Đồ án ngành hệ thống điện đặng doãn tùng

Cụ thể: Chương 1: Mô tả đối tượng bảo vệ, thông số chính Chương 2: Tính toán ngắn mạch phục vụ thiết kế bảo vệ rơle Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ Chương 4: Giới thiệu tính năn

LỜI MỞ ĐẦU

Điện năng nói chung, ngành công nghiệp điện nói riêng đóng vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, cũng như cuộc sống của con người Điện năng được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải….; cũng như trong các ứng dụng phục vụ đời sống con người như: chiếu sáng, điều hoà không khí, Trong công cuộc Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa của nước ta hiện nay, trong việc đảm bảo sản xuất và cung cấp điện đầy đủ, an toàn và đảm bảo chất lượng là thách thức rất lớn đối với ngành điện của Việt Nam, đặc biệt là trong giai đoạn ngành điện Việt Nam đang cơ cấu lại tổ chức sản xuất, vận hành và quản lý Trong dây chuyền sản xuất điện, Trạm biến áp (TBA) đóng vai trò "vận chuyển" điện năng từ nơi sản xuất (nhà máy điện/công ty phát điện) tới nơi tiêu thụ (hộ tiêu thụ) Chính

vì vậy, việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng bất thường có thể xảy ra tại TBA;

và theo đó là các phương thức và thiết bị bảo vệ phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự làm việc an toàn, hiệu quả và tin cậy cho TBA Xuất phát từ lí do đó, em

đã chọn đề tài tốt nghiệp: “THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 220kV” làm đề tài thiết kế tốt nghiệp của mình

Nội dung chính của Đồ án Thiết kế bảo vệ Rơle cho Trạm biến áp 220kV được tổ chức thành 5 chương Cụ thể:

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

Chương 2: Tính toán ngắn mạch phục vụ thiết kế bảo vệ rơle

Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ

Chương 4: Giới thiệu tính năng và thông số các loại bảo vệ sử dụng

Chương 5: Tính toán các thông số cài đặt và kiểm tra sự làm việc cho các bảo vệ

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được Nội dung thiết kế của đề tài "THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 220kV" này, bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân, em nhận được

sự ủng hộ và giúp đỡ của nhiều tổ chức, cá nhân Trong khuôn khổ hạn chế của cuốn Đồ

án thiết kế tốt nghiệp này, em không thể đề cập hết đến những hỗ trợ, giúp đỡ đó của các

tổ chức, cá nhân Vì vậy, cho phép em được gửi lời tri ân và lòng biết ơn sâu sắc tới sự ủng hộ và giúp đỡ quý báu đó

Ở đây, em xin được gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn đặc biệt tới một vài tổ chức, cá nhân Trước hết là, cho em gửi lời cảm ơn tới Trường Đại học Điện lực nói chung, Khoa

Kỹ thuật Điện nói riêng- nơi học tập và rèn luyện của em và các bạn trong suốt hơn bốn năm qua Tại nơi đây, em đã được học tập và rèn luyện trong một môi trường chuyên nghiệp, sáng tạo và năng động Tại nơi đây, em đã trưởng thành về mọi mặt: cả về kiến thức chuyên môn, lẫn tu dưỡng về đạo đức, lối sống Đóng góp cho sự trưởng thành về mọi mặt của cá nhân em, có sự giúp đỡ của các quý thầy cô - những người lái đò thầm lặng - đã giúp đỡ chúng em tu dưỡng và rèn luyện Các thầy, các cô là người cha, người

mẹ thứ hai của chúng em Tiếp đến, cho em được cảm ơn và lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Trường Giang - người thầy, người trực tiếp hướng dẫn chúng em trong học tập, cũng như thực hiện và hoàn thành Đồ án thiết kế tốt nghiệp này

Sau cùng, cho phép em gửi lời cảm ơn và tình yêu tới bố mẹ và gia đình đã dành cho

em những tình yêu thương, sự cổ vũ, động viên, và ủng hộ vô điều kiện trong suốt thời gian qua cũng như hành trình sống Cảm ơn bạn bè lớp D7-H4 đã luôn bên em trong học tập, nghiên cứu và trong cuộc sống

Xin cảm ơn vì tất cả!

Hà Nội, tháng 12 năm 2016 Sinh viên thực hiện Đặng Doãn Tùng

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

MỤC LỤC

Contents

LỜI MỞ ĐẦU 1

LỜI CẢM ƠN 3

MỤC LỤC 9

DANH MỤC HÌNH VẼ 13

DANH MỤC B ẢNG BIỂU 15

Chương 1: MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG BẢO VỆ 17

1.1 Mô tả đối tượng bảo vệ 17

1.1.1.Giới thiệu chung 17

1.1.2 Mô tả đối tượng bảo vệ 18

1.2 Các thông số chính 19

1.2.1 Hệ thống điện 19

1.2.2 Đường dây 19

1.2.2 Máy biến áp 20

Chương 2: TÍNH TOÁN NG ẮN MẠCH PHỤC VỤ THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE 21

2.1 Khái niệm ngu n nh n và h u quả củ ngắn mạch 21

2.1.1 Khái niệm 21

2.1.2 Nguyên nhân 21

2.1.3 H u quả 22

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới thông số ngắn mạch 22

2.3 Mục đích của tính toán ngắn mạch 22

2.4 Phương pháp thực hiện 24

2.4.1 Phương pháp tính toán 24

2.4.2 Chọn đại lượng cơ bản và tính thông số các phần tử trong hệ đợn vị tương đối cơ bản 25

2.4.3 Xác định sơ đồ và vị trí ngắn mạch cần tính 27

2.4.4 L p sơ đồ th thế tại điểm ngắn mạch 28

2.4.5 Thu gọn sơ đồ v điểm ngắn mạch 29

2.4.6 Tính các thành phần dòng ngắn mạch và tìm dòng đi ện qua BI 30

2.5 Chọn đơn vị cơ bản và tính các thông số các phần tử trong hệ đơn vị tương đối cơ bản 31

2.5.1 Công suất cơ bản 32

2.5.3 Dòng điện cơ bản 32

2.6 Sơ đồ 1 35

2.6.1 Ngắn mạch phía 220kV 35

2.6.2 Ngắn mạch phía 110 kV 41

2.6.3 Ngắn mạch phía 35kV 47

2.7 Sơ đồ 2 49

2.7.1 Ngắn mạch phía 220 kV 49

2.7.2 Ngắn mạch phía 110kV 55

2.7.3 Ngắn mạch phía 35 kV 62

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN NG ẮN MẠCH 64

Chương 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 68

3.1 Hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường của máy biến áp 68

3.2 Các yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ 69

3.2.1 Tác động nhanh 70

3.2.2 Tính chọn lọc 70

3.2.3 Yêu cầu v độ nhạy 70

3.2.4 Độ tin c y 71

3.2.5 Tính kinh tế 71

3.3 Nguyên lý bảo vệ và các thông số chính của từng loại bảo vệ 71

3.3.1 Bảo vệ so lệch có hãm 71

3.3.2 Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không 73

3.3.3 Bảo vệ rơle khí 74

3.3.4 Bảo vệ chống quá tải 76

3.3.5 Bảo vệ quá dòng có thời gi n có hướng 77

3.3.6 ảo vệ quá dòng thứ tự nghịch 78

3.3.8 Bảo vệ chống hư hỏng máy c ắt 79

3.4 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho MBA 80

Kết lu n 81

Chương 4: GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG 82

4.1 Tóm lược lịch sử phát triển củ các thiết bị 82

4.2.Hợp bộ bảo vệ so lệch 7UT613 83

4.2.1 Rơ le bảo vệ so lệch 7UT613 83

4.2.2.Đặc điểm củ rơ le7UT613 83

4.2.3 Nguyên lý hoạt động chung củ rơ le 7UT613 86

4.2.4 Một số thông số kỹ thu t củ rơle 7UT613 88

4.2.5 Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp củ rơle 7UT61 92

4.2.6 Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế của 7UT613 97

4.2.7 Chức năng bảo vệ quá dòng c ủa rơle 7UT613 100

4.2.8 Chức năng bảo vệ chống quá tải 100

4.3 Hợp bộ bảo vệ quá dòng 7SJ621 101

4.3.1 Giới thiệu tổng quan v rơle 7SJ621 101

4.3.2 Các chức năng bảo vệ 101

4.3.3 Nguyên lí hoạt động chung c ủ rơle 7SJ621 103

4.3.4 Các chức năng bảo vệ trong rơle 7SJ621 105

4.3.5 Một số thông số kĩ thu t củ rơle 7SJ621 107

Chương 5: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA

BẢO VỆ 112

5.1 Chọn máy c ắt, máy biến dòng điện và máy biến điện áp 112

5.1.1 Máy cắt điện 112

5.1.2 Máy biến dòng điện 114

5.2 Tính toán thông số của bảo vệ 115

5.2.1 Bảo vệ so lệch có hãm 116

5.2.2 Bảo vệ so lệch thứ tự không 119

5.2.3 Bảo vệ quá dòng có thời gi n có hướng 119

5.3 Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ 120

5.3.1 Bảo vệ so lệch có hãm 121

5.3.2 Bảo vệ so lệch thứ tự không 125

5.2.3 ảo vệ quá dòng có thời gi n có hướng .126

TÀI LIỆU THAM KHẢO 129

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Sơ đồ trạm biến áp 18

Hình 2 1 Sơ đồ thay thế HTĐ 25

Hình 2 2 Sơ đồ thay thế đường dây 26

Hình 2 3 Sơ đồ thay thế MBA tự ngẫu 26

Hình 2 4 Vị trí đặt bảo vệ và các điểm ngắn mạch 28

Hình 2 5 Tính toán cho 2 điện kháng nối tiếp 29

Hình 2 6 Tính toán cho 2 điện kháng song song 29

Hình 2 7 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận 35

Hình 2 8 Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch 35

Hình 2 9 Sơ đồ thay thế thứ tự không 36

Hình 2 10 Sơ đồ thứ tự thuận 41

Hình 2 11 Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch 41

Hình 2 12 Sơ đồ thay thế thứ tự không 42

Hình 2 13 Sơ đồ thay thế 47

Hình 2 14 Sơ đồ TTT trường hợp ngắn mạch phía 220kV, SNmin, 2 MBA làm việc song song 49

Hình 2 15 Sơ đồ TTN trường hợp ngắn mạch phía 220kV, SNmin, 2 MBA làm việc song song 49

Hình 2 16 Sơ đồ TTN trường hợp ngắn mạch phía 220kV, SNmin, 2 MBA làm việc song song 50

Hình 2 17: Sơ đồ TTT trường hợp ngắn mạch phía 110kV, SNmin, 2 MBA làm việc song song 55

Hình 2 18: Sơ đồ TTN trường hợp ngắn mạch phía 110kV, SNmin, 2 MBA làm việc song song 55

Hình 2 19 Sơ đồ TTK trường hợp ngắn mạch phía 110kV, SNmin, 2 MBA làm việc song song 56

Hình 3 1Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch có hãm dùng cho MBA tự ngẫu 72

Hình 3 2.Bảo vệ chống chạm đất hạn chế cho MBA tự ngẫu 73

Hình 3 3 Sơ đồ cấu tạo Rơle khí 75

Hình 3 4 Vị trí lắp đặt rơle khí tại máy biến áp 75

Hình 3 5 Sơ đồ bảo vệ quá nhiệt cho MBA 76

Hình 3 6 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho MBA 80

Hình 4 1 Cấu trúc phần cứng của rơ le 7UT613 87

Hình 4 2 Nguyên lí bảo vệ so lệch dòng điện trong rơle 7UT613 92

Hình 4 3 Đặc tính tác động của rơle 7UT613 94

Hình 4 4.Nguyên tắc hãm c ủa chức năng bảo vệ so lệch trong 7UT613 95

Hình 4 5 Nguyên lí bảo vệ chố ng chạm đất hạn chế trong 7UT613 97

Hình 4 6 Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đất hạn chế .100

Hình 4 7 Cấu trúc phần cứng của rơle 7SJ621 .104

Hình 4 8.Đặc tính thời gian tác động của 7SJ621 106

Hình 5 1.Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch có hãm 118

Hình 5 2 Đặc tính độ nhạy khi ngắn mạch trong vùng bảo vệ 125

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Số liệu hệ thống điện 19

Bảng 1 2 Số liệu đường dây 19

Bảng 1 3 Số liệu máy biến áp 20

Bảng 2 1 Bảng giá trị các đ ại lượng trong hệ đơn vị tương đối cơ bản 32

Bảng 2 2 Giá trị dòng điện qua các BI khi ngắn mạch phía 220kV 64

Bảng 2 3.Giá trị các dòng điện qua các BI khi ngắn mạch phía 110kV 65

Bảng 2 4.Giá trị các dòng điện qua các BI khi ngắn mạch phía 35kV 66

Bảng 2 5.Bảng tổng kết dòng ngắn mạch cực đại và cực tiểu qua các BI 67

Bảng 3 1 Các loại bảo vệ thường dùng cho MBA 69

Bảng 4 1 Cách chỉnh định và cài đặt thông số cho Rơ le 7UT613 91

Bảng 4 2 Cách cài đ ặt và chỉnh định thông số của Rơle 7SJ621 .110

Bảng 5 1 Thông số tính toán lựa chọn các thiết bị 113

Bảng 5 2Thông số máy cắt 113

Bảng 5 3Thông số máy biến dòng điện .114

Bảng 5 4Thông số máy biến điện áp 115

Bảng 5 5 Khai báo thông số MBA 116

Chương 1: MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG BẢO VỆ

Trong dây chuyền sản xuất điện, Trạm biến áp (TBA) đóng vai trò “vận chuyển” từ nơi sản xuất (Nhà máy điện/Công ty phát điện) đến nơi tiêu thụ (Hộ tiêu thụ) Bởi vậy, vai trò của Trạm biến áp là đặc biệt quan trọng Do đó, việc xây dựng và thiết kế phương thức bảo vệ cho Trạm biến áp cần được chú trọng nhằm đảm bảo Trạm biến áp được vận hành và làm việc an toàn, tin cậy Trong chương này, đối tượng bảo vệ và các thông chính phục vụ thiết kế được mô tả

1.1 Mô tả đối tượng bảo vệ

Trạm biến áp được phân loại theo chức năng và cấp điện áp [1-2]: Trạm biến áp truyền tải, Trạm biến áp phân phối Theo đó, Trạm biến áp 220kV là loại Trạm biến áp truyền tải đóng vai trò đặc biệt quan trọng Do đó, việc xây dựng phương thức bảo vệ cần đặc biệt chú trọng

1.1.1 Giới thiệu chung

1 Định nghĩ

Máy biến áp [3] là thiết bị từ tĩnh, nguyên lí làm việc dựa trên nguyên lí cảm ứng điện

từ, dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác nhưng tần số không đổi

2 Vai trò của máy biến áp trong hệ thống điện

+ Để dẫn điện từ trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần có đường dây truyền tải

+ Để truyền tải điện năng đi xa phải dùng các đường dây tải điện có điện áp cao để giảm tổn thất điện năng trên đường dây Để tăng điện áp lên cao ta phải dùng MBA

+ Tại các hộ tiêu thụ điện do không thể trực tiếp sử dụng điện áp cao, vì lí do an toàn phải hạ điện áp xuống 6kV cho các động cơ công nghiệp hoặc 0.4kV, 220V cho các thiết bị điện dân dụng → Dùng MBA để giảm áp

Như vậy, MBA được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật và góp phần vô cùng quan

trọng trong một HTĐ để làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối điện năng

1.1.2 Mô tả đối tƣợng bảo vệ

Hình 1.1 Sơ đồ trạm biến áp

Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 220/110/35 kV có:

+ Hai máy biến áp tự ngẫu AT21 và AT22 được mắc song song với nhau được cung cấp từ hai nguồn của hệ thống điện

+ Hệ thống điện 1 cung cấp đến thanh góp 220kV của trạm biến áp qua hai đường dây song song là

+ Đường dây 271

+ Đường dây 272

+ Hệ thống điện 2 cung cấp đến thanh góp 110kV của trạm biến áp

+ Phía hạ của trạm có điện áp 35kV để đưa đến các phụ tải

Tra “Bảng 6 Số liệu tính toán của đường dây trên không 35÷10kV loại nhôm lõi thép”-Giáo trình “Thiết kế các mạng và hệ thống điện”- Tác giả Nguyễn Văn Đạm-NXB Khoa học và Kĩ thuật ta tra được:

Lấy khoảng cách trung bình giữa các dây là 8m thì:

+ Điện kháng thứ tự thuận : X1D = 0.405 Ω/km

+ Điện kháng thứ tự không : X0D = X1D

1.2.2 Máy biến áp

Bảng 1.3 Số liệu máy biến áp

Trạm biến áp có 2 máy biến áp tự ngẫu AT21, AT22 có công suất 250MVA

Vì Trạm biến áp có 2 máy biến áp giống nhau nên ta chỉ cần thực hiện phương thức bảo vệ cho một máy biến áp Trong Đồ án này xây dựng phương thức bảo vệ cho máy biến áp AT21

Chương 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ THIẾT KẾ BẢO VỆ

RƠLE

Trong chương này, ta đi tính toán dòng điện ngắn mạch được thực hiện đối với các chế

độ lựa chọn nhằm xác định dòng ngắn mạch lớn nhất và nhỏ nhất đi qua các vị trí đặt bảo

Có các loại ngắn mạch và xác suất xảy ra tương ứng sau:

gãy đổ,dây dấn 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…

2.1.3 H u quả

+ Lúc ngắn mạch, dòng tăng sinh ra phát nóng cục bộ các phần có dòng ngắn mạch

đi qua dù là trong thời gian ngắn

+ Sinh ra lực động điện giữa các bộ phận do dòng xung kích, có thể làm hỏng khí cụ điện và dây dẫn

+ Lúc ngắn mạch, điện áp tụt có thể làm cho các động cơ ngừng quay

+ Có thể phá hoại sự làm việc đồng bộ của máy phát điện trong hệ thống điện, gây mất ổn định hệ thống và dẫn đến tan dã hệ thống

+ Lúc ngắn mạch, một pha hay hai pha chạm đất sinh ra dòng thứ tự không do đó làm nhiễu các đường dây thong tin ở gần

+ Cung cấp điện bị gián đoạn

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới thông số ngắn mạch

+ Công suất nguồn: nguồn công suất vô cùng lớn hay nguồn công suất giới hạn + Dạng ngắn mạch: có 4 dạng ngắn mạch

+ Cấu trúc hệ thống: hệ thống gồm mấy nguồn, đối tượng bảo vệ là gì

+ Vị trí điểm ngắn mạch: ngắn mạch càng gần nguồn hậu quả càng lớn

+ Tính toán ngắn mạch để lựa chọn sơ đồ thích hợp làm giảm dòng ngắn mạch

+ Tính toán ngắn mạch để phục vụ thiết kế lựa chọn các thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch

Các giả thiết cơ bản để tính toán ngắn mạch

1 Tần số củ hệ thống không đổi

Thực tế sau khi xảy ra ngắn mạch công suất của các máy phát thay đổi đột ngột, dẫn đến mất cân bằng mô men quay, tốc độ quay bị thay đổi trong quá trình quá độ Tuy nhiên ngắn mạch được tính toán ở giai đoạn đầu nên sự biến thiên tốc độ còn chưa đáng

kể Giả thiết tần số hệ thống không đổi không mắc sai số nhiều, đồng thời làm đơn giản đáng kể phép tính

2 ỏ qu b o hò từ

Để đơn giản ta coi mạch từ của các thiết bị điện không bão hòa, khi đó điện cảm của phần tử là hằng số và mạch điện là tuyến tính Thực tế cho thấy sai số mắc phải là không nhiều

3 ỏ qu phụ tải trong tính toán ngắn mạch

Khi bỏ qua phụ tải trong tính toán ngắn mạch thì kết quả tính toán cho ta trị số dòng ngắn mạch lớn hơn, chấp nhận được để lựa chọn thiết bị

4 ỏ qu các lƣợng nhỏ trong thông số củ các phần tử

Nói chung trong bài toán thiết kế đòi hỏi độ chính xác không cao ta có thể:

+ Bỏ qua dung dẫn đường dây

+ Bỏ qua mạch không tải của MBA

+ Bỏ qua điện trở MBA, đường dây

5 Hệ thống sức điện động 3 ph củ nguồn là đối ứng

Khi ngắn mạch không đối xứng, phản ứng phần ứng các pha lên từ trường quay không hoàn toàn giống nhau Tuy nhiên, từ trường vẫn được giả thiết quay đều với tốc độ không đổi Khi đó sức điện động 3 pha luôn đối xứng Thực tế hệ số không đối xứng của các sức điện động không đáng kể

2.4 Phương pháp thực hiện

+ Chọn đại lượng cơ bản và tính các thông số phần tử trong hệ đơn vị tương đối + Xác định sơ đồ và vị trí ngắn mạch cần tính

+ Lập sơ đồ thay thế (TTT, TTN, TTK) tại điểm ngắn mạch

+ Thu gọn sơ đồ về điểm ngắn mạch , tính các điện kháng tổng X1∑ ; X2∑ ; X0∑.+ Tính các thành phần dòng ngắn mạch đi qua BI tương ứng với các dạng ngắn mạch

2.4.1 Phương pháp tính toán

Lưu đồ tính toán:

Thiết lập sơ đồ thay thế

Lựa chọn thông số cơ sở của hệ đơn vị tương đối và

xác định các thông số

Biến đổi thu gọn sơ đồ

Tính toán và tổng hợp số liệu

2.4.2 Chọn đại lượng cơ bản và tính thông số các phần tử trong hệ đợn vị tương đối

Dòng điện cơ bản được tính toán cho từng cấp điện áp tương ứng

Dòng điện cơ bản phía i:

XH

Ta xét tất cả các phương án ngắn mạch của hệ thông điện

+ Chế độ làm việc: Công suất ngắn mạch lớn nhất (SNmax) hoặc công suất ngắn mạch nhỏ nhất (SNmin)

+ Cấu hình của lưới điện: đặc trưng bằng số phần tử làm việc

Tính toán ngắn mạch được thực hiện trong hai chế độ là cực đại và cực tiểu gồm 2 sơ

đồ sau:

 Sơ đồ 1: SNmax, 1 MBA vận hành

 Sơ đồ 2: SNmin, 2 MBA vận hành song song

2.4.4 L p sơ đồ th thế tại điểm ngắn mạch

Sơ đồ thay thế TTN tương tự như sơ đồ TTT, tuy nhiên không có nguồn

Sơ đồ thứ tự không được xây dựng với một số nguyên tắc sau:

+ Dòng thứ tự không đi qua cuộn Y0 nên điện kháng cuộn Y0 có trong sơ đồ

+ Dòng TTK không đi qua cuộn đấu Y nên sơ đồ hở mạch tại cuộn Y

+ Dòng TTK qu n trong cuộn  và không đi ra ngoài, vậy khi dòng TTK gặp cuộn tam giác thì sơ đồ nối qua điện kháng cuộn tam giác xuống trung tính

2.4.5 Thu gọn sơ đồ v điểm ngắn mạch

Bằng các phép biến đổi ghép nối tiếp và song song các điện kháng trong các sơ đồ thay thế, ta thu được các giá trị điện kháng tổng (X1∑, X2∑, X0∑)

Hình 2.5 Tính toán cho 2 điện kháng nối tiếp

Hình 2.6 Tính toán cho 2 điện kháng song song

N

N

Xss=X1.X2 X1+X2

X1

N

X2

Vì cuộn hạ áp máy biến áp 35kV nối tam giác là lưới trung tính cách đất nên dòng chạm đất có trị số rất nhỏ, nhỏ hơn cả dòng làm việc rất nhiều Do đó không cần tính toán các chế độ sự cố ngắn mạch chạm đất tại điểm N3 Vì vậy, ta chỉ tìm dòng ngắn mạch ba pha N(3)

Sau khi biến đổi sơ đồ thay thế về dạng đơn giản và tính được các giá trị điện kháng

X1∑, X2∑, X0∑ ta tiến hành bước tiếp theo là tính toán các dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch tương ứng với các dạng ngắn mạch khác nhau

1 Ngắn mạch 3 ph

Dòng ngắn mạch từ hệ thống đến điểm ngắn mạch:

(3) N

1

EI

EI

2.5 Chọn đơn vị cơ bản và tính các thông số các phần tử trong hệ đơn vị tương đối

cơ bản

Sử dụng các công thức ở 2.4.1

2.5.1 Công suất cơ bản

Ta chọn công suất cơ bản: Scb = 100MVA

Icb2 Scb

√3 Vcb2

100

√3 121 0.477 (kA) Cấp điện áp 35kV có Vcb = 38.5 (kV)

Icb1 Scb

√3 Vcb3

100

√3 38.5 1.500 (kA)

Ta có bảng giá trị các đại lượng trong hệ đơn vị tương đối cơ bản

Bảng 2.1 Bảng giá trị các đại lượng trong hệ đơn vị tương đối cơ bản

Cấp điện áp

(kV)

Scb (MVA)

Vcb(kV)

Icb(kA)

Chế độ cực tiểu:

HTĐ1: S1Nmin= 0.7 S1Nmax = 0.7 1150 = 805 MVA

Điện kháng của hệ thống ở chế độ cực tiểu:

X1H1min X2H2min Scb

S Nmin

100

805 0,124 Điện kháng thứ tự không:

HTĐ2: S2Nmin= 0.65 S2Nmax= 0.65 2500= 1625 MVA

200 0.045 Cuộn trung:

100

200 0 Cuộn hạ:

200 0 95

XH0.095

XC XD

0.015

Hình 2.8 Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch

BI2

BI1

XH 0.095

Ngắn mạch tại N1:

Dòng qua BI1 và BI2

I1(BI1)= I1(BI2)= I2(BI1)= I2(BI2)= 4.164

I0(BI1)= 4.24

I0(BI2)= 3.385

IBI1 = I1(BI1) + I2(BI1) + I0(BI1) = 4.164+ 4.164+ = 12.568

IBI2 = I1(BI2) + I2(BI2) + I0(BI2) = 4.164+ 4.164+ 3.385= 11.713

Dòng qua BI3 và BI4:

I1 E

X1 + X

1 + 0.021 14.886

Phân bố dòng

Dòng điện thứ tự thuận:

+0.0870.087+ +0.045+0.04 8.101

I0(BI2) I0(BI1) XH

0.0950.095 + 0.024 -3.608 Phân bố dòng điện pha các BI