Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế bảo vệ rơ le cho trạm biến áp
án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 1 CHNG 1: MÔ TI TNG C BO V - THÔNG S CHÍNH 1.1. MÔ TI TNG i tng bo v là trm bin áp 220/110/35kV có hai máy bin áp t ngu B 1 và B 2 c mc song song vi nhau. Hai máy bin áp này c cung p t mt ngun ca HT. H thng n(HT) cung cp n thanh góp 220kV ca trm bin áp qua ng dây kép D. Phía trung và h áp ca trm có n áp 110kV và 35kV a n các ph ti. Hình 1.1. S nguyên lý và các v trí t bo v ca trm bin áp 1.2. THÔNG S CHÍNH 1.2.1. thng n HT : có trung tính ni t Công sut ngn mch ch cc i: S Nmax = 1500MVA Công sut ngn mch ch cc tiu: S Nmax = 0,75.1500 = 1125MVA X OH = 1,2 X 1H 1.2.2. ng dây D : Chiu dài ng dây: L = 75km; n kháng th t thun: X 1 = 0,309 /km n kháng th t không: X 0 = 2.X 1 1.2.3. Máy bin áp : Loi t ngu 3 pha 3 cun dây BI 3 35kV N 1 110kV HT§ BI 1 BI 2 BI 4 N 2 / N 3 / N 2 N 3 220kV D N 1 / án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 2 Có 3 cp n áp: 230/121/38,5kV Công sut 125/125/62,5MVA u dây: YN – Auto – d11(Y 0 - - 11) Gii hn u chnh n áp: U c = ±10% n áp ngn mch phn trm ca các cun dây U N C-T = 11% U N C-H = 31% U N T-H = 19% 1.3. CHN MÁY CT, MÁY BIN DÒNG N, MÁY BIN N ÁP 1.3.1. Máy ct n : - Máy ct n c chn theo u kin sau: - n áp: U m MC U mg - Dòng n: I m MC I lvcb - n nh nhit: 2 nh nh N I.tB≥ (ch kim tra vi máy ct có I m 1000A) - n nh lc ng n: i i xk - u kin ct: I t MC I’’. Trong ó: I lvcb – dòng làm vic cng bc ln nht qua máy ct ng vi dòng công sut ln nht i qua khi quá ti s c. dm B lvcb qtsc dm B dm B xk Nmax cb S I = k .I = 1,4. 3.U i = 2.1,8.I'' I'' = I'' .I I’’ – dòng ngn mch hiu dng toàn phn ln nht khi ngn mch Thông s tính toán p n áp U m (kA) S m (MVA) I lvcb (kA) I'' Nmax I cb I'' (kA) I xk (kA) 220 230 125 0,439 9,013 0,328 2,956 7,525 110 121 125 0,835 5,262 0,656 3,452 8,787 35 38,5 62,5 1,312 1,866 2,062 3,848 9,795 ng 1.1. Thông s tính toán la chn thit b Thông s máy ct Kích thc p n áp Kiu máy ct U m (kV) I m (kA) ch t n áp xung (kV) I t (kA) I (kA) d (mm)h (mm) U N % án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 3 220 3AQ1 245 4 1 1050 40 100 1410 5135 110 3AQ1 123 4 1 550 40 100 1410 3715 35 8BK20 36 2,5 2 175 31,5 80 1500 2200 ng 1.2. Thông s máy ct 1.3.2. Máy bin dòng n: Máy bin dòng n c chn theo u kin sau: - n áp: U m BI U mg - Dòng n: I m BI I lvcb - Ph ti: Z m BI Z 2 =r 2 - n nh nhit: 2 nh 1dm nh N (kI).tB≥ (ch kim tra vi máy ct có I m 1000A) - n nh ng: ldd 1dm xk 2.k .I i≥ . Dòng n m Loi BI U m (kV) cp Th cp p chính xác Ph ti ) I (kA) H-220-5T 220 600 5 0,5 1,2 54 K-110M 110 1000 5 p 0,8 75 HP-35 35 2000 5 p 2 145 ng 1.3. Thông s máy bin dòng n 1.3.3. Máy bin n áp : Máy bin n áp c chn theo u kin sau: - n áp: U m BU U mg - p chính xác: phù hp vi yêu cu ca các dng co - Công sut nh mc: S m BU S 2 . Thông s BU U m (V) p n áp Loi BU Cun s cp Cun th p Cun th p ph Công sut c i (VA) 220 KH-220-58 220000/ 3 100/ 3 100 2000 110 KH-110-57 110000/ 3 100/ 3 100 2000 35 3HOM-35 35000/ 3 100/ 3 100/3 1200 ng 1.4. Thông s máy bin n áp án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 4 CHNG 2: TÍNH NGN MCH PHC V BO V RLE Ngn mch là hin tng ni tt hai m có n th khác nhau ca mch n bng mt vt dn có tng tr không áng k. Trm bin áp ch làm vic an toàn, tin cy vi h thng bo v rle tác ng nhanh, nhy và m bo tính chn lc la chn và chnh nh các thit này, phi da trên kt qu tính toán ngn mch, c th là dòng ngn mch i qua các BI khi xy ra các dng ngn mch. Yêu cu ca vic tính toán ngn mch là phi xác nh c dòng ngn ch ln nht (I max ) phc v cho vic chnh nh rle và dòng ngn mch nh nht (I min ) kim tra nhy cho rle ã c chnh nh. Trong h thng n (HT) ngi ta thng xét các dng ngn mch sau: - Ngn mch 3 pha N (3) ; - Ngn mch 2 pha N (2) ; - Ngn mch 2 pha chm t N (1,1) ; - Ngn mch 1 pha N (1) . 2.1. CÁC GI THIT C BN TÍNH NGN MCH. - Các máy phát n không có hin tng dao ng công sut ngha là góc ch pha gia các véct sc n ng ca máy phát là không thay i và xp x ng không. - Tính toán thc t cho thy ph ti hu nh không tham gia vào dòng ngn mch quá ban u, do vy ta b qua ph ti khi tính toán ngn mch quá ban u. - thng t không bão hoà: gi thit này làm cho phép tính n gin i t nhiu bi vì ta xem mch là tuyn tính nên có th dùng phng pháp xp chng tính toán. - qua n tr i n áp > 1000V thì b qua n tr vì R << X. i n áp < 1000V thì không th b qua R vì R > 1/3 X. - qua n dung. - qua dòng n t hoá ca máy bin áp. - thng n 3 pha là i xng. - Các tính toán c thc hin trong hn v tng i. án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 5 2.2 CHN CÁC I LNG C BN. Ta chn S cb = S B = 125 MVA; U cb = U tb (n áp trung bình ca các cp tng ng): - U cb1 = 220 kV; - U cb2 = 110 kV; - U cb3 = 35 kV. Do ó dòng n c bn tng ng vi các cp n áp là: cb cb1 cb1 cb cb2 cb2 cb cb3 cb3 125 U 3.220 125 U 3.110 125 U 3.35 S I = 0,328 kA; 3. S I = 0,656 kA; 3. S I = 2,062 kA. 3. == == == 2.2.1. Tính toán thông s các phn t . 1) thng n: a) ch cc i (S N = S N max ): n kháng th t thun và n kháng th t nghch: cb 1H max 2H max N max S 125 X = X = = = 0,083. S 1500 n kháng th t không: X 0H max = 1,2 X 1H max = 1,2.0,083 = 0,100 b) ch cc tiu (S N = S N min ): n kháng th t thun và n kháng th t nghch: cb 1H min 2H min N min S 125 X = X = = = 0,111. S 0,75.1500 n kháng th t không: X 0H min = 1,2 X 1H min = 1,2.0,111 = 0,133 2) ng dây: n kháng th t thun và n kháng th t nghch: cb 1D 2D 1 22 cb S 125 X = X = X .L. = 0,309.75. = 0,060 U 220 n kháng th t không: X 0D = 2X 1D = 2.0,060 = 0,120 án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 6 3) Máy bin áp t ngu. a) n áp ngn mch phn trm ca cun dây MBA t ngu c tính theo công thc sau: [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] NC N C-T N C-H N T-H NT N C-T N T-H N C-H NH N C-H N T-H N C-H 1 U % = U % + U % - U % 2 1 = 11% + 31% - 19% = 11,5% 2 1 U % = U % + U % - U % 2 1 = 11% + 19% - 31% = - 0,5% = 0 2 1 U % = U % + U % - U % 2 = [ ] 1 31% + 19% - 11% = 19,5% 2 b) Tính n kháng ca các cun dây Cun cao: NC cb C dm U % S 11,5 125 X = . = . = 0,115 100 S 100 125 Cun trung: NT cb T dm U %S X = . = 0 100S Cun h: NH cb H dm U % S 19,5 125 X = . = . = 0,195 100 S 100 125 2.2.2. thay th: 1) Th t thun: án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 7 2) Th t nghch: 3) Th t không: 2.2.3. Tính toán ngn mch ca trm. N 1 / BI 3 35kV N 1 110kV HT§ BI 1 BI 2 BI 4 N 2 / N 3 / N 2 N 3 220kV D Hình 2.4. S ni n chính ca trm và các m cn tính ngn mch án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 8 2.3. CÁC S TÍNH TOÁN: Tính toán dòng ngn n ngn mch c thc hin trong ch cc i và ch cc tiu bao gm 4 s: 1 : khi h thng ch cc i và trm vn hành 1 máy bin áp c lp (S N max , 1MBA); 2 : khi h thng ch cc i và trm vn hành 2 máy bin áp song song (S N max , 2MBA); 3: khi h thng ch cc tiu và trm vn hành 1 máy bin áp c lp (S N min , 1MBA); 4 : khi h thng ch cc tiu và trm vn hành 2 máy bin áp song song (S N min , 2MBA); s 1 và s 2 dng ngn mch tính toán: N (3) ,N (1,1) , N (1) ; s 3 và s 4 dng ngn mch tính toán: N (2) , N (1,1) , N (1) . m ngn mch tính toán. Phía 220 kV: N 1 và N 1 ’; Phía 110 kV: N 2 và N 2 ’; Phía 35 kV: N 3 và N 3 ’. 2.3.1. 1 (S Nmax , 1MBA). 1) Ngn mch phía 220kV. thay th th t thun, th t nghch và th t không. án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 9 Trong ó: 1D 1H max 0D 0H max C H 0D 0H max C H 0D 0H max C H X 0,060 X = X = X + = 0,083 + = 0,113 22 X X = (X + ) // (X + X ) 2 X (X + ) . (X + X ) 2 = X X + + X + X 2 0,120 (0,100 + ) . (0,115 + 0,195) 2 0 0,100 + = ,120 + 0,115 + 0,195 2 = 0,106 a) Ngn mch 3 pha N (3) . Dòng ngn mch t h thng n m ngn mch N 1 (3) N 1 E1 I = I = = = 8,850 X 0,113 Phân b dòng qua các BI m N 1 : không có dòng qua các BI m N’ 1 : I BI1 = I = 8,850 Dòng qua các BI khác bng không. b) Ngn mch hai pha chm t N (1,1) . n kháng ph (1,1) X .X 0,113.0,106 X = = 0,055 X + X 0,113+ 0,106 ∆ = Các thành phn dòng n và n áp. 1 E1 I = = 5,952 X + X 0,113 + 0,055 Σ ∆ = án tt nghip Thit k bo v rle cho trm bin áp SVTH: Trn Vn Phúc – KT – K26 Trang 10 0 21 20 2 01 20 1N 2N 0N 0 0 X 0,106 I = - I . = -5,952. 2,881 X + X 0,113 + 0,106 X 0,113 I = - I . = -5,952. -3,071 X + X 0,113+ 0,106 U = U = U = - I . X = - (-3,071).0,106 0,325 Σ ΣΣ Σ Σ ΣΣ Σ ΣΣ =− = = Phân b dòng n th t không. 0 0HT 0D 0H 00 0B 0B CH - U - 0,325 I = = 2,031 X 0,120 X + 0,100 + 22 - U - U - 0,325 I = = = - 1,048 X X + X 0,115 + 0,195 Σ ΣΣ =− = Phân b dòng qua các BI: m N 1 : I BI1 = I 0B = 1,048 I BI4 = 3I 0B = 3.I 0B .I cb1 = 3.1,048.0,328 = 1,031kA Dòng qua các BI khác bng không. m N’ 1 : Dòng qua BI 1 I 1BI1 = I = 5,952 I 2BI1 = I = -2,881 I 0BI1 = I 0HT = -2,031 2 1 2 0HT BI1 I = a I + a I + I 13 13 = 5,952 + (-2,881) - 2,031 22 22 = -3,567 - j7,650 8,440 jj ΣΣ −− −+ = g gg I BI4 = 3.I 0B = 1,031kA Dòng qua các BI khác bng không. c) Ngn mch 1 pha N (1) . n kháng ph (1) 2 X = X + X = 0,113+ 0,106 0,219 ∆ = Các thành phn dòng n và n áp ti ch ngn mch [...]... KT – K26 Trang 20 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp X2 0,171 N2 I2 U2N Hình 2.16 S thay th TTN Trong ó: X1D X C + X T + 2 2 0,060 0,115 = 0,083 + + = 0,171 2 2 X 0,120 X 0HT = X 0H max + 0D = 0,100 + = 0,160 2 2 X C 0,115 = = 0,058 2 2 X = X = X1H max + SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 21 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp X H 0,195 = = 0,098 2 2 X X X 0 = (X 0HT +... n áp E 1 = = 4,545 X1 + X ∆ 0,171+ 0,049 I 2 Σ = - I1Σ X 0Σ 0,068 = - 4,545 = −1,293 X + X0Σ 0,171 + 0,068 I 0Σ = - I1Σ X2Σ 0,171 = - 4,545 = - 3, 252 X + X0Σ 0,171 + 0,068 U1N = U 2N = U 0N = - I 0Σ X 0Σ = - (-3,252).0,068 = 0,221 Phân b dòng n th t không Dòng th t không ch y qua phía 110kV c a máy bi n áp SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 22 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp. .. i máy bi n áp I 0C = I0Σ 2,439 = = 1,220 2 2 Dòng th t không ch y qua cu n chung c a m i máy bi n áp I0T = SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 24 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp I0ch = I0T Icb2 – I0C Icb1 = 1,220.0,656 – 0,381.0,328 = 0,675kA Dòng qua dây trung tính c a m i máy bi n áp I0TT = 3.I0ch = 3 0,675 = 2,025kA Phân b dòng qua các BI m N 2: Dòng qua BI1 I1Σ 2,439 = = 1,220... qua cu n cao v I0C = I0HT = 0,495 m ng n m ch N 2 Dòng th t không ch y qua cu n dây chung c a máy bi n áp I0ch = I0T Icb2 – I0C Icb1 = 1,437.0,656 – 0,495.0,328 = 0,780kA SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 33 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp Dòng qua dây trung tính c a máy bi n áp ITT = 3.I0ch = 3 0,780 = 2,340kA Phân b dòng qua các BI m N 2: Dòng qua BI1 I1BI1 = I = 1,437 I2BI1... 4,235 2,421 2,421 0 0 0 2,421 0 0 0 0 0 0 ng 2.1 B ng t ng k t tính ng n m ch cho s 2.3.2 0 3,420 2,736 0 0 1 2(SN max, 2 MBA) 1) Ng n m ch phía 220kV X 2H max 0,083 X2D 0,060 BI1 N'1 N1 X2 0,113 N1 I2 U2N 220 kV Hình 2.13 S SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 thay th TTN Trang 17 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp Trong ó: X1D 0,060 = 0, 083 + = 0,113 2 2 X 0,120 = 0,160 X 0HT = X 0H max... 0,113.0,079 = 0,047 0,113 + 0,079 n áp E 1 = = 6,250 X + X ∆ 0,113 + 0,047 I 2 Σ = - I1Σ X 0Σ 0,079 = - 6,250 = −2,572 X + X 0Σ 0,113 + 0,079 I 0Σ = - I1Σ X2Σ 0,113 = - 6,250 = - 3,678 X + X 0Σ 0,113 + 0,079 U1N = U 2N = U 0N = - I 0Σ X 0Σ = - (-3,678).0,079 = 0, 291 Phân b dòng n th t không SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 18 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp I 0HT = I 0B = - U 0N -... Dòng qua các BI khác b ng không c) Ng n m ch 1 pha N(1) n kháng ph X (1) = X + X = 0,113 + 0,079 = 0,192 ∆ Các thành ph n dòng n và SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 n áp t i ch ng n m ch Trang 19 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp I1Σ = I 2Σ = I 0Σ = E 1 = 3,279 = X + X ∆ 0,113 + 0,192 U 0N = - I0 Σ X 0Σ = - 3,279.0,079 = - 0,259 Phân b dòng th t không I 0HT = - U 0N -(-0,259) = = 1,619 X... Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 12 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp m N2: IBI1 = I = 4,386 IBI2 = I = 4,386 không có dòng qua các BI m N’2: IBI1 = I = 4,386 Dòng qua các BI khác b ng không t N(1,1) b) Ng n m ch hai pha ch m n kháng ph (1,1) X∆ = X X X +X Các thành ph n dòng = 0, 228.0,114 = 0,076 0, 228 + 0,114 n và n áp E 1 = 3,289 I1Σ = = X + X ∆ 0, 228 + 0,076 I 2 Σ = - I1Σ X 0Σ... 0,114 = 0,342 ∆ Các thành ph n dòng n và I1Σ = I 2Σ = I 0 Σ = n áp t i ch ng n m ch E 1 = 1,754 = X + X ∆ 0, 228 + 0,342 U 0N = - I0 Σ X 0Σ = -1,754.0,114 = - 0,200 Phân b dòng th t không Dòng th t không ch y qua cu n trung v m ng n m ch N2 I0T = I = 1,754 SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 14 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp Dòng th t không t h th ng v m ng n m ch - U 0N - U 0N = X... ng không m N’2: IBI1 = 4,235 IBI4 = ITT = 2,736kA Dòng qua các BI khác b ng không 3) Ng n m ch phía 35kV Cu n dây 35kV c a máy bi n áp n i do v y ch tính ng n m ch 3 pha N(3) thay th SVTH: Tr n V n Phúc – KT – K26 Trang 15 án t t nghi p Thi t k b o v r le cho tr m bi n áp Trong ó: X1D + XC + XH 2 0,060 = 0,083 + + 0,115 + 0,195 = 0,413 2 Dòng ng n m ch t h th ng n m ng n m ch N2 X = X1H max + I (3)
