Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống bảo vệ trạm biến áp . Thiết kế bảo vệ cắt nhanh Thiết kế hệ thống bảo vệ trạm biến áp 1000 KVA - 35/0,4
icloud113@gmail.com PhÇn V ThiÕt kÕ hÖ thèng ®o l-êng vµ b¶o vÖ icloud113@gmail.com Đặt vấn đề Máy biến áp là một phần tử quan trọng trong l-ới điện. Nếu máy biến áp bị sự cố thì sẽ dẫn đến ngừng cung cấp điện cho toàn bộ hoặc một phần hộ tiêu thụ làm ảnh h-ởng tới sản xuất, có thể nguy hiểm cho ng-ời và thiết bị. Mặt khác giá thành máy biến áp so với các thiết bị khác trong hệ thống cung cấp điện cao hơn rất nhiều, chi phí sửa chữa lớn và thời gian sửa chữa lâu. Do vậy máy biến áp cần đ-ợc bảo vệ. Tuy nhiên còn phụ thuộc vào công suất của máy biến áp mà thiết kế bảo vệ cho thích hợp. Thiết kế bảo vệ cho MBA 1000 - 35/0,4 cần trang bị các loại bảo vệ sau : + Bảo vệ cắt nhanh + Bảo vệ dòng cực đại + Bảo vệ rơle hơi Thiết kế hệ thống bảo vệ cho máy biến áp 1000 KVA - 35/0,4 I. Chọn sơ đồ bảo vệ Mạng điện 35 KV là mạng điện có trung tính cách điện với đất, nên sử dụng sơ đồ 2 máy biến dòng, 2 rơle (sơ đồ sao thiếu). Với sơ đồ này có thể bảo vệ đ-ợc tất cả các dạng ngắn mạch giữa các pha. Tr-ờng hợp ngắn mạch một pha phía hạ áp của máy biến áp, nếu khi kiểm tra độ nhậy của bảo vệ dòng cực đại không đảm bảo thì sử dụng thêm một rơle mắc vào tổng dòng của 2 rơle. Nếu sử dụng sơ đồ 2 máy biến dòng, 3 rơle vẫn không đảm bảo thì phải dùng thêm rơle thứ tự không. Nguồn thao tác cho bảo vệ dùng nguồn điện áp một chiều có điện áp 220 (V). icloud113@gmail.com II. Thiết kế bảo vệ cắt nhanh 1. Sơ đồ bảo vệ Sử dụng 2 rơle PT 1 , rơle tín hiệu PY 1 và rơle trung gian P TC-35 Kv CD (+) P MC CC (+) PY1 (-) (-) PT1 PT1 BI BA ATM 2. Chọn máy biến dòng cho bảo vệ Điều kiện chọn : U đmBI U đm mang I đmBI I lvmax I lvmax = k qt S dmBA U dm . .3 = 141000 3 35 , . . = 23,09 (A) Tra bảng 5 - 33 (Trang 280 - TKCCĐ) chọn máy biến dòng có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 27. Bảng 27 Kiểu U đm (kV) I đm (A) Bội số ổn định nhiệt (s) Bội số ổn định động Phụ tải thứ cấp với cấp chính xác 1 Bội số giới hạn khi tải định mức TH 35- 35 600 65 150 4() 20 (Va) 16 icloud113@gmail.com /0,5 3. Chọn rơle dòng điện Xác định dòng khởi động của rơle : I kđR = I kdbv n BI k sd . I kđbv = k kđ .I nmmax : dòng khởi động của bảo vệ I nmmax : dòng ngắn mạch cực đại ở đầu ra MBA quy đổi về phía sơ cấp. K dt = 1,25 : hệ số phụ thuộc cấp chính xác của rơle dòng k sd = 1 : hệ số sơ đồ. Vậy : I kđbv = k dt .I N2 (3) . U U 2 1 = 1,25.19,34.10 3 . 0 4 35 , = 267,3 (A) I kđR = I kdbv n BI k sd . = 267 3 600 5 , .1 = 2,3 (A) Tra bảng 7 - 31 (Trang 345 - TKCCĐ) chọn đ-ợc rơle có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 28. Bảng 28 Tham số đầu vào Tham số đầu ra Kiểu Công suất tiêu thụ Giới hạn dòng (A) k tv t tđ (s) Số tiếp điểm Dòng (A) áp (V) Công suất (W) I đm I kđ = = = PT-40/6 0,5 1020 1,56 0,80,85 0,030,1 1Đ+1M 2 220 60 4. Chọn rơle trung gian cho bảo vệ cắt nhanh Rơle trung gian của bảo vệ cắt nhanh đ-ợc dùng cho cả bảo vệ dòng cực đại, bảo vệ thứ tự không và cả bảo vệ rơle hơi. U đmP = U đm nguồn thao tác icloud113@gmail.com Ngoài ra phải có ít nhất 2 tiếp điểm th-ờng mở, một tiếp điểm có khả năng đóng cắt dòng định mức của cuộn cắt. Tra bảng 7 - 33 (Trang 350 - TKCCĐ) chọn đ-ợc rơle trung gian có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 29. Bảng 29 Kiểu rơle Tham số đầu vào Tham số đầu ra Công suất tiêu thụ (KW) Giới hạn U (V) t tđ (s) Số tiếp điểm Dòng 1 chiều (A) U đm U kđ P - 215 5 220 0,5.U đm 0,01 2Đ+2M 2 5. Chọn rơle tín hiệu cho bảo vệ cắt nhanh Dòng điện định mức của rơle trung gian là : I đmP = P P U dm 5 220 = 0,023 (A) Lấy I đmPY = I đmP = 0,023 (A) Tra bảng 1 - 6 (Trang 273 - CCĐT3) chọn rơle có các thông số kỹ thuật ghi trong bảng 30. Bảng 30 Kiểu rơle I đm (A) I cp ngan han (A) R cuộn dây () PY - 21/0,025 0,075 0,075 320 6. Kiểm tra khởi động của rơle trung gian Điều kiện kiểm tra : U đmP 0,5.U đm = 0,5.220 = 110 (V) * Xác định sụt áp đặt lên P : - Điện trở của cuộn dây rơle trung gian là : icloud113@gmail.com R P = U dmP P P 2 220 2 5 = 9680 () - Dòng điện chạy qua P và PY là : I = U dmnguonthaotac R R R PY 220 9680 320 = 0,022 (A) - Sụt áp trên P : U P = I.R P = 0,022.9680 = 212,96 (V) Vậy U P = 212,96 (V) > 0,5.U đm = 110 (V) Do đó rơle trung gian P thoả mãn điều kiện kiểm tra. 7. Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ cắt nhanh Điều kiện kiểm tra : k nh = I NM I kdbv min 3 I NMmin : Dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất khi xảy ra ngắn mạch tại cuối vùng bảo vệ (đầu vào MBA). Với mạng 35 (KV) : I NMmin = 3 2 .I N1 (3) = 3 2 .4,19 = 3,63 (KA) Do đó: k nh = 3 6310 3 276 3 , . , = 13 > 3 Vậy bảo vệ cắt nhanh đảm bảo độ nhậy khi cắt ngắn mạch. icloud113@gmail.com III. Thiết kế bảo vệ cực đại 1. Sơ đồ bảo vệ TC-35 Kv CD (+) PY2 P MC CC (+) (-) PT2 PT2 PB (-) BI (-) BA ATM 2. Chọn rơle dòng điện Tính dòng khởi động của rơle : I kđR = I kdbv n BI k sd . k sd = 1 : hệ số sơ đồ. I kđbv = Dòng khởi động của bảo vệ cực đại I kđbv = k dt k kd I lv k tv . . max k dt = 1,15 : là hệ số dự trữ tính tới sai số dòng trở về của rơle k kđ = 1,5 : hệ số kể tới sự tăng dòng điện do các động cơ tự khởi động. k tv = 0,85 : hệ số trở về của rơle icloud113@gmail.com I kđbv = 1151523 09 0 85 , . , . , , = 46,86 (A) Vậy I kđR = 46 86 600 5 , .1 = 0,39 (A) Tra bảng 7 - 31 (Trang 345 - TKCCĐ) chọn đ-ợc rơle có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 31. Bảng 31 Tham số đầu vào Tham số đầu ra Kiểu Công suất tiêu thụ Giới hạn dòng (A) k tv t tđ (s) Số tiếp điểm Dòng (A) áp (V) Công suất (W) (VA) I đm I kđ PT-40/0,6 0,2 1,63,2 0,150,6 0,80,85 0,030,1 1Đ+1M 2 220 60 3. Chọn rơle thời gian Điều kiện chọn : + U đmPB = U đmNTT = 220 (V) + Có tiếp điểm th-ờng mở đóng chậm + Có thể chỉnh định đ-ợc thời gian theo yêu cầu của bảo vệ * Xác định thời gian duy trì của bảo vệ dòng cực đai cho MBA : t maxBA = t maxdd + t t maxdd : Thời gian duy trì của bảo vệ dòng cực đại cho các lộ đ-ờng dây đi ra từ thanh cái hạ áp MBA. ở đây dùng áp tô mát AC - 25 để bảo vệ đầu ra MBA, do đó : t maxdd = t ATM t maxBA = t ATM + t = 0,18 + 0,5 = 0,68 (s) Mặt khác : t maxBA = t PT2 + t PB + t P Vậy: t PB = t maxBA - (t PT2 + t P ) = 0,68 - (0,05 + 0,1) = 0,53 (s) icloud113@gmail.com Tra bảng 7 - 32 (Trang 349 - TKCCĐ) chọn đ-ợc rơle thời gian có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 32. Bảng 32 Kiểu rơle Công suất tiêu thụ (W) U đm (V) U kđ (V) t tđ (s) Số tiếp điểm B - 122 30 220 0,7.U đm 0,253,5 1Đ+1M 4. Chọn rơle tín hiệu, rơle trung gian - Rơle tín hiệu chọn giống nh- rơle tín hiệu của bảo vệ cắt nhanh - Rơle trung gian đã chọn ở bảo vệ cắt nhanh (Bảng 29) 5. Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ dòng cực đại Điều kiện kiểm tra là : k nh = I N I kdR min 1,5 I Nmin : Dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất chạy qua rơle - Với sơ đồ 2BI + 2R : I Nmin = 1 3 2 1 1 1 . ( ) . .I N n BA n BI I N2 (1) : Dòng ngắn mạch nhỏ nhất ở cuối vùng bảo vệ (là dòng ngắn mạch 1 pha ở đầu ra MBA) Vậy I Nmin = 1 3 4938 0 4 35 5 600 . . , . = 0,157 (A) k nh = 0157 0 39 , , = 0,4 Sơ đồ 2BI + 2R không đủ độ nhậy, ta sử dụng rơle thứ 3 mắc vào tổng dòng 2 rơle. Khi đó độ nhậy tăng gấp 2 : k nh = 2. 0,4 = 0,8 < 1,5. Ta thấy, Sơ đồ 2BI + 3R cũng không đủ độ nhậy. Bảo vệ dòng cực đại ch-a đủ độ nhậy, ta phải khắc phục bằng cách dùng thêm bảo vệ thứ tự không. icloud113@gmail.com IV. Thiết kế bảo vệ thứ tự không 1. Chọn biến dòng thứ tự không Dòng không cân bằng trong MBA ở chế độ quá tải đ-ợc xác định nh- sau : I kcb = 0,5.I lvmax = 0,5. 141000 3 0 4 , . . , = 1010,36 (A) Điều kiện chọn BI là : U đmBI U đmmang = 0,4 (KV) I đmBI I kcb = 1010,36 (A) Tra bảng 5 - 33 (Trang 280 - TKCCĐ) chọn máy biến dòng có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 33. Bảng 33 Kiểu BI U đm (Kv) I đm (A) Bội số ôđn (1s) Bội số ôđđ Phụ tải thứ cấp với cấp chính xác 1 m(kg) VA THIII - 0,66 0,66 1500 50 50 1,6 40 5,5 2. Chọn rơle dòng điện bảo vệ thứ tự không I kđR = k dt I kdbv n BI . = k dt k sd I kcb n BI . . = 1311010 36 1500 5 , . . , = 4,38 (A) k dt : Hệ số dự trữ phụ thuộc cấp chính xác của rơle dòng. k sd = 1 Tra bảng 7 - 31 (Trang 345 - TKCCĐ) chọn đ-ợc rơle dòng điện có số liệu kỹ thuật trong bảng 34. Bảng 34 Tham số đầu vào Tham số đầu ra Kiểu Công suất tiêu thụ Giới hạn dòng (A) k tv t tđ (s) Số tiếp điểm Dòng (A) áp (V) Công suất (W) [...]... tra 3 Thiết kế hệ thống đo l-ờng Đặt vấn đề Việc bố trí các thiết bị đo l-ờng trong hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích theo dõi, kiểm tra sự làm việc của các nhà máy Từ đó định ra ph-ơng thức vận hành hợp lý, phân bố phụ tải và tính điện năng Sơ đồ đo l-ờng sẽ đặt ở phía hạ áp vì thiết kế nh- vậy sẽ không phải sử dụng MBA đo l-ờng Việc mua sắm các thiết bị hạ áp sẽ rẻ hơn icloud113@gmail.com các thiết. .. 1,5 1010,36 Vậy rơle thời gian đủ độ nhậy V Thiết kế và bảo vệ rơle hơi Sơ đồ bảo vệ nh- hình vẽ : TC-35 Kv CD MC CC K (-) Tín hiệu (+) P PY3 P (-) BA ATM TC-0,4KV Sơ đồ bảo vệ bao gồm : rơle hơi PT, rơle tín hiệu PY và rơle P (-) icloud113@gmail.com - Rơle PT dùng để bảo vệ sự cố ngay bên trong máy biến áp, khi ngắn mạch giữa các vòng dây, giữa các pha và quá tải, dầu giảm d-ới mức cho phép, lõi thép... phép, lõi thép phát nóng do cách điện giữa các lá thép bị hhỏng Rơle hơi là thiết bị chế tạo hợp bộ với MBA - Rơle tín hiệu đ-ợc chọn cùng loại với rơle tín hiệu của bảo vệ cắt nhanh và bảo vệ dòng cực đaị VI Bảo vệ quá điện thế Để bảo vệ trạm biến áp khi có dòng sét lan truyền từ đ-ờng dây và trạm ta sử dụng chống sét van Căn cứ vào Điện áp mạng là 35(KV) Tra bảng 8-7(Trang 360-TKCCĐ).Chọn đ-ợc chống... icloud113@gmail.com các thiết bị đo l-ờng cao áp, thuận tiện cho việc thay thế và sửa chữa thiết bị Hệ thống đo l-ờng phía hạ áp đ-ợc đặt ở buồng phân phối của trạm biến áp gồm các thiết bị sau : * 3 đồng hồ Ampemét dùng để đo dòng điện 3 pha * 1 đồng hồ Vônmét có khoá chuyển để đo điện áp giữa các pha * 1 Varmét để đo công suất phản kháng * 1 Watmét để đo công suất tác dụng * 1 Công tơ tác dụng để đo năng l-ợng tác... bảng 38 4 Chọn Watmét và Varmét Watmét và Varmét dùng để đo công suất tác dụng và công suất phản kháng, nó dùng làm căn cứ để vẽ đồ thị phụ tải Cuộn dòng của Watmét và Varmét đ-ợc nối nối tiếp với cuộn dòng của máy biến dòng, cuộn áp đ-ợc nối trực tiếp vào mạng hạ áp Tra tài liệu chọn đ-ợc Watmét số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 38 - 335/1 và Varmét - 335/1, 5 Chọn công tơ tác dụng và công tơ phản kháng... tác dụng và công tơ phản kháng Công tơ tác dụng và công tơ phản kháng dùng để đo năng l-ợng và xác định costb , làm căn cứ để tính tiền điện cho các hộ tiêu thụ Chọn t-ơng tự nh- Watmét và Varmét Tra bảng 7 - 12 (Trang 342 - TKCCĐ) chọn công tơ tác dụng và công tơ phản kháng có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 38 Bảng 38 Dụng cụ Kiểu Cấp chính xác Giới hạn đo Công suất tiêu thụ (VA) Trực tiếp Số l-ợng... kgioi han khi tải định mức 2 Chọn Ampemét Ampemét đo dòng thứ cấp MBA có Ilvmax = 2127 (A) Do vậy ta phải đo gián tiếp qua máy biến dòng Tra bảng 7 - 13 (Trang 343 - TKCCĐ) chọn đ-ợc Ampemét điện từ kiểu - 377, số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 38 icloud113@gmail.com 3 Chọn Vônmét Vônmét dùng để đo thứ cấp MBA có U đm = 0,4 (KV) Dùng khoá chuyển đổi để đo điện áp giữa các pha Tra tài liệu chọn đ-ợc Vônmét... áp giữa các pha * 1 Varmét để đo công suất phản kháng * 1 Watmét để đo công suất tác dụng * 1 Công tơ tác dụng để đo năng l-ợng tác dụng * 1 Công tơ phản kháng để đo năng l-ợng phản kháng Sơ đồ nguyên lý nh- hình vẽ : II Chọn các thiết bị đo l-ờng 1 Chọn máy biến dòng Điều kiện chọn : UđmBI Uđm mang = 380 (V) IđmBI Ilvmax = 1,4.1000 = 2127 (A) 3.0,38 Tra bảng 5 - 33 (Trang 280 - TKCCĐ) chọn máy biến... tra BI của bảo vệ thứ tự không 1 Kiểm tra phụ tải thứ cấp của BI với cấp chính xác 1 Điều kiện kiểm tra : Z2đm Z2tt icloud113@gmail.com Z2tt = rcdPTo + rdd + rtx + Lấy rtx = 0,1 () P PTo + rcdPTo = 0,5 = 0,02 () 52 2 2dmBI l 3.10 + rdd = tt 0,018 = 0,208 () S 1,5 min I Ztt2 = 0,02 + 0,208 + 0,1 = 0,31 () Z2đm = 0,8 () > Z2tt = 0,31 () thoả mãn điều kiện kiểm tra 2 Kiểm tra ổn định nhiệt và ổn định...icloud113@gmail.com Iđm PT-40/6 0,5 Ikđ 1020 1,56 0,80,85 0,030,1 1Đ+1M 2 220 60 3 Chọn rơle tín hiệu bảo vệ thứ tự không Rơle tín hiệu đ-ợc chọn theo dòng điện định mức qua cuộn dây của nó Dòng này bằng dòng định mức của cuộn dây rơle thời gian P 30 Iđm B = B = = 0,14 (A) 220 U dm Căn cứ vào điều kiện chọn rơle tín hiệu IđmPY = Iđm B Tra bảng 1 - 6 (Trang 273 - TKCCĐ) chọn rơle có các số liệu . dụng chống sét van. Căn cứ vào Điện áp mạng là 35(KV). Tra bảng 8-7(Trang 360-TKCCĐ).Chọn đ-ợc chống sét van có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng 36. Bảng 36 Kiểu chống sét van U đm (KV). 38. 4. Chọn Watmét và Varmét Watmét và Varmét dùng để đo công suất tác dụng và công suất phản kháng, nó dùng làm căn cứ để vẽ đồ thị phụ tải. Cuộn dòng của Watmét và Varmét đ-ợc nối nối tiếp. Watmet sắt điện động 335/1 1,5 1(KW) 800(MW) nt:0,5 1 Varmet sắt điện động 335/1 1,5 1(Kvar) 800(Mvar) //: 0,5 1 U (V) I(A) U(v) I(A) Công tơ tác