Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, điện trở thành dạng lƣợng thiết yếu nhất, phổ biến đời sống xã hội nhƣ hoạt động lao động sản xuất ngƣời, công nghiệp điện ngành công nghiệp bản, mũi nhọn kình tế quốc gia Cùng với phát triển công nghiệp hóa đại hóa đất nƣớc, điện đƣợc sử dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế quốc dân nhƣ: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ… nhu cầu điện tăng trƣởng không ngừng Điều đòi hỏi độ an toàn tin cậy cung cấp điện cao Vì vậy, việc tìm hiểu hƣ hỏng tƣợng không bình thƣờng xảy hệ thống điện với phƣơng pháp thiết bị bảo vệ cần thiết để phát đúng, nhanh chóng cách ly phần tử bị hƣ hỏng khỏi hệ thống mảng kiến thức quan trọng kỹ sƣ điện nói chung kỹ sƣ hệ thống điện nói riêng Để tìm hiểu sâu vấn đề đó, em chọn đồ án tốt nghiệp với nội dung “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 220/110/35 kV” Đồ án bao gồm chƣơng: - Chƣơng 1: Mô tả đối tƣợng bảo vệ thông số - Chƣơng 2: Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle - Chƣơng 3: Lựa chọn phƣơng thức bảo vệ rơle - Chƣơng 4: Giới thiệu tính thông số loại rơle sử dụng - Chƣơng 5: Tính toán thông số kiểm tra làm việc bảo vệ Trong thời gian làm đồ án, nhờ hƣớng dẫn tận tình giảng viên TS Vũ Thị Thu Nga, em hoàn thành đồ án Tuy nhiên,với khả trình độ hạn chế nên đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc góp ý,chỉ bảo thầy cô giáo Sinh viên Dƣơng Trung Hiếu GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp LỜI CẢM ƠN Trên thực tế thành công mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều,dù trực tiếp hay gián tiếp ngƣời khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đƣờng đại học đến nay, em nhận đƣợc nhiều quan tâm,giúp đỡ quý Thầy Cô,gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Hệ thống điện – Trƣờng Đại học Điện Lực dùng tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trƣờng Và đặc biệt,trong kỳ học này, Khoa tổ chức cho chúng em thực Đồ án tốt nghiệp mà theo em hữu ích sinh viên ngành Hệ thống điện trƣớc làm việc thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn TS Vũ Thị Thu Nga tận tâm hƣớng dẫn chúng em qua buổi thảo luận đồ án Nếu lời hƣớng dẫn, dạy bảo cô em nghĩ đồ án em khó hoàn thiện đƣợc Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn cô Đồ án đƣợc thực khoảng thời gian tháng Bƣớc dầu vào tìm hiểu “Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp”, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy,không tránh khỏi thiếu sót điều chắn,em mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô bạn sinh viên để đồ án em đƣợc hoàn thiện Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô khoa Hệ thống điện toàn thể Thầy Cô trƣờng thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 10 năm 2016 Sinh viên thực Dƣơng Trung Hiếu GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp NHẬN XÉT (Của giảng viên hƣớng dẫn) GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƢƠNG 1: MÔ TẢ ĐỐI TƢỢNG ĐƢỢC BẢO VỆ VÀ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH 1.2.1) Hệ thống điện 1.2.2) Đƣờng dây 1.2.3) Máy biến áp CHƢƠNG 2: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠ LE .3 2.1 CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN CHỌN CÁC ĐẠI LƢỢNG CƠ BẢN VÀ TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CÁC 2.2 PHẦN TỬ 2.2.1 Chọn đơn vị 2.2.2 Tính thông số phần tử hệ đơn vị tƣơng đối 2.3 SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH .7 Sơ đồ thay thứ tự thuận: Sơ đồ thay thứ tự nghịch: Sơ đồ thay thứ tự không: 2.4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CỦA TRẠM: 2.5 CÁC SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN: .9 2.5.1 Sơ đồ 1: ( SNmax, máy biến áp làm việc) 1) Ngắn mạch phía 220KV 2) Ngắn mạch phía 110KV: 18 3) Ngắn mạch phía 35KV: 18 Sơ đồ 2: (SNmax, máy biến áp làm việc) 19 2.5.2 1) Ngắn mạch phía 220kV 19 2) Ngắn mạch phía 110kv 24 3) Ngắn mạch phía 35kv 29 Sơ đồ : Snmin, (1 đƣờng dây) máy biến áp làm việc : 31 2.5.3 1) Ngắn mạch phía 220kv 31 GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp 2) Ngắn mạch phía 110kV 34 3) Ngắn mạch phía 35kV 39 Sơ đồ SNmin (1 đƣờng dây) máy biến áp làm việc 41 2.5.4 1) Ngắn mạch phía 220kV 41 2) Ngắn mạch phía 110kV 44 3) Ngắn mạch phía 35kV 49 CHƢƠNG 3: LỰA CHỌN PHƢƠNG THƢC BẢO VỆ 52 CÁC DẠNG HƢ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH 3.1 THƢỜNG CỦA MÁY BIẾN ÁP 52 3.2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI THIẾT BỊ BẢO VỆ 53 3.3 CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐẶT CHO MBA TỰ NGẪU 54 3.3.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm ∆I 54 3.3.2 Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không (Bảo vệ chống chạm đất hạn chế) ∆I0 56 3.3.3 Rơle khí (BUCHHOLZ) cấp tác động 57 3.3.4 Bảo vệ nhiệt độ dầu θ0 58 3.3.5 Bảo vệ dòng cắt nhanh I>> 58 3.3.7 Bảo vệ dòng thứ tự thời gian I0> 59 3.3.8 Bảo vệ tải I≥ 59 3.3.9 Bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt 50BF 59 3.3.10 Bảo vệ cảnh báo chạm đất U0> 59 3.4 SƠ ĐỒ PHƢƠNG THỨC BẢO VỆ CHO MÁY BIẾN ÁP 60 CHƢƠNG 4: GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CÁC LOẠI RƠLE SỬ DỤNG 61 4.1 HỢP BỘ BẢO VỆ SO LỆCH 7UT613 61 4.1.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7UT613 61 4.1.2 Giới thiệu chức bảo vệ đƣợc tích hợp rơle 7UT613 62 4.1.3 Nguyên lý hoạt động chung rơle 7UT613 64 4.1.4 Một số thông số kỹ thuật rơle 7UT613 66 4.1.5 Cách chỉnh định cài đặt thông số cho rơle 7UT613 67 4.1.6 Chức bảo vệ so lệch máy biến áp rơle 7UT613 68 4.1.7 Chức bảo vệ chống chạm đất hạn chế (REF) 7UT613 73 GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp 4.1.8 Chức bảo vệ dòng rơle 7UT613 75 4.1.9 Chức bảo vệ chống tải rơle 7UT613 75 4.2 HỢP BỘ BẢO VỆ QUÁ DÒNG 7SJ621 76 4.2.1 Giới thiệu tổng quan rơle 7SJ621 76 4.2.2 Nguyên lí hoạt động chung rơle 7SJ621 77 4.2.3 Các chức bảo vệ 7SJ621 79 4.2.4 Một số thông số kĩ thuật rơle 7SJ621 82 CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ 84 5.1 Chọn máy biến dòng điện 84 5.2 Tính toán thông số bảo vệ 85 5.2.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm (∆I/87T) 86 5.2.2 Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không (I0/87N) 88 5.2.3 Bảo vệ dòng pha cắt nhanh (I>>/50) 88 5.2.4 Bảo vệ dòng pha có thời gian (I>/51) 88 5.2.5 Bảo vệ dòng thứ tự thời gian (I0>/51N) 89 5.3 Kiểm tra làm việc bảo vệ 90 5.3.1 Bảo vệ so lệch dòng điện có hãm (∆I/87T) 90 5.3.2 Bảo vệ so lệch dòng thứ tự không (I0/87N) 94 5.3.3 Bảo vệ dòng pha có thời gian (I>/51) 94 5.3.4 Bảo vệ dòng thứ tự không (I0>/51N) 95 GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch cho sơ đồ 19 Bảng 2.2: Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch cho sơ đồ 30 Bảng 2.3: Bảng tổng kết tính toán ngắn mạch cho sơ đồ 40 Bảng 2.4 Bảng tổng kết tính ngắn mạch cho sơ đồ 51 Bảng 2.5: Bảng tổng kết dòng ngắn mạch cực đại cực tiểu qua BI 51 Bảng 3.1 Những loại hƣ hỏng thƣờng gặp loại bảo vệ cần đặt 52 Bảng 4.1 Ví dụ cài đặt thông số cho rơle 7UT613 68 Bảng 4.2 Ví dụ cài đặt thông số cho rơle 7SJ621 83 Bảng 5.1 Thông số tính toán lựa chọn thiết bị .84 Bảng 5.2 Thông số máy biến dòng điện .85 Bảng 5.3.Thông số máy biến áp tự ngẫu 220/110/35kV 85 Bảng 5.4.Kết qủa kiểm tra hệ số an toàn hãm bảo vệ .91 Bảng 5.6 Hệ số độ nhạy bảo vệ so lệch 94 GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ thay thứ tự thuận Hình 2.2: Sơ đồ thay thứ tự nghịch Hình 2.3: Sơ đồ thay thứ tự không Hình 2.4 : Sơ đồ tính toán ngắn mạch Hình 2.5: Sơ đồ thay thứ tự thuận Hình 2.6 : Sơ đồ thay thứ tự nghịch 10 Hình 2.7 : Sơ đồ thay thứ tự không 10 Hình 2.8: Sơ đồ thay thứ tự thuận 13 Hình 2.9: Sơ đồ thay thứ tự nghịch 14 Hình 2.10: Sơ đồ thay thứ tự không 14 Hình 2.11 : Sơ đồ thay thứ tự thuận 18 Hình 2.12 : Sơ đồ thay thứ tự thuận 20 Hình 2.13 : Sơ đồ thay thứ tự nghịch 20 Hình 2.14 : Sơ đồ thay thứ tự không 20 Hình 2.15: Sơ đồ thay thứ tự thuận 24 Hình 2.16: Sơ đồ thay thứ tự nghịch 24 Hình 2.17: Sơ đồ thay thứ tự không 25 Hình 2.18 : Sơ đồ thay thứ tự thuận 29 Hình 2.19 : Sơ đồ thay thứ tự thuận 31 Hình 2.20 : Sơ đồ thay thứ tự nghịch 31 Hình 2.21 : Sơ đồ thay thứ tự không 31 Hình 2.22 : Sơ đồ thay thứ tự thuận 34 Hình 2.23 : Sơ đồ thay thứ tự nghịch 35 Hình 2.24 : Sơ đồ thay thứ tự không 35 Hình 2.25: Sơ đồ thay thứ tự thuận 39 Hình 2.26: Sơ đồ thay thứ tự thuận 41 Hình 2.27: Sơ đồ thay thứ tự nghịch 41 Hình 2.28: Sơ đồ thay thứ tự không 41 Hình 2.29: Sơ đồ thay thứ tự thuận 44 GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp chống chạm đất theo đặc tính thời gian độc lập Enabled Đặt chức chống tác động dòng đột biến hài bậc hai Đặt bảo vệ chống tải 49 có xét đến nhiệt độ môi trƣờng With amb temp Đặt chức chống hƣ hỏng máy cắt 50BF Đặt chức tự động đóng lại 79 Enabled Enabled 83 SVTH: Dƣơng Trung Hiếu ... Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 10 năm 2016 Sinh viên thực Dƣơng Trung Hiếu GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp NHẬN... 7UT613 GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga 97 SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp 98 SVTH: Dƣơng Trung Hiếu ... GVHD: TS Vũ Thị Thu Nga SVTH: Dƣơng Trung Hiếu Đồ án tốt nghiệp Tính toán bảo vệ rơle cho trạm biến áp MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU