Đồ án môn học: Bảo vệ Role trong Hệ thống điện

Do nhu cầu về điện ngày càng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩa với việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắn mạch cũng tăng theo.Muốn hệ thống điện vận hành an toàn và tin cậy thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ để giảm thiểu, ngăn chặn các hậu quả của sự cố có thể xảy ra.Là một sinh viên chuyên ngành hệ thống điện không thể không nghiên cứu, tìm hiểu bộ môn “ Bảo vệ rơle trong hệ thống điện”. Môn học đã mang lại cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất của bảo vệ hệ thống điện bằng rơle, các nguyên tắc tác động, cách thực hiện các bảo vệ thường gặp cũng như các chế độ hư hỏng và làm việc không bình thường điển hình nhất của hệ thống điện và các loại bảo vệ chính đặt cho nó. Đồ án “Bảo vệ rơle” giúp sinh viên hệ thống lại toàn bộ kiến thức được học. Những kiến thức này sẽ là nền tảng cho quá trình tiếp cận thực tế sau này.Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế, vì vậy trong quá trình thực hiện đồ án chắc hẳn không tránh được những sai sót. Em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án và kiến thức bản thân em được hoàn thiện hơn.

LỜI MỞ ĐẦU

************

Do nhu cầu về điện ngày càng tăng, hệ thống điện ngày càng được mở rộng, phụ tảitiêu thụ tăng thêm cũng đồng nghĩa với việc khả năng xảy ra sự cố như chạm chập, ngắnmạch cũng tăng theo.Muốn hệ thống điện vận hành an toàn và tin cậy thì không thể thiếucác thiết bị bảo vệ để giảm thiểu, ngăn chặn các hậu quả của sự cố có thể xảy ra

Là một sinh viên chuyên ngành hệ thống điện không thể không nghiên cứu, tìm hiểu

bộ môn “ Bảo vệ rơle trong hệ thống điện” Môn học đã mang lại cho sinh viên nhữngkiến thức cơ bản nhất của bảo vệ hệ thống điện bằng rơle, các nguyên tắc tác động, cáchthực hiện các bảo vệ thường gặp cũng như các chế độ hư hỏng và làm việc không bìnhthường điển hình nhất của hệ thống điện và các loại bảo vệ chính đặt cho nó Đồ án “Bảo

vệ rơle” giúp sinh viên hệ thống lại toàn bộ kiến thức được học Những kiến thức này sẽ

là nền tảng cho quá trình tiếp cận thực tế sau này

Do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế, vì vậy trong quá trình thực hiện đồ án chắchẳn không tránh được những sai sót Em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý của cácthầy cô để bản đồ án và kiến thức bản thân em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 4 năm 2016Sinh viên: Trần Văn Phương

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

A.PHẦN LÝ THUYẾT NHIỆM VỤ VÀ CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI BẢO VỆ RƠLE 4

1.1 Nhiệm vụ của bảo vệ rơle 4

1.2 Các yêu cầu đối với bảo vệ rơle 4

1.2.1 Tính chọn lọc 5

1.2.2 Độ tin cậy 5

1.2.3 Tính tác động nhanh 5

1.2.4 Độ nhạy 5

1.2.5 Tính kinh tế 5

CHƯƠNG II:NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC BẢO VỆ ĐÃ HỌC 7

1.Bảo vệ quá dòng điện … ………7

2.Bảo vệ so lệch………10

3.Bảo vệ bằng rơ le khí………12

4.Bảo vệ chống ngắn mạch cham đất ……… 13

5.Bảo vệ quá tải cho MBA……….……… 14

CHƯƠNG III: LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO MÁY BIẾN ÁP VÀ ĐƯỜNG DÂY L1 ,L2 1.Phương thức bảo vệ cho máy biến áp……… ……… 15

2.Phương thức bảo vệ cho đường dây L1,L2……… … 16

B.PHẦN TÍNH TOÁN CHƯƠNG I:CHỌN MÁY BIẾN DÒNG BI 1.Chọn tỉ số biến đổi cho BI2………18

2.Chọn tỉ số biến đổi cho BI2……… 19

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 20

4.1 Mục đích tính toán ………20

4.2 Điện kháng tương đối của các phần tử ……… 19

4.3 Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở chế độ cực đại 23

4.4 Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở chế độ cực tiểu 29

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY 38

1.Bảo vệ quá dòng cắt nhanh……… ……… … 38

2 Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh 38

3.Bảo vệ quá dòng có thời gian 38

4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian……… 43

CHƯƠNG IV: XÁC ĐỊNH VÙNG BẢO VỆ CỦA BẢO VỆ CẮT NHANH VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC BẢO VỆ ……… 45

1.Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh 45

2.Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ 47

A Phần lý thuyết

CHƯƠNG I:NHIỆM VỤ VÀ CÁC YÊU CẦU

ĐỐI VỚI BẢO VỆ RƠ LE

1.1 Nhiệm vụ của bảo vệ rơle.

Trong bất cứ một HTĐ nào cũng không thể không tránh khỏi những hư hỏng và cáctình trạng làm việc không bình thường của các phần tử trong HTĐ đó Nguyên nhân xảy

ra các dạng hư hỏng hay sự cố rất đa dạng:

- Do thiên nhiên: Động đất, núi lửa,lũ lụt, dông bão…

- Do con người: Sai sót trong quá trình tính toán thiết kế, vận hành, bảo dưỡng…

- Do ngẫu nhiên: Già cỗi cách điện, thiết bị quá cũ, những hư hỏng ngẫu nhiên,tình trạng làm việc bất thường của hệ thống…

Các sự cố nguy hiểm nhất xảy ra trong HTĐ thường là các dạng ngắn mạch Khingắn mạch dòng điện tăng cao tại chỗ sự cố và trong các phần tử từ nguồn đến điểm ngắnmạch có thể gây tác dụng nhiệt và cơ nguy hiểm cho phần tử mà nó chạy qua Hồ quangtại chỗ sự cố nếu tồn tại lâu có thể đốt cháy thiết bị, gây hỏa hoạn Ngắn mạch cũng làmđiện áp tại chỗ sự cố và khu vực lưới điện lân cận giảm thấp, ảnh hưởng tới sự làm việcbình thường của hộ tiêu thụ điện Trường hợp nguy hiểm nhất có thể dẫn đến mất ổn định

và tan rã hệ thống

Ngoài ngắn mạch thì hệ thống điện còn có tình trạng làm việc không bình thường,phổ biến nhất là hiện tượng quá tải, khi đó dòng điện tải tăng làm tăng nhiệt độ của cácphần tử dẫn điện gây già cỗi cách điện làm giảm tuổi thọ thiết bị đôi khi bị phá hỏng dẫnđến các sự cố nguy hiểm như ngắn mạch

Do đó, nhiệm vụ của các thiết bị bảo vệ rơle(BVRL) là phát hiện và nhanh chóngloại trừ phần tử sự cố ra khỏi hệ thống điện nhằm ngăn chặn và hạn chế tới mức thấp nhấttác hại của nó Ngoài ra BVRL còn ghi nhận và phát hiện các tình trạng làm việc khôngbình thường của các phần tử trong HTĐ, tùy vào mức độ có thể báo tín hiệu hoặc cắt máycắt

1.2 Các yêu cầu đối với bảo vệ rơle.

Để thực hiện các chức năng và nhiệm vụ quan trọng trên, thiết bị bảo vệ phải thỏamạn những yêu cầu cơ bản sau:

1.2.1 Tính chọn lọc.

Là tính năng bảo vệ có thể phát hiện và loại trừ đúng phần tử bị sự cố ra khỏi HTĐ.Phân loại:

 Chọn lọc tuyệt đối: Các bảo vệ làm nhiệm vụ chính cho các phần tử bảo vệ

 Chọn lọc tương đối: Các bảo vệ ngoài làm nhiệm vụ bảo vệ chính còn làm nhiệm

vụ dự phòng cho các phần tử lân cận Để thực hiện được nhiệm vụ này thì thờigian của các bảo vệ phải được phối hợp với nhau

1.2.2 Độ tin cậy.

Là tính năng đảm bảo cho các thiết bị làm việc đúng và chắc chắn

Phân loại:

+ Độ tin cậy tác động: đảm bảo cho bảo vệ làm việc đúng

+ Độ tin cậy không tác động: đảm bảo cho bảo vệ không làm việc sai (không tácđộng nhầm khi bảo vệ không thuộc phạm vi hoạt động của nó)

1.2.3 Tính tác động nhanh.

Phát hiện và loại trừ nhanh sự cố của hệ thống càng nhanh càng tốt, khi kết hợpvới yêu cầu chọn lọc đòi hỏi thiết phải sử dụng các hệ thống bảo vệ làm việc tin cậy vàđắt tiền

Rơle gọi là tác động nhanh nếu tRL ≤ 50 ms, các rơle thông thường từ 60 ÷ 100ms

1.2.4 Độ nhạy.

Đặc trưng cho khả năng cảm nhận sự cố của hệ thống bảo vệ:

Kn =

Bảo vệ dự phòng có Kn = 1,2 ÷ 1,5, bảo vệ chính thường có Kn = 1,5 ÷ 2 Độ nhạy của

hệ thống bảo vệ phụ thuộc vào những yếu tố sau:

- Cấu hình hệ thống

- Dạng ngắn mạch và trị số dòng điện ngắn mạch

- Loại bảo vệ

- Đặc tính làm việc của bảo vệ.

1.2.5 Tính kinh tế.

- Đối các phần tử điện áp cao và siêu cao áp thì chi phí cho hệ thống bảo vệ rơlechiếm khoảng 1 ÷ 2% tổng giá trị công trình do đó giá cả về tiền không quyếtđịnh đến việc lựa chọn chủng loại rơle bảo vệ bởi hệ thống này đảm bảo bốnyêu cầu về kĩ thuật

- Đối với lưới phân phối do phần tử nhiều ,hơn nữa yêu cầu của hệ thống bảo vệthường không cao bằng các thiết bị bảo vệ cao áp và siêu cao áp do đó khi thiếtkế ta phải cân nhắc các chi phí kinh tế sao cho vừa đảm bảo các yêu cầu kĩthuật và có chi phí nhỏ nhất

CHƯƠNG II: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC BẢO VỆ ĐÃ HỌC

1 Bảo vệ quá dòng điện.

Quá dòng điện là hiện tượng khi dòng điện chạy qua phần tử của hệ thống điện vượt quátrị số dòng điện tải lâu dài cho phép Quá dòng điện có thể xảy ra khi ngắn mạch hoặc doquá tải

+ Bảo vệ quá dòng điện là bảo vệ tác động khi dòng điện đi qua phần tử được bảo vệvượt quá một giá trị định trước (tức là giá trị cài đặt)

+ Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ quá dòng điện được chia 2 loại:

 Bảo vệ dòng điện cực đại: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làmviệc theo nguyên tắc từng cấp

 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: bảo đảm tính chọn lọc bằng cách chọn dòng khởiđộng thích hợp

1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại:

Bảo vệ dòng điện cực đại thường là loại bảo vệ chính đối với mạng một nguồncung cấp.Bảo vệ được đặt ở đầu mỗi đoạn đường dây (về phía nguồn), bảo vệ càng gầnnguồn cung cấp thì thời gian tác động càng lớn

-Thời gian làm việc của bảo vệ dòng điện cực đại

Hai bảo vệ cận kề nhau có thời gian chọn lớn hơn nhau một bậc Δt trong đó việct trong đó việcbảo vệ gần nguồn có thời gian lớn hơn

t n= max{t n−1}+Δtt

Trong đó:

tn - thời gian đặt của cấp bảo vệ thứ n đang xét

tn-1 - thời gian tác động của các bảo vệ của cấp bảo vệ đứng trước nó (thứ n)

Δt trong đó việct - bậc chọn lọc về thời gian

Thông thường Δt trong đó việct = (0,2 ÷ 0,5)s vớiΔt trong đó việct = 0.2svới Rơle số,Δt trong đó việct = 0.5svới Rơle cơ

Khi ngắn mạch tại điểm N1 và khi ngắn mạch tại điểm N2 thì đối với bảo vệlàm việc có đặc tính thời gian độc lập thì thời gian không đổi, còn khi dùng bảo vệ

có đặc tính thời gian phụ thuộc ta thấy thời gian làm việc thay đổi theo điểm ngắnmạch

Ưu điểm cơ bản của bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc là giảm được thời gian

cắt ngắn mạch của bảo vệ ở gần nguồn, còn nhược điểm là thời gian cắt ngắnmạch của bảo vệ tăng lớn khi IN ≈ Ikđ, đôi khi phối hợp thời gian làm việc của bảo

vệ là tương đối phức tạp

- Dòng điện khởi động của bảo vệ dòng điện cực đại:

Theo nguyên tắc tác động của bảo vệ Imax phải chọn lớn hơn dòng phụ tải cực đạiqua chỗ đặt bảo vệ Trong thực tế dòng điện khởi động của bảo vệ còn phụ thuộc vàonhiều điều kiện khác

Dòng khởi động của bảo vệ: Ikd=

Trong đó: ni - tỉ số biến của BI

ksđ - hế số sơ đồ đấu dây giữa BI và Rơle

- Độ nhạy của bảo vệ dòng điện cực đại:

Độ nhạy của bảo vệ dòng điện cực đại được đặc trưng bằng hệ số Kn:

Yêu cầu về độ nhạy là: - Đối với bảo vệ chính thì Kn ≥ 1,5

- Đối với bảo vệ dự phòng thì Kn ≥ 1,2

- Vùng tác động:

Vùng tác động của Rơle bảo vệ quá dòng có thời gian là toàn bộ phần đường dâytính từ vị trí đặt bảo vệ về phía tải Bảo vệ đặt gần nguồn có khả năng làm dự phòng chobảo vệ đặt phía sau với thời gian cắt sự cố chậm hơn một cấp thời gian Δt trong đó việct

1.2 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh:

Đối với bảo vệ quá dòng thông thường càng gần nguồn thời gian cắt ngắn mạchcàng lớn, thực tế cho thấy ngắn mạch gần nguồn thường thì mức độ nguy hiểm càng caohơn và cần loại trừ càng nhanh càng tốt Để bảo vệ các đường dây trong trường hợp nàyngười ta dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50)

Bảo vệ quá dòng cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọnlọc dòng điện khởi động lớn hơn dòng ngắn mạch lớn nhất qua chỗ đặt bảo vệ khi cóngắn mạch ở ngoài phần tử được bảo vệ (cuối cùng bảo vệ của phần tử được bảo vệ), bảo

vệ dòng cắt nhanh thường làm việc tức thời với thời gian rất bé

Bảo vệ cắt nhanh có khả năng làm việc chọn lọc trong lưới có cấu hình bất kỳ vớimột nguồn hay nhiều nguồn cung cấp Ưu điểm của nó là có thể cách ly nhanh sự cố vớicông suất ngắn mạch lớn ở gần nguồn Tuy nhiên vùng bảo vệ không bao trùm được hoàntoàn đường dây cần bảo vệ, đây chính là nhược điểm lớn nhất của bảo vệ này

Để đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt của bảo vệ quá dòng cắt nhanh phải đượcchọn sao cho lớn hơn dòng ngắn mạch cực đại (ở đây là dòng ngắn mạch ba pha trựctiếp) đi qua chỗ đặt Rơle khi có ngắn mạch ở ngoài vùng bảo vệ

Đối với mạng điện hình tia một nguồn cung cấp thì giá trị dòng điện khởi độngcủa bảo vệ cắt nhanh đặt tại thanh góp A là:

Ikd= kat.IN ngmax

Trong đó: kat - hệ số an toàn, tính đến ảnh hưởng của sai số do tính ngắn mạch, do cấu tạocủa Rơle, thành phần không chu kỳ trong dòng ngắn mạch và của biến dòng Với Rơle cơthì kat = 1,2 ÷ 1,3 còn với Rơle số thì kat = 1,15.

INngmax - dòng ngắn mạch ba pha trực tiếp lớn nhất qua bảo vệ khi ngắn mạch ngoài vùngbảo vệ Ở đây là dòng ngắn mạch ba pha trực tiếp tại thanh góp B

Ưu điểm: Làm việc 0 giây đối với ngắn mạch gần thanh góp.

Nhược điểm: Chỉ bảo vệ được một phần đường dây 70 - 80%

Phạm vi bảo vệ không cố định phụ thuộc vào chế độ ngắn mạch và chế độ làm việc hệ

thống Chính vì vậy bảo vệ quá dòng cắt nhanh không thể là bảo vệ chính của một phần

tử nào đó mà chỉ có thể kết hợp với bảo vệ khác

I>>

D2 I>>

D1

max min a)

CN

2 Bảo vệ so lệch.

Nguyên lý: Bảo vệ so lệch dựa trên nguyên tắc so sánh các dòng điện giữa hai đầu

của một phần tử (đối tượng được bảo vệ) và vì vậy cũng được hiểu như hệ thống cân bằng dòng điện

c Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ.

Trong sơ đồ dòng điện qua rơ le so lệch:

Trong điều kiện bình thường hoặc khi có ngắn mạch tại N1 do

Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ (điểm N2), do

Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ, dòng điện một đầu sẽ đổi chiều, lúc bấy giờ

ILV > IH, rơ le so lệch làm việc

MC2 MC1

Người ta lợi dụng sự bốc hơi này vào mục đích bảo vệ bằng việc đặt trên các ống nối từ bình dãn dầu (bình dầu phụ) tới thùng máy biến áp rơ le khí (buchholz) Rơ le này sẽ tác động khi tốc độ dầu đi từ thùng dầu chính máy biến áp lên bình dầu phụ vượt quá mức cho phép Để rơ le làm việc được dễ dàng người ta tạo một góc nghiêng nhất định ở mặt trên ở thùng dầu máy biến áp so với mặt phẳng ngang một góc từ 20 đến 70

Vị trí đặt rơ le khí trong máy biến áp

Rơ le với hai cấp tác động gồm hai phao bằng kim loại mang bầu thuỷ tinh nhỏ có tiếp điểm thuỷ ngân hoặc tiếp điểm từ

ở chế độ làm việc bình thường trong bình rơ le đầy dầu các phao nổi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm của rơ le ở trạng thái mở

Khi khí bốc ra yếu (chẳng hạn vì dầu nóng do quá tải) khí tập trung lên phía trên của bình, rơle đẩy phao số 1 xuống, rơ le gửu tín hiệu cấp 1 đi cảnh báo Cấp 2 nếu tốc độchuyển động của dầu qua rơ le khoảng từ 70-160 cm/s, rơ le gửi tín hiệu đi cắt máy biến áp

Bình dầu phụ

Thùng dầu MBA

Role

Khi thùng dầu bị thủng, dầu hạ áp thấp rơ le khí sẽ cũng tác động báo tín hiệu hoặc tín hiệu cắt máy biến áp.

Rơ le khí làm việc khá tin cậy chống tất cả các loại sự cố bên trong thùng dầu Tuynhiên qua kinh nghiệm cũng phát hiện một số trường hợp tác động sai do ảnh hưởng của chấn động cơ học lên máy biến áp (như các vụ động đất, các vụ nổ gần máy biến áp….)

Trong đó: k0= 0,2 0,4(thường lấy kng l y kấy k 0 =0,3)

Idđ- dòng điện danh định của máy biến dòng từ đó lấy I0 (hoặc dòng điện danh địnhcủa máy biến dòng đặt ở trung tính của máy biến áp)

Chọn thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng TTKtheo đặc tính thời gian độc lập

5 Bảo vệ chống quá tải cho máy biến áp

Quá tải làm tăng nhiệt độ của MBA, nếu nhiệt độ tăng quá mức cho phép sẽ làm giảm tuổi thọ của MBA Đối với MBA CS bé có thể sử dụng loại bảo vệ quá dòng thông thường để làm bảo vệ chống quá tải

Đối với MBA công suất lớn người ta sử dụng nguyên lý hình ảnh nhiệt để thực hiện bảo vệ chống quá tải

Bảo vệ loại này làm tăng nhiệt độ ở những điểm kiểm tra khác nhau trong máy biến áp tuỳ theo mức tăng nhiệt độ mà có các cấp tác động khác nhau: cảnh báo, khởi động

các mức làm mát bằng cách tăng tốc độ tuần hoàn của không khí, dầu máy biến áp hoặc giảm tải máy biến áp Nếu các cấp tác động trễ không có hiệu quả, nhiệt độ vẫn tăng quá mức cho phép, thời gian quá tải kéo dài thì máy biến áp sẽ được cắt khỏi hệ thống.

Các rơ le số hiện đại ngày nay, có thể sử dụng những phương pháp phản ánh chính xác hơn hiện tượng quá tải của máy biến áp như giám sát nhiệt độ các điểm quan trọng, kiểm tra nhiệt độ già hoá…

CHO MÁY BIẾN ÁP VÀ ĐƯỜNG DÂY L1 ,L2

1 Phương thức bảo vệ cho MBA

1.1 Các dạng hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường của MBA

cần kể đến khi thực hiện bảo vệ Role.

* Những hư hỏng nội bộ trong MBA:

- Ngắn mạch nhiều pha trong cuộn dây MBA.

- Ngắn mạch 1 pha trong cuộn dây MBA, có thể là:

+ Các vòng dây trong 1 pha chạm nhau.

+ Một pha chạm đất

- Cách điện giữa các lá thép của các lá thép của mạch từ bị phá hủy, dòng điện

xoáy lớn quá đốt cháy cả lõi thép

- Vỏ MBA bị hỏng làm cho mức dầu trong MBA bị sụt quá mức cho phép.

Những tình trạng làm việc không bình thường của MBA:

- Dòng điện tăng cao do ngắn mạch ngoài và quá tải.

- Mức dầu hạ thấp khi nhiệt độ không khí trụt đột ngột.

- Quá điện áp khi NM chạm đất trong hệ thống.

Phương thức bảo vệ MBA phụ thuộc vào công suất, chủng loại, số cuộn dây, vị trí

và sơ đồ đấu dây của máy biến áp Máy biến áp cần bảo vệ là loại 2 cuộn dây có cócông suất trung bình, được làm việc song song, tổ đấu dây Y0/Y0 – 12, từ đó ta có thểđặt các bảo vệ cho 1 máy biến áp như sau:

1.2 Các loại bảo vệ đặt cho MBA:

 Bảo vệ chính: dùng bảo vệ so lệch (∆I) để bảo vệ cho các sự cố trên cuộn dây,dùng bảo vệ rơ le khí (RK) để bảo vệ phần dầu Hai bảo vệ này sẽ chống lại tất cảcác sự cố bên trong MBA.

 Bảo vệ dự phòng: dùng bảo vệ quá dòng có thời gian( I >,t) Bảo vệ dự phòngcho bảo vệ chính và chống lại các sự cố bên ngoài MBA

 Bảo vệ chống chạm đất: dùng bảo vệ quá dòng TTK( I0>)

 Bảo vệ chống quá tải và nhiệt độ dầu tăng cao: dùng bảo vệ quá tải dòng điện(I ≥) và rơ le hình ảnh nhiệt (Ө0¿

1.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho MBA

2 Phương thức bảo vệ cho đường dây L1,L2.

3.1 Các dạng sự cố thường gặp trên đường dây.

- Ngắn mạch (nhiều pha chạm đất hay NM 1 pha )

- Chạm đất 1 pha

- Quá điện áp (khí quyển hoặc thao tác)

- Đứt dây và quá tải

-3.2 Các loại bảo vệ đặt cho đường dây.

Đường dây L1,L2 thuộc lưới điện trung áp, ta dùng bảo vệ quá dòng cắt nhanh đểloại bỏ tức thời sự cố 70-80% phần phía đầu đường dây, bảo vệ quá dòng có thời gianvới đặc tính phụ thuộc để bảo vệ toàn bộ đường dây.Ngoài ra cần dùng thêm bảo vệquá dòng thứ tự không đặc tính thời gian độc lập để bảo vệ chống chạm đất

3.3 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây L1,L2.

Tỉ số biến đổi của BI được tính như sau:

nBI = I I S

T

trong đó: IT : dòng điện thứ cấp qua BI, IT = 1A

IS : dòng điện sơ cấp qua BI

IS được chọn theo điều kiện: IS≥Ilv max

Với Ilv max : dòng điện làm việc lớn nhất qua BI

1 Chọn tỉ số biến đổi cho BI 2

Ilv2max=Ipt2max=182,159 (A)

Như vậy ta chọn Is2=200(A)

Vậy tỉ số biến đổi của BI2 là nBI2 = 2005 = 40

2 Chọn tỉ số biến đổi cho BI 1

Dòng làm việc lớn nhất của BI1:

Như vậy ta chọn Is1=400(A)

Vậy tỉ số biến đổi của BI1 là nBI1 = 4005 = 80

Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào công suất ngắn mạch, cấu hình của hệ thống, vị tríđiểm ngắn mạch và dạng ngắn mạch

 Dòng ngắn mạch cực đại qua vị trí đặt bảo vệ được xác định cho trường hợphệthống điện có công suất ngắn mạch cực đại SN max và trạm có 2 máy biến áp làm việc

song song Trường hợp này, ta dùng để kiểm tra độ an toàn của bảo vệ so lệch và tínhtoán các thông số cài đặt cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh dự phòng và chỉnh định rơ le.Tính các dạng ngắn mạch N(3), N(1,1), N(1)

 Dòng ngắn mạch cực tiểu qua vị trí đặt bảo vệ được xác định cho trường hợphệthống điện có công suất ngắn mạch cực tiểu SN min và trạm có 1 máy biến áp làm việc.

Trường hợp này, ta dùng để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ.Tính các dạng ngắn mạch N(2),

N(1,1), N(1)

 Một số giả thiết khi tính toán ngắn mạch:

+ Coi tần số không đổi khi ngắn mạch

+ Bỏ qua hiện tượng bão hoà của mạch từ trong lõi thép của các phần tử

+ Bỏ qua điện trở của các phần tử

+ Bỏ qua ảnh hưởng của các phụ tải đối với dòng ngắn mạch

Việc tính toán ngắn mạch được thực hiện trong hệ đơn vị tương đối

Icb2= Scb

√3 Ucb2= 40

√3 23=1,004 kA

4.2.3.Tính điện kháng của các phần tử:

- Hệ thống : SNmax= 1890MVA ; SNmin =1650MVA ; X0HT = 1,1 X1HT

+Giá trị điện kháng thứ tự thuận

cb N

S

S =

40

1890=0,0212

Chế độ cực tiểu X1minHT= min

cb N

S

S =165040 =0,0242+Giá trị điện kháng thứ tự không

Chế độ hệ thống cực đại: X0maxHT = 1,1X1maxHT= 1,10,0212= 0,0233

Chế độ hệ thống cực tiểu: X0minHT= 1,1X1minHT= 1,10,0242= 0,0266

+ Máy biến áp

2- Điện kháng của đường dây :

Chia đường dây L1,L2 lần lượt thành 4 đoạn bằng nhau.Ta có:

Giá trị điện kháng thứ tự thuận:

X0L11=X0L12=X0L13=X0L14=3 X1L11=3.0,352=1,056

X0L21=X0L22=X0L23=X0L24=3 X1L21 =3.0,332=0,996

TÍNH DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH

4.3.Chế độ làm việc max

Để tính toán chế độ ngắn mạch không đối xứng ta sử dụng phương pháp các thành phầnđối xứng Điện áp và dòng điện được chia thành 3 thành phần:thành phần thứ tựthuận,thành phần thứ tự nghịch và thành phần thứ tự không Hai máy biến áp làm việcsong song

(vì E∑=1) với X(Δ n) là điện kháng phụ của loại ngắn mạch n

=> Trị số dòng điện ngắn mạch tổng tại các pha được tính theo công thức :

Dòng điện ngắn mạch TTK trong ngắn mạch N(1) :Ia0=Ia1

Dòng điện ngắn mạch TTK trong ngắn mạch N(1,1) : Ia0=-Ia1