ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page1   NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP  Họvàtên:TrầnHoàngHải.  Lớp:D4-H3.  TÊNĐỀTÀI:  TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP 220/110/35kV I.Các số liệu  Hệthống S 1Nmax =2500MVA S 1Nmin =2125MVA X 0H1 =1,2X 1H   ĐườngdâyD1 1 0  0,305 12 / 0,61 / 0 X km L km X km        ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page2   Máy biến áp tự ngẫu MBA1, MBA S dđ =200MVA Cấpđiệnáp230/121/38,5kV  % 11%; 31%; 19% 10% C T C H T H N N N dc U U U U           II. Nội dung phần thuyết minh tính toán -Phần 1  1.Môtảđốitượngbảovệ,thôngsốchính 2.Tínhtoánngắnmạchphụcvụchỉnhđịnhrơle 3.Lựachọnthiếtbịbiếndòng,biếnáp,máycắtđiện 4.Lựachọnphươngthứcbảovệphùhợp 5.Chọnthiếtbịbảovệ 6.Tínhtoáncácthôngsốcủabảovệvàkiểmtrasựlàmviệccủabảovệ  -Phần 2: Giới thiệu tính năng làm việc của rơle số sử dụng trong bảo vệ trạm biến áp 220kV  III. Các bản vẽ  -Sơđồnốidâyvàcácthôngsốchính -Kếtquảtínhtoánngắnmạch -Phươngthứcbảovệ -Tínhnăngvàthôngsốcủarơle -Kếtquảtínhtoánthôngsốbảovệ -Kếtquảkiểmtrasựlàmviệccủabảovệ Ngày giao nhiệm vụ : ngày 5 tháng 10 năm 2013 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :ngày 9 tháng 1 năm 2014 Hà Nội,ngày…tháng…năm 2013 Trưởng khoa Cán bộ hướng dẫn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page3  LỜI NÓI ĐẦU Điệnnănglànguồnnănglượngvôcùngquantrọngđốivớicuộcsốngconngười. Nóđượcsửdụnghầuhếttrongcáclĩnhvựccủanềnkinhtếquốcdânnhư:sảnxuất,giao thông,dịchvụ,sinhhoạt…Chínhvìthếnênviệchiểubiếtvềcáchưhỏngcũngnhưviệc làmviệckhôngbìnhthườngcóthểxảyratronghệthốngđiệncùngvớinhữngphương phápvàthiếtbịbảovệnhằmpháthiệnsớmđểcáchlyphầntửrakhỏihệthốngnhằm tránhhưhỏng.Cảnhbáovàxửlýkhắcphụcchếđộkhôngbìnhthườnglàmảngkiến thứcrấtquantrọngcủakỹsưhệthốngđiện. Điệnnăngđượcsảnxuất,truyềntảivàphânphốirộngkhắpvớicáccấpđiệnáptừ hạáp,trungáp,caoáp,đếnsiêucaoápvớisốlượngthiếtbịrấtlớn.Tỷlệthuậnvớiđộ phứctạpcủalướiđiệnlàkhảnăngxảyracácsựcốvàhậuquảdocácsựcốgâyra. Dođó,emchọnđềtàitốtnghiệp:‘Thiếtkếbảovệrolechotrạmbiếnáp 220/110/35KV-2×200MVA.Đồángồm5chương.  -ChươngI:Môtảđốitượngbảovệ,thôngsốchính -ChươngII:Tínhtoánngắnmạchphụcvụchỉnhđịnhrơle Lựachọncácthiếtbịbiếndòng,biếnáp,máycắtđiện. -ChươngIII:Lựachọnphươngthứcbảovệ -ChươngIV:Giớithiệutínhnăngvàthôngsốcủacácloạirơleđịnhsửdụng -ChươngV:Chỉnhđịnhvàkiểmrasựlàmviệccủarơle EmcũngbàytỏlòngbiếtơnchânthànhtớicôgiáoTh.SNgôThịNgọcAnhđãtậntình hướngdẫnemtrongsuốtthờigianquađểhoànthànhđồánnày. HàNội,ngày15tháng10năm2013  Sinhviênthựchiện TrầnHoàngHải  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page4  CHƯƠNG I MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ - THÔNG SỐ CHÍNH CỦA ĐỐI TƯỢNG I.1 Mô tả đối tượng được bảo vệ. Đốitượngbảovệlàtrạmbiếnáp220/110/35KVcóhaimáybiếnáptựngẫuvậnhành songsong,vớicôngsuấtdanhđịnhlà200MVA.Haimáynáyđượccungcấptừmột nguồncủahệthốngđiện,hệthốngđiệncungcấpđénthanhcái220KV,phíatrungápvà hạápcủatrạmcócấpđiệnáplà110KVvà35KV.  HìnhI-1:Sơđồđốitượngcầnđượcbảovệ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page5  I.2 Các thông số chính của đối tượng được bảo vệ I.2.1 Thông số hệ thống Côngsuấtngắnmạchcựcđại 1 max 2500 N S M VA   Côngsuấtngắnmạchcựctiểu 1min 2125 N S MVA   Điệnkhángthứtựkhôngcủahệthống 0 1 1 1,2 H H X X  I.2.2 Thông số các máy biến áp Côngsuấtđịnhmức dd 200 S MVA  Cấpđiệnáp230/110/35KV  Điệnápngắnmạch % 11%; 31%; 19% 10% C T C H T H N N N dc U U U U           I.2.3 Đường dây D 1 0  0,305 12 / 0,61 / 0 X km L km X km         ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page6  CHƯƠNG II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ I.1 Mục đích tính toán ngắn mạch Việctínhtoánngắnmạchtrongnộidungđồánnàynhằmcácmụcđíchcơbảnsau: -Chọncáckhícụđiệnchocácphầntửđượcbảovệsaochokhicódòngđiệnchay qua,nhữngthiếtbịđóphảithỏamãnđềukiệnlàmviệcbìnhthườngvàcótínhổn định khicódòngđiệnngắnmạch -Xácđịnhdòngngắnmạchlớnnhất(NmaxI)đểphụcvụchochỉnhđịnhrơlevà dòng ngắnmạchbénhất(NminI)đểkiểmchođộnhạychorơleđãđượcchỉnhđịnh. Tronghệthốngdiện(HTĐ),cácdạngngắnmạchgồmcó: Ngắnmạch3phaN (3)  Ngắnmạch2phachạmđấtN (1.1)  Ngắnmạch1phachạmđấtN (1)  Ngắnmạch2phachạmnhauN (2)  I.2 Các giả thiết cơ bản để tính ngắn mạch Việctínhtoánngắnmạchdựatrêncácgiảthiết: -Cácmáyphátđiệnkhôngcódaođộngcôngsuất,nghĩalàgóclệchphagiữacác vectơsuấtđiệnđộngcủamáyphátlàkhôngđổivàgầnbằngkhông -Tínhtoánthựctếchothấyhầunhưphụtảikhôngthamgiavàongắnmạchlúc đầu,dovậytabỏquaphụtảikhitínhngắnmạchbanđầu. -Hệthốngtừbãohòa:giảthiếtnàychophéptínhđơngiảnđirấtnhiều,bởitacho mạchlàtuyếntínhnêncóthểdungphươngphápxếpchồngđểtínhtoán -Bỏquađiệntrở: -vớiđiệnáplớnhơn1kvthìbỏquađiệntrởvìR<<X -vớiđiệnápbéhơn1KVthìR>1/3X ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page7  -Bỏquađiệndung -Bỏquadòngtừhóamáybiếnáp -Hệthốngbaphalàđốixứng -Cáctínhtoánđượcthựchiênởdạngtươngđốicơbản. I.2.1 Các đại lượng cơ bản trong tính toán ngắn mạch ChọnS cb =200MVA ChọnU tb =1,05U dd cáccấp.Cáccấpđiệnáplà230/121/38,5KV. Dòngđiệncơbảncáccấplà: 1 1 200 0,502 3 3.230 cb cb cb S I KA U     2 2 200 0,954 3 3.121 cb cb cb S I KA U      3 3 100 1, 449 3 3.38,5 cb cb cb S I KA U     I.2.2 Các thông số của các phần tử I.2.2.1 Hệ thống điện: 1max 2 max max 200 0, 08 2500 cb HT HT N S X X S     0 max 1max 1, 2 1, 2.0, 0741 0, 096 HT HT X X    1min 2 min min 200 0, 0941 2125 cb HT HT N S X X S     0min 0min 1,2 1, 2.0,0941 0,113 HT HT X X    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page8  I.2.2.2 Thông số máy biến áp tự ngẫu: Điện áp ngắn mạch của MBA1, MBA 2 1 1 % ( % % %) (11 31 19) 11,5% 2 2 C CT CH TH N N N N U U U U       1 1 % ( % % %) (11 19 31) 0% 2 2 T CT TH CH N N N N U U U U       1 1 % ( % % %) (31 19 11) 19,5% 2 2 H TH CH CT N N N N U U U U       Điệnkhángcủacuộndây: % 11,5 200 . . 0,115 100 100 200 C N cb C dmB U S X S     % 0 200 . . 0 100 100 200 T N cb T dm B U S X S      % 19,5 200 . . 0,195 100 100 200 H N cb H dmB U S X S     I.2.2.3 Thông số đường dây  Điệnkhángthứtựthuậnvàđiệnkhángthứtựnghịch 1 2 1 2 2 200 . . 0,305.120. 0,151 220 cb d d cb S X X X L U       Điệnkhángthứtựkhông: 0 1 2 0,302 d d X X    I.3 Tính toán ngắn mạch ở chế độ công suất ngắn mạch hệ thống cực đại ViệctínhtoánngắnmạchtrongchếđộcôngsuấtngắnmạchcủahệthốngcựcđạiSNmax chophépxácđịnhdòngđiệnngắnmạchcựcđạiđiquacácvịtríđặtbảovệ(cácBI).Việc tínhtoánđượctiếnhànhtronghaitrườnghợp -TrườnghợpI:HTĐcungcấpcho1MBAlàmviệcđộclập. -TrườnghợpII:HTĐcungcấpcho2MBAlàmviệcsongsong ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page9  Cácdạngngắnmạchtínhtoántrongchếđộvậnhànhnàygồmcó -NgắnmạchbaphaN(3) -NgắnmạchmộtphaN(1) -NgắnmạchhaiphachạmđấtN(1,1) Cácđiểmngắnmạchxéttớitrongtrườnghợpnàygồmcó -Ngắnmạchphía220kV(ĐiểmngắnmạchN1vàN1’) -Ngắnmạchphía110kV(ĐiểmngắnmạchN2vàN2’) -Ngắnmạchphía22kV(ĐiểmngắnmạchN3vàN3’) DothôngsốcủahaiMBAlàgiốngnhau,nênchỉcầnxácđịnhdòngđiệnchạyquacác máybiếndòngBI1,BI2,BI3,BI4củaMBA.DòngngắnmạchquacácBIcủaMBA2có giátrịtươngtự               ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page10  I.3.1 Công suất ngắn mạch hệ thống cực đại – Một MBA làm việc độc lập. 2 đường dây song song Cácđiểmngắnmạchtínhtoán  I.3.1.1 Ngắn mạch phía 220 KV.  [...]... 35kV  Bảng II-1 kết quả tính toán ngắn mạch khi 1 MBA làm việc độc lập SNmax SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 24  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   I.3.2 Hai máy biến áp vận hành song song ở chế độ cực đại:   I.3.2.1 Ngắn mạch phía 220 KV SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 25  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản :  ... Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại.  SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 31  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   I.3.2.2 Ngắn mạch phía 110 kV Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản ta có :  X1  X 2  X1max HT  Xd 1 0,151 1  X C  0,08   0,115  0, 213    2 2 2 2 SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 32  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   X X  X 0,115 0,302 0,195...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP       Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản :  X 1  X 2   X 1 HT max  Xd 0,151  0, 08   0,1555    2 2 X o  ( X H  X C ) / /( X 0maxHT  Xd0 0,302 )  (0,195  0,115) / /(0,096  )  0,137   2 2   SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 11  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP    I.3.1.1.1 Ngắn mạch... 2    dòng thứ tự không chạy qua phía 220kv của mỗi máy biến áp.   SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 34  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   I 0C  I0 HT 0,485   0,243   2 2 Dòng thứ tự không chạy qua phía 110KV của mỗi máy biến áp.   I0T  I 0 2  1 2 1   Dòng thứ tự không chạy qua cuộn trung của mỗi máy biến áp (hệ đơn vị có tên)  I0ch  I0T Icb2  I0C Icb1  1.1,409... Dòng chạy qua dây trung tính của máy biến áp :  I tt  3     I0B 1, 513  3  2, 27 2 2   Trong hệ đơn vị có tên   I tt  2, 27.I cb1  2, 27.0, 502                                              1  Điểm ngắn mạch N1        Phân bố qua các biến dòng:        Dòng qua BI1:  IBI1  I0c  1,513  0,757    2 SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 28   1,513 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP     Dòng qua BI4 ... (1,779)  1,116   Dòng qua dây trung tính của máy biến áp :  I tt  3     I0B 1, 779  3  2, 669    2 2 Trong hệ đơn vị có tên                                         I tt  2, 669.I cb1  2, 669.0, 502  1, 34 KA   Phân bố qua các biến dòng :  SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 30   1,779 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   1.Điểm ngắn mạch N1 :  I BI 1  I 0 C   1,... 0maxHT  0d )  ( ) / /(0,096  )  0,095   2 2 2 2   SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 26  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   I.3.2.1.1 Ngắn mạch ba pha N(3) (3) Dòng điện tại chỗ ngắn mạch  I N  1 1   6, 431 X 1 0,1555              1.Điểm ngắn mạch N1               Không có dòng ngắn mạch đi qua các bảo vệ                  2.  Điểm ngắn mạch N1’                    Dòng qua BI1:  ... 297  6, 089     2     Dòng qua BI4 :  I BI 4  Itt  3,1  Không có dòng ngắn mạch qua các BI còn lại.  I.3.1.2 Ngắn mạch phía 110 KV SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 16  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   Biến đổi về sơ đồ về dạng đơn giản ta có : X1  X2  X1max HT  XC  X0  ( X0max HT  XC  Xd 0,151  0,08 0,115  0,2705    2 2 X0d 0,302 ) / / XH  (0,096...           SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 18  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   Phân bố dòng thứ tự không :    Dòng thứ tự không chạy về điểm ngắn mạch :  I0C  I0 XH X XH  X0max HT  XC  0d 2 1,498 0,195 0,302 0,195  0,096  0,115  2 I0H  I0  I0C  1,498  0,5244  0,9736  0,5244     Dòng thứ tự không chạy qua cuộn dây trung của máy biến áp (trong hệ đơn vị có tên) ...            Không có dòng qua BI2 và BI3  I.3.1.3 Ngắn mạch phía 35 KV Do phía 35 kV nối tam giác nên chỉ xét trường hợp ngắn mạch 3 pha N(3)    SVTH : TRẦN HOÀNG HẢI ; LỚP Đ4H3    Page 22  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   Biến đổi sơ đồ về dạng đơn giản ta có :  X1  X 2  X1max HT  XC  X H  Xd 0,151  0,08  0,115  0,195   0,466    2 2   Dòng ngắn mạch ba pha N(3)  (3) . THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page1   NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP  Họvàtên:Trần Hoàng Hải.  Lớp:D4-H3.  TÊNĐỀTÀI:  TÍNH TOÁN. -ChươngI:Môtảđốitượngbảovệ,thôngsốchính -ChươngII:Tínhtoánngắnmạchphụcvụchỉnhđịnhrơle Lựachọncácthiếtbịbiếndòng,biếnáp,máycắtđiện. -ChươngIII:Lựachọnphươngthứcbảovệ -ChươngIV:Giớithiệutínhnăngvàthôngsốcủacácloạirơleđịnhsửdụng -ChươngV:Chỉnhđịnhvàkiểmrasựlàmviệccủarơle EmcũngbàytỏlòngbiếtơnchânthànhtớicôgiáoTh.SNgôThịNgọcAnhđãtậntình hướngdẫnemtrongsuốtthờigianquađểhoànthànhđồánnày. HàNội,ngày15tháng10năm2013  Sinhviênthựchiện Trần Hoàng Hải  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page4  CHƯƠNG I MÔ. Cán bộ hướng dẫn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ BẢO VỆ RƠLE CHO TRẠM BIẾN ÁP   SVTH:TRẦNHOÀNGHẢI;LỚPĐ4H3 Page3  LỜI NÓI ĐẦU Điệnnănglànguồnnănglượngvôcùngquantrọngđốivớicuộcsốngconngười. Nóđượcsửdụnghầuhếttrongcáclĩnhvựccủanềnkinhtếquốcdânnhư:sảnxuất,giao thông,dịchvụ,sinhhoạt…Chínhvìthếnênviệchiểubiếtvềcáchưhỏngcũngnhưviệc làmviệckhôngbìnhthườngcóthểxảyratronghệthốngđiệncùngvớinhữngphương phápvàthiếtbịbảovệnhằmpháthiệnsớmđểcáchlyphầntửrakhỏihệthốngnhằm tránhhưhỏng.Cảnhbáovàxửlýkhắcphụcchếđộkhôngbìnhthườnglàmảngkiến thứcrấtquantrọngcủakỹsưhệthốngđiện. Điệnnăngđượcsảnxuất,truyềntảivàphânphốirộngkhắpvớicáccấpđiệnáptừ hạáp,trungáp,caoáp,đếnsiêucaoápvớisốlượngthiếtbịrấtlớn.Tỷlệthuậnvớiđộ phứctạpcủalướiđiệnlàkhảnăngxảyracácsựcốvàhậuquảdocácsựcốgâyra.