Đồ án Hệ thống điện Phạm khắc trường

Là sinh viên theo học ngành Hệ thống điện- Trường Đại học Điện Lực, sau 4,5 năm học tập, em đã nhận thức được những kiến thức cơ bản về kĩ thuật quản lý hệ thống điện và đặc biệt sau kho

Trang 1

4 Tính toán chỉnh định và kiểm tra độ nhậy hệ thống bảo vệ

- Phần 2 : Sơ đồ máy biến áp tự dùng TD61 nhà máy điện Hòa Bình

III.Các bản vẽ Ao

- Sơ đồ hệ thống điện

- Kết quả tính toán ngắn mạch

- Sơ đồ phương thức bảo vệ cho đường dây 220 kV Hà Đông – Thường Tín

- Đặc tính khởi động và đặc tính của vùng phát hiện sự cố của bảo vệ khoảng cách

đặt tại đầu đường dây phía Hà Đông

- Bảo vệ quá dòng có hướng ,bảo vệ quá dòng thứ tự không có hướng,kết quả tính

toán chỉnh định – vùng bảo vệ - độ nhậy

Ngày giao nhiệm vụ : ngày 15 tháng 10 năm 2014

Ngày hoàn thành nhiệm vụ : ngày 31 tháng 12 năm 2014

Hà Nội , ngày 1 tháng 1 năm 2015

Người hướng dẫn

Th.s Nguyễn Văn Đạt

Trang 2

Trong quá trình phát triển của đất nước, ngành công nghiệp đóng một vai trò

quan trọng, đặc biệt là ngành công nghiệp điện Điện năng là một phần thiết yếu

trong tất cả các lĩnh vực của đời sống kinh tế xã hội Để cung ứng tốt nhất cho các

hoạt động trên thì điện năng phải có sản lượng và chất lượng ngày càng tăng và đi

trước so với nhịp độ phát triển về mọi mặt của xã hội Vì vậy, hệ thống điện phải có

kết cấu và quản lý đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm việc ổn định, tin cậy lâu

dài của toàn hệ thống Nhưng thực tế khi vận hành xuất hiện các trạng thái không

bình thường gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống điện Trạng thái không bình thường

hay xảy ra là ngắn mạch và quá tải… Gây giảm điện áp, mất trạng thái cân bằng của

các hộ tiêu thụ điện năng, làm hư hỏng các thiết bị điện do tác động nhiệt và cơ khi

có dòng ngắn mạch đi qua

Để quản lý tốt hệ thống điện gồm có nhiều biện pháp, một trong những biện

pháp quản lý về kĩ thuật là biện pháp bảo vệ bằng rơle là biện pháp hết sức quan

trọng, nó đang được áp dụng (kết quả rất hữu hiệu) và ngày càng được cải tiến theo

những công nghệ mới

Là sinh viên theo học ngành Hệ thống điện- Trường Đại học Điện Lực, sau

4,5 năm học tập, em đã nhận thức được những kiến thức cơ bản về kĩ thuật quản lý

hệ thống điện và đặc biệt sau khoảng thời gian thực tập, tìm hiểu thực tế em đã

được giao cho Đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ:

“Thiết kê và tính toán bảo vệ rơle đường dây 220kV Hà Đông-Thường Tín”

Với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Văn Đạt đã giúp

+ Phần 2: Sơ đồ máy biến áp tự dùng TD61 Nhà máy điện Hòa Bình

Quá trình làm đồ án này của em bắt đầu từ đầu tháng 10 năm 2014 cho tới

tận ngày hôm nay, tuy nhiên với khả năng và trình độ còn hạn nên không tránh khỏi

những thiếu sót, em mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy, cô giáo

Em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo đã dạy dỗ em trong 4,5

năm học tại Trường, Cảm ơn Th.S Nguyễn Văn Đạt đã tận tình hướng dẫn em

trong suất thời gian qua để em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày 1 tháng 1 năm 2015 Sinh viên

Phạm Khắc Trường

Trang 3

PHẦN I THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠLE ĐƯỜNG DÂY 220KV

HÀ ĐÔNG-THƯỜNG TÍN 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TRẠM 220 K V HÀ ĐÔNG 1

1.1 SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN TRẠM 220KV HÀ ĐÔNG 1

1.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT 2

1.2.1 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 220kV 2

1.2.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 110kV 2

1.2.3 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN PHÍA 22Kv 3

1.3 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH 3

1.3.1 MÁY BIẾN ÁP 3

1.3.2 MÁY CẮT 4

1.3.3 TI 5

1.3.4 TU 6

1.3.5 DAO CÁCH LY 7

1.3.6 CÁC LỘ ĐƯỜNG DÂY 8

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 9

2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 9

2.2 GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN 10

2.3 TÍNH THÔNG SỐ ĐIỆN KHÁNG CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 13

2.3.1 ĐIỆN KHÁNG CÁC ĐƯỜNG DÂY 13

2.3.2 ĐIỆN KHÁNG CÁC MÁY BIẾN ÁP 14

2.3.3 ĐIỆN KHÁNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 17

2.4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BẢO VỆ RƠLE 29

2.4.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BA PHA 29

2.4.2 TÍNH TOÁN NGĂN MẠCH MỘT PHA 35

2.5 TÍNH TOÁN PHỐI HỢP BẢO VỆ 47

2.5.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO ĐƯỜNG DÂY THƯỜNG TÍN-PHỐ NỐI 48

2.5.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO ĐƯỜNG DÂY THƯỜNG TÍN – PHẢ LẠI 69

2.5.3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO ĐƯỜNG DÂY KHÁC XUẤT TUYẾN TỪ THANH CÁI TRẠM HÀ ĐÔNG 70

2.5.4 TẬP HỢP CÁC DÒNG NGẮN MẠCH CỦA CÁC ĐƯỜNG DÂY XUẤT TUYẾN TỪ HÀ ĐÔNG VÀ THƯỜNG TÍN 74

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 76

3.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI THIẾT BỊ BẢO VỆ 76

3.2 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ 77

Trang 4

TÍN 77

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CHỈNH ĐỊNH VÀ KIỂM TRAĐỘNHẠY CHO BẢO VỆ 79

4.1 CHỌN BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG 79

4.1.1 CHỌN BIẾN DÒNG ĐIỆN BI 79

4.1.2 CHỌN BIẾN ĐIỆN ÁP BU 79

4.2 BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH 80

4.2.1 TÍNH TOÁN CHO VÙNG I 81

4.2.2 TÍNH TOÁN CHO VÙNG II 82

4.2.3 TÍNH TOÁN CHO VÙNG III 82

4.2.4 ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG CỦA RƠ LE KHOẢNG CÁCH ĐẶT TẠI HÀ ĐÔNG 84

4.2.5 CHỈNH ĐỊNH VÀ PHÁT HIỆN SỰ CỐ 84

4.3 BẢO VỆ QUÁ DÒNG CÓ HƯỚNG 86

4.3.1 BẢO VỆ CẤP I 86

4.3.2 BẢO VỆ CẤP II: 86

4.3.3 BẢO VỆ CẤP III 88

4.3.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY 89

4.4 BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHẠM ĐẤT CÓ HƯỚNG 90

4.4.1 BẢO VỆ CẤP I 90

4.4.2 BẢO VỆ CẤP II 91

4.4.3 BẢO VỆ CẤP III 91

4.4.4 KIỂM TRA ĐỘ NHẠY 92

4.5 KẾT LUẬN 93

PHẦN II SƠ ĐỒ MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG TD61 NHÀ MÁY ĐIỆN HÒA BÌNH 94

KẾT LUẬN CHUNG 100

Trang 5

Hình 2.2 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận của hệ thống 17

Hình 2.3 Sơ đồ thay thế đơn giản điện kháng của hệ thống 18

Hình 2.4 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống 20

Hình 2.8 Sơ đồ thay thế đơn giản điện kháng thứ tự không của hệ thống 25

Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống 29

Hình 2.11 Sơ đồ thay thế rút gọn điện kháng thứ tự thuận để tính ngắn mạch ba pha của toàn hệ thống 31

Hình 2.12 Sơ đồ thay thế rút gọn điện kháng thứ tự thuận để tính ngắn mạch ba pha của toàn hệ thống ở chế độ Max 31

Hình 2.13 Sơ đồ thay thế rút gọn điện kháng thứ tự thuận để tính ngắn mạch ba pha của toàn hệ thống ở chế độ min 33

Hình 2.18 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không đơn giản khi hệ thống max 39

Hình 2.19 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không đơn giản khi hệ thống max 39

Hình 2.20 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không đơn giản khi hệ thống min 42

Hình 2.21 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận đơn giản khi hệ thống min 42

Hình 2.22: Sơ đồ hệ thống 47

Hình 2.23: Sơ đồ thay thế thứ tự thuận hệ thống 48

Hình 2.24 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận khi hệ thống max 49

Hình 2.25 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận khi hệ thống max 49

Hình 2.26 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận đơn giản của hệ thống để tính ngắn mạch ba pha khi hệ thống max 50

Hình 2.27 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận khi hệ thống min 51

Hình 2.28 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận khi hệ thống min 52

Trang 6

thống để tính ngắn mạch ba pha khi hệ thống min 52 Hình 2.30 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống 54 Hình 2.31 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống 55 Hình 2.32 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống 57 Hình 2.33 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống ở chế

độ max 58 Hình 2.34 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống ở chế

độ max 58 Hình 2.35 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống ở chế

độ max 59 Hình 2.36 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không đơn giản ở chế độ max 59 Hình 2.37 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận đơn giản của hệ thống để tính 60 Hình 2.38 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống ở chế

độ min 63 Hình 2.39 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống ở chế

độ min 64 Hình 2.40 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống ở chế

độ min 64 Hình 2.41 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không đơn giản ở chế độ min 65 Hình 2.42 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận đơn giản của hệ thống để tính ngắn mạch một pha khi hệ thống min 65 Hình 2.43 Tập hơp các dòng ngắn mạch 75 Hình 3.2 Đặc tính khởi động vùng phát hiện sự cố của rơ le bảo vệ khoảng cách 78 Hình 4.1 Sơ đồ đường dây 220 kV Hà Đông-Thường Tín 80 Hình 4.2 Thời gian tác động và vùng bảo vệ của bảo vệ khoảng cách đặt tại Hà Đông 83 Hình 4.3 Đặc tính khởi động và đặc tính của vùng phát hiện sự cố của rơle bảo vệ khoảng cách đặt tại Hà Đông 86 Hình 4.4 Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng có hướng đặt tại Hà Đông 89

Trang 7

Bảng 1.1 Các loại biến dòng 5

Bảng 1.2 Các loại biến điện áp 6

Bảng 1.3 Các loại dao cách ly 7

Bảng 2.1 Các trị số ngắn mạch khi hệ thống ở chế độ cực đại 32

Bảng 2.2 Các trị số ngắn mạch khi hệ thống ở chế độ cực tiểu 34

Bảng 2.5 Các trị số dòng ngắn mạch qua BV1 46

Bảng 4.1 Điện kháng và điện trở của rơ le khoảng cách đặt tại Hà Đông 84 Bảng 4.2 Kết quả tính toán chỉnh định cho bảo vệ quá dòng có hướng đường dây 90

Hà Đông – Thường Tín 90

Bảng 4.3 Kết quả tính toán chỉnh định cho bảo vệ quá dòng thứ tự không có hướng đường dây Hà Đông – Thường Tín 93

Trang 8

BV: Bảo vệ

Trang 9

………

Trang 10

………

Trang 11

PHẦN I THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠLE ĐƯỜNG DÂY 220kV

HÀ ĐÔNG-THƯỜNG TÍN

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TRẠM 220kV HÀ ĐÔNG

Trạm 220kV Hà Đông công suất 3x250MVA là một trong các trạm 220kV cấp điện chính cho khu vực trung tâm của Thành phố Hà Nội Hiện nay, trạm đang được cấp điện từ HTĐ quốc gia bằng các nguồn sau:

− Nhà máy TĐ.Hòa Bình trực tiếp qua 3 lộ đường dây: 2 mạch đường dây 220kV TĐ.Hòa Bình – Hà Đông và 1 mạch đường dây qua TĐ.Hòa Bình-Xuân Mai-Hà Đông

− Trạm 500kV Thường Tín qua 2 mạch ĐD 220kV Thường Tín – Hà Đông

− Trạm 500kV Nho Quan qua ĐD 220kV Nho Quan – Phủ Lý – Hà Đông

Trạm biến áp 220kV Hà Đông là 1 trong trạm nút quan trọng trên hệ thống lưới điện Quốc Gia, ngoài việc cung cấp điện cho các phụ tải 110kV trong khu vực như:

- Trạm biến áp 220kv Mai Động và tương lai là trạm 220kV Thành Công

Do tiến dộ triển khai các dự án mới trong khu vực bị chậm như:

- Trạm 220kV Thành Công

- Trạm 220kV Tây Hồ

Nên trong những năm tới, trạm 220kV Hà Đông ngoài việc đảm bảo cấp điện cho các phụ tải hiện có Trạm còn phải làm nhiệm vụ hỗ trợ 1 lượng công suất rất lớn cho các phụ tải lân cận trên địa bàn Hà Nội, trong khi chờ đợi các trạm 220kV mới vào vận hành

Trang 12

1.2 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT

Sơ đồ phía 220kV được thiết kế theo sơ đồ 2 hệ thống thanh cái và thanh cái đường vòng, có 12 ngăn lộ như sau:

+ Ngăn (F01) đi Chèm và MBA-AT5 (lộ 271 và lộ tổng 235)

+ Ngăn (F02) đi Xuân Mai (lộ 272)

+ Ngăn (F03) đi Hòa Bình 2 (lộ 273)

+ Ngăn (F04) đến MBA-AT3 (lộ tống 233)

+ Ngăn (F05) phân đoạn (212)

+ Ngăn (F06) đến MBA-AT4 (lộ tổng 234)

+ Ngăn (F07) mạch vòng (200)

+ Ngăn (F08) đi Thường Tín 1 (lộ 274)

+ Ngăn (F09) đi Thường Tín 2 (lộ 275)

+ Ngăn (F10) đi Phủ Lý (276)

+ Ngăn (F11) đi Hòa Bình 3 (lộ 277)

+ Ngăn (F12) dự phòng

Sơ đồ phía 110kV được thiết kế theo sơ đồ 2 hệ thống thanh cái và thanh cái đường vòng, có 15 ngăn lộ như sau:

+ Ngăn (J01) phân đoạn (112)

+ Ngăn (J02) đi Vân Đình (lộ 171)

+ Ngăn (J03) đi Sơn Tây (lộ 173)

+ Ngăn (J04) ngăn lộ tổng MBA-T2và T6 (132)

+ Ngăn (J05) đi Chèm 1 (lộ 174)

+ Ngăn (J06) đi Thượng Đình 1 (lộ 172)

+ Ngăn (J07) đi Chèm 2 (lộ 175)

+ Ngăn (J08) ngăn lộ tổng MBA-T1 (131)

+ Ngăn (J09) đi Thượng Đình 2 (lộ 176)

+ Ngăn (J10 và J11) đi Mai Động (lộ 177 và 178)

+ Ngăn (J12) ngăn mạch vòng (100)

+ Ngăn (J13) ngăn lộ tổng MBA-AT3 (133)

+ Máy cắt 100 và 200 là 2 máy cắt vòng nhiệm vụ thay thế khi cần sửa chữa cho một ngăn lộ bất kỳ

Trang 13

+Máy cắt 212 và 112 là 2 máy cắt liên lạc nhiệm vụ san sẻ công suất cho 2 thanh cái với nhau

Phía 22kV nối theo kiểu một hệ thống thanh góp gồm hai phân đoạn tách rời nhau: Một phân đoạn được cấp điện từ MBA AT4 chỉ cấp cho MBA tự dùng TD44, Một phân đoạn được cấp điện từ MBA AT3 cấp cho MBA tự dùng TD43

- Ưu điểm :

+ Sơ đồ đơn giản,dễ dàng cho vận hành

+ Là tủ hợp bộ dạng GIS có nén khí SF ở khoang MC và khoang thanh cái áp lực

Có độ tin cậy cao

- Nhược điểm :

+ Khi sửa chữa 1 ngăn lộ bất kỳ thì các lộ được cấp điện cùng thanh cái bị mất điện

+ Liên động DCL-MC-TĐ phức tạp

+ Không nhìn thấy khi DCL mở ( chỉ kiểm tra tín hiệu )

+ Khó bảo dưỡng và thí nghiệm

- Máy biến áp AT3 và AT4:

Công suất mỗi máy : 250/250/85MVA (AEG)

Điện áp: 225±8x1,25%/115/23kV

Bình thường: 2 máy vận hành khoảng (từ 80÷85)% công suất

Cao điểm: 2 máy vận hành 100% công suất

- Máy biến áp AT5:

Công suất máy : 250/250/30MVA (Siemens)

Điện áp: 225±8x1,25%/115/23kV

Bình thường: máy vận hành khoảng (từ 80÷85)% công suất

Cao điểm: máy vận hành 100% công suất

- Máy biến áp T1:

Công suất máy: 63/63/63MVA

Điện áp: 115±9x1,78%/38,5±2x2,5%/23kV

Bình thường: vận hành đầy tải

Cao điểm : quá tải từ 15%

Máy T1 cấp điện cho các phụ tải 22kV và 35kV

Trang 14

Điện áp: 115±9x1,78%/38,5±2x2,5%/23(6)kV

Bình thường: vận hành đầy tải

Cao điểm: quá tải từ 15%

Máy T2 cấp điện cho phụ tải 35kV

Điện áp: 115±9x1,78%/11/6,6kV

Bính thường: vận hành 50% công suất

Máy T6 cấp điện cho phụ tải 6kV

+, Phía 220kV:

Máy cắt các loại:

+ S1 245 F3 (AEG) - 3150A-40kA/3s (ngăn F01÷ F10)

+ 3AP1 F1 (Siemens) - 3150A-40kA/3s (ngăn F11)

+ SB6m-245 - 3150A-40kA/3s ngăn lộ tổng MBA-AT5

Trang 15

1.3.3 TI

Hãng sản

xuất

Thời gian

VH

Tần

số

Uđm (KV)

Umax (KV)

Iđm (A)

Tỷ số biến danh định

Tỷ số biến đang sử dụng

Trung

Trang 16

1.3.4 TU

Thời gian

VH

Tần

số

Uđm (kv)

Umax (kv)

Tỷ số biến danh định

23/√3 / 0,11/√3 / 0,11/√3

Trang 17

1.3.5 DAO CÁCH LY

gian VH

U đm (kv)

I đm (A) DCL 220KV

Trang 18

1.3.6 CÁC LỘ ĐƯỜNG DÂY

1 Các lộ đường dây 220 kV

+ Hà Đông - Chèm qua máy cắt 271

+ Hà Đông - Xuân Mai qua máy cắt 272

+ Hà Đông- Hòa Bình 2 qua máy cắt 273

+ Hà Đông- Thường Tín1 qua máy cắt 274

+ Hà Đông- Thường Tín2 qua máy cắt 275

+ Hà Đông- Phủ Lý qua máy cắt 276

+ Hà Đông- Hòa Bình 3 qua máy cắt 277

Trang 19

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Chất lượng của điện thương phẩm cung cấp cho toàn xã hội được đánh giá bởi hai yếu tố: Tính ổn định và tính liên tục

Trong thực tế hai yếu tố trên không phải hoàn toàn do nơi sản xuất quyết định mà còn phụ thuộc vào những tác nhân khác như: Hệ thống quản lý và phân phối điện thương phẩm; Khách hàng sử dụng điện; Thời tiết, khí hậu Các tác nhân trên luôn luôn tác động vào hệ thống điện có thể xảy ra nhiều loại sự cố Bởi vậy nhà quản lý phải có những biện pháp hữu hiệu để bảo vệ chất lượng điện Trong những biện pháp về kỹ thuật thì biện pháp “Bảo vệ rơ le” là biện pháp hàng đầu

Trong hệ thống điện ngắn mạch là loại sự cố thường xảy ra và cũng là loại sự cố nguy hiểm nhất, vì khi có sự cố đương nhiên chất lượng điện suy giảm, nhưng nó còn nguy hiểm hơn ở chỗ phá hủy các thiết bị trong hệ thống mà có thể sau một thời gian dài mới khắc phục được Cụ thể khi có ngắn mạch dòng điện tăng lên rất lớn, gây cho

hệ thống những tác dụng sau:

- Phát nóng cục bộ trong các thiết bị có thể dẫn đến cháy, nổ

- Sinh ra lực cơ học lớn có thể làm biến dạng hoặc phá hủy từng bộ phận, thậm chí toàn

bộ thiết bị (Sứ, thanh dẫn,…)

- Gây sụt áp lưới điện làm giảm chất lượng điện

- Gây mất ổn định toàn bộ hệ thống do các máy phát bị mất cân bằng công suất dẫn đến mất đồng bộ

- Tạo ra các dòng điện không đối xứng gây nhiễu cho các đường dây thông tin ở gần

- Nhiều phần của mạng điện bị cắt để loại trừ điểm ngắn mạch làm gián đoạn việc cung cấp điện

Do những hậu quả xấu mà ngắn mạch gây ra cho hệ thống điện đòi hỏi phải cô

lập phần tử bị sự cố, bảo vệ phần còn lại của hệ thống điện Các bảo vệ rơ le sẽ đảm

nhận nhiệm vụ này và phải phản ứng khi có sự cố hoặc tình trạng bất thường xảy ra ở phần tử mà nó bảo vệ Để bảo vệ rơ le thực hiện đúng nhiệm vụ cảu nó, cần thiết phải tính toán ngắn mạch nhằm phục vụ công tác chỉnh định và kiểm tra hoạt động của rơ le bảo vệ

Trang 20

2.2 GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỆN

Sơ đồ hệ thống điện được bố trí các bảo vệ như hình vẽ 2.1 trong đó có đường dây mà

Các đường dây truyền tải:

+ EG: Đường dây Hà Đông - Thường Tín 19 km được bảo vệ bằng các bảo vệ BV1, BV2

+ EG: Đường dây Thường Tín– Phố nối dài 21 km được bảo vệ bằng các bảo

+ BA: Đường dây Hà Đông – Hòa Bình 1 dài 65 km được bảo vệ bằng các bảo

vệ BV11, BV12 Đường dây Hà Đông – Hòa Bình dài 59 km được bảo vệ bằng các bảo

vệ BV13, BV14

+ Các đường dây còn lại được bảo vệ bằng các bảo vệ đặt ở hai đầu đường dây

Để bảo vệ cho đường dây Hà Đông– Thường Tín (BE) ta phải tính toán chỉnh định cho hai bộ bảo vệ BV1, BV2

- BV1tác động theo hướng dòng ngắn mạch từ thanh cái B tới điểm ngắn mạch

- BV2 tác động theo hướng dòng ngắn mạch từ thanh cái E tới điểm ngắn mạch

Trang 21

Vì BV1 và BV2là hai bảo vệ trên hai đầu của hai đường dây nên trong nội dung của đồ án này em sẽ tính toán chỉnh định cho BV1 Còn BV2 làm tương tự như BV1 chỉ khác ở chỗ sẽ tính toán chỉnh định theo giá trị và chiều ngược lại

Ngoài ra, vì lí do phối hợp tác động của các bảo vệ với nhau, BV1 phải phối hợp tác động với bảo vệ lân cận theo hướng tác động nên ta phải tính thêm hai điểm ngắn mạch (ở đầu và cuối) của mỗi đường dây được nối vào thanh góp đi ra (thanh góp Thường Tín)

Để phục vụ cho việc chỉnh định BV1, ta phải tính toán dòng ngắn mạch ở các chế

độ hệ thống cực đại, hệ thống cực tiểu và các dạng ngắn mạch xảy ra trên đường dây

BE Để đơn giản khi tính toán ngắn mạch ta giả thiết:

-Bỏ qua điện trở R, mà chỉ xét điện kháng X của đường dây

- Mạch từ không bão hòa

- Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp

- Bỏ qua thành phần điện dung giữa dây dẫn với đất

- Đối với chế độ hệ thống max, min thì tính N(3) , N(1)

- Tính toán các giá trị trong hệ thống tương đối cơ bản, sau đó quy về giá trị có tên

Trang 22

Hình 2.1: sơ đồ bố trí bảo vệ hệ thống

Trang 23

2.3 TÍNH THÔNG SỐ ĐIỆN KHÁNG CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG

ĐIỆN

Để tính thông số điện kháng các phần tử trong hệ thống điện ta chọn:

Scb = 1000 MVA

Ucb = Utb = 230 kV

Ta tính điện kháng thành phần dưới dạng tương đối cơ bản

2.3.1 ĐIỆN KHÁNG CÁC ĐƯỜNG DÂY

Điện kháng các đường dây tính theo công thức:

- Đường dây Chèm – Hà Đông loại ACK500 - 17 km có:

1285,0230

Trang 24

- Đường dây Hòa Bình – Hà Đông loại ACSR500 - 60 km có:

2.3.2ĐIỆN KHÁNG CÁC MÁY BIẾN ÁP

- Máy biến áp trạm Hà Đông: 2×250 MVA

1)(

2

1

=

−+

=

−+

N CH N CT

1)(

=

−+

N TH N CT

%5,20)112032(2

1)(

2

1

=

−+

=

−+

N TH N CH

N

H

U

Trang 25

Điện kháng cuộn dây như sau:

46,0250

1000.100

5,11

=

đmB

cb C

1000.100

5,20

=

đmB

cb H

1)(

2

1

=

−+

=

−+

N CH N CT

1)(

=

−+

N TH N CT

%31)112845(2

1)(

2

1

=

−+

=

−+

N TH N CH

N

H

U

Trang 26

Điện kháng cuộn dây như sau:

12,1125

1000.100

14

1000.100

31

=

đmB

cb H

Trang 27

2.3.3ĐIỆN KHÁNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN

a Điện kháng thứ tự thuận của hệ thống

Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận của hệ thống như hình 2.2:

Hình 2.2 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận của hệ thống

Từ sơ đồ trên ta có thể biến đổi thành sơ đồ đơn giản hơn như hình 2.3 với các điện kháng tương đương như sau :

Trang 28

Hình 2.3 Sơ đồ thay thế đơn giản điện kháng của hệ thống

* Trường hợp hệ thống ở chế độ cực đại ( max ) :

- Khi ngắn mạch trên thanh cái Hòa Bình ( tại N1 ) ta có :

7,24

3

11

1 2

X

- Khi ngắn mạch trên thanh cái Phả Lại ( tại N2 ) ta có :

2,19

3

11

1 1

Trang 29

* Trường hợp hệ thống ở chế độ cực tiểu ( min ) :

- Khi ngắn mạch trên thanh cái Hòa Bình ( tại N1 ) ta có :

i = X2

i

c, Điện kháng thứ tự không của hệ thống

Tại Hà Đông có 2MBA 250MVA (B1// B2):

X012 = (XC + XH)/2= 0,64

Tại Chèm có 2 máy 250 MVA (B1// B2) nên:

Trang 30

Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống như hình 2.4:

Hình 2.4 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự không của hệ thống

Từ sơ đồ trên ta biến đổi theo các đường nét đứt :

Trang 31

Từ kết quả trên ta có sơ đồ biến đổi như hình 2.5

Từ sơ đồ hình 2.5 ta tiếp tục biến đổi:

Trang 32

Từ kết quả trên, sơ đồ thay thế được biến đổi như hình 2.6

Trang 34

Trang 35

Hình 2.8 Sơ đồ thay thế đơn giản điện kháng thứ tự không của hệ thống

Khi ngắn mạch tại thanh cái Hòa Bình (N1) ta có:

Na Na

Na

N

U

S X

I I

I

3

1 3

3

N cb

cb Ni

I U

0 2

1Ni Ni Ni 2 Ni Ni

Với XΣ1Nilà điện kháng thứ tự thuận của toàn hệ thống tính đến điểm ngắn mạch Ni

và được xác định như sau:

Trang 36

cb N

Ni

U

S I

X

3

Tính điện kháng thứ tự không của hệ thống:

* Điện kháng thứ tự không khi hệ thống ở chế độ cực đại (max)

+ Khi ngắn mạch tại thanh cái Hòa Bình (N1) ta có:

1000 3

3

) 1 ( max

Σ

N cb

cb N

I U

S X

- Điện kháng thứ tự thuận của toàn hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N1:

1016,0230.3

10007

,24

1

X

- Điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống tính đến điểm ngắn mạch N1:

0359 , 0 1016 , 0 2 2391 , 0

1 1

0

Σ Σ

1000.3

.3

) 1 ( max

Σ

N cb

cb N

I U

S X

1307,0230.3

10002

,19

1

X

Trang 37

0809 , 0 1307 , 0 2 3423 , 0

2 2

* Điện kháng thứ tự không khi hệ thống ở chế độ cực tiểu (min)

+ Khi ngắn mạch tại thanh cái Hòa Bình (N1) ta có:

1000 3

3

) 1 ( min

cb Ni

I

U

S X

1184 , 0 230 3

1000 2

, 21

1

N

U

S I

X

0421 , 0 1184 , 0 2 2789 , 0

1 1

0

Σ Σ

Trang 38

+ Khi ngắn mạch tại thanh cái Phả Lại (N2) ta có:

1000 3

3

) 1 ( min

Σ

N cb

cb N

I U

S X

1459 , 0 230 3

1000 2

, 17

1

N

U

S I

X

0885 , 0 1459 , 0 2 3803 , 0

2 2

Trang 39

2.4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BẢO VỆ RƠLE

Trong nội dung của đồ án tốt nghiệp này, em sẽ tính toán chỉnh định cho bảo vệ rơ

le BV1 đặt tại trạm Hà Đông (Ký hiệu B trên sơ đồ)

Để chỉnh định bảo vệ rơ le BV1 ta phải tính toán dòng ngắn mạch ở các chế độ: Hệ thống cực đại, hệ thống cực tiểu và các dạng ngắn mạch ba pha N(3) , ngắn mạch một pha N(1) xảy ra trên đường dây Hà Đông – Thường Tín (Ký hiệu BE trên sơ đồ)

Để đơn giản cho việc tính toán ta chia đường dây thành 4 đoạn đều nhau, tương ứng

sẽ có 5 điểm ngắn mạch N1 , N2 , N3 , N4 , N5 ứng với mỗi điểm ngắn mạch ta tính dòng ngắn mạch chạy qua bảo vệ BV1 là thành phần dòng ngắn mạch chạy từ đầu thanh cái F tới điểm ngắn mạch

Ngoài ra, vì lý do phối hợp tác động của các bảo vệ với nhau ta phải tính thêm hai điểm ngắn mạch (ở đầu và cuối) trên mỗi đường dây đấu từ thanh góp Hà Đông đi ra (Ký hiệu B trên sơ đồ), ta tính thành phần dòng ngắn mạch chạy từ đầu thanh cái Bqua

BI tới điểm ngắn mạch Sau đó chọn lấy một đường dây để phối hợp với BV1

2.4.1 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BA PHA

Ngắn mạch ba pha rất hiếm khi xảy ra, song hậu quả của nó thường rất nặng nề do dòng ngắn mạch ba pha vô cùng lớn Vì vậy tính toán ngắn mạch ba pha để phục vụ cho bảo vệ rơle là rất cần thiết

Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống

Trang 40

a Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận của hệ thống

Dựa vào kết quả tính toán trong phần 2.3 ta có sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận của toàn hệ thống như hình 2.10:

Hình 2.10 Sơ đồ thay thế điện kháng thứ tự thuận để tính ngắn mạch

ba pha của toàn hệ thống Trong sơ đồ:

B là thanh cái tại trạm Hà Đông

E là thanh cái tại trạm Thường Tín

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	1,02 MB