòng có tỷ số biến đổi nI = 3000/5

+ Dòng điện khởi động thứ cấp :

b Thời gian làm việc của các Rơle thời gian :

- Rơle thời gian báo quá tải đối xứng và không đối xứng :

3 Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

Đối với các bảo vệ quá tải chúng ta không cần kiểm tra độ nhạy mà chỉ kiểm tra độ nhạy của bảo vệ chống ngắn mạch

- Độ nhạy của bảo vệ được kiểm tra theo dòng ngắn mạch ở cuối vùng bảo vệ là dòng ngắn mạch nhỏ nhất chạy qua bảo vệ :

a Khi ngắn mạch đầu bộ máy phát - máy biến áp :

Tra phụ lục tính ngắn mạch (II.4.a ) ta có :

I( 3 )

2

N =INmin= 0,629 (KA) = 629 (A)

+ Dòng qua Rơle :

110 cb

cb

U

U

= 3000629/5 10115,5= 11,481 (A)+ Độ nhạy của bảo vệ :

c Kiểm tra độ nhạy của Rơle áp 21RU< :

+ Độ nhạy của bảo vệ :

KN = ( 3 )

N

KđBV

U U

Trong đó :

U( 3 )

N : điện áp giữa các pha tại chỗ đặt bảo vệ khi ngắn mạch trực tiếp 3 pha ở cuối vùng bảo vệ đối với chế độ mà áp trên có giá trị lớn nhất

Tra phụ lục tính ngắn mạch mục (II.4.a) ta có : UN = 3,818 (KV)

- Vậy điện áp đặt vào Rơle là :

= 3863,818 = 1,649 > 1,5

Vậy kết quả tính toán tất cả các hệ số KnI và KnU đều đảm bảo độ nhạy

4 Kiểm tra độ nhạy khi ngắn mạch không đối xứng :

Tra phụ lục tính ngắn mạch (II.5.a) bảo vệ máy phát - máy biến áp ta được dòng thứ tự nghịch qua bảo vệ là :

2N 2

I

5 , 10

110 cb

+ Kết luận : Rơle đã chọn đảm bảo độ nhạy

C TÍNH TOÁN BẢO VỆ RIÊNG CHO MÁY PHÁT :

I Bảo vệ chống chạm đất một điểm cuộn dây Stato:

+ Để bảo vệ chống chạm đất trong sơ đồ bộ ta dùng Rơle điện áp RU

+ Sơ đồ bảo vệ gồm :10RU, 11RT và 12RTh

+ Khi làm việc theo sơ đồ bộ máy phát không trực tiếp liên hệ về điện với mạng điện Nên khi chạm đất một điểm cuộn dây Stato,dòng điện dung chủ yếu do

do cuộn dây Stato cung cấp thường không vượt quá giá trị nguy hiểm (5A) đối với máy phát điện Vì vậy trong trường này khi máy phát điện có chạm đất không cần cắt máy cắt mà chỉ cần báo tín hiệu

+ Khi làm việc bình thường dòng điện trong các pha như nhau nên hầu như không có dòng điện và điện áp thứ tự không Trên cực của 10RU chỉ có điện áp không cân bằng do sóng điện áp bậc cao thứ tự không gây nên Nếu điện áp khởi động của 10RU lớn hơn điện áp không cân bằng thì bảo vệ sẽ không tác động Khi một pha chạm đất dòng điện trong các pha mất đối xứng và điện áp thứ tự không xuất hiện Nếu nó vượt quá giá trị chỉnh định của 10RU thì bảo vệ sẽ tác động và qua Rơle thời gian 11RT và 12RTh phát hiện để người trực vận hành biết để loại trừ

1 Điện áp khởi động của Rơle RU chọn theo 2 điều kiện sau :

a Áp khởi động của RU lớn hơn điện áp không cân bằng max :

UKđ10RU ≥ UKcb max

b Áp khởi động của RU chọn theo điều kiện ổn định nhiệt của Rơle RU :

UKđ 10RU = 15 (V)

+ Chọn theo điều kiện (b) thường thỏa mản điều kiện (a)

+ Thường dùng Rơle điện áp kiểu điện từ ЭH-562/60 giới hạn đặt (15÷60)V

2 Nguyên tắc bảo vệ :

+ Bảo vệ có thể tác động tức thời khi có ngắn mạch một pha chạm đất Nhưng ở đây ta dùng Rơle thời gian RT để tăng tính đảm bảo của bảo vệ để tránh không chỉnh định theo giá trị quá độ của dòng điện dung khi có chạm đất trong điện áp máy phát Thời gian lớn nhất của bảo vệ để cắt các sự cố trong mạng điện áp có trung tính trực tiếp nối đất

+ Ta chọn thời gian của bảo vệ (Rơle 11RT) t11RT = 2 (s)

+ Chọn Rơle thời gian loại ЭB -142, có thời gian đặt (2÷20)s

+ Vôn mét (V) để kiểm tra định kì điện áp và xác định sơ bộ vị trí điểm chạm đất

3 Sơ đồ bảo vệ :

II Bảo vệ chống chạm đất 1 điểm trong mạch kích từ :

1 Sơ đồ nguyên lý :

110KV

10RU 11RT 12RTh 1BU

+ Đối với máy phát thủy điện do những đặc điểm riêng nên chưa chế tạo được bộ chống chạm đất hai điểm mạch kích từ hoàn chỉnh nên khi chạm đất 1 điểm mạch kích từ là dừng máy phát.

2 Đặc điểm của sơ đồ :

RI : Rơle khởi động báo hiệu và cắt máy cắt

RI : có 2 cực

+ Một cực nối đất

+ Một cực nối vào đầu dương của mạch kích từ

Ở đây ta chọn sơ đồ nối 1 cực của RI vào mạch kích từ qua nguồn áp phụ xoay chiều (vì sơ đồ này có nhiều ưu điểm)

- Tụ C : có tác dụng ngăn chặn dòng 1 chiều của mạch kích từ vào Rơle, cách ly mạch kích từ có điện áp cao với mạch bảo vệ

- Dòng vào Rơle hầu như không phụ thuộc vào vị trí điểm chạm đất và dung kháng của tụ C rất lớn so với cảm kháng của mạch kích từ Vì thế bảo vệ không có vùng chết

3 Hoạt động của sơ đồ :

-20Th

+

+ U~

Cắt MC N

Bình thường không có dòng vào Rơle khi chạm đất 1 điểm trong mạch kích từ, lúc này sẽ có dòng từ nguồn phụ mạch xoay chiều khép mạch qua RI và tác động đi cắt máy cắt ngoài máy phát.

III Bảo vệ chống điện áp tăng cao tại đầu cực máy phát :

Do máy phát thủy điện không có bộ phận điều chỉnh tác động nhanh nên tốc độ tăng điện áp tại đầu cực máy phát do mất tải đột ngột hoặc cắt ngắn mạch ngoài là rất cao mặt khác do đặc điểm là máy phát nối với các đường dây tải điện đi xa nên làm cho dòng kích từ cao dễ làm cho điện áp đầu cực máy phát tăng cao khi có sự cố nên cần đặt bảo vệ chống điện áp tăng cao

1 Sơ đồ nguyên lý :

2 Điện áp khởi động của 8RU:

Chọn áp khởi động của bảo vệ bằng (1,5÷1,7)Uđm

UKđS =1,5.10,5 = 15,75 KV = 15750 (V)

Chọn máy biến điện áp có tỷ số biến đổi nU= 20000/100

Áp khởi động qua Rơle 8R :

3 Thời gian làm việc của 9RT :

Chọn t9RT = 0,5 (s)

4 Nguyên lý làm việc :

8RU 9RT 2CC

cắt 1MC

+

-MF

MBA 1MC

2BU

Khi điện áp tại đầu cực máy phát vượt quá trị số cho phép tương ứng lúc đó điện áp đặt vào 8RU > UKđR thì 8RU đóng tiếp điểm , sau thời gian chỉnh định của Rơle 9RTđưa tín hiệu đi cắt 1MC.

D BẢO VỆ RIÊNG CHO MÁY BIẾN ÁP :

I.Bảo vệ dòng thứ tự không chống ngắn mạch 1pha phía điện áp cao (110KV):

Bảo vệ được nối vào 1 máy biến dòng đặt ở trung tính trực tiếp nối đất của máy biến áp Bảo vệ gồm 1 Rơle dòng BI, 1rơle thời gian và 1 rơle tín hiệu

1 Sơ đồ bảo vệ :

2 Dòng khởi động sơ cấp của bảo vệ :

Được chọn theo các điều kiện sau :

a Điều kiện chỉnh định dòng không cân bằng khi ngắn mạch ngoài :

IKđS ≥ IKcbtt ⇔ IKđS = Kat IKcbtt

b Theo điều kiện phối hợp về độ nhạy của bảo vệ đường dây nối với thanh góp của trạm hoặc nhà máy phải phối hợp với bảo vệ nhạy nhất theo điều kiện này thì :

IKđS ≥ 3.Kat I0tt

2BI

Khi chọn theo điều kiện (b) thì thực tế điều kiện (a) sẽ được thỏa mãn và thường tính theo điều kiện (b).

+ Tra phụ lục tính ngắn mạch (II.6a) : I0tt = 0,197 (KA)

+ Chọn Kat = 1,2

⇒ IKđS = Kat 3I0tt = 1,2.3.0,197 = 0,709 (KA)

+ Chọn máy biến dòng có tỷ số biến đổi nI =1000/5

+ Dòng qua Rơle :

Với : IoN : dòng thứ tự không tại chỗ đặt bảo vệ (t = 0)

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch (II.6.b) ta có :

= 30.0,709,442= 1,87 >1,2 Bảo vệ đạt yêu cầu về độ nhạy

4 Thời gian làm việc của bảo vệ :

Chọn Rơle thời gian loại ЭB-133 ,có tKđR = (0,5÷0,9)s

II.Bảo vệ Rơle hơi cho máy biến áp :

Thực tế thì tất cả các hư hỏng trong nội bộ máy biến áp đều làm cho dầu bốc hơi Cường độ bốc hơi phụ thuộc vào tính chất và mức độ hư hỏng Như vậy ta lợi dụng các tính chất tạo ra khi hư hỏng vào mục đích bảo vệ rơle hơi

+ Sơ đồ bảo vệ :

- Rơle hơi đặt trên ống nối bình dẫn dầu với thùng dầu và tác động theo áp lực hơi trong ống Rơle gồm 2 tiếp điểm thủy ngân hoạt động theo tốc độ thành lập khí

- Có nhiều loại rơle hơi khác nhau, nguyên tắc tác động chung là bình thường trong bình rơle chứa đầy dầu đặt 2 phao nối với bầu thủy ngân có tiếp điểm thủy ngân, khi làm việc bình thường các tiếp điểm thủy ngân mở

- Khi dầu bốc hơi ra ngoài còn yếu chúng tập trung lên phía trên đẩy mức dầu trong rơle xuống thấp, phao thứ nhất hạ xuống và khép tiếp điểm thứ nhất đi báo tín hiệu

Nếu như mức dầu bốc hơi nhanh, tức có hư hỏng nghiêm trọng hơi bốc lên mạnh hơn đẩy phao thứ 2 chìm xuống, khép tiếp điểm 2 đi cắt máy cắt

- Rơle hơi cũng có thể tác động khi ngắn mạch ngoài do cuộn dây của máy phát nóng quá mức làm cho dầu bốc hơi Để rơle tác động chính xác ta phải chỉnh định sao cho bảo vệ không làm việc khi ngắn mạch ngoài

Sơ đồ bảo vệ bộ MF-MBA :

CHƯƠNG III

BẢO VỆ HỆ THỐNG THANH GÓP

110KV

Xác suất sự cố trên thanh góp bé hơn so với trên đường dây.Nhưng nếu xảy

ra sự cố trên thanh góp hậu quả sẽ rất nghiêm trọng, mất điện toàn bộ đường dây

24RTh 23RH

Th

Th Đến TDT

Cắt 1MC

Cắt 2MC

-25RG

nối vào hệ thống thanh góp Vì vậy việc bảo vệ thanh góp là cần thiết Đối với thanh góp ta không cần đặt bảo vệ chống quá tải mà chủ yếu đặt bảo vệ để chống các dạng ngắn mạch bởi thanh góp đã chọn có khả năng quá tải lớn hơn nhiều so với các phần tử nối vào nó

- Để bảo vệ hệ thống thanh góp 110KV ta dùng bảo vệ so lệch toàn phần BI đặt trên tất cả các mạch nối với thanh góp

I.Nhiệm vụ thiết kế :

Tính toán bảo vệ cho hệ thống thanh góp 110KV của nhà máy thủy điện

A Đây là hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng được cấp điện từ 4 bộ máy phát - máy biến áp

II.Sơ đồ bảo vệ hệ thống 2 thanh góp có thanh góp vòng :

Sơ đồ bảo vệ gồm có các bộ phận chính :

1 Bộ phận khởi động :

Gồm rơle 7RSL, 8RSL, 9RSL để phân biệt ngắn mạch trong hay ngoài vùng bảo vệ

2 Bộ phận chọn lọc sự cố :

a Bộ chọn lọc sự cố thanh góp I:

Gồm các Rơle : 1RSL, 2RSL, 3RSL nối vào thanh góp I tác động khi ngắn mạch trên TGI và cắt các máy cắt thuộc thanh góp I

b Bộ phận chọn lọc sự cố thanh góp II:

Gồm các rơle 4RSL, 5RSL, 6RSL nối vào thanh góp II tác động khi ngắn mạch trên thanh góp II và cắt các máy cắt thuộc thanh góp II

3 Bộ phận kiểm tra báo tín hiệu đứt mạch thứ cấp BI :

Gồm các Rơle 10RI, 11RT, 12RG

4 Bộ phận khóa bảo vệ khi đóng thử máy cắt vòng :

Gồm các Rơle 13RGT, 14RG, 15RG

+ Khi đóng thử máy cắt vòng (5MC) vào thanh góp Nếu có sự cố chỉ được phép cắt máy cắt vòng mà không được cắt các máy cắt khác Bộ phận khởi động 7RSL, 8RSL, 9RSL làm việc thông qua tiếp điểm giữa của 13RGT và tiếp điểm

trên của 14RG cắt máy cắt vòng Tiếp điểm dưới của 13RGT khép làm tiếp điểm dưới của 15GT mở ra cắt âm nguồn khóa bảo vệ nối vào thanh góp I và II (không cho các máy cắt vào thanh góp 1 và 2 cắt ra khi đóng thử máy cắt vòng).

5 Bộ phận khóa bảo vệ khi đóng máy cắt nối (MCN):

Gồm Rơle 16RG, 14RG và 15RG

+ Khi đóng MCN (6MC) từ khóa điều khiển đến MCN tiếp đểm trên cùng của 16RGT khép lại đóng MCN Khi có sự cố trên thanh góp bộ phận khởi động 7RSL, 8RSL, 9RSL thông qua tiếp điểm dưới của 14RG và tiếp điểm giữa của 16RGT đi cắt MCN Tiếp điểm dưới của 16RGT khép làm mở tiếp điểm 15RG cắt

âm nguồn, khóa bảo vệ nối vào thanh góp I và II (không cho máy cắt nối vào thanh góp I và II cắt ra)

Hộp đổi nối HĐ5 : khóa không đưa nguồn đến bảo vệ

Cầu dao CD2 : ngắn mạch các BI khóa các bộ bảo vệ

Cầu dao CD1 : đóng ,loại bộ chọn lọc để cho bảo vệ tác động cả 2 thanh góp

II.Tính toán các tham số của bảo vệ :

1 Tính dòng khởi động của bảo vệ thanh góp :

a Theo dòng khởi động của bảo vệ thanh góp :

Dòng khởi động của bảo vệ không tác động đối với dòng không cân bằng tính toán

IKđ = Kat IKcbtt

Trong đó :

Kat : hệ số an toàn có xét đến sai số của Rơle và độ nhạy cần thiết

lấy Kat =1,5

IKcbtt = Kđn Kat fi INngmaxVới: KKcb : hệ số ảnh hưởng đến thành phần không chu kỳ trong dòng điện ngắn mạch , lấy KKcb =1

Kđn : hệ số tính đến sự đồng nhất của các máy biến dòng :Kđn =1

fi = 0,1 : Sai số lớn nhất cho phép của BI INngmax : thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch lớn nhất có thể đi qua biến dòng của phần tử tính toán khi có ngắn mạch ở ngoài

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch (mục III.1) cho bảo vệ thanh góp ta được :

INngmax = 3,299 KA = 3299A

IKcbtt = 1.1.0,1.3,297.103 = 329,7 (A)

Dòng khởi động của Rơle phía sơ cấp :

IKđS = Kat Ipt max = 1,5.329,7 = 494,55 (A)

b Theo dòng phụ tải cực đại khi đứt mạch bảo vệ :

IKđ ≥ Kat Ipt max

- Chọn Kat = 1,2

- Khi các máy biến dòng của sơ đồ bảo vệ chọn như nhau thì Ipt max là dòng điện đi qua phần tử mang tải lớn nhất Với giả thiết là mạch thứ cấp máy biến dòng bị đứt phần tử mang tải lớn nhất ở đây là phần tử số 2 (hộ 2)

10 3 max

=

121 3

10 08 , 32

40 2 + 2 3 = 244,828 (A)

⇒IKđs = 1,2.244,828 = 293,794 (A)

So sánh 2 điều kiện trên ta chọn dòng khởi động của bộ khởi động và bộ chọn lọc trong điều kiện

Với : IKđs = 494,85 (A)

Chọn máy biến dòng với tỉ số biến đổi nI = 500/5

Dòng khởi động của Rơle phía thứ cấp

2 Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

Độ nhạy của bảo vệ được kiểm tra khi ngắn mạch 2 pha trên thanh góp ở chế độ cực tiểu

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch (mục III.2) cho bảo vệ thanh góp :

= 1,50049.10/53 = 14,9 Độ nhạy của bảo vệ :

Kết luận : Độ nhạy của bảo vệ đạt yêu cầu

3 Chọn dòng điện khởi động của Rơle kiểm tra mạch thứ cấp của BI:Dòng khởi động của Rơle kiểm tra đứt mạch thứ cấp máy biến dòng chọn lớn hơn dòng điện không cân bằng ở chế độ làm việc cực đại của hệ thống

IKđ ≥ Kat fi KKcb INngmax

Nhưng thực tế chọn theo điều kiện : IKđRI = (0,2÷0,3) IđmBI

- Chọn IKđRI = 0,3.IđmBI = 0,3.5 = 1,5 (A)

- Chọn Rơle dòng điện kiểu điện từ ЭT-521/ 2 có giới hạn dòng điện đặt (0,5÷2)A

4 Thời gian làm việc của 11RT:

t11RT : Thời gian báo tín hiệu đứt mạch thứ hay kể từ lúc dòng điện đi qua 10RI đến 11RT

Để bảo vệ đứt mạch thứ không tác động nhầm khi ngắn mạch ngoài thì thời gian báo tín hiệu đứt mạch thứ là : t11RT = tmax (bảo vệ ngoài) + ∆t

CHƯƠNG IV BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY KÉP 110KV

Trong hệ thống điện đường dây dài với điện áp cao thường có xác suất sự cố khá lớn so với các phần tử khác trong hệ thống điện Vì vậy ta cần đặt các loại bảo vệ để ngăn ngừa sự cố như các dạng ngắn mạch đường dây Ở đây ta tính toán bảo cho đường dây kép 110KV nối từ thanh góp cao áp nhà máy điện A đến phụ tải số

4 (nhánh A-4) Các loại bảo vệ của đường dây là :

+Bảo vệ so lệch ngang có hướng

+ Bảo vệ khoảng cách

- Bảo vệ gồm :

+ RI : Rơle dòng điện

+ RW : Rơle định hướng công suất làm nhiệm vụ lựa chọn các hư hỏng, để Rơle công suất làm nhiệm vụ được cần phải nối các cuộn dây dòng điện và điện áp sao cho Rơle khép tiếp điểm tương ứng khi công suất ngắn mạch đi từ thanh góp vào đường dây

Ngoài ra còn có Rơle trung gian, Rơle tín hiệu để cắt MC và báo tín hiệu

Dòng điện vào Rơle RI, RW bằng hiệu dòng điện thứ cấp của 1BI và 2BI Cuộn áp của RW được đặt trên thanh góp 110KV, Rơle dòng điện làm nhiệm vụ khởi động

R : Là điện trở hạn chế dòng qua Rơle

- Trạng thái bình thường cũng như khi ngắn mạch ngoài

IIS = IIIS

Với IIS, IIIS là dòng sơ cấp chạy trong đường dây D1 và D2 của lộ kép

A-4 và dòng qua Rơle tương ứng

IR = IIT - IIIT = IKcb

IIT,IIIT : Dòng thứ cấp trong máy biến dòng 1BI và 2BI đặt trên hai đường dây cần bảo vệ

+ Khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ thì :

IIS ≠ IIIS⇒ IIT ≠ IIIT

Lúc này dòng vào Rơle rất lớn

+ Nếu IR ≥ IKđR Thì bảo vệ sẽ tác động cắt đường dây bị hư hỏng

1 Chọn dòng khởi động của bảo vệ :

Dòng khởi động của bảo vệ được chọn theo hai điều kiện :

a Bảo vệ không đuợc tác động được tác động đối với dòng không cân bằng :

Khi ngắn mạch ngoài tại thanh góp của trạm biến áp 4 trong điều kiện 2 đường dây cùng làm việc song song

KKCK : hệ số ảnh hưởng đến thành phần không chu kỳ , lấy KKCK = 1

Kat : hệ số an toàn , lấy Kat = 1,5

Kđn : hệ số đồng nhất của các BI , lấy Kđn = 1

fi : sai số cho phép của BI , lấy fi = 0,1

Vậy IKcbtt = 1.1.0,1.1,0055.103 = 100,55 (A)

⇒ Dòng khởi động của bảo vệ IKđBV = Kat.IKcbtt = 1,5.100,55 = 150,825 (A)

b Không được tác động khi một trong hai đường day song song được cắt ra từ đầu kia , muốn vậy dòng điện khởi động của rơle phải chọn lớn hơn dòng điện phụ tải tổng của 2 đường dây

4

.103 = 273.121,5 103 = 131,371 (A) Chọn Kat = 1,5

Ktv = 0,85

IKđBV = 01,,855 131,371 = 231,832 (A)

Từ hai điều kiện trên ta chọn dòng điện khởi động của bảo vệ theo điều kiện (b) với IKđBV = 231,832 (A) làm giá trị tính toán

Chọn máy biến dòng có tỷ số biến đổi nI = 300/5

Dòng khởi động của rơle là :

IKđR = 231300,832/5 = 3,863 (A)

Chọn rơle điện từ kiểu ЭT-521/6 có giới hạn dòng điện đặt (1,5 ÷ 6)A.

c Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

Độ nhạy của bảo vệ được kiểm tra với điểm ngắn mạch tính toán ở thanh cái cao áp của trạm biến áp phụ tải 4 đồng thời máy cắt đầu kia cắt ra

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch mục (IV.2b) ta có :

- Bảo vệ khoảng cách là loại bảo vệ dùng rơle tổng trở có thời gian tác động phụ thuộc vào quan hệ giữa điện áp UR và dòng điện IR đưa vào rơle và góc pha ϕR giữa chúng

Nguyên tắc tác động theo đại lượng ZR Nhiệm vụ này thực hiện được là nhờ rơle tổng trở có hướng đặc tính là vòng tròn

1 Các bộ phận của bảo vệ khoảng cách :

+ Bộ phận khởi động : làm nhiệm vụ khởi động cho bảo vệ khi xuất hiện ngắn mạch, đó là các Rơle 24RI, 25RI, 26RI

+ Bộ phận xác định khoảng cách và định hướng công suất : gồm các Rơle 14RZ, 15RZ,16 RZ kiểm soát vùng I nhờ 17RGT với thời gian tI

+ 19RZ, 20RZ, 21RZ : kiểm soát vùng II nhờ 22RT

+ 24RI, 25RI, 26RI : kiểm soát vùng III nhờ 27RT với tIII

ϕ R =α

ϕ R =α

Các rơle khoảng cách không kiểm soát vùng III

2 Chọn các tham số bảo vệ khoảng cách :

a Vùng I của bảo vệ gồm các Rơle :14RZ, 15RZ, 16RZ và 17RGT :

Điện trở vùng I là (Z1) chọn theo điều kiện sao cho bộ phận khoảng cách vùng

I không tác động khi ngắn mạch ngoài phạm vi đường dây bảo vệ Chiều dài của vùng I thường chọn bằng 85% chiều dài đường dây bảo vệ

ZI = 0,85 ZDA-4 = 12,359 + j.11,823

Thời gian làm việc của bảo vệ vùng I tI = 0,1s

b Vùng II của bảo vệ gồm các Rơle : 19RZ, 20RZ, 21RZ và 22RT

Vùng II của bảo vệ phải lấy bao gồm phần đường dây còn lại Để bảo vệ một cách chắc chắn vùng bảo vệ không phải vượt ra ngoài phạm vi ấy Ở đây ta chọn phạm vi bảo vệ của vùng II bao gồm phần còn lại của đường dây được bảo vệ đến máy biến áp số 4

ZII = ZDA-4 + ZBA = 14,54 + j.13,91+ 1,27 + j.27,77 = 15,81+j.41,68 (Ω).Thời gian tII phải phối hợp với thời gian tác động của bảo vệ MBA : tII= tI +∆t Chọn ∆t = 0,5s ⇒ tII = 0,6s

Chọn rơle loại ЭB-121 có giới hạn đặt (0,25÷3,5)s

c Vùng III của bảo vệ gồm Rơle 24RI, 25RI, 26RI và 27RT:

Các rơle khoảng cách không kiểm soát vùng III và bảo vệ trong trường hợp này làm việc như bảo vệ quá dòng có hướng và IKđ được chọn như là bảo vệ quá dòng cực đại

IKđ =

tv

mm at

K

K

K

.Ilvmax Trong đó :

Kat : hệ số an toàn, lấy Kat = 1,2

Kmm : hệ số mở máy, Kmm = 2,5

Ktv : hệ số trở về , Ktv = 0,85

Ilv max = I pt2max

= 1312,731= 65,865 (A)

Vậy IKđBV = 1,2.2,05,.8565,865= 232,466 (A)

Với BI có tỷ số nI = 300/5

Dòng qua Rơle:

3 Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

Độ nhạy của bảo vệ được kiểm tra theo dòng điện đi qua bảo vệ khi ngắn mạch cuối đường dây và cuối vùng dự trữ :

Thông thường chọn : KNBVchính ≥ 1,5

KNBVdự trữ ≥ 1,2

+ Khi ngắn mạch cuối đường dây bảo vệ

Tra phụ lục tính ngắn mạch bảo vệ đường dây kép mục (IV.2.a) có:

+ Khi ngắn mạch cuối vùng dự trữ (sau MBA B4) :

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch mục (IV.2.b) ta có :

Như vậy bảo vệ đạt độ nhạy yêu cầu

II.Bảo vệ thứ tự không :

+ Đường dây được bảo vệ là đường dây 110KV có dòng chạm đất lớn nên ta phải đặt bảo vệ thứ tự không có hướng

+ Bảo vệ phải tác động một cách chắc chắn khi ngắn mạch cuối vùng bảo vệ, ngoài

ra bảo vệ không được tác động đối với dòng không cân bằng

- Bảo vệ gồm các rơle 29RI là bộ phận khởi động :

30 RW là bộ phận định hướng công suất

31 RT là bộ phận tạo thời gian tránh tác động nhầm khi có ngắn mạch thoáng qua

1 Dòng khởi động của bảo vệ : được chọn theo điều kiện :

Tránh dòng không cân bằng khi ngắn mạch ngoài :

IKđBV ≥ IKcbtt.KatI( 3 )

max Nng

Trong đó :

IKcbtt = KKCK Kđn fi I(Nng3) max

+ KKCK : hệ số ảnh hưởng đến thành phần không chu kỳ, KKCK = 1

+ Kat : hệ số an toàn, Kat = 1,5

+ Kđn : hệ số đồng nhất của các BI cùng loại, lấy Kđn = 1

+ fi : sai số cho phép của các BI, fi = 0,1

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch (mục IV.1) của bảo vệ đường dây kép :

Từ 2 điều kiện (a) và (b) chọn dòng khởi động của bảo vệ là : IKđBV = 301,65 (A)

- Chọn máy biến dòng có tỷ số biến dòng : nI = 300/5

- Dòng khởi động của Rơle : IKđR =

2 Thời gian tác động của bảo vệ :

Thời gian tác động của bảo vệ phải được phối hợp với bảo vệ thứ tự không khác.Giả thiết thời gian tác động của bảo vệ thứ tự không của MBA giảm áp số 4 là tB1 = 0,1s

Khi đó thời gian tác động của bảo vệ thứ tự không của đoạn đường dây B4 là : tđd4 = tB4 +∆t

Chọn ∆t = 0,5s ⇒ tđd4 = 0,1 + 0,5 = 0,6s

Chọn Rơle loại ЭB-121 có giới hạn thời gian đặt (0,25÷3,5)s

3 Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ :

KN =

KđBV

BV N

I

I0 min3

Với I0N : là dòng ngắn mạch thứ tự không khi ngắn mạch chạm đất trên thanh góp cao áp của trạm giảm áp B4 (ở chế độ cực tiểu)

Tra phụ lục tính toán ngắn mạch mục (IV.4) ta được :

3 ( 1 )

0 =3.0301,247,65.103 = 2,456 > 1,5 Như vậy độ nhạy của bảo vệ đạt yêu cầu

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN NGẮN

MẠCH

Mục đích tính toán ngắn mạch dùng trong bảo vệ Rơle là nhằm tìm dòng ngắn mạch cơ sở Tính toán dòng khởi động của Rơle cũng như kiểm tra độ nhạy của chúng

I.Khái niệm chung các tham số :

Trong tính toán ngắn mạch các dạng ngắn mạch không đối xứng ta áp dụng qui tắc đẵng trị thứ tự thuận và áp dụng các phương pháp biến đổi

Chiều của dòng thứ tự thuận và thứ tự nghịch trên sơ đồ thay thế, còn chiều của dòng thứ tự không phụ thuộc vào cách đấu dây của máy biến áp

1 Các số liệu dùng để tính toán ngắn mạch :

a Nhà máy điện A :

Nhà máy thủy điện A dùng máy phát CB-850/120-60 có :

Sđm = 40 MVA ; Uđm = 10,5 KV