ĐATN trạm 110kv đồng hới

Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.Hoàng Trần Thế

CHƯƠNG 1: Tìm hiểu hệ thống bảo vệ máy biến áp tại

trạm biến áp 110 kv Đồng Hới

1.1 Đặc điểm, vai tr ò của trạm 110kv Đồng Hới

Trạm Biến áp 110kV Đồng Hới được xây dựng và đưa vào vận hành từ tháng 11 năm 1989, lấy nguồn từ Trạm biến áp truyền tải 220/110kV – Đồng Hới (E1). Trạm có nhiệm vụ cấp điện cho Thành phố Đồng Hới - trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, xã hội của Tỉnh Quảng Bình, ngoài ra Trạm còn cung cấp điện cho các vùng lân cận Thành phố Đồng Hới.

Trạm biến áp 110 kV Đồng Hới là trạm cấp nguồn vô cùng quan trọng cung cấp hơn ½ sản lượng điện của toàn Tỉnh Quảng Bình. Từ khi được xây dựng cho đến năm 2006- TBA 110kV Đồng Hới trực thuộc Điện lực Quảng Bình, Công ty Điện lực 3 (Nay là tổng Công ty Điện lực Miền Trung). Từ tháng 3 năm 2006 Công ty Điện lực Miền Trung thành lập Xí nghiệp điện cao thế Miền Trung (Nay là Công ty lưới điện cao thế Miền Trung), từ đó đến nay Trạm biến áp 110kV Đồng Hới trực thuộc Chi nhánh Điện cao thế Quảng Bình, Cty LĐCTMT, Tổng Công ty Điện lực Miền Trung. Nhiệm vụ chính của Trạm 110kV Đồng Hới là quản lý thiết bị, vận hành 2 MBA T1,T2 theo phương thức của các cấp Điều độ, phục vụ cấp điện cho các phụ tải cấp điện áp 35kV, 22kV nhằm cung cấp cho toàn bộ phụ tải của Thành phố Đồng Hới và các vùng lân cận.

1.2 sơ đồ nhất thứ trạm 110kv Đồng Hới (Xem hình vẽ 1.1)

Phụ tải ở các cấp điên áp

Phía 35kV gồm có các xuất tuyến:

+ Xuất tuyến 371 cấp điện cho Nam Quảng Bình.

+ Xuất tuyến 372 cấp điện cho Bắc Quảng Bình.

+ Xuất tuyến 374 cấp điện cho Đài phát thanh.

+ Xuất tuyến 373 dùng để dự phòng.

Phía 22kV gồm có các xuất tuyến:

+ Xuất tuyến 471 cấp điện cho Hải Thành.

SVTH: Lê Đức Trọng – Lớp 10D1 Trang: 1


+ Xuất tuyến 472 cấp điện cho Trung Nghĩa.

+ Xuất tuyến 473 cấp điện cho Bảo Ninh.

+ Xuất tuyến 474 cấp điện cho Đồng Mỹ.

+ Xuất tuyến 475 cấp điện cho Thuận Đức.

+ Xuất tuyến 476 cấp điện cho Quang Phú.

+ Xuất tuyến 442 dùng để cung cấp cho tự dùng TD42.

Trạm thường vận hành với kết lưới cơ bản như sau: MBA T1 cấp tải phía 35KV, MBA T2 cấp tải phía 22KV. Trạng thái thiết bị cơ bản:

- Các MC đóng: 131, 132, 331, 312, 432, 412, 371, 372, 374, 471, 472, 473, 474, 475, 476, 442.

- Các MC cắt: 332, 431, 373.



Hình 1.1 Sơ đồ nhất thứ TBA 110KV Đồng Hới

1.3 Thông số kỹ thuật của các thiết bị chính trong trạm

1.3.1 Thông số kỷ thuật của máy biến áp T1 25MVA - 115/38,5/24kV

- Loại MBA : Ba pha, ba cuộn dây, ngâm trong dầu, làm việc ngoài trời.

- Nhà sản xuất : Công ty Cổ phần Chế tạo Thiết bị điện Đông Anh

- Tần số : 50Hz.



- Điện áp định mức: + Cao áp : 115 ± 9 x 1,78% kV (Điều áp dưới tải)

+ Trung áp : 38,5 ±2 x 2,5% kV (Điều áp không tải).

+ Hạ áp : 24kV.

- Kiểu làm mát: ONAN/ONAF (Làm mát tự nhiên/ Quạt gió cưỡng bức).

- Công suất định mức: 25/25/25MVA (ONAF); 20/20/20MVA (ONAN).

- Tổ đấu dây : YNdyn - 11-12.

- Phương thức nối đất của hệ thống:

+ Cao áp : Trung tính nối đất trực tiếp.

+ Trung áp : Trung tính cách ly.

+ Hạ áp : Trung tính nối đất trực tiếp.

- Mức cách điện:

Bảng 1.1 Mức cách điện của máy biến áp

Đầu ra

Điện áp

hoạt động

cực đại

(kV)

Điện áp thử

nghiệm tần

số công nghiệp

(kV)

Điện áp chịu đựng xung sét

(Giá trị đỉnh) (kV)

+ Phía cao áp 123 230 550

+ Trung tính cao áp 72,5 140 350

+ Trung áp 38,5 70 170

+ Hạ áp 23 50 125

+ Trung tính hạ áp 23 50 125



- Khả năng chịu quá tải của MBA: Theo tiêu chuẩn IEC -354 (1991) và Quy trình vận hành và sửa chữa MBA của Tổng Công ty Điện lực Việt nam ban hành kèm theo quyết định số 623ĐVN/KTNĐ ngày 23/05/1997.

- Giới hạn tăng nhiệt độ:

+ Giới hạn tăng nhiệt độ lớp dầu trên cùng: 550C.

+ Giới hạn tăng nhiệt độ cuộn dây: 600C.

- Tổn hao không tải: P0 = 15,9 kW; I0 = 0,2%.

- Tổn hao có tải: (Ở nấc phân áp chính, nhiệt độ cuộn dây là 750C).

- Pk115-38,5 = 109,539 kW.

- Pk115-24 = 107,773 kW.

- Pk38,5-24 = 94,370 kW.

- Điện áp ngắn mạch: (Tại nấc 10 khi nhiệt độ cuộn dây là 750C).

- Uk115-38,5 = 11,46%.

- Uk115-24 = 17,5%

- Uk38,5- 24 = 6,0%

- Điện áp và dòng điện các nấc điều chỉnh điện áp:

Bảng 1.2 Điện áp và dòng điện các nấc điều chỉnh điện áp

Cuộn dây

Nấc phân áp

Điện áp (kV)

Dòng điện (A)

Nấc phân áp

Điện áp (kV)

Dòng điện (A)

Cao áp 1 133,423 108,2 11 112,953 127,8

2 131,386 109,8 12 110,906 130,1

3 129,329 111,6 13 108,859 132,6

4 127,282 113,4 14 106,812 135,1

5 125,235 115,2 15 104,765 137,8

6 123,188 117,2 16 102,718 140,5

7 121,141 119,1 17 100,671 143,4



8 119,094 121,2 18 98,624 146,3

9 117,047 123,3 19 96,577 149,5

10 115,000 125,5

Trung áp

1 40,425 357,1 4 37,537 384,5

2 39,462 365,8 5 36,575 394,6

3 38,500 374,9

Hạ áp 1 24,00 601,4

1.3.2 Các thiết bị phân phối phía 110kV

1.3.2.1 Máy cắt 3AP1FG – Siemens

Máy cắt 3 AP1FG là loại tự nén và sử dụng khí SF6 để cách điện và dập hồ quang, là máy cắt ba pha làm việc ngoài trời, có một bộ truyền động dùng cho cả ba pha do đó phù hợp với việc tự động đóng lại ba pha.

Tiêu chuẩn sử dụng IEC 60056

Điện áp định mức : 123 kV.

Tần số định mức : 50/60 Hz.

Dòng điện định mức : 3150 A.

Dòng cắt ngắn mạch định mức : 40 kA.

Dòng đóng sự cố định mức : 100 kA.

Thời gian cắt ngắn mạch lớn nhất : 3 s.

Chu trình thao tác O – 0,3s – CO – 3min CO – CO – 15s – CO.

Bảng 1.3 Thời gian cắt của máy cắt 3AP1FG – Siemens

Thời gian thao tác (ms) Tg cắt bình thường Tg cắt nhanh

Thời gian ra lệnh nhỏ nhất 40 40

Thời gian đóng 66 ± 8 56 ± 8

Thời gian cắt 32 ± 4 13 ± 3

Thời gian dập hồ quang £ 24 £ 24



Thời gian cắt £ 60 £ 50

Thời gian đóng – mở 60 ± 10 50 ± 10

Thời gian chết 300 300

1.3.2.2 Biến dòng điện IOSK - 123

- Tiêu chuẩn : IEC – 185.

- Điện áp cao nhất của thiết bị : 123 kV.

- Tần số danh định : 50 Hz.

- Dòng điện danh định : 1250 A.

- Dòng ngắn mạch cực đại (3sec) : 25 kA.

- Tỉ số biến dòng : 200-400-600-800/1-1-1A.

+ Cấp chính xác lõi 1 : 0,5; 30 VA.

+ Cấp chính xác lõi 2, 3, 4 : 5P20; 30 VA

1.3.2.3 Biến điện áp kiểu TEVF - 115 Siemens

Máy biến điện áp sử dụng ngoài trời, theo tiêu chuẩn IEC – 186

- Điện áp sơ cấp định mức của lưới : 115 kV.

- Điện áp lớn nhất của lưới cho phép làm việc : 12 kV.

- Điện áp pha định mức cuộn sơ cấp : 110/ kV.

- Thông số các cuộn thứ cấp:

Cuộn 1a – 1n

Điện áp định mức : 110/ V.

Cấp chính xác : 0,5.

Công suất định mức : 100 VA.

Công suất làm việc lớn nhất : 200 VA.

Cuộn 2a – 2n

Điện áp định mức : 110 V.



Cấp chính xác : 3P.

Công suất định mức : 100 VA.

Tỉ số biến áp : 110/ :0,11/ :0,1 kV.


1.3.3.1 Máy cắt chân không loại: 3AF01 SIMENS (373)

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật của máy cắt:

TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ

1 Điện áp định mức kV 36

2 Tần số định mức Hz 50

3 Dòng điện định mức A 400

4 Dòng cắt ngắn mạch định mức (3s) kA 12

5 Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp 1 phút

- Khô (1 phút) kVrms 70

- Ướt (10s) kVrms 60

6 Điện áp chịu đựng xung sét (1,25/50ms) kVpeak 170

7 Thời gian hoạt động

- Thời gian cắt với cuộn cắt thứ nhất (Y1) Ms £ 56

- Thời gian cắt với cuộn cắt thứ hai (Y2) Ms £ 05

- Thời gian dập hồ quang Ms < 15

- Tổng thời gian cắt với cuộn cắt thứ nhất (Y1) Ms £ 08

- Tổng thời gian cắt với cuộn cắt thứ hai (Y2) Ms £ 09

- Thời gian đóng Ms £ 57

- Thời gian đóng không đồng thời Ms £ 2

- Thời gian cắt không đồng thời Ms £ 2



8 Chu trình đóng cắtO-0,3s-CO-3

min-CO

9 Cơ cấu truyền động Lò xo

10 Thời gian tích năng lò xo S £ 51

11 Điện trở tiếp xúc μΩ £ 23

12 Điện áp cuộn đóng/cắt VDC 220

13 Điện áp cấp nguồn môtơ tích năng VAC 220

14 Điện áp cấp nguồn chiếu sáng/sấy VAC 220

1.3.3.2 BI phía 35kV

+ Quy cách chủng loại : CT 35 -2c5-0D2C

+ Điện áp định mức : 38.5/17/170 (kV)

+ Tỷ số biến : 400-600/5-5(A)

+ Nhà chế tạo : EMIC (Việt Nam)

+ Số chế tạo : N01:228;N02:240;N03:517

+ Loại biến dòng : Cast- Resin

+ Cuộn dây : cuộn đo lường; cuộn bảo vệ

+ Công suất(VA) : 30 30

+ Cấp chính xác : 0.5 5P20

+ Năm sản xuất : 26/09/2007

1.3.3.3 BU phía 35kV

+ Mã hiệu : PT35-IZHODIP

+ Kiểu chế tạo : Ngoài trời

+ Hãng sản xuất : EMIC

+ Nước sản xuất : Việt Nam

+ Số chế tạo: N01:066002365;N02: 66002366;N03: 66002367



+ Điện áp định mức : 38,500 kV

+ Điện áp thử xung (BIL) 1.2 x 50 ms: kVpeak

+ Tỉ số biến điện áp : 38500/√3 / 110/√3 /110/3 V

+ Cấp chính xác – Dung lượng tải

Cuộn đo lường : CL 0,5 – 75VA

Cuộn bảo vệ : 3P–200VA

+ Năm sản xuất : 2006

+ Năm lắp dặt vận hành : 2007


1.3.4.1 Tủ máy cắt 3AH1 – Siemens

Máy cắt chân không loại 3AH1 264-2 nằm trong tủ máy cắt, có thể kéo ra ngoài, bộ truyền động lò xo tích năng bằng động cơ hoặc bằng tay. Thao tác từ xa, tại chỗ bằng lệnh tại bộ rơ le số trên cửa tủ ngăn hạ áp hoặc nút ấn cơ khí trên cửa tủ ngăn cao áp.

- Điện áp định mức : 24 kV

- Tần số định mức : 50/60 Hz

- Dòng điện định mức : 1250 A

- Dòng cắt ngắn mạch định mức : 25 kA

- Dòng đóng sự cố định mức : 63 kA

- Thời gian chịu ngắn mạch : 3 s

1.3.4.2 BI phía 22kV

+ Quy cách chủng loại : DIC-204A2W

+ Điện áp định mức : 24 kV.

+ Tỷ số biến : 200-400/5/5 A

+ Nhà chế tạo : Dong Woob (KOREA)

+ Số chế tạo : N01:304427;N02:304428;N03:304429

+ Loại biến dòng : Cast- Resin



+ Cuộn dây : cuộn đo lường; cuộn bảo vệ


+ Cấp chính xác : 0.5 5P20

+ Năm lắp dặt vận hành : 2003

1.3.4.3 BU phía 22kV

+ Quy cách chủng loại : PT22-1ZH-01P

+ Điện áp định mức : 22/60/125(kV)

+ Tỷ số biến : 22000 /√3 ;100/√3 ;100/3(V).

+ Nhà chế tạo : EMIC (Việt Nam)

+ Số chế tạo : N01:016856;N02:016873;N03:016855

+ Loại biến điện áp : Cast- Resin

+ Cuộn dây : Cuộn đo lường; cuộn bảo vệ:


+ Cấp chính xác : 0.5 3P

+ Năm sản xuất : 06/2005

+ Năm lắp dặt vận hành : 01/2006

1.4 Phương thức vận hành máy biến áp T1 và T2 trạm 110kV Đồng Hới

- Trường hợp 2 MBA làm việc song song :

Bố trí 2 MBA làm việc song song sử dụng tải loại 1 và loại 2, yêu cầu cung cấp điện lien tụ, khi một máy bị sự cố hoặc mất điện, ta có thể chuyển tải của máy này qua MBA còn lại.

- Trường hợp 2 MBA làm việc độc lập: khi chưa đủ điều kiện để vận hành song song 2 máy.

1.4.1 Vận hành song song 02 MBA

- T1 và T2 vận hành song song cấp cho lưới 22kV, T1 hoặc T2 cấp điện cho phía 35kV.



- T1 và T2 vận hành song song cấp cho lưới 35kV, T1 hoặc T2 cấp điện cho phía 22kV.

- T1 và T2 vận hành song song cấp cho lưới 22kV và 35kV.

- Cho phép chuyển tải 22kV hoặc 35kV từ MBA T1 sang MBA T2 hoặc ngược lại với điều kiện điện áp phía cần chuyển đổi của T1 và T2 bằng nhau.

Lưu ý: Do điện áp ngắn mạch Uk% của 2 MBA T1 và T2 khác nhau do đó hạn chế vận hành song song 2 MBA, đặc biệt là trường hợp T1 và T2 vận hành song song cấp cho lưới 22kV và 35kV.

1.4.2 Vận hành độc lập

- T1 cấp điện cho lưới 22kV, T2 cấp điện cho lưới 35kV hoặc ngược lại.

- T1 cấp điện cho lưới 22kV và 35kV, T2 cấp điện cho lưới 22kV hoặc ngược lại.

- T1 cấp điện cho lưới 35kV và 22kV, T2 dự phòng hoặc ngược lại.

Lưu ý :Việc đưa MBA T1 và T2 vào vận hành song song được tiến hành khi đủ

các điều kiện sau:

- MBA T1 và T2 được nhận điện từ một nguồn và phải đồng vị pha với nhau.

- Nấc phân áp của T1 và T2 phải trùng nhau hoặc lệch nhau không quá 01 nấc.

Đối với MBA sau khi lắp đặt xong hoặc sau khi tiến hành những công việc có thể làm thay đổi vị trí pha thì trước khi đưa vào vận hành trở lại phải thử đồng vị pha với máy biến áp còn lại sẽ vận hành song song với nó. Khi MBA T1 và T2 vận hành song song: Việc điều chỉnh điện áp có thể được tiến hành bằng tay hoặc tự động nhưng phải đảm bảo nấc phân áp của T1 và T2 trùng nhau.

- Khi điều chỉnh điện áp được tiến hành tự động phải thường xuyên theo dõi nấc phân áp của T1 và T2.



CHƯƠNG 2 : Tìm hiểu các loại bảo vệ máy biến áp

2.1 Tìm hiểu các loại bảo vệ máy biến áp trong trạm biến áp:

2.1.1 Bảo vệ so lệch (F87T- F87N)



Hình 2.1 Sơ đồ bảo vệ so lệch (F87T)

Hình 2.2 sơ đồ bảo vệ so lệch có hãm cho MBA 3 cuộn dây

Sử dụng rơle MICOM P633 của hãng ALSTOM, với chức năng so lệch dòng điện (F87T)

Tín hiệu được lấy từ BI 3 phía:Tỷ số biến phía 110kV : 200 / 5 A.Tỷ số biến phía 35kV : 600 / 5 A.Tỷ số biến phía 22kV : 1000 / 5 A.

Rơle được lắp đặt và vận hành năm 2003.

+ Bảo vệ so lệch trung tính F87N( chống chạm đất có giới hạn ):



Đây chính là bảo vệ so lệch dòng thứ tự không, chức năng F87N dùng để phát hiện trong MBA có trung điểm nối đất. Vùng bảo vệ là cùng giữa máy biến dòng đặt ở dây trung tính

và tổ máy biến dòng BI nối theo sơ đồ bộ lọc dòng điện thứ tự không đặt ở phía đầu ra của phía cuộn dây nối hình sao của MBA.

Nguyên lý làm việc là so sánh dạng song cơ bản của dòng điện trong dây trung tính (Isp) và dạng sóng cơ bản của dòng điện thứ tự không tổng 3 pha

2.1.2 Bảo vệ quá dòng thứ nhất phía 110kV (F50/51N)

Bảo vệ dùng rơ le quá dòng kiểu MICOM P123 của hãng ALSTOM. Đó là rơ le quá dòng kiểu 3 pha có phần tử tác động tức thời. Bảo vệ dùng để chống các dạng ngắn mạch phía 110kV và MBA tự dùng.

Nguồn nuôi một chiều cấp cho rơle được lấy từ thanh cái một chiều thứ nhất qua aptomat nguồn L01 QFER cho bảo vệ T1 trong tủ TOO.AS3 của hệ thống tự dùng.

Bảo vệ được đặt theo đặc tính thời gian siêu phụ thuộc.

Rơ le lấy tín hiệu từ TI phía 110kV, với tỉ số biến của BI được chọn 200/5. Ngoài chức năng bảo vệ quá dòng, rơle được đặt thêm chức năng bảo vệ quá dòng chạm đất 2 cấp 50/51 N, Quá tải 49, và chống hư hỏng máy cắt 50BF.

2.1.3 Bảo vệ quá dòng thứ hai phía 22kV (F50/51N)

Tương tự phía 110kV, cũng sử dụng MICOM P123.

2.1.4 Bảo vệ quá dòng thứ ba phía 35kV (F50/51N)


Hình 2.3 Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có giới hạn


Sử dụng MICOM P123 với các chức năng bảo vệ 50/51, 49, và 50BF (tương tự phía 110kV và 22 kV).



Hình 2.4 Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp



2.1.5 Bảo vệ rơ le hơi MBA (F96)

Hình 2.5 Sơ đồ bảo vệ rơ le hơi MBA

Bảo vệ rơ le hơi kiểu Buccholz để chống các hư hỏng bên trong thùng dầu MBA làm phát sinh khí củng như để tránh mức dầu giảm thấp mức nguy hiểm.

Bảo vệ có hai cấp:

- Cấp thứ nhất làm việc khi xuất hiện khí ở rơ le hơi, nó tác động đi báo tín hiệu

- Cấp thứ hai của bảo vệ làm việc khi hình thành luồng khí mạnh hoặc mức dầu tụt hoàn toàn khỏi rơle hơi.

Bảo vệ tác động đi cắt máy cắt 3 phía MBA và đi báo tín hiệu.

2.1.6 Bảo vệ nhiệt độ dầu (26Q)



Hình 2.6 Sơ đồ bảo vệ nhiệt độ dầu MBA

Bảo vệ nhiệt độ dầu lấy tín hiệu nhiệt độ từ đồng hồ nhiệt có tiếp điểm. Đồng hồ này ngoài việc chỉ thị nhiệt độ còn có các tiếp điểm để gửi vào mạch bảo vệ.

Các cấp của bảo vệ nhiệt độ dầu tác động như sau:

- Cấp I: Khi nhiệt độ dầu đạt tới 65oC, khởi động cấp làm mát ONAF

- Cấp II: Khi nhiệt độ dầu đạt tới 85o C, báo tín hiệu nhiệt độ dầu cao và có tín hiệu chuông còi.

- Cấp III: Khi nhiệt độ dầu đạt tới 90oC , bảo vệ làm việc tác động đi cắt máy cắt 3 phía MBA và báo tín hiệu. Khi cấp này làm việc, rơle đầu ra khóa, có con bài F86P trên tủ bảo vệ MBA làm việc, trên bảng tín hiệu MBA còn có tín hiệu: Cắt do nhiệt độ dầu MBA, rơ le cắt và khóa đầu ra tác động và có tín hiệu chuông còi.

2.1.7 Bảo vệ nhiệt độ cuộn dây (26W)



Hình 2.7 sơ dồ bảo vệ nhiệt độ cuộn dây MBA

Để đo nhiệt độ cuộn dây người ta sử dụng thiết bị loại AKM 35 là thiết bị sử dụng điện trở nhiệt có phần tử đốt nóng được cấp điện bằng dòng điện lấy từ các máy biến dòng ở các cuộn dây máy biến áp.

Đồng hồ nhiệt độ có các tiếp điểm để gửi vào các mạch làm mát, báo tín hiệu và cắt máy cắt.

Bảo vệ nhiệt độ cuộn dây làm việc như sau:

- Cấp thứ nhất: Khi nhiệt độ cuộn dây đạt tới > 1000C, bảo vệ tác động báo tín hiệu (Cắt do nhiệt độ cuộn dây MBA, khởi động cấp làm mát ONAF và báo tín hiệu chuông còi).

- Cấp thứ hai: Khi nhiệt độ cuộn dây tăng cao hơn 1050C, bảo vệ tác động đi cắt MC 3 phía của MBA

Khi cấp này tác động rơle đầu ra khóa có con bài F86P trên tủ bảo vệ MBA làm việc, trên bảng tín hiệu máy biến áp có tín hiệu: cắt do nhiệt độ cuộn dây MBA, rơle cắt và khóa đầu ra tác động và có tín hiệu chuông còi.

2.1.8 Bảo vệ mức dầu thấp của MBA (F71Q1) và bộ chuyển nấc dưới tải (OLTC), ( F71Q2)

Hình 2.8 Sơ đồ bảo vệ mức dầu thấp MBA



MBA có lắp các đồng hồ giám sát mức dầu máy biến áp và bộ chuyển nấc dưới tải. Đồng hồ này ngoài việc chỉ thị để theo dỏi bằng mắt còn có tiếp điểm để gửi vào mạch báo tín hiệu.

Khi mức dầu của thùng dầu MBA hoặc bộ chuyển nấc dưới tải bị giảm thấp, tiếp điểm của đồng hồ báo mức dầu khép lại đưa tín hiệu cảnh báo vào trong nhà điều khiển. Trên bảng tín hiệu MBA có tín hiệu: Mức dầu bộ điều áp hoặc MBA thấp có tín hiệu chuông còi.

2.1.9 Bảo vệ áp lực bộ điều áp dưới tải (F63OLTC)

TÍN hiệu từ BI tín hiệu MC

Hình 2.9 Sơ đồ bảo vệ áp lực bộ điều áp dưới tải

Bộ điều áp dưới tải có đặt một rơle áp lực. Khi hư hỏng trong nội bộ điều áp dưới tải làm xuất hiện khí dẩn tới áp lực trong bộ điều áp dưới tải tăng lên cao quá mức đặt thì rơle làm việc.

Bảo vệ tác động đi cắt 3 phía MBA và báo tín hiệu.

Khi bảo vệ làm việc rơle đầu ra khóa có con bài F86P trên tủ bảo vệ MBA làm việc, trên bảng tín hiệu MBA có tín hiệu: Cắt do hư hỏng trong bộ chuyển nấc dưới tải hoặc trong nội bội MBA, rơle cắt và khóa đầu ra tác động và có tín hiệu chuông còi.

2.1.10 Thiết bị hạ thấp áp lực MBA (van an toàn F63S)


R.63 OLTC


Hình 2.10 Sơ đồ thiết bị hạ áp lực MBA

Cấu tạo của van : gồm phần tử điều khiển dạng ống trượt 1, ống trượt này bị ép vào đế bởi lò xo 2, lực ép của lò xo 2 được điều chỉnh bởi vít xoay 3. Cửa 4 của vỏ van nối với ống dẫn áp suất cao, cửa 5 của van nối với ống dẫn áp suất thấp. Ở vị trí ban đầu của van là vị trí bị ép vào đế đỡ, cửa vào và cửa ra không được thông nhau. Khi tăng áp suất cửa vào P1, áp suất P1 càng lớn tiết diện thông nhau giữa 2 cửa càng lớn và áp suất P2 càng lớn.

MBA có lắp 2 van an toàn của hãng ETI loại VS để chống tăng cao áp lực. Các van an toàn tự động làm việc khi áp lực trong MBA tăng cao đến 900g/mm2. Khi

van an toàn làm việc thì trên bảng tín hiệu MBA có tín hiệu: Hư hỏng trong bộ điều áp dưới tải hoặc trong nội bộ MBA và có tín hiệu chuông còi.

2.2 Tìm hiểu về bảo vệ so lệch máy biến áp

Nguyên tắc của bảo vệ so lệch

Bảo vệ dòng so lệch là loại bảo vệ dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ.

Các máy biến dòng BI được đặt ở hai đầu phần tử được bảo vệ và có tỷ số biến đổi nI như nhau (hình 2.1). Quy ước hướng dương của tất cả các dòng điện theo chiều mũi tên như trên sơ đồ hình 2.1, ta có :



Hình 2.11 nguyên tắc bảo vệ so lệch lúc bình thường

Dòng điện đi qua rơle bằng: IR = iT1 – iT2

Trong đó:

IR - Dòng điện chạy qua rơle hay còn gọi là dòng điện so lệch.

iT1 - Dòng điện thứ cấp BI1.

iT2 - Dòng điện thứ cấp BI2.

Vùng tác động của bảo vệ so lệch được giới hạn bằng vị trí đặt của các tổ máy biến dòng ở các đầu phần tử được bảo vệ.

Trong chế độ làm việc bình thường hoặc sự cố ngoài vùng, trị số dòng điện chạy vào vùng bảo vệ bằng trị số dòng điện chạy ra khỏi vùng bảo vệ. Trên hình vẽ mô tả (hình 2.1) ta thấy rằng dòng điện chạy qua rơle sẽ bằng hiệu hai dòng thứ cấp BI và bằng không, rơle không làm việc

iS1 = iS2 → iT1 = iT2 → IR = iT1 – iT2 = 0 và bảo vệ không tác động

Khi sự cố trong vùng bảo vệ

Khi sự cố dòng IT1 và dòng IT2 khác nhau cả về trị số và góc pha . Khi hướng dòng quy ước như trên thì dòng ở chỗ hư hỏng là:

IN = iS1 – iS2 → IR = iT1 – iT2 = IN / nI

Nếu dòng IRvào rơle lớn hơn dòng khởi động IKĐR của rơle, thì rơle khởi động và cắt phần tử bị hư hỏng.



Khi nguồn cung cấp là từ một phía (IS2 = 0), lúc đó chỉ có dòng IT1, dòng I R = IT1 và bảo vệ cũng sẽ khởi động nếu IR > IKĐR (Với IKĐR là dòng khởi động của rơ le)

Dòng khởi động của rơ le

Để đảm bảo cho bảo vệ so lệch làm việc đúng khi ngắn mạch ngoài, dòng khởi động của rơle cần phải chỉnh định tránh khỏi trị số tính toán của dòng không cân bằng: IKĐR ≥ kat.IKCB maxtt

IKCB maxtt: trị hiệu dụng của dòng không cân bằng cực đại tính toán tương ứng với

dòng ngắn mạch ngoài cực đại.

Tương ứng dòng khởi động của bảo vê là:

IKĐ ≥ kat. IKCBS maxtt

Trong đó:

IKCBS maxtt là dòng không cân bằng phía sơ cấp của BI tương ứng với IKCB maxtt và được tính toán như sau:

IKCBS maxtt= fimax.kđn.kkck. IN ngmax

fimax - sai sốcực đại cho phép của BI, fimax= 10%.

kđn- hệ số đồng nhất của các BI, (kđn= 0 ÷1), kđn= 0 khi các BI hoàn toàn giống nhau và dòng điện qua cuộn sơ cấp của chúng bằng nhau, kđn= 1 khi các BI khác nhau nhiều nhất, một BI làm việc không có sai số (hoặc sai số rất bé) còn BI kia có sai số cực đại.

kkck- hệ số kể đến thành phần không chu kỳtrong dòng điện ngắn mạch.

IN ngmax- thành phần chu kỳcủa dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất.

2.3 Các loại bảo vệ so lêch thường dùng để bảo vệ mày biến áp



2.3.1 Bảo vệ so lệch dọc

Hình 2.12 bảo vệ so lệch dọc MBA

Đối với MBA công suất lớn làm việc ở lưới cao áp, bảo vệ so lệch (87T) được dùng làm bảo vệ chính. Nhiệm vụ chống ngắn mạch trong các cuộn dây và ở đầu ra của MBA.

Bảo vệ làm việc dựa trên nguyên tắc so sánh trực tiếp dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ. Bảo vệ sẽ tác động đưa tín hiệu đi cắt máy cắt khi sự cố xảy ra

trong vùng bảo vệ (vùng bảo vệ là vùng giới hạn giữa các BI mắc vào mạch so lệch).

Hình 2.14 sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch máy biến áp 2 cuộn dây

Khác với bảo vệ so lệch các phần tử khác (như máy phát...), dòng điện sơ cấp ở hai (hoặc nhiều) phía của MBA thường khác nhau về trị số (theo tỷ số biến áp) và về góc pha (theo tổ đấu dây). Vì vậy tỷ số, sơ đồ BI được chọn phải thích hợp để cân bằng dòng thứ cấp và bù sự lệch pha giữa các dòng điện ở các phía MBA.



Dòng không cân bằng chạy trong bảo vệ so lệch MBA khi xảy ra ngắn mạch

ngoài lớn hơn nhiều lần đối với bảo vệ so lệch các phần tử khác.

Các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến dòng không cân bằng trong bảo vệ so lệch

MBA khi ngắn mạch ngoài là:

1. Do sự thay đổi đầu phân áp MBA.

2. Sự khác nhau giữa tỷ sốMBA, tỷ số BI, nấc chỉnh rơle.

3. Sai số khác nhau giữa các BI ở các pha MBA.

Vì vậy, bảo vệ so lệch MBA thường dùng rơle thông qua máy biến dòng bão hoà trung gian (loại rơle điện cơ điển hình như rơle PHT của LiênXô) hoặc rơle solệch tác động có hãm(như loại ÔZT của Liên Xô).

Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dùng máy biến dòng bão hòa trung gian

Hình 2.5 cho sơ đồ nguyên lý một pha của bảo vệ so lệch có dùng máy biến dòng bão hòa trung gian. Trong đó máy biến dòng bão hòa trung gian có hai nhiệm

vụ chính:



1. Cân bằng các sức từ động do dòng điện trong các nhánh gây nên ở tình trạng bình thường và ngắn mạch ngoài theo phương trình:

IIT (WcbI+ WlvS) + IIIT(WcbII+ WlvS) = 0

2. Nhờ hiện tượng bão hòa của mạch từ làm giảm ảnh hưởng của dòng điện không cân bằng Ikcb (có chứa phần lớn dòng không chu kỳ).

2.3.2 Bảo vệ MBA 3 cuộn dây dùng rơ le so lệch có hãm

Nếu MBA ba cuộn dây chỉ được cung cấp nguồn từ một phía, hai phía kia nối với tải có các cấp điện áp khác nhau, rơle so lệch được dùng như bảo vệ MBA hai cuộn dây (hình 2.6a). Tổng dòng điện thứ cấp hai BI phía tải sẽ cân bằng với dòng điện thứ cấp BI phía nguồn trong điều kiện làm việc bình thường. Khi MBA có hơn một nguồn cung cấp, rơle so lệch dùng hai cuộn hãm riêng biệt bố trí như hình 2.9b.

Hình 2.16 sơ đồ bảo vệ so lệch có hãm cho MBA 3 cuộn dây

2.3.3 Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây MBA

Đối với MBA có trung tính nối đất, để bảo vệc hống chạm đất một điểm trong cuộn dây MBA có thể được thực hiện bởi rơle quá dòng điện hay so lệch thứ tựkhông. Phương án được chọn tuỳ thuộc vào loại, cỡ, tổ đấu dây MBA.

Khi dùng bảo vệ quá dòng thứ tự không bảo vệ nối vào BI đặt ở trung tính



MBA, hoặc bộ lọc dòng thứ tự không gồm ba BI đặt ở phía điện áp có trung tính nối đất trực tiếp (hình 2.7). Đối với trường hợp trung tính cuộn dây nối sao nối qua tổng trở nối đất bảo vệ quá dòng điện thường không đủ độ nhạy, khi đó người ta dùng rơle so lệch như hình 2.9a. Bảo vệ này so sánh dòng chạy ở dây nối đất IN và tổng dòng điện 3 pha (IO). Chọn IN là thành phần làm việc và nó xuất hiện khi có chạm đất trong vùng bảo vệ. Khi chạm đất ngoài vùng bảo vệ dòng thứ tự không (IO tổng dòng các pha) có trị số bằng nhưng ngược pha với dòng qua dây trung tính IN.

Hình 2.17 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống chạm đất MBA bằng bảo vệ quá dòng điện

Các đại lượng làm việc và hãm như sau :

Ilv = │iN │

ih1 = iN + i0 ; ih2 = iN + i0

Các dòng điện hãm được phối hợp với nhau để tạo nấc tác dụng hãm theo quan hệ :

Ih = k ( │iN – i0 │- │iN + i0│)

Với : iN : dòng dây chạm đất ; i0 = iA + iB + iC ; k : hằng số tỉ lệ

Khảo sát cách làm việc của rơle so lệch thứ tự không:



Hình 2.18 sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch thứ tự không có hãm

Khi chạm đất bên ngoài: i0 ngược pha với iN và bằng nhau về trị số: i0

= -iN .

Giả thiết chọn k=1,lúc đó Ilv =│iN│, Ih = │iN + iN│- │iN - iN│= 2│iN│, Ih = 2Ilv ;

Khi chạm đất bên trong, chỉ có thành phần qua trung tính:

Ih = │iN -0│-│iN + 0│= 0 ;

Qua phân tích trên ta thấy, khi hạm đất bên trong thành phần hãm không xuất hiện. Như thế chỉ cần dòng chạm đất nhỏxuất hiện khi chạm đất trong vùng bảo vệ(vùng giới hạn giữa các BI), bảo vệ sẽ cho tín hiệu tác động. Ngược lại khi chạm đất bên ngoài tác động hãm rất mạnh.

Nếu cuộn sao MBA nối đất qua tổng trở cao, rơle so lệch 87N có thể không đủ độ nhạy tác động, người ta có thể thay bằng rơle so lệch chống chạm đất tổng trở cao 64N (hình 2.9b). Rơle so lệch tổng trở cao được mắc song song với điện trở R có trị số khá lớn.

Trong chế độ làm việc bình thường hay ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ(vùng giới hạn giữa các BI), ta có : ∆I0 = I0 – IN

Nếu bỏ qua sai số của BI, ta có dòng điện thứ cấp chạy qua điện trở R bằng không và điện áp đặt lên rơle cũng bằng không, rơle sẽ không tác động.

Khi chạm đất trong vùng bảo vệ, lúc đó I0 = 0 nên ∆I0 = IN toàn bộ dòng chạm đất sẽ chạy qua điện trở R tạo nên điện áp rất lớn đặt trên rơle, rơle sẽ tác động.



Hình 2.19 sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch thứ tự không

CHƯƠNG 3 : Giới thiệu về rơ le số micom areva schneider P633

3.1 Giới thiệu chung về rơ le micom P633:



Rơle MiCOM P633 là rơle số, tác động nhanh và chọn lọc, được sử dụng bảo vệ chính cho máy biến áp 3 cuộn dây hoặc máy biến áp tự ngẫu ở tất cả các cấp điện áp.

Rơ le này cũng có thể dùng để bảo vệ cho các loại máy điện quay như máy phát điện, động cơ. Các chức năng khác được tích hợp trong rơle P633 làm nhiệm vụ dự phòng như bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá tải nhiệt, bảo vệ quá kích thích, máy cắt hỏng. Bằng cách phối hợp các chức năng tích hợp trong P633 ta có thể đưa ra phương thức bảo vệ phù hợp và kinh tế cho đối tượng cần bảo vệ.

Rơle MiCOM P633 sử dụng những cách giao tiếp sau để chuyển đổi thông tin giữa người vận hành và thiết bị:

- Giao tiếp vận hành tại chỗ trên bảng điều khiển.

- Giao tiếp với máy tính.

- Giao tiếp qua cổng truyền thông.

Giao diện của rơle MiCOM P633:

1. Bảng điều khiển tích hợp gồm có một màn hình LCD 4 x 20 ký tự.


Hình 3.1 Giao diện rơle MiCOM P633

Hình 3.2 Bảng điều khiển rơle MiCOM P633


2. 05 đèn LED hiển thị trạng thái làm việc của rơle.

3. 12 đèn LED còn lại hiển thị giá trị do người sử dụng quyết định. Đặt nhãn cho từng đèn LED tuỳ thuộc vào người sử dụng đặt cho các đèn LED và tuỳ thuộc vào hình dạng bên ngoài.

4. Các phím chức năng : , , , , , , : Các phím chức năng dùng truy cập vào các menu của rơle để cài đặt các thông số, truy cập các thông số sự cố, xác nhận những thay đổi của thông số khi thay đổi thông số cài đặt.

5. Ghi các thông số của loại rơle, mã số rơle.

6. Cổng kết nối giao diện người máy theo chuẩn RS-232.

7. Bộ phận kẹp niêm phong.

Bảng điều khiển Rơle:

* Các chức năng có trong rơle MiCOM P633:

- Bảo vệ so lệch (87) DIFF

- Bảo vệ chạm đất có giới hạn (87G) REF-x

- Bảo vệ quá dòng cắt nhanh (50) DTOC-x

- Bảo vệ quá dòng có thời gian (51) IDMT-x



- Bảo vệ quá tải nhiệt (49) THRM-x

- Bảo vệ kém áp, quá áp (27/59) U < >

- Bảo vệ quá tần, kém tần (81 O/U) f < >

- Bảo vệ quá kích thích (24) V/f

Ngoài ra, rơle P633 còn có thể thực một số chức năng phụ khác như:

- Tự giám sát.

- Thu thập dữ liệu, tín hiệu sự cố.

- Thu thập dữ liệu quá dòng.

- Ghi lại sự cố do quá nhiệt.

- Thu thập dữ liệu quá tải.

- Ghi lại các thông số trong quá trình vận hành.

- Chương trình logic …

* Đặc trưng của rơle MiCOM P633:

- Hệ thống xử lý tín hiệu tốc độ cao với bộ vi xử lý 32 bit.

- Xử lý các tín hiệu tác động bên ngoài và báo tín hiệu cho người vận hành (hiện tượng thoáng qua và nhiễu).

- Sự tính toán liên tục quá trình đo những giá trị và hiển thị trên màn hình.

- Có khả năng lưu trữ các số liệu và giá trị tức thời trong thời gian sự cố.

- Có khả năng kiểm tra liên tục phần cứng và phần mềm của rơle.

- Đảm bảo cho rơle làm việc với độ tin cậy cao.

3.2 Các thông số kỹ thuật của rơ le micom P633

3.2.1 Nguồn cung cấp:

- Điện áp nguồn cung cấp: 48…250 (VDC)

hoặc 100…230 (VAC)

- Công suất tiêu thụ:



+ Ban đầu: 12,6W

+ Khi đang vận hành: 34,1W

3.2.2 Các đại lượng đo đầu vào:

a. Dòng điện:

- Dòng điện danh định: 1A hoặc 5A (có thể hiệu chỉnh).

- Điện năng tiêu thụ định mức mỗi pha: <0,1VA với Inom

- Khả năng tải liên tục: 4Inom

- Dòng điện xung định mức: 250Inom

b. Điện áp:

- Điện áp danh định: 50130V AC (có thể hiệu chỉnh).

- Điện năng tiêu thụ định mức mỗi pha: <0,3VA với Vnom = 130V AC

- Khả năng tải liên tục: 150V AC

c. Tần số:

- Tần số định mức fnom: 50Hz và 60Hz (có thể hiệu chỉnh).

- Phạm vi vận hành: (0,951,05) fnom

3.2.3 Các tín hiệu nhị phân đầu vào:

+ Điện áp định mức Vin,nom: 24250VDC

+ Phạm vi vận hành: 0,81,1 Vin,nom

+ Công suất tiêu thụ mỗi đầu vào:

Vin,nom = 19 110V DC: 0,5W ± 30%

Vin,nom > 110V DC: 0,5mA ± 30%

3.2.4 Tín hiệu vào ra tương tự:

a. Dòng điện vào 1 chiều:

- Dòng điện vào: 0 26 mA



- Giá trị danh định: 0.001.20 IDC,nom (IDC,nom = 20 mA)

- Dòng điện cực đại liên tục: 50 mA

- Điện áp cực đại cho phép ở đầu vào: 17 V

- Giám sát dòng điện hở mạch: 010mA

- Giám sát quá tải: > 24.8 mA

b. Các rơle đầu ra:

- Điện áp định mức: 250 VDC, 250 VAC

- Dòng điện liên tục: 5 A

- Dòng ngắn mạch chịu đựng: 30 A cho 0.5 s

- Công suất đóng: 1000 W tại L/R = 40 ms

- Công suất ngắt: 0.2 A tại 220 VDC và L/R = 40 ms

4 A tại 230 VAC và cos φ = 0.4

- Dữ liệu đầu ra theo mã BCD: Hiển thị 399 ký tự mã.

- Dữ liệu đầu ra tương tự:

+ Giá trị dòng địện cho phép: 20mA

+ Giá trị tải chấp nhận: 0-500

+ Giá trị điện áp cực đại đầu ra: 15V

3.2.5 Giao diện

- Bảng điều khiển tại chỗ:

+ Nhập hoặc xuất thông số:

- 07 phím chức năng

- Màn hình LCD 4x20 ký tự.

+ Tín hiệu làm việc và sự cố gồm 17 LED:

- 04 LED thường trực

- 13 LED có cấu hình tự do.



- Giao diện với máy tính:

+ Dãi tín hiệu truyền: 300 - 115200 baud

- Gao diện truyền thông:

+ Chuẩn RS 485 hoặc RS 422

+ Truyền thông tin bằng cáp quang

3.3 Sơ đồ nối dây của rơ le micom P622 bảo vệ máy biến áp T1



Hình 3.3 Sơ đồ nối dây bảo vệ so lệch MBA của rơle Micom P633

3.4 Cấu tạo, nguyên lý làm việc cảu rơ le micom P633

3.4.1 Kích thước và hình dáng bên ngoài:



3.4.2 Các module trong rơle MiCOM P633:

Cấu trúc hệ thống rơle MiCOM P633:

Xem hình 3.5 bên dưới


Hình 3.5 Cấu trúc hệ thống rơle MiCOM P633


Rơle MiCOM P633 được trang bị các module sau:

- Module đo lường (transformer Module T): Module này dùng biến đổi giá trị đo lường dòng điện và điện áp để đưa vào các mạch biến đổi bên trong và cách ly với tín hiệu bên ngoài.

- Module xử lý (Processor Module P): Module này thực hiện việc chuyển đổi tín hiệu đo lường từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và thực hiện các tác vụ xử lý ở tín hiệu số.

- Module điều khiển tại chỗ (Local Control Module L): Bao gồm các thiết bị điều khiển và hiển thị các phần tử giống nhau như giao diện máy tính. Module náy nằm ngay sau mặt trước của rơle và được nối cáp với module xử lý.

- Module truyền dẫn (Bus Module B): Module truyền dẫn là một hệ thống các mạch in, chúng làm nhiệm vụ kết nối giữa các module. Hai loại module được dùng là kết nối tương tự và kết nối số.

- Module truyền thông (Communication Module A): Module truyền thông cung cấp một hoặc hai nhóm giao diện thông tin từ thiết bị bảo vệ đến hệ thống điều khiển trung gian hoặc truy cập từ xa. Module truyền thông được gắn kết với module xử lý.


01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Type

-; X*

212019181716151413121110090807060504030201

T

Type

-X10

3-X

102

-X10

1

-X12

1-X

122

-X12

3

*-; Y

Type

-X14

1-X

142

-X14

3

*-; X

Type

-X16

1-X

162

-X16

3

*-; X

Type

-X18

1-X

182

-X18

3

*-; X

Type

-X20

1-X

202

-X20

3

*-; V

Type

-X07

2

-X05

2

Type

T

-X03

2

Type

TP

Type Type

-; A*

-X11

<2>

-X9

-X03

1

-X8

-X7

-X10

<2>

Hình 3.6 Sơ đồ module rơle


- Module vào ra nhị phân (Binary I/O Module X): Module vào ra nhị phân được trang bị với cặp tín hiệu vào nhị phân cũng như xuất các tín hiệu hoặc các lệnh cho các rơle đầu ra.

- Module tín hiệu tương tự (Analog Module Y): Module tín hiệu tương tự bao gồm 01 đầu tín hiệu vào 20mA và 02 đầu tín hiệu ra 20mA. Một rơle đầu ra được sử dụng 02 tiếo điểm đầu ra 20mA. Ngoài ra, còn có 04 cặp tín hiệu đầu vào khác.

- Module nguồn (Power Supply Module V): Module nguồn đảm bảo việc cung cấp và cách ly nguồn điện với các phần tử bên trong rơle. Module nguồn còn có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho tín hiệu vào các rơle đầu ra.

3.4.3 Sơ đồ module rơle:

Bảng 3.1 Bảng tóm tắt các module trong rơle:

Ký hiệu

Mô tả Khe cắm

Phần tử đầu vào Đầu kết nối

- Không trang bị



AModule truyền thông

02-U17; -U18; -U19; -U20; -U21

X7, X8, X9, X10, X11

P Module xử lý 01

T

Module tín hiệu dòng, áp máy biến áp

03-04 -T11...-T14; -T5 X031, X032

05-06 -T21...-T24 X052

07-08 -T31...-T34 X072

V Module nguồn 20

-U100

-U2001...-U2004

-K2001...-K2008

X201, X202, X203

XModule tín hiệu

vào ra nhị phân

10-U1001...-U1006

-K1001...-K1008

X101, X102, X103

14 -U1401...-U1424X141, X142, X143

16-U1601...-U1606

-K1601...-K1608

X161, X162, X163

18 -K1801...-K1806X181, X182, X183

YModule tín hiệu

vào ra tương tự12

-U1201...-U1209

-K1201...-K1202

X121, X122, X123

Các module tín hiệu vào ra nhị phân:

- Các đầu ra (-K1001, -K1002, -K1003) thuộc đầu kết nối (-X101).

- Các đầu ra (-K1004, -K1005, -K1006, -K1007,-K1008) thuộc đầu kết nối (-X102).

- Các phần tử nhận tín hiệu đầu vào (-U1001, -U1002, -U1003, -U1004, -U1005, -U1006) thuộc đầu kết nối (-X103).


Hình 5.8 Sơ đồ module tín hiệu dòng điện, điện áp.

Hình 3.4 Cấu trúc phần cứng cơ bản


- Các phần tử nhận tín hiệu đầu vào (-U1401, -U1402, -U1403, -U1404, -U1405, -U1406, - U1407, -U1408) thuộc đầu kết nối (-X141).

- Các phần tử nhận tín hiệu đầu vào (-U1409, -U1410, -U1411, -U1412, -U1413, -U1414, -U1415, -U1416) thuộc đầu kết nối (-X142).

- Các phần tử nhận tín hiệu đầu vào (-U1417, -U1418, -U1419, -U1420, -U1421, -U1422, -U1423, -U1424) thuộc đầu kết nối (-X143).

3.4.4 Nguyên lý làm việc của rơle:

Các tín hiệu tương tự và nhị phân, được cách điện và được chuyển vào bên trong quá trình xử lý bởi các module thiết bị ngoại vi T, Y, X. Các lệnh điều khiển và các tín hiệu được phát ra bởi thiết bị bên trong và được truyền đi tới đầu ngoài thông qua các tiếp điểm động qua các đầu vào/ra nhị phân I/O của module X. Điện áp phụ bên ngoài được cung cấp bởi module nguồn cung cấp V điều này rất cần thiết đối với thiết bị bên trong.



Dữ liệu tương tự luôn luôn được chuyển đi từ module biến đổi T thông qua module đường truyền dẫn B tới module xử lý P. Các thành phần trong module xử lý gồm tất cả các thiết bị chuyển đổi tương tự/số. Dữ liệu tương tự được điều hòa bởi đầu vào ra tương tự I/O của module Y và được truyền đi tới module xử lý P thông qua module đường truyền tín hiệu số. Sử dụng bộ xử lý để xử lý sự thay đối của các tín hiệu được số hoá và của tín hiệu nhị phân, quá trình tạo sự ngắt an toàn các tín hiệu và sự chuyển tải chúng tới đầu vào ra nhị phân của module X thông qua module đường truyền tín hiệu số. Các thiết bị vận hành và hiển thị của bộ chỉ thị vận hành tại chỗ và bộ chỉ thị giao tiếp PC được gắn trên module điều khiển.

3.4.4.1 Cấu hình và vận hành của các đầu vào nhị phân:

Rơle MiCOM P633 có các đầu vào bộ ghép quang cho quá trình xử lý từ bộ phận trung gian. Chức năng này sẽ hoạt động nhờ việc kích hoạt những đầu vào tín hiệu nhị phân được xác định bởi cấu hình của các đầu vào tín hiệu nhị phân. Bộ khởi động tín hiệu cần phải được sẵn sàng, sao cho có giá trị nhỏ nhất là 30ms điều này phụ thuộc vào sự nhận biết của P633.

a. Cấu hình các đầu vào của nhị phân:

Mỗi tín hiệu đầu vào nhị phân, mỗi chức năng có thể được gán bởi cấu hình. Những chức năng giống nhau có thể được gán cho tín hiệu đầu vào. Bởi vậy, mỗi chức năng có thể hoạt động từ nhiều điểm điều khiển với nhiều tín hiệu điện áp khác nhau.

b. Chế độ vận hành của các đầu vào nhị phân:

Tuỳ vào mỗi đầu vào nhị phân, cách thức vận hành có thể được xác định bởi người sử dụng. Người sử dụng có thể định rõ được sự hiện diện (hoạt động ở mode “cao”) hoặc sự vắng mặt (hoạt động ở mode “thấp”) của một điện áp được diễn giải giống như tín hiệu logic “1”. Hiển thị trạng thái của tín hiệu đầu vào nhị phân “thấp” hoặc “cao” là không phụ thuộc sự cài đặt cho cách thức vận hành của tín hiệu đầu vào.

3.4.4.2 Đo giá trị đầu vào:



MiCOM P633 có 2 đầu vào có chức năng đo giá trị đầu vào. Dòng điện 1 chiều được đưa vào MiCOM P633 thông qua một trong hai đầu vào đó. Đầu vào còn lại được thiết kế để kết nối với nhiệt kế điện trở.

Dòng điện đầu vào IDC được hiển thị như một giá trị đo trong vận hành. Dòng điện được biết như là giá trị cần thiết để giám sát (IDClin) ngoài ra còn là giá trị hiển thị giống như một giá trị đo trong lúc vận hành. Hơn nữa, nó được giám sát bởi chức năng giới hạn giá trị giám sát để phát hiện có vượt quá hoặc là giảm hay không, phụ thuộc vào giá trị ngưỡng chọn.

Nhiệt độ đo cũng được hiển thị trong vận hành, nó được giám sát bởi chức năng giới hạn giá trị giám sát để phát hiện có vượt quá hoặc là giảm hay không, phụ thuộc vào giá trị ngưỡng chọn.

3.4.4.3 Cấu hình, vận hành và khoá các đầu ra Rơle:

Rơle MiCOM P633 có các đầu ra dùng cho các tín hiệu đầu ra tín hiệu nhị phân. Tín hiệu nhị phân được đưa ra và được định dạng bởi cấu hình.

a. Cấu hình các đầu ra của Rơle:

Mỗi tín hiệu có thể được gán cho mỗi đầu ra của Rơle. Một tín hiệu nhị phân có thể được gán cho một vài đầu ra tuỳ thuộc vào cách chúng ta thiết lập.

b. Chế độ vận hành các đầu ra của Rơle:

Người vận hành có thể chọn lựa cách thức vận hành cho mỗi đầu ra của Rơle. Cách thức vận hành được xác định dù đầu ra Rơle sẽ vận hành trong trường hợp kích hoạt tín hiệu (ES) hoặc là trong trường hợp đóng điện bình thường (NE) và dù nó sẽ vận hành trong trường hợp khoá lại.

Việc khoá lại bị vô hiệu hoá từ bảng điều khiển hoặc là qua sự tương thích về cấu hình đầu vào tín hiệu nhị phân hoặc là do tín hiệu sự cố mới xâm nhập hoặc là do hệ thống nhiễu loạn xâm nhập, điều đó phụ thuộc vào cách thức vận hành ta lựa chọn.

c. Khoá đầu ra của các Rơle:

Rơle MiCOM P633 đưa ra phương án lựa chọn khoá tất cả các đầu ra của Rơle từ vị trí bảng điều khiển tại chỗ hoặc bằng cách tương thích về cấu



hình của tín hiệu đầu vào nhị phân. Các đầu ra của Rơle được cũng được khoá nếu như thiết bị được vô hiệu hoá thông qua cấu hình của tín hiệu đầu vào nhị phân.

3.4.4.4 Cấu hình và vận hành của các đèn LED hiển thị:

Rơle MiCOM P633 có 17 đèn LED hiển thị những tín hiệu nhị phân. 5 trong 17 đèn LED hiển thị tham số xác định. Những đèn LED còn lại có cấu hình tự do.

3.5 Các chức năng bảo vệ chính cảu rơ le micom P633

Rơ le P633 có nhiều chức năng để bảo vệ máy biến áp. Nhưng trong đồ án này ta chọn 2 chức năng chính để trình bày là chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp (87T) và chức năng bảo vệ dòng chạm đấy có giới hạn (87N)

3.5.1 Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp:

Để cài đặt các giá trị phù hợp cho các bảo vệ, giá trị công suất quy đổi của các cuộn dây phải được xác định. Các giá trị dòng điện quy đổi được tính như sau:

I ref , a=Sref

√3⋅V nom ,a

I ref , b=Sref

√3⋅V nom ,b

(3.1)

Trong đó:

Sref : Công suất định mức.

Iref,a : Dòng điện định mức cuộn cao áp.

Iref,b : Dòng điện định mức cuộn trung áp.

Vnom,a : Điện áp danh định cuộn cao áp.

Vnom,b : Điện áp danh định cuộn trung áp.

Các hệ số tính toán giữa dòng điện định mức và dòng điện định mức BI:



Kam ,a=I nom ,a

I ref , a , Kam ,b=

I nom ,b

I ref , b

(3.2)

Trong đó:

Kam,b : Hệ số biên độ của cuộn dây trung áp.

Inom,a : Dòng điện định mức sơ cấp BI phía cao áp

Inom,b : Dòng điện định mức sơ cấp BI phía trung áp

Các hệ số phải đảm bảo thỏa mãn các điều kiện sau:

- Các hệ số phải £ 5.

- Tỷ lệ giữa hệ số cao nhất và hệ số nhỏ nhất phải £ 3.

- Giá trị thấp nhất của các hệ số phải 0,7.

Dòng thứ tự không được tính toán theo công thức sau:

I am, 0 , z=13 [ I am ,A , z+ I am, B , z+ I am ,C , z ]

(3.3)

Trong đó:

z : Ký hiệu cuộn dây cao, trung áp (a: cao áp, b: trung áp)

s : Biên độ và tổ đấu dây.

x : Pha A, B hoặc C.

y : hệ thống đo lường 1, 2, 3.

x + 1 : Pha cuối.

x – 1 : Pha đầu.

Iam : Biên độ dòng.

Tuỳ theo tổ đấu dây mà dòng thứ tự không có thể bị khử theo từng cuộn dây riêng biệt.

Bảng 3.2 trình bày kết quả tính toán cho tất cả các tổ đấu dây có thể xảy ra:



Cuộn dây Tổ đấu dây I s , y , z

Cao áp I am, x , a−I am, 0 , a

Trung áp

0 = 12 I am, x , z−I am , 0, z

1 [ I am, x , z−I am ,x+1, z ]1

√3

2 I am, 0 , z−I am, x+1 , z

3 [ I am, x−1 , z−I am, x+1 , z ]1

√3

4 I am, x−1, z−I am, 0 , z

5 [ I am, x−1 , z−I am, x , z ]1

√3

6 I am, 0 . z−I am, x , z

7 [ I am, x+1 , z−I am ,x , z ]1

√3

8 I am, x+1 , z−I am, 0 , z

9 [ I am, x+1 , z−I am ,x−1 , z ]1

√3

10 I am, 0 , z−I am, x−1 , z

11 [ I am, x , z−I am ,x−1 , z ]1

√3

Rơle MiCOM P633 sẽ tự động xác nhận tổ đấu dây và đặt giá trị theo công thức sau:

Giá trị tổ đấu dây = 12 - giá trị cài đặt của tổ đấu dây.

Giá trị dòng so lệch và dòng hãm được tính toán từ giá trị quy đổi và đồ thị vectơ tổ đấu dây. Công thức tính giá trị dòng so lệch và dòng hãm được xác định như sau:


0,00 2,00 4,00 6,00 8,00

2,00

4,00

6,00

8,00

Id >/Iref = 0,2

Id >/Iref

IR/Iref

m1 = 0,3

m2 = 0,7

IR,m2 / Iref= 4.0

Vùng khoá

Vùng cắt

I II III

Hình 3.5 Đặc tuyến cắt của bảo vệ so lệch rơle MiCOM P633


Công thức tính giá trị dòng so lệch (tài liệu Micom P633).

I d , y=|I−s , y , a+ I−s , y ,b+ I−s , y , c+ I−s , y ,d| (3.4)

Công thức tính giá trị dòng hãm:

I R , y=0,5 .||I s , y , a|+|I s, y , b|+|I s , y , c|+|I s , y , d|| (3.5)

Ghi chú:

S : Biên độ và tổ nối dây.

x : Pha A, B, hoặc C.

Hệ thống đo lường 1, 2 hoặc 3.

x +1 : Pha cuối.

x – 1 : Pha đầu.

Đặc tuyến và độ dốc của đường đặc tuyến:

Đường đặc tuyến cắt của bảo vệ so lệch gồm 02 đoạn.



Đường đặc tuyến tính toán cho 03 cấp bảo vệ sau:

- Bảo vệ so lệch cấp I: (Idiff>)

Đặc tuyến theo vùng I: 0 £ IR £ 0,5Idiff>

I d

I ref

=I diff >¿

I ref

¿

- Bảo vệ so lệch cấp II: (Idiff>>)

Đặc tuyến theo vùng II: 0,5Idiff> < IR £ IR,m2

I d

I ref

=m1⋅I R

I ref

+I diff>¿

I ref

⋅(1−0,5 .m1 ) ¿

Trong đó:

I ref : Dòng định mức của đối tượng bảo vệ.

m1 : Độ dốc của đặc tuyến trong dãy 0,5Idiff> < IR £ IR,m2.

m2 : Độ dốc của đặc tuyến trong dãy IR,m2 < IR.

Với bảo vệ so lệch cấp II, rơle sẽ đưa tín hiệu đi cắt mà không cần đến tín hiệu dòng hãm điều hòa hoặc hãm quá từ thông.

- Bảo vệ so lệch cấp III: (Idiff>>>)

Đặc tuyến theo vùng III: IR,m2 < IR

I d

I ref

=m2⋅I R

I ref

+I diff>¿

I ref

⋅(1−0,5 .m1 )+I R , m2

Iref

¿ (m1−m2 ) ¿

Nếu dòng so lệch vượt qua ngưỡng đến Idiff>>>, dòng hãm và trạng thái bão hòa không kéo dài, rơle sẽ đưa tín hiệu đi cắt bất chấp sự thay đổi của dòng hãm.



d. Đối với trường hợp đóng không tải máy biến áp:

Khi đóng máy biến áp không tải, dòng xung kích có thể vượt quá dòng định mức của máy biến áp, sau một thời gian giá trị này mới đạt đến giá trị ổn định. Đến một thời điểm nào đó, dòng xung kích này giảm xuống khi máy biến áp mang tải. Thực tế dòng xung kích lúc này có chứa thành phần sóng hài có biên độ lớn.

Rơle MiCOM P633 lọc các dòng so lệch. Thành phần sóng cơ bản I(f0) và thành phần sóng điều hòa bậc 2 I(2f0) của dòng so lệch được xác định. Nếu tỷ số I(2f0) / I(f0) vượt quá giá trị chỉnh định bảo vệ sẽ bị khoá, tín hiệu cắt bị khoá theo các cách sau:

- Bỏ qua tất cả các tín hiệu đo lường.

- Chọn một trong các tín hiệu đo lường.

Tín hiệu cắt sẽ không bị khoá nếu dòng so lệch vượt qua ngưỡng Id >>.

e. Chức năng phân biệt trạng thái bão hòa:

Khi xảy ra ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ, ở thời điểm ban đầu dòng ngắn mạch lớn làm cho các máy biến dòng bão hòa.

Sau khi dòng bão hòa qua điểm không, bộ phận kiểm tra trạng thái bão hòa giám sát dòng so lệch sau thời gian xuất hiện. Với sự cố bên trong, dòng so lệch xuất hiện sau điểm không cùng với dòng hãm.

Trong trường hợp đạt đến bão hòa, dòng so lệch sẽ không xuất hiện cho đến khi máy biến áp bắt đầu bão hòa. Do đó, một tín hiệu khoá được phát ra theo mức độ so sánh dòng so lệch với dòng hãm, và theo đó khả năng ổn định sẽ đạt được. Tín hiệu khoá được giới hạn đến hệ thống đo lường khi sự cố bên ngoài được phát hiện ra.

Tuy nhiên, cần có thêm bảo vệ cho dòng bão hòa máy biến áp. Rơle MiCOM P633 cung cấp chức năng phân biệt trạng thái bão hòa.

Sẽ không có tín hiệu khoá nếu dòng so lệch quá ngưỡng Idiff>>>.

f. Chức năng hãm quá áp:



Nếu máy biến áp vận hành mang tải với điện áp vượt quá điện áp định mức làm xuất hiện hiện tượng bão hòa mạch từ. Trong trường hợp không ổn định, điều này dẫn đến bảo vệ so lệch tác động

Rơle MiCOM P633 lọc thành phần dòng so lệch và xác định các thành phần cơ sở dòng bậc một I(f0), dòng điều hòa bậc năm I(5*f0). Nếu tỷ số I(5*f0)/I(f0) vượt quá giá trị cài đặt và nếu dòng hãm nhỏ hơn 4*Iref, khi đó tín hiệu cắt sẽ bị khoá có chọn lọc theo một trong năm giá trị cài đặt của dòng điều hòa.

Sẽ không có tín hiệu khoá nếu dòng so lệch quá ngưỡng Idiff>>>.

3.5.2 Chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn

Chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn được sử dụng khi trung tính cuộn dây máy biến áp được nối đất, và có đặt biến dòng điện.

Bảo vệ chạm đất dựa trên sự so sánh tổng vectơ dòng pha của cuộn dây tương ứng với dòng chạy trong dây trung tính.

* Tính toán biên độ:

Khi tính toán với chức năng bảo vệ này, công suất danh định của cuộn dây máy biến áp được lấy làm công suất quy đổi. Dòng điện quy đổi được tính toán trên cơ sở công suất quy đổi và điện áp danh định của cuộn dây máy biến áp.

I ref , N ,a=Sref

√3 V nom ,a

(3.6)

Trong đó:

- Sref : Công suất quy đổi

- I ref , N ,a : Dòng điện quy đổi chức năng bảo vệ chạm đất, phía cao áp.

- V nom , a : Điện áp danh định phía cao áp.



Hệ số tính toán dựa trên cơ sở dòng định mức máy biến áp và dòng sơ cấp máy biến dòng điện.

Kam ,N ,a=I nom ,a

I ref , N ,a ,Kam ,Y ,a=

I nom ,Y ,a

Iref ,N ,a

(3.7)

Trong đó:

- Kam : Hệ số tính toán biên độ.

- I nom , a : Dòng điện định mức sơ cấp biến dòng điện pha.

- I nom ,Y , a : Dòng điện sơ cấp TI I0.

Dòng điện định mức và hệ số tính toán phải được cài đặt vào rơle. Rơle kiểm tra các giá trị này nằm trong phạm vi dãy chỉnh định. Dãy giá trị của dòng điện định mức được dò tìm trong phu lục.

Hệ số tính toán phải luôn luôn £ 5 và đi kèm theo các điều kiện sau:

- Tỷ số giữa các hệ số tính toán phải £ 3.

- Giá trị nhỏ nhất của các hệ số tính toán phải £ 0,5.

Dòng chạm đất có giới hạn và dòng hãm được tính toán như sau:

I d,N,a=|I am,N,a+ I am,Y,a|

I R , N , a=|I am , N , a|

Đồ thị dưới đây biểu thị đặc tuyến cắt của chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn và tính toán theo đặc tuyến sau:

I d , N ,a

I ref ,N ,a

=I diff >,N ,a

I ref , N ,a

+1 ,005⋅I R ,N ,a

I ref ,N ,a

Trong đó, Idiff>,N,a: Giá trị cài đặt dòng chạm đất có giới hạn cấp I, phía cao áp.

Nếu dòng so lệch vượt quá giá trị chỉnh định Idiff>>>, rơle sẽ đưa tín hiệu đi cắt bất chấp giá trị của dòng hãm.


VÙNG KHOÁ

VÙNG CẮT

m = 1,005

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00

2.00

4.00

6.00

8.00

0.2

Đặc tuyến dòng sự cố

Id,N/Iref

IR,N/Iref

Hình 3.5 Đặc tuyến cắt của chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn.




CHƯƠNG 4 : Tính toán chỉnh định cái đặt thông số cho bảo vệ TBA Đồng Hới

4.1 Tính toán bảo vệ so lệch :

4.1.1 Dòng điện khởi động của bảo vệ:

Dòng điện khởi động của bảo vệ so lệch được chọn theo dòng điện không cân bằng khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ có tính đến hệ số an toàn:

I kđ=kat⋅I kcbMax

Dòng điện không cân bằng cực đại khi có ngắn mạch ngoài IkcbMax

được xác định phụ thuộc vào máy biến dòng và có xét đến ảnh hưởng của thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch:

I kcbMax=kkck⋅kđn⋅f i⋅I Nng max

Trong đó:

INngmax : Dòng ngắn mạch lớn nhất ở ngoài vùng bảo vệ.

kkck : Hệ số tính đến ảnh của thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch, kkck = 1 đối với máy biến dòng có bão hòa và kkck = 2 đối với các loại máy biến dòng khác.

kđn : Hệ số tính đến đặc tính cùng loại của các máy biến dòng. kđn = 0,5 đối với các máy biến dòng hoàn toàn giống nhau, k kđn = 1 đối với các máy biến dòng khác nhau.

fi : sai số của máy biến dòng, thường có giá trị là 0,1 (10 %).

Từ đó: I kđ=kat⋅kkck⋅k đn⋅f i⋅I kMax , ng

4.1.2 Bảo vệ so lệch máy biến áp:

Đối với sơ đồ so lệch máy biến áp, ngoài các yếu tố như trình bày, dòng không cân bằng còn phụ thuộc vào sai số do điều chỉnh điện áp S∆Uđc

(thường lấy bằng 10 %) .Như vậy dòng không cân bằng phải được xác định theo biểu thức:



I kcbMax=(k kck⋅kđn⋅f i+SΔU dc)⋅I Nngmax

Dòng điện khởi động của rơle:

I kdR=k sd

nI

⋅kat⋅I kcbMax

Căn cứ vào giá trị tính toán của IkđR, ta chọn dòng đặt cho rơle ứng với nấc thang gần nhất IdR, sau đó xác định dòng khởi động thực tế của bảo vệ so lệch.

I kđ=I đR⋅nI

ksđ

Độ nhạy của bảo vệ được đánh giá:

Knh=I k min

I bvSI

≥2

4.1.3 Tính toán bảo vệ so lệch với rơle MiCOMP633:

Như đã trình bày, rơle MiCOM P633 đưa ra cách tính toán cho bảo vệ so lệch theo đường đặc tuyến cắt như hình 5.12 (nêu trên).

- Công thức tính giá trị dòng so lệch

I d , y=|I−s , y , a+ I−s , y , b+ I−s , y , c+ I−s , y , d|

- Công thức tính giá trị dòng hãm:

I R , y=0,5 .||I s , y , a|+|I s, y , b|+|I s , y , c|+|I s , y , d||

- Đặc tuyến theo vùng I: 0 ≤ IR ≤ 0,5 Idiff>

I d

I ref

=I diff >¿

I re f

¿

- Đặc tuyến theo vùng II: 0,5. Idiff> IR ≤ IR,m2

I d

I ref

=m1 .I R

I ref

+I diff>¿

I ref

. (1−0,5 .m1 ) ¿

- Đặc tuyến theo vùng III: IR,m2 IR



I d

I ref

=m2.I R

Iref

+I diff>¿

I ref

. (1−0,5 .m1 )+I R,m2

I re f

. (m1−m2) ¿

4.2 Tính toán bỏa vệ chạm đất có giới hạn

Bảo vệ chạm đất có giới hạn so sánh dòng điện IN là dòng điện tổng các biến dòng 3 pha và dòng IY là dòng điện đi trong biến dòng trung tính nối đất trực tiếp.

Rơle MiCOM P633 đưa ra phương pháp tính như sau:

Dòng chạm đất có giới hạn và dòng hãm được tính toán như sau:

I d , N , a=|I am, N , a+ I am ,Y , a|

I R,N,a=|I am, N , a|

Đồ thị hình 5.13 (nêu trên) biểu thị đặc tuyến cắt của chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn, và tính toán theo đặc tuyến như sau:

I d , N ,a

I ref ,N ,a

=I diff >,N ,a

I ref , N ,a

+1 ,005⋅IR,N,a

I re f,N,a

Trong đó:

Idiff>,N,a : Giá trị cài đặt dòng chạm đất có giới hạn cấp I, phía cao áp.

Nếu dòng so lệch vượt quá ngưỡng chỉnh định Idiff>>>, rơle sẽ đưa tín hiệu đi cắt bất chấp giá trị của dòng hãm.

4.3 Tính toán chỉnh định cho rơ le MICOM P633 bảo vệ máy biến áp

4.3.1 Thông số của các thiết bị chính để tính toán:

Thông số của máy biến áp T1:

- Công suất định mức : 25/25/25 MVA (ONAF)

- Điện áp định mức : 115/38,5/24kV

- Tổ đấu dây : Y0dyn - 11-12.

Thông số biến dòng chân sứ phía 110kV

Tỷ số biến phía 110kV : 200 / 5 A.



Tỷ số biến phía 35kV : 600 / 5 A. ỷ số biến phía 22kV : 1000 / 5 A.

4.3.2 Tính toán ngắn mạch:

Ngắn mạch là hiện tượng các pha chạm chập nhau, pha chạm đất (hay chạm chập dây trung tính). Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định các trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua đối tượng được bảo vệ để cài đặt và chỉnh định các thông số của bảo vệ, còn trị số dòng ngắn mạch nhỏ nhất để kiểm tra độ nhạy của chúng.

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

Ta xét các dạng ngắn mạch ba pha đối xứng, ngắn mạch hai pha, ngắn mạch một pha, ngắn mạch hai pha chạm đất. Để tính toán các dạng ngắn mạch không đối xứng ta áp dụng quy tắc đẳng trị thứ tự thuận.

4.3.2.1 Điểm tính toán ngắn mạch:

HTÐ115

22

35

N1

N2

N3

BI1

BI2

BI3BI4

BI5

4.3.2.2 Xác định các đại lượng điện kháng và tính ngắn mạch:

Ta chọn phương pháp tính gần đúng trong hệ đơn vị tương đối.

Chọn: Scb = 100 MVA ; Ucb = Utb

Cấp 110kV có UcbI = 115 kV

Cấp 35kV có UcbII = 37 kV

Cấp 22kV có UcbIII = 20 kV



- Dòng cơ bản ở các cấp điện áp:

I cbI=Scb

√3⋅U cbI

=100√3⋅115

=0 , 502 (kA )

I cbI=Scb

√3⋅U cbII

=100√3⋅37

=1 , 560 (kA )

I cbII=Scb

√3⋅U cbII

=100√3⋅20

=2,887 (kA )

- Điện kháng của hệ thống điện

Theo thông số có được từ trạm ta có công suất ngắn mạch do hệ thống cấp về thanh cái 110 KV là SN = 700 MVA, do đó ta tính được giá trị điện kháng của hệ thống điện tính đến thanh cái 110 KV như sau:

XHT = X1=

scb

sN

=100700 = 0,14

- Điện kháng các cuộn dây của MBA

XC*cb = X3 =

1200

.(U N , C−H %+UN , C−T %−U N , T−H % ).Scb

SđmBA

= 1

200.(17 , 5+11 , 46−6 ). 100

25 = 0,46

XT*cb = X4 =

1200

.(U N , C−T %+U N ,T−H %−UN , C−H % ).Scb

SđmBA

= 1

200.(11.46+6−17 , 5 ). 100

25 = 0

XH*cb = X5 =

1200

.(U N , C−H %+UN , T−H %−U N , C−T % ).Scb

SđmBA

= 1

200.(17 , 5+6−11 , 46 ). 100

25 = 0,24

1) Điểm ngắn mạch N1

Sơ dồ thay thế TTT và TTN



XhtEht

N1

XHT = X1 =0,14= X1∑= X2∑

Sơ đồ thứ tự không

XhtEht Xc

XT

XH

N1

X0∑ = ((XH //XT) nt XC) //XHT ; tính ra ta được X0∑ =0,107

Tính dòng ngắn mạch 3 pha:

I N1

¿(3 )=EHt

X1

= 10 ,14

=7 , 14

Dòng ngắn mạch thực tế tại N1:

I N1

(3 )=I N1

¿(3 )¿ I cbI=7 ,14⋅0 ,502=3 , 58 (kA )


Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch giống sơ đồ thay thế thứ tự thuận khi ngắn mạch 3 pha đối xứng.

- Điện kháng thứ tự thuận tổng:

X1 Σ=X1=0 ,14

- Điện kháng thứ tự nghịch tổng:

X 2Σ=X1 Σ=0 , 14

- Điện kháng thứ tự không tổng:

X0∑ = 0,107

- Dòng thứ tự thuận ở điểm ngắn mạch N1:



I N1

¿(2)

=

EHt

X1 Σ+X2 Σ =

10 ,14+0 ,14 =3,57

- Dòng ngắn mạch 2 pha tại N1:

I N1

(2 )=m⋅I N1

¿(2 )¿ I cbI=√3⋅3 . 57⋅0 ,502=3,1 (kA )

(với ngắn mạch 2 pha có m=√3 )



I N1

¿(1)

=

EHt

X1 Σ+X2 Σ+X0 Σ =

10 ,14+0 ,14+0 ,107 = 2,58

I 1 N(1)=I 2 N

(1)=I 0 N(1 )

- Dòng ngắn mạch thứ tự không:

I 0 N(1)

= I 0 N(1)

.IcbI = 2,58.0,502 = 1,295 (kA)


I N1

(1 )=m⋅I N1

¿(1 )¿ I cbI=3⋅2 ,58⋅0 ,502=3 , 88 (kA )

(với ngắn mạch 1 pha có m = 3)

Tính dòng ngắn mạch 2 pha chạm đất:

m=√3⋅√1−X 2 Σ⋅X0 Σ

(X2 Σ+X0 Σ )2=√3⋅√1− 0 ,14⋅0 , 107

(0 ,14+0 , 107 )2=1 , 50


I N1

¿(1,1 )

=

EHt

X1 Σ+X 2 Σ . X0 Σ

X2 Σ+X0 Σ =

1

0 ,14+0 ,14 .0 , 1070 ,14+0 , 107 = 4,98

- Dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch

I 0 N(1,1)

= I N1

¿(1,1 )

.

X2 Σ

X2 Σ+X0 Σ = 4,98

0 ,140 ,14+0 ,107 =2,82

- Dòng ngắn mạch thứ tự không: I 0 N(1,1)

= I 0 N(1,1)

.IcbI = 2,82.0,502 = 1,415 (kA)



- Dòng ngắn mạch 2 pha - đất tại N1:

I N1

(1,1 )=m⋅I N 1

¿(1,1 )¿ I cb2=1 ,50⋅4 ,98⋅0 , 502=3 , 75 ( kA )



Eht Xht Xc Xh

X1∑= X2∑= XHT nt XC nt XH = 0,14 + 0,46 + 0,24 = 0,84

Sơ đồ thứ tự không

X0∑ = XH //(XT // (XC nt XHT)) ; tính ra ta được X0∑ =0,24

XhtEht Xc

XT

XH

N2


I N2

¿(3 )=EHT

X1 Σ

= 10 ,84

=1 ,19

Dòng ngắn mạch thực tế tại N2:

I N2

(3 )=I N2

¿(3 )¿ I cbIII =1 ,19⋅2,887=3 ,44 (kA )



I N2

¿(2)

=

EHt

X1 Σ+X2 Σ =

10 ,84+0 , 84 =0,595


I N2

(2 )=m⋅I N2

¿(2 )¿ I cbIII =√3⋅0 , 595⋅2 , 887=2, 975 (kA )






I N2

¿(1)

=

EHt

X1 Σ+X2 Σ+X0 Σ =

10 ,84+0 ,84+0 ,24 = 0,52

I 1 N(1)=I 2 N

(1)=I 0 N(1 )

- Dòng ngắn mạch thứ tự không:

I 0 N(1)

= I 0 N(1)

.IcbI = 0,52.2,887 = 1,50 (kA)


I N2

(1 )=m⋅I N2

¿(1 )¿ I cbIII =3⋅0 ,52⋅2 ,887=4,5 ( kA )

(với ngắn mạch 1 pha có m = 3)

Tính dòng ngắn mạch 2 pha chạm đất:

m=√3⋅√1−X 2 Σ⋅X0 Σ

(X2 Σ+X0 Σ )2=√3⋅√1− 0 ,84⋅0 , 24

(0 ,84+0 ,24 )2=1, 57


I N2

¿(1,1 )

=

EHt

X1 Σ+X 2 Σ . X0 Σ

X2 Σ+X0 Σ =

1

0 ,84+0 , 84 . 0 ,240 , 84+0 ,24 = 0,974

- Dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch

I 0 N(1,1)

= I N2

¿(1,1 )

.

X2 Σ

X2 Σ+X0 Σ = 0,974

0 ,840 ,84+0 , 24 =0,757

- Dòng ngắn mạch thứ tự không: I 0 N(1,1)

= I 0 N(1,1)

.IcbIII = 0,757.2,887 = 2,185 (kA)

- Dòng ngắn mạch 2 pha - đất tại N1:

I N2

(1,1 )=m⋅I N 2

¿(1,1 )¿ I cbIII =1,57⋅0 ,974⋅2 ,887=4 ,41 (kA )




Ta thấy cuộn dây phía trung áp nối tam giác nên không có thành phần dòng TTK chạy tới điểm ngắn mạch N3 nên ta chỉ tính dạng ngắn mạch 3 pha và 2 pha


Xht Xc XTEht

X1∑ = XHT + XC + XT = 0,14 + 0,46 + 0 = 0,6


I N2

¿(3 )=EHT

X1 Σ

= 10,6

=1 ,66

- Dòng ngắn mạch thực tế tại N2:

I N3

(3 )=I N3

¿(3 )¿ I cbII =1, 66⋅1 ,560=2 ,59 (kA )



I N2

¿(2)

=

EHt

X1 Σ+X2 Σ =

10,6+0,6 =0,833


I N2

(2 )=m⋅I N2

¿(2 )¿ I cbIII =√3⋅0 , 833⋅1 , 560=2 , 25 ( kA )


Bảng 4.1 tổng kết dòng ngắn mạch tính được tại các điểm

Loại NM

Cấp điện ápI N(3 ) I N

(2 ) I N(1 ) I N

(1,1) I N 0 N

(1 ) I N 0 N

¿(1,1 )

110 KV 3,58 3,1 3,88 3,75 1,295 1,415

35 KV 2,95 2,25 0 0 0 0

22 KV 3,44 2,975 4,5 4,41 1,5 2,185



4.3.3 Tính toán bảo vệ so lệch cho máy biến áp T1:

Dòng ngắn mạch ngoài của máy biến áp tức là dòng ngắn mạch trên

thanh góp của các phía máy biến áp.

Dòng định mức các phía của máy biến áp:

I ref , a=Sref

√3⋅V nom ,a

=25000√3⋅115

=125 ,5 (A )

I ref , b=Sref

√3⋅V nom , b

=25000√3⋅38 , 5

=374 ,9( A )

I ref , c=Sref

√3⋅V nom,c

=25000√3⋅24

=601 , 4 ( A )

Ta có các hệ số tính toán sau

Kam ,a=I nom ,a

I ref , a

=200200 ,82

=0 , 996

Kam , b=I nom , b

I ref , b

=600374 , 9

=1 , 60

Kam , b=I nom , b

I ref , b

=1000601 ,4

=1 , 66

Các hệ số trên thỏa mãn về điều kiện hệ số biên độ đo lường của rơle (đã nêu trên), nên các tỷ số biến dòng đã đặc thỏa mãn điền kiện tính toán của rơle.

Tổ nối dây của biến dòng các phía máy biến áp đều là hình Y đủ, nên ta

lấy ksđ =1

Tính dòng khởi động rơ le : Ikđ ≥ Kat. Ikcbttmax

Tính dòng không cân bằng: I kcbMax=(k kck⋅kđn⋅f i+SΔU dc)⋅I Nngmax



Chọn các máy biến dòng nhanh nên kkck = 1, các biến dòng điện 2 phía

khác nhau nên kđn = 1, sai số biến dòng fi = 0,1.

Đối với máy biến áp này có bộ điều áp dưới tải,ta chọn SUđc = 0,1

(10%).

Vậy ta có: Ikcbmax = ( 1.1.0,1 + 0,1) . INngmax = 0,2. INngmax

Với INngmax là dòng ngắn mạch ngoài max

Ta có : INngmax = 4,5 kA tương ứng với chế độ ngắn mạch 1 pha tại thanh cái 22 kV

Vậy: Ikcbmax = 0,26. INngmax= 0,2.4,5 = 0,9 kA

Dòng khởi động của bảo vệ:

Với hệ số an toàn kat = 1,2

I kđ=kat⋅I kcb max=1,2⋅0,9=1,08 (kA )

Dòng khởi động của rơle

I kđ R=ksd⋅I kđ

n i

=1⋅1 ,08 .10001000

=1 ,08( A )

` Chọn dòng đặt của rơle 1 (A)

Dòng điện khởi động thực tế của bảo vệ so lệch:

I kđ SL=ni⋅I kđ R

k sđ

=1000⋅1 , 081

=1080 ( A )

Dòng ngắn mạch nhỏ nhất trong vùng bảo vệ là dòng ngắn mạch 2 pha

trên thanh cái 35 kV bằng 2,25 kA (số liệu theo bảng 4.1) do vậy độ nhạy của

bảo vệ là:

Knh=I k min

I kđ SL

=22501080

=2, 08>2

Vậy độ nhạy của bảo vệ đạt yêu cầu.

Xây dựng đặc tính cắt của bảo vệ so lệch.



Tính toán các giá trị dòng điện cài đặt tương ứng với bội số của dòng điện định mức máy biến áp Iref.

+ Tính chọn ngưỡng bảo vệ so lệch cấp 1: (0£ IR£ 0,5Idiff)

Giá trị ngưỡng thấp: Idiff> = (0,1 2,5) Iref

Chọn K1 = 0,2

Ta có công thức tính toán dòng so lệch cấp 1:

K1=I d

I ref

=I diff

I ref

Vậy dòng so lệch ngưỡng Id1 = 0,2.Iref = 0,2.601,4 = 120,28 (A)

+ Tính chọn ngưỡng bảo vệ so lệch cấp 2: (0,5Idiff £ IR£ IR,m2)

Giá trị ngưỡng cấp 2: Idiff>> = (5 30) Iref

Chọn K2 = 6


K2=I d

I ref

=m1⋅I R

I ref

+I diff >¿

I ref

⋅(1−0,5⋅m1 ) ¿

Vậy dòng so lệch ngưỡng Id2 = 6.Iref = 6.601,4 = 3608,4 (A)

Dòng điện so lệch: I d=(K at⋅Kkck⋅Kđn⋅S i )⋅I N(1)=K⋅I N

(1)

Khi xuất hiện ngắn mạch ngoài cách xa vị trí các TI nên thường chọn sai

số của biến dòng điện là Si = 30%, kat= 1,5 nên ta có:

K = Kat .Kkck .Kđn .Si = 1,5.1.1.0,3 = 0,45

Dòng điện hãm: I R=2⋅IN(1)

Ta chọn được m1: m1=

I d

IR

=K⋅IN

(1)

2⋅IN(1)=0 , 45

2=0 ,225

Vậy chọn m1 = 0,3



+ Tính chọn ngưỡng bảo vệ so lệch cấp 3: (IR,m2 < IR)

Giá trị ngưỡng cấp 3: Idiff>> = (11 30) Iref

Chọn K2 = 11

Vậy dòng so lệch ngưỡng Id3 = 11.Iref = 11.601,4 = 6615,4 (A)


I d

I ref

=m2⋅I R

I ref

+I diff>¿

I ref

⋅(1−0,5⋅m1 )+I R , m 2

I ref

⋅(m1−m2 ) ¿

Xác định độ nghiêng của đường đặc tính bảo vệ thứ hai, độ nghiêng

này phụ thuộc vào độ bão hòa của máy biến dòng nên thường chọn S i = 40%,

vì xét trong chế độ khi có ngắn mạch tại gần vị trí các biến dòng:

K = Kat .Kkck .Kđn .Si = 1,5.1.1.0,4 = 0,6

Chọn IR,cs = 1,1Iref

Ta chọn được m2:m2=

I d

I R−I R , cs

= 0,62−1,1

=0 , 67, lấy m2 = 0,7

+ Dòng điện hãm:

I R=2⋅I N

(1 )

I ref

=2⋅4500601 ,4

=14 ,96

+ Dòng so lệch ngưỡng:

I ng=m2⋅( I R−I R ,cs)=0,7⋅(14 ,96−1,1)=9,7

+ Dòng so lệch khi có ngắn mạch ngoài:

I d , ng=I kcb ,max

I ref

=900601 , 4

=1,5

+ Hệ số an toàn của bảo vệ được xác định theo biểu thức:

Kat=I ng

I d , ng

=9,71,5

=6 ,46



+ Ngưỡng thay đổi thứ nhất của đường đặc tuyến:

I d

I ref

=I R

I ref

=0,2

+ Ngưỡng thay đổi thứ hai của đường đặc tuyến:

I d

I ref

=I R ,cs

I ref

=m1⋅I R

I ref

+I diff>¿

I ref

⋅(1−0,5 m1) ¿

=0,3⋅I R

I ref

+0,2⋅(1−0,5⋅0,3 )=1,1

⇒

I R

I ref

=1,1−0,2⋅(1−0,5⋅0,3)

0,3=3,1

Ta chọn

I R

I ref

=3

+ Ngưỡng thay đổi thứ ba của đường đặc tuyến:

I d

I ref

=I R ,cs

I ref

=m2⋅I R , cs

I ref

+I diff >¿

I ref

⋅(1−0,5 m1 )+I R , m 2

I ref

⋅(m1−m2 ) ¿

=0,7⋅3+0,2⋅(1−0,5⋅0,3 )+

IR ,m2

I ref

⋅(0,3−0,7 )=1,1

⇒I R , m2

I ref

=2,1+0,2⋅(1−0,5⋅0,3 )

0,4=2 , 925

Ta chọn

I R , m2

I ref

=3

Ta có đường đặc tuyến cắt bảo vệ so lệch như sau (hình 4.1):

+ Kiểm tra độ nhạy của rơle:

Theo thông số tính toán dòng ngắn mạch ngoài để cài đặt cho bảo vệ, ta có:

IN,max = 4500 (A)


8,00

10,00

Id >/Iref 12,00

m2 = 0,7

Vùng cắt

m1 = 0,3

6,00

4,00

IR,m2 / Iref= 3.0

2,00

11,86Tín hieäu


IN,min = 2250 (A)

- Độ nhạy cấp 1:

I N ,max

I ref

=4500601 ,4

=7,5

Theo đường đặc tuyến cắt ta có:

I R

I ref

=5 ,92 ⇒I d

I ref

=3 ,25

Vậy độ nhạy bảo vệ:

Knh=I N ,max

I d

= 7,53 ,25

=2,3>2

- Độ nhạy cấp 2:

I N ,min

Iref

=2250601 ,4

=3 , 74



Theo đường đặc tuyến cắt ta có:

I R

I ref

=3 ,90 ⇒I d

I ref

=1,8

Vậy độ nhạy bảo vệ:

Knh=I N ,min

I d

= 3 ,741,8

=2 , 08>2

Do đó, các hệ số đã chọn đảm bảo độ nhạy cần thiết

4.3.4 Tính toán bảo vệ chạm đất có giới hạn

4.3.4.1 Tính toán bảo vệ chạm đất có giới hạn cuộn hạ áp:

Dòng điện quy đổi được tính toán trên cơ sở công suất định mức và điện áp danh định của cuộn dây trung áp máy biến áp:

I ref , b=Sref

√3⋅V nom , b

=25000√3⋅24

=601 , 4 (A )

Hệ số tính toán dựa trên cơ sở dòng định mức máy biến áp và dòng sơ cấp máy biến dòng địên:



Kam , N ,b=I nom , b

I ref , N , b

=1000601,4

=1, 66

Kam , Y , b=I nom , Y , b

Iref , N , b

=1000601 , 4

=1 , 66

Các hệ số trên thỏa mãn điều kiện về hệ số biên độ đo lường của rơle (đã nêu trên), nên các tỷ số biến dòng đã đặt thỏa mãn điều kiện tính toán của rơle:

Xác định dòng điện không cân bằng:

I kcbMax=( k kck⋅k đn⋅f i+SΔU đc )⋅3 I0 ,max

Chọn như trên ta cũng có: Các máy biến dòng nhanh nên kkck = 1, các biến dòng điện 2 phía khác nhau nên kđn = 1, sai số biến dòng fi = 0,1.

Đối với máy biến áp này có bộ điều áp dưới tải nên chọn SUđc = 0,1 (10%).

I0max là dòng thứ tự không đi vào trung tính cuộn trung máy biến áp khi có ngắn mạch 2 pha chạm đất tại thanh góp 22kV, I0max = 2185 (A)

I kcbMax=( 1⋅1⋅0,1+0,1)⋅3 .2185=1311 ( A )



I kđ=kat⋅I kcb max=1,2⋅1311=1573 ,2 (A )


I kđ R=ksd⋅I kđ

n i

=1⋅1573 ,21000

=1 ,57 ( A )

` Chọn dòng đặt của rơle 1,6 (A)



k sđ

=1000⋅1,61

=1600 (A )

Độ nhạy của bảo vệ là:



Knh=3 I 0min

I kđ SL

=3 .15001600

=2,8>2


+ Tính chọn ngưỡng bảo vệ cấp 1:


Chọn K1 = 0,2


K1=I d

I ref

=I diff

I ref

Vậy dòng chạm đất ngưỡng: Id1 = 0,2.Iref = 0,2.601,4 = 120,28 (A)


Giá trị ngưỡng cao: Idiff>> = (5 10) Iref

Chọn K2 = 10

Vậy dòng chạm đất ngưỡng: Id2 = 10.Iref = 10.601,4 = 6014 (A)

Đặc tuyến cắt của chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn phía trung áp tính theo công thức tính sau:

I d , N ,b

I ref ,N ,b

=I diff >,N ,b

I ref , N ,b

+1 ,005⋅IR,N,b

I re f,N,b

Trong đó:

Idiff>,N,b: Giá trị cài đặt dòng chạm đất có giới hạn cấp I, phía trung áp.

Vậy:

I d , N ,b

I ref ,N ,b

=0,2+1 , 005⋅IR,N,b

I re f,N,b

4.3.4.2 Tính toán bảo vệ chạm đất có giới hạn cuộn cao áp:

Việc tính toán bảo vệ chạm đất có giới hạn cho cuộn cao áp tương tự như cuộn trung áp đã tính trên.

Dòng điện quy đổi được tính toán trên cơ sở công suất định mức và điện áp danh định của cuộn dây trung áp máy biến áp:



I ref , a=Sref

√3⋅V nom ,a

=25000√3⋅115

=125 ,5 (A )

Hệ số tính toán dựa trên cơ sở dòng định mức máy biến áp và dòng sơ cấp máy biến dòng địên:

Kam , N , a=I nom , a

I ref , N , a

=200125 ,5

=1 ,59

Kam , Y , a=I nom , Y , a

Iref , N , a

=200125 , 5

=1 , 59

Các hệ số trên thỏa mãn điều kiện về hệ số biên độ đo lường của rơle (đã nêu trên), nên các tỷ số biến dòng đã đặt thỏa mãn điều kiện tính toán của rơle:

Xác định dòng điện không cân bằng:

I kcbMax=( k kck⋅k đn⋅f i+SΔU đc )⋅3 I 0 ,max

Chọn như trên ta cũng có: Các máy biến dòng nhanh nên kkck = 1, các biến dòng điện 2 phía khác nhau nên kđn = 1, sai số biến dòng fi = 0,1.

Đối với máy biến áp này có bộ điều áp dưới tải nên chọn SUđc = 0,1 (10%).

I0max là dòng thứ tự không đi vào trung tính cuộn cao máy biến áp khi có ngắn mạch 2 pha chạm đất tại thanh góp 22kV, I0max = 1415 (A)

I kcbMax=( 1⋅1⋅0,1+0,1)⋅3 .1415=909 (A )



I kđ=kat⋅I kcb max=1,2⋅909=1090 ,8 (A )


I kđ R=ksd⋅I kđ

n i

=1⋅1090 ,8200

=5 ,45 (A )

` Chọn dòng đặt của rơle 5,5 (A)





k sđ

=200⋅5,51

=1100 ( A )

Độ nhạy của bảo vệ là:

Knh=3 I 0min

I kđ SL

=3 .14151100

=3 ,85>2




Chọn K1 = 0,2


K1=I d

I ref

=I diff

I ref

Vậy dòng chạm đất ngưỡng: Id1 = 0,2.Iref = 0,2.601,4 = 120,28 (A)


Giá trị ngưỡng cao: Idiff>> = (5 10) Iref

Chọn K2 = 10

Vậy dòng chạm đất ngưỡng: Id2 = 10.Iref = 10.601,4 = 6014 (A)

Đặc tuyến cắt của chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn phía trung cao tính theo công thức tính sau:

I d , N ,a

I ref ,N ,a

=I diff >,N ,a

I ref , N ,a

+1 ,005⋅IR,N,a

I ref,N,a

Trong đó:

Idiff>,N,b: Giá trị cài đặt dòng chạm đất có giới hạn cấp I, phía cao áp.

Vậy:

I d , N ,a

I ref ,N ,a

=0,2+1 ,005⋅IR,N,a

I re f,N,a

Rơle MiCOM P633 đưa ra đặc tuyến cắt bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn ở cả hai cuộn dây cao áp và trung máy biến áp như sau:



Hình 4.2 Đặc tuyến cắt của bảo vệ chạm đất có giới hạn

MỤC LỤC trang

Chương 1: Tìm hiểu hệ thống bảo vệ máy biến áp tại trạm biến áp 110kv…….1

Đồng Hới



1.1 Đặc điểm, vai trò của trạm 110kv Đồng Hới……………………………………1

1.2 Sơ đồ nhất thứ trạm 110 kV Đồng hới………………………………………….1

1.2.1 Phụ tải ở các cấp điên áp………………………………………………1

1.3 Thông số kỹ thuật của các thiết bị chính trong trạm……………………………3

1.3.1 Thông số kỷ thuật của máy biến áp T1 25MVA - 115/38,5/24kV.......3

1.3.2 Các thiết bị phân phối phía 110kV…………………………………….5

1.3.2.1 Máy cắt 3AP1FG – Siemens……………………………………5

1.3.2.2 Biến dòng điện IOSK – 123……………………………………..6

1.3.2.3 Biến điện áp kiểu TEVF - 115 Siemens…………………………6

1.3.3 Các thiết bị phân phối phía 35kV……………………………………...6

1.3.3.1 Máy cắt chân không loại: 3AF01 SIMENS (373)……………..6

1.3.3.2 BI phía 35kV…………………………………………………….8

1.3.3.3 BU phía 35kV…………………………………………………...8

1.3.4 Các thiết bị phân phối phía 22kV……………………………………...8

1.3.4.1 Tủ máy cắt 3AH1 – Siemens……………………………………8



1.3.4.2 BI phía 22kV……………………………………………………9

1.3.4.3 BU phía 22kV…………………………………………………...9

1.4 Phương thức vận hành máy biến áp T1 và T2 trạm 110kV Đồng Hới………...10

1.4.1 Vận hành song song 02 MBA………………………………………...10

1.4.2 Vận hành độc lập……………………………………………………..10

Chương 2 : Tìm hiểu các loại vệ so lệch máy biến áp …………………………12

2.1 Tìm hiểu các loại bảo vệ máy biến áp trong trạm biến áp……………………..12

2.1.1 Bảo vệ so lệch (F87T- F87N) ………………………………………..12

2.1.2 Bảo vệ quá dòng thứ nhất phía 110kV (F50/51N) …………………...13

2.1.3 Bảo vệ quá dòng thứ hai phía 22kV (F50/51N)………………………13

2.1.4 Bảo vệ quá dòng thứ ba phía 35kV (F50/51N) ………………………13

2.1.5 Bảo vệ rơ le hơi MBA (F96)………………………………………….14

2.1.6 Bảo vệ nhiệt độ dầu (26Q) …………………………………………..15

2.1.7 Bảo vệ nhiệt độ cuộn dây (26W) …………………………………….11

2.1.8 Bảo vệ mức dầu thấp của MBA (F71Q1) và bộ chuyển nấc ………..17



dưới tải (OLTC), ( F71Q2)

2.1.9 Bảo vệ áp lực bộ điều áp dưới tải (F63OLTC)……………………….17

2.1.10 Thiết bị hạ thấp áp lực MBA (van an toàn F63S) ………………….18

2.2 Tìm hiểu về bảo vệ so lệch máy biến áp……………………………………….18

2.3 Các loại bảo vệ so lêch thường dùng để bảo vệ mày biến áp………………….20

2.3.1 Bảo vệ so lệch dọc……………………………………………………20

2.3.2 Bảo vệ MBA 3 cuộn dây dùng rơ le so lệch có hãm…………………22

2.3.3 Bảo vệ chống chạm đất cuộn dây MBA……………………………...23

Chương 3: Giới thiệu về rơ le so lệch số Micom Areva Schneider P633……..26

3.1 Giới thiệu chung về rơ le P633……………………………………………….26

3.2 Các thông số kỹ thuật của rơ le micom P633………………………………….28

3. 2.1 Nguồn cung cấp……………………………………………………...28

3.2.2 Các đại lượng đo đầu vào…………………………………………….29

3.2.3 Các tín hiệu nhị phân đầu vào………………………………………..29

3.2.4 Tín hiệu vào ra tương tự………………………………………………29



3.2.5 Giao diện……………………………………………………………...30

3.3 Sơ đồ nối dây của rơ le micom P622 bảo vệ máy biến áp T1…………………30

3.4 Cấu tạo, nguyên lý làm việc cảu rơ le micom P633 …………………………...31

3.4.1 Kích thước và hình dáng bên ngoài…………………………………..31

3.4.2 Các module trong rơ le micom P633…………………………………32

3.4.3 Sơ đồ module rơle…………………………………………………….34

3.4.4 Nguyên lý làm việc của rơle………………………………………….35

3.4.4.1 Cấu hình và vận hành của các đầu vào nhị phân……………….36

3.4.4.2 Đo giá trị đầu vào………………………………………………..36

3.4.4.3 Cấu hình, vận hành và khoá các đầu ra Rơle……………………37

3.4.4.4 Cấu hình và vận hành của các đèn LED hiển thị……………......38

3.5 Các chức năng bảo vệ chính cảu rơ le micom P633 …………………………..38

3.5.1 Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp………………………………38

3.5.2 Chức năng bảo vệ dòng chạm đất có giới hạn……………………….43

Chương 4: Tính toán chỉnh định cái đặt thông số cho bảo vệ TBA Đồng Hới .46



4.1 Tính toán bảo vệ so lệch ………………………………………………………46

4.1.1 Dòng điện khởi động của bảo vệ…………………………………….46

4.1.2 Bảo vệ so lệch máy biến áp………………………………………….46

4.1.3 Tính toán bảo vệ so lệch với rơle MiCOMP633……………………47

4.2 Tính toán bỏa vệ chạm đất có giới hạn………………………………………..47

4.3 Tính toán chỉnh định cho rơ le MICOM P633 bảo vệ máy biến áp …………..48

4.3.1 Thông số của các thiết bị chính để tính toán……………………….48

4.3.2 Tính toán ngắn mạch………………………………………………..48

4.3.2.1 Điểm tính toán ngắn mạch……………………………………49

4.3.2.2 Xác định các đại lượng điện kháng và tính ngắn mạch………49

4.3.3 Tính toán bảo vệ so lệch cho máy biến áp T1…………………… 55

4.3.4 Tính toán bảo vệ chạm đất có giới hạn……………………………. 61

4.3.4.1Tính toán bảo vệ chạm đất có giới hạn cuộn cao áp……….. 61

4.3.4.2 Tính toán bảo vệ chạm đất có giới hạn cuộn cao áp………..63



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 – TÀI LIỆU VỀ RƠLE MiCOM P633 CỦA HÃNG ALSTOM.

2 – BẢO VỆ RƠLE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Tác giả : PGS-TS. LÊ KIM HÙNG

ThS. ĐOÀN NGỌC MINH TÚ

NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC 1998

3 – NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Tác giả: PGS-TS. LÊ KIM HÙNG

ThS. ĐOÀN NGỌC MINH TÚ

4- TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ BẢO VỆ RƠ LE TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Tác giả: NGUYỄN HOÀNG VIỆT

5- GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN

6- GIÁO TRÌNH BẢO VỆ RƠ LE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG ĐIỆN


ĐATN trạm 110kv đồng hới

Documents

Transcript of ĐATN trạm 110kv đồng hới