Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án Rơle
II.2.2.1.2. Hoạt động của sơ đồ:Khi có ngắn mạch đối xứng thì trong thời điểm đầu xuất hiện thành phần không đối xứng lúc đó rơle 17RU2 mở và 18RU2 mất điện, tiếp điểm đóng lại và sau một thời gian sẽ mất điện. Lúc đó 17RU2 có điện và 18RU2 mở ra, vì 18RU2 làm việc trong điều kiện trở về nên 17RU2 nối qua 18RU2 để chống ngắn mạch ngoài và tăng độ nhạy khi ngắn mạch không đối xứng lên Ktv. II.2.2.2. Tính các giá trị chỉnh định:II.2.2.2.1. Dòng điện khởi động của các RI:Ikđs = tvatKK.IFđm Với Kat: Hệ số an toàn, lấy Kat = 1,05. Ktv: Hệ số trở về, lấy Ktv = 0,85.IFđm: Dòng điện định mức của máy phát, IFđm = 3437 A.- Dòng điện khởi động sơ cấp: IkđS = tvatKK.IFđm = 85,005,1.3437 = 4245,71 A.Chọn máy biến dòng có tỷ số biến dòng: nI = 4000/5.- Dòng điện khởi động thứ cấp: IkđR = IkdSnI= 5/400071,4245 = 5,31 A. Chọn rơle dòng điện kiểu điện từ T-521/10 có giới hạn dòng điện đặt (2,5 ữ 10) AII.2.2.2.2. Điện áp khởi động của bộ lọc thứ tự nghịch:Ukđbv = 0,6.UdmnUTrong đó: Uđm : Điện áp định mức của máy phát, Uđm = 10,5 KV. nU : Hệ số biến đổi của BU, chọn máy biến điện áp có tỷ số biến đổi nU = 10000/100. Ukđbv = 0,6.UdmnU= 0,6. 100/1000010.5,103 = 63 V.Chọn rơle điện áp kiểu điện từ H-524/200 có giới hạn đặt (50 ữ 200) V.II.2.2.2.3. Điện áp khởi động của rơle 17RU:Do thời điểm đầu của ngắn mạch 3 pha bao giờ cũng tồn tại thành phần điện áp thứ tự nghịch dù chỉ xuất hiện với thời gian rất ngắn nên 17 RU sẽ tác động làm hở mạch cuộn dây 18RU làm cho 18RU tác động. Do đó ta không cần xét đến điện áp khởi động của 18RU.II.2.2.2.4. Thời gian làm việc của các rơle thời gian:tRT = tmax(các phần tử kề) + t.Trong đó: tmax(các phần tử kề) : Thời gian làm việc cực đại của bảo vệ các phần tử kề nối với cấp điện áp máy phát, tmax = 0,1s.t = 0,5stRT = 0,1 +0,5 = 0,6s.Chọn loại rơle B-131 có thời gian đặt (0,5 ữ 0,9)s.Trang 115 57,28BFXNHình II.64,24BBAX619,134BFE 1467 AII.2.2.3. Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:Đối với các bảo vệ quá tải chúng ta không cần kiểm tra độ nhạy mà chỉ kiểm tra độ nhạy của bảo vệ chống ngắn mạch.Độ nhạy của bảo vệ đợc kiểm tra theo dòng ngắn mạch ở cuối vùng bảo vệ là dòng ngắn mạch nhỏ nhất chạy qua bảo vệ:II.2.2.3.1. Khi ngắn mạch đầu bộ máy phát - máy biến áp:I)3(2N= 1.3 XEBF= 97,52.3619,134 = 1,467 KA = 1467 A.Tra theo phụ lục tính ngắn mạch mục II.2.1 ta có: I)3(2N = INmin = 1467 A.- Dòng qua rơle: IR = INnImin.5,10110cbcbUU= 5/40001467.5,10115= 20,08 A.- Độ nhạy của bảo vệ: KN = kdRRII= 31,508,20= 3,78 > 1,5.II.2.2.3.2. Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ khi ngắn mạch cuối vùng bảo vệ cuối đờng dây B-5:I)3(3N = 1.3 XEBF= 75,82.3619,134 = 0,939 KA = 939 A.Tra theo phụ lục tính ngắn mạch mục II.2.2 ta có: I)3(3N = 939 A.- Dòng qua rơle: IR = INnI)3(3.5,10110cbcbUU= 5/4000939.5,10115= 12,86 A.- Độ nhạy của bảo vệ: KN = kdRRII= 31,586,12= 2,42 > 1,2.II.2.2.3.3. Kiểm tra độ nhạy của rơle áp thứ tự nghịch:Trang 116NHình II.7 939 A619,134BFE75,821X Độ nhạy của bảo vệ: KN = )3(2 NRUU.Trong đó:U)3(2 N: Điện áp thứ tự nghịch tại chỗ đặt bảo vệ khi ngắn mạch trực tiếp 3 pha ở cuối vùng bảo vệ mà điện áp trên có giá trị lớn nhất.Ta có: U)3(2 N= I)3(2 N.XBBA = 1467.24,4 = 35,79 KV.Với I)3(2= 1467 A đợc tra theo phụ lục tính ngắn mạch mục II.2.I)3(2N= 1.3 XEBF= 97,52.3619,134 = 1,467 KA = 1467 A.Quy về phía 10,5 KV:UN10,5 = U)3(2 N.1155,10cbcbUU= 35,79. 1155,10 = 3,27 KV.Điện áp đặt tại chỗ bảo vệ:U2N = UNnU= 100/1000010.27,33= 32,7 V.Độ nhạy của bảo vệ:KN = NkdRUU2= 7,3263= 1,93 > 1,5.Vậy, kết quả tính toán tất cả các hệ số KNI và KNU đều đảm bảo độ nhạy.II.3. Tính toán bảo vệ riêng cho máy phát.II.3.1. Bảo vệ chống chạm đất một điểm cuộn dây stato:II.3.1.1. Đặc điểm sơ đồ bảo vệ:- Điểm bảo vệ chống chạm đất trong sơ đồ bộ ta dùng rơle điện áp RU.- Đặc điểm sơ đồ bảo vệ gồm: 8RU, 9RT và 10RTh.- Khi làm việc theo sơ đồ bộ máy phát không trực tiếp liên hệ về điện với mạng điện. Nên khi chạm đất 1 điểm cuộn dây stato, dòng điện dung chủ yếu do cuộn dây stato cung cấp thờng không vợt quá giá trị nguy hiểm (5A) đối với máy phát điện. Vì vậy trong trờng hợp này khi máy phát điện có chạm đất không cần cắt máy cắt mà chỉ báo tín hiệu.- Khi làm việc bình thờng dòng điện trong các pha nh nhau nên hầu nh không có dòng điện và điện áp thứ tự không. Trên cực của 8RU chỉ có điện áp không cân bằng do sóng điện áp bậc cao thứ tự không gây nên. Nếu điện Trang 11757,28BFXNHình II.84,24BBAX619,134BFE 1467 A áp khởi động của 8RU lớn hơn điện áp không cân bằng thì bảo vệ sẽ không tác động. Khi 1 pha chạm đất dòng điện trong các pha mất đối xứng và điện áp thứ tự không xuất hiện. Nếu nó vợt quá giá trị chỉnh định của 8RU thì bảo vệ sẽ tác động và qua rơle thời gian 9RT và 10RTh phát hiện để ng-ời trực vận hành biết để loại trừ.II.3.1.2. Điện áp khởi động của rơle RU chọn theo điều kiện sau: 1. áp khởi động của RU lớn hơn điện áp không cân bằng max:Ukd8RU Ukcbmax2. áp khởi động của RU chọn theo điều kiện ổn định nhiệt của rơle RU:Ukd8RU = 15 V.- Chọn theo điều kiện 2 thờng thoã mãn điều kiện 1.- Thờng dùng rơle điện áp kiểu điện từ H-562/60 giới hạn đặt (15 ữ60) V.II.3.1.3. Nguyên tắc bảo vệ:- Bảo vệ có thể tác động tức thời khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất. Nhng ở đây ta dùng rơle thời gian RT để tăng tính đảm bảo của bảo vệ để tránh không chỉnh định theo giá trị quá độ của dòng điện dung khi có chạm đất trong điện áp máy phát. Thời gian lớn nhất của bảo vệ để cắt các sự cố trong mạng điện áp có trung tính trực tiếp nối đất.- Ta chọn thời gian của bảo vệ (rơle 9RT) t9RT = 2 s.- Chọn rơle thời gian loại B-142, có thời gian đặt (2 ữ 20) s.- Vônmét (V) để kiểm tra định kỳ điện áp và xác định sơ bộ vị trí điểm chạm đất.II.3.2. Bảo vệ chống chạm đất trong mạch kích từ máy phát điện:II.3.2.1. Đặc điểm sơ đồ bảo vệ:Đối với máy phát điện, do nguồn kích từ là nguồn một chiều nên khi chạm đất 1 điểm mạch kích từ các thông số làm việc của máy phát hầu nh thay đổi không đáng kể. Khi chạm đất điểm thứ hai mạch kích từ, một phần cuộn dây kích từ sẽ bị nối tắt, dòng điện qua chỗ cách điện bị đánh thủng có thể rất lớn sẽ làm hỏng cuộn dây và phần thân rôto. Ngoài ra dòng điện trong cuộn rôto tăng cao có thể làm mạch từ bị bão hoà, từ trờng trong máy phát bị méo làm cho máy phát bị rung . gây h hỏng nghiêm trọng trong máy phát. RI: Rơle khởi động báo hiệu và cắt máy cắt, có 2 cực:- Một cực nối đất.- Một cực nối vào đầu dơng của mạch kích từ.ở đây ta chọn sơ đồ nối 1 cực của RI vào mạch kích từ qua nguồn áp phụ xoay chiều (vì sơ đồ này có nhiều u điểm).- Tụ C có tác dụng ngăn chặn dòng 1 chiều của mạch kích từ vào rơle, cách ly mạch kích từ có điện áp cao với mạch bảo vệ.- Dòng vào rơle hầu nh không phụ thuộc vào vị trí điểm chạm đất và dung l-ợng của tụ C rất lớn so với cảm kháng của mạch kích từ. Vì thế bảo vệ không có vùng chết II.3.2.2. Hoạt động của sơ đồ:Trang 118 Hình II.10 X1198,611 X1034,985 N2 238 A Hình II.9 X915,075X0DB-5 89,34 X1034,985 N2UN0 X 24,4 478 A 183 ABình thờng không có dòng vào rơle khi có chạm đất 1 điểm trong mạch kích từ, lúc này sẽ có dòng từ nguồn phụ xoay chiều khép mạch qua RI và tác động đi cắt máy cắt ngoài máy phát.II.4. Bảo vệ riêng cho máy biến áp: II.4.1. Bảo vệ dòng thứ tự không chống ngắn mạch 1 pha phía điện áp cao 110KV,Bảo vệ đợc nối vào 1 máy biến dòng đặt ở trung tính trực tiếp nối đất của máy biến áp. Bảo vệ gồm 1 rơle dòng RI, 1 rơle thời gian và 1 rơle tín hiệu.II.4.1.1. Đặc điểm sơ đồ bảo vệ:II.4.1.2. Dòng khởi động sơ cấp của bảo vệ:Đợc chọn theo các điều kiện sau:II.4.1.2.1. Điều kiện chỉnh định dòng không cân bằng khi ngắn mạch ngoài:IkdS Ikcbtt IkdS = kat.Ikcbtt.II.4.1.2.2. Theo điều kiện phối hợp về độ nhạy của bảo vệ đờng dây nối vào thanh góp của trạm hoặc nhà máy, phải phối hợp với bảo vệ nhạy nhất theo điều kiện này thì: IkdS 3.Kat.I0tt.Trong đó: I0tt : Dòng thứ tự không tại chỗ đặt bảo vệ (để đơn giản tính t= 0).Kat : Hệ số an toàn khi phối hợp, lấy kat = 1,1 ữ 1,2.Khi chọn theo điều kiện II.4.1.2.2 thì thực tế điều kiện II.4.1.2.1 đợc thoã mãn và thờng tính theo điều kiện II.4.1.2.2.I'0 N= 11XXtd.I)1,1(30 N= 611,98823,25.908 = 238 A.I"0 N = XX11.I'0 N = 094,49611,98.238 = 478 A. I0tt = BBNBBBBXIXXXX0"09090 + = 4,24478.075,154,24075,15.4,24+ = 183 A.Tra theo phụ lục tính ngắn mạch mục II.3.1 ta đợc: I0tt = 183 A. IkđS = kat.3.I0tt = 1,2.3.183 = 659 A.Chọn máy biến dòng có tỷ số biến đổi nI = 700/5.* Dòng qua rơle:Trang 119 Hình II.11 Xtd25,823 N2UN0 IR = IkdSnI= 5/700659 = 4,71 A. Chọn rơle dòng điện kiểu điện từ T-521/10 có giới hạn dòng điện đặt (2,5ữ10) A. II.4.1.3. Kiểm tra độ nhạy của bảo vệ:KN = kdSNIImin0.3Với: I0N: Dòng điện thứ tự không tại chỗ đặt bảo vệ (t=0).X* = X9 // X4 = 254,45359,124254,45.359,124+= 33,18 .I)1(21N= ).(3)1(1 + XXEtd = )181,5212,38(3757,134+ = 0,862 KA = 862 A. I0N =BBAXX0*. I)1(21N = 4,2418,33.862 = 1172 A.3.I0N = 3.1172 = 3516 A.Tra theo phụ lục tính ngắn mạch mục II.3.2 ta đợc: I0Nmin = 3516 A. KN = kdSNIImin0.3= 6593516.3= 5,34 > 1,2.Bảo vệ đạt yêu cầu độ nhạy.II.4.1.4. Thời gian làm việc của bảo vệ:Chọn rơle thời gian loại B-133, có tkđR = (0,5 ữ 0,9) s.II.4.2. Bảo vệ rơle hơi cho máy biến áp:Thực tế thì tất cả các h hỏng trong nội bộ máy biến áp đều làm cho dầu bốc hơi. Cờng độ bốc hơi phụ thuộc vào tính chất và mức độ h hỏng. Nh vậy ta lợi dụng tính chất tạo ra khi h hỏng vào mục đích bảo vệ rơle hơi.II.4.2.1. Đặc điểm sơ đồ bảo vệ:- Rơle hơi đặt trên ống nối bình dẫn dầu với thùng dầu và tác động theo áp lực hơi trong ống. Rơle gồm 2 tiếp điểm thuỷ ngân hoạt động theo tốc độ thành lập khí.Trang 120 Hình II.14 X 24,4 X9124,359 N2UN0 X4 45,254 Xtd38,12 EFtd134,757Hình II.12N2 Hình II.13 Xtd14,061 N2UN0 - Có nhiều loại rơle hơi khác nhau, nguyên tắc tác động chung là bình thờng tronh bình rơle chứa đầy dầu đặt 2 phao nối với bầu thuỷ ngân có tiếp điểm thuỷ ngân, khi làm việc bình thờng các tiếp điểm thuỷ ngân mở.- Khi dầu bốc hơi ra ngoài còn yếu chúng tập trung lên phía trên đẩy mức dầu trong rơle xuống thấp, phao thứ nhất hạ xuống và khép tiếp điểm thứ nhất đi báo tín hiệu.- Nếu nh mức dầu bốc hơi nhanh, tức có h hỏng nghiêm trọng hơi bốc lên mạnh hơn đẩy phao thứ hai chìm xuống, kép tiếp điểm 2 đi cắt máy cắt.- Rơle hơi cũng có thể tác động khi ngắn mạch ngoài do cuộn dây của máy phát nóng quá mức làm cho dầu bốc hơi. Để rơle tác động chính xác ta phải chỉnh định sao cho bảo vệ không làm việc khi ngắn mạch ngoài.Trang 121 . = 25 4,45359, 124 254,45.359, 124 += 33,18 .I)1 (21 N= ).(3)1(1 + XXEtd = )181, 521 2,38(3757,134+ = 0,8 62 KA = 8 62 A. I0N =BBAXX0*. I)1 (21 N = 4 ,24 18,33.8 62. 120 Hình II.14 X 24 ,4 X9 124 ,359 N2UN0 X4 45 ,25 4 Xtd38, 12 EFtd134,757Hình II.12N2 Hình II.13 Xtd14,061 N2UN0 - Có nhiều loại rơle