Thiết kế trạm biến áp 220/110/22 KV

I.4.1 TÍNH TOAÙN CHOÁNG SEÙT ÑAÙNH TRÖÏC TIEÁP VAØO TRAÏM Phöông phaùp chung: Söû duïng kim thu seùt vaø daây choáng seùt. Kim thu seùt ñöôïc ñaët treân truï xaø ñôõ ,taän duïng taát caû caùc keát caáu kim loaïi trong coâng trình xaây döïng traïm . Daây choáng seùt ñöôïc ñaët theo phöông doïc chieàu daøi cuûa traïm treân ñænh truï cuûa xaø ñôõ döôùi kim thu seùt. Tính toaùn cuï theå: PHÍA 220KV Trong phaïm vi khu vöïc naøy chæ coù thanh goùp 220KV laø vaät caàn baûo veä coù ñoä cao lôùn nhaát laø 11m. Xaùc ñònh ,kieåm tra phaïm vi baûo veä cuûa caùc coät thu seùt ñaët treân ñænh cuûa hình chöõ nhaät (1 2 3 4). 1 2 37m 54m 3 4 Ñöôøng kính ñöôøng troøn ngoaïi tieáp hình chöõ nhaät: Choïn hx=11(m) D= D 65.45 vaäy ta choïn h=20(m). Chieàu cao hieäu duïng cuûa 4 coät laø: ha=h-hx=20-11=9(m) Kieåm tra phaïm vi baûo veä 4 coät (1 2 3 4) = Vaäy nhöõng vaät coù ñoä cao hx naèm trong phaïm vi hình chöõ nhaät ñöôïc baûo veä an toaøn. Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (1 2)vaø (3 4) h0=h- Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (1 3)vaø (2 4) = Phaïm vi baûo veä 4 coät (3 4 5 6) 3 4 54m 21m 5 6 Ñöôøng kính ñöôøng troøn ngoaïi tieáp hình chöõ nhaät D= Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät(3 4) vaø (5 6) = Kieåm tra ñieàu kieän: D 57.9 Vaäy thoûa maõn ñieàu kieän. PHÍA 110KV Phaïm vi baûo veä 4 coät(7 8 9 10) 42m 34m Choïn hx=8(m) Ñöôøng kính ñöôøng troøn ngoaïi tieáp hình chöõ nhaät D = 47.38 vaäy choïn h=19(m). Kieåm tra phaïm vi baûo veä 4 coät (7 8 9 10) = beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (7 8) h0=h- =19- =1.6.13. Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (7 9) =19- =1.6.14.14. Phaïm vi baûo veä 4 coät (8 11 10 12) 8 11 54m 34m 12 10 D = Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (8 11) = Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (8 10) töông töï hai coät (7 9). Kieåm tra ñieàu kieän: D 63.8(m) Vaäy thoûa maõn ñieàu kieän . Choïn hx=11(m) Töông töï : Kieåm tra phaïm vi baûo veä 4 coät (7 8 9 10 ) = Vaäy nhöõng vaät coù ñoä cao hx naèm trong phaïm vi hình chöõ nhaät ñöôïc baûo veä an toaøn . Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (7 8)vaø (7 9) laø: = Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (7 9) =1.6.14.14. Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (8 11) = Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät (8 10) töông töï hai coät (7 9) Xaùc ñònh ,kieåm tra phaïm vi baûo veä caùc coät thu seùt treân caùc ñænh cuûa tam giaùc 5 7 8” h1 a D b h2 Ta coù: D = Phaïm vi baûo veä giöõa hai coät khaùc nhau coù ñoä cao khaùc nhau(5 7) a=41 vôùi h1=20(m) p=1 h2 =19(m) hx =11(m) a”=a = = Phaïm vi baûo veä beù nhaát giöõa hai coät coù ñoä cao khaùc nhau(5 8”) Töông töï = = Kieåm tra phaïm vi baûo veä cuûa caùc kim thu seùt treân ñænh cuûa tam giaùc 6 8” 11 Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät coù ñoä cao khaùc nhau (6 8”) Ta coù : a=41(m) b=40(m) = =h2 - = = Beà roäng baûo veä beù nhaát giöõa hai coät coù ñoä cao khaùc nhau (6 11) = = = Phaïm vi baûo veä cuûa caùc kim thu seùt treân maët baèng traïm 220/110/22KV nhö hình sau: Qua vieäc boá trí caùc kim thu seùt cuõng nhö vieäc tính toaùn phaïm vi baûo veä cuûa chuùng .Ta thaáy traïm bieán aùp 220/110/22KV ñaõ ñöôïc baûo veä an toaøn. CHÖÔNG IX TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG NOÁI ÑAÁT CHO TRAÏM I. KHAÙI NIEÄM CHUNG Taùc duïng noái ñaát laø ñeå taûn vaøo ñaát doøng ñieän söï coá (roø caùch ñieän ngaén maïch ,chaïm ñaát hoaëc doøng ñieän seùt) vaø giöõ cho ñieän theá treân caùc phaàn töû noái ñaát thaáp .theo chöùc naêng cuûa noù,noái ñaát trong heä thoáng ñieän ñöôïc chia ra laøm 3 loaïi: Noái ñaát laøm vieäc :coù nhieäm vuï baûo ñaûm söï laøm vieäc cuûa trang thioeát bò ñieän trong caùc thieát bò ñieän trong caùc ñieàu kieän bình thöôøng vaø söï coá theo caùc cheá ñoä quy ñinh .ñoù laø noái ñaát ñieåm trung tính caùccuoän daây maùy phaùt ,maùy bieán aùp löïc ,maùy bieán aùp ño löôøng,maùy buø… Noái ñaát an toaøn (noái ñaát baûo veä): coù nhioeäm vuï baûo ñaûm an toaøn cho ngöôøi phuïc vuï khi caùch ñieän cuûa trang thieát bò ñieän bò hö hoûng gay ra doøng ñieän roø .ñoù laø noái ñaát voû maùy phaùt ,maùy bieán aùp,voû thieát bò ñieän ,voû caùp ,noái ñaát caùc keát caáu kim loaïi cuûa caùc thieát bò phaân phoái …khi thieát bò laøm vieäc bình thöôøng thì coù ñieän theá baèng khoâng ,nhöng khi caùch ñieän bò phaù hoûng hay phoùng ñieän beà maët thì seõ coù ñieän theá khaùc khoâng. Noái ñaát choáng seùt:nhaèm taûn doøng seùt vaøo ñaát ,giöõ cho ñieän theá cuûa caùc phaàn töû ñöôïc noái ñaát khoâng quaù cao ñeå haïn cheá phoùng ñieän ngöôïc töø caùc phaàn töû ñoù ñeán caùc boä phaän mang ñieän vaø caùc thieát bò ñieän khaùc .doù laø noái ñaát coät thu seùt,daây choáng seùt,caùc thieát bò choáng seùt ,noái ñaát caùc keát caáu kim loaïi coù theå bò seùt ñaùnh . Trong nhieàu tröôøng hôïp ,cuøng moät heä thoáng noái ñaát ñoàng thôøi thöïc hieän hai hoaëc ba nhieäm vuï noùi treân. Caùc loaïi noái ñaát thoâng thöôøng ñöôïc thöïc hieän baèng moät heä thoáng nhöõng coïc theùp (hoaëc ñoàng) ñoùng vaøo ñaát hoaëc nhöõng thanh ngang cuøng loaïi vaät lieäu choân trong ñaát ,hoaëc coïc vaø thanh noái lieàn nhau vaø noái lieàn vôùi vaät caàn noái ñaát .coïc thöôøng laøm baèng theùp oáng hoaëc theùp thanh troøn khoâng ræ (hoaëc maï keõm),ñöôøng kính töø 2 ñeán 6 cm,daøi töø 2 ñeán 4m;hoaëc laøm baèng theùp goùc 40*40m² ,50*50m² ñoùng thaúng ñöùng vaøo ñaát .coøn thanh ngang laøm baèng theùp deïp tieát dieän (3-5)*(20-40)mm² hoaïc baèng theùp thanh troøn ñöôøng kính 10-20mm. Coïc vaø thanh ñöôïc goïi chung laø cöïc noái ñaát ,thöôøng ñöôïc choân saâu töø 50-80cm ñeå giaûm bout aûnh höôûng cuûa thôøi tieát khoâng thuaän lôïi (quaù khoâ veà muøa naéng ,baêng giaù veà muøa ñoâng )vaø traùnh hö hoûng veà cô giôùi (do ñaøo bôùi hay caøy sôùi). II.ÙCAÙC VEÀ KINH TEÁ –KYÕ THUAÄT KHI THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG NOÁI ÑAÁT CHO TRAÏM BIEÁN AÙP Heä thoáng noái ñaát coù trò soá ñieän trôû taûn caøng beù caøng thöïc hieän toát nhieäm vuï taûn doøng ñieän söï coá trong ñaát vaø giöõ ñöôïc möùc ñieän theá thaáp treân caùc phaàn töû ñöôïc noái ñaát .Tuy nhieân vieäc giaûm thaáp ñieän trôû taûn gaén lieàn vôùi söï tieâu hao nhieàu kim loaïi vaø coâng söùc (ñaøo bôùi ,ñoùng coïc haøn cöïc,san laáp maët baèng…)do ñoù vieäc ñònh giôùi haïn cho trò soá ñieän trôû taûn vaø vieäc caùc phöông aùn noái ñaát phaûi hôïp lyù veà kinh teá kyõ thuaät . Ñoái vôùi noái ñaát laøm vieäc ,trò soá ñieän trôû noái ñaát cho pheùp quyeát ñònh bôûi yeâu caàu cuûa tình traïng laøm vieäc cuûa töøng thieát bò cuï theå .Coøn ñoái vôùi noái ñaát an toaøn thì trò soá ñieän trôû cho pheùp phaûi ñöôïc choïn sao cho caùc trò soá ñieän aùp böôùc vaø ñieän aùp tieáp xuùc trong moïi tröôøng hôïp khoâng vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp . Trong caùc traïm bieán aùp ,noái ñaát laøm vieäc vaø noái ñaát an toaøn ôû caùccaáp ñieän aùp khaùc nhau thöôøng ñöôïc noái thaønh moät heä thoáng chung.vieäc taùch rôøi caùc loaïi noái ñaát theo töøng caáp ñieän aùp coù öu ñieåm laø doøng chaïm ñaát ñi qua boä phaän naøy khoâng laøm taêng ñieän aùp ôû caùc boä phaân noái ñaát khaùc ,nhöng vieäc caùch ly caùc heä thoáng noái ñaát naøy thöôøng gaëp nhieàu khoù khaên veà kinh teá kyõ thuaät vaø nhieàu khi khoâng thöïc hieän ñöôïc .khi noái thaønh heä thoáng chung ,phaûi thieát keá theo trò soá ñieän trôû taûn cho pheùp beù nhaát trong hai loaïi ñeå ñaûm baûo an toaøn vaø söï laøm vieäc bình thöôøng trong baát cöù tröôøng hôïp naøo . Heä thoáng noái ñaát cuûa traïm bieán aùp thöôøng taïo thaønh moät maïch kheùp kính men theo chu vi cuûa coâng trình goàm moät maïch voøng thanh vaø coù theå coù moät soá coïc raõi ñeàu ñöôïc haøn vaøo maïch voøng thanh .trong dieän tích khu vöïc traïm coøn coù moät löôùi thanh ngang doïc song song vôùi nhau vôùi oâ löôùi töø 5-20m ,coù nhieäm vuï caân baèng theá ñeå ñaûm baûo ñieän aùp tieáp xuùc vaø ñieän aùp böôùc thaáp .taát caû voû lim loaïi caùc thieát bò caùc keát caáu kim loaïi ,caùc ñieåm trung tính maùy bieán aùp löïc vaø ño löôøng phaûi noái vaøo löôùi theo ñöôøng ngaén nhaát vaø phaûi vaøo giao ñieåm cuûa caùc thanh .ngoaøi ra trong moïi tröôøng hôïp ñeå taûn doøng seùt thuaän lôïi phaûi noái ñaát boå sung taïi choå coät thu seùt hoaëc daây choáng seùt noái vaøo heä thoáng noái ñaát cuûa traïm ,nhöng paûi ñaûm baûo khoaûng caùch töø choå noái ñaát cuûa maùy bieán aùp ñeán choå noái ñaát cuûa coät thu seùt töø 15m trôû leân ñeå khoâng xaûy ra tröôøng hôïp phoùng ñieän ngöôïc laøm hö hoûng maùy bieá aùp . Ñeå giaûm toán keùm khi thieá t keá heä thoáng noái ñaát cuûa traïm ñeå yù caàn taän duïng caùc hình thöùc noái ñaát coù saün (hay coøn goïi laø noái ñaát töï nhieân )nhö caùc ñöôøng oáng kim loaïi choân trong ñaát nhö oáng nöôùc ,voû chì caùp ñaët trong ñaát ,caùc keát caáu kim loaïi cuûa moùng nhaø ,moùng coät neáu ñieän trôû taûn cuûa noái ñaát töï nhieân ñaõ thoaõ maõn yeâu caàu kæ thuaät thì coù theå khoâng caàn ñaët theâm noái ñaát nhaân taïo (ñoái vôùi heä thoáng coù doøng chaïm ñaát beù) hoaëc chæ can ñaët theâm heä thoáng noái ñaát nhaân taïo vôùi yeâu caàu ñaõ giaûm nheï Rtn (ñoái vôùi heä thoáng coù doøng chaïm ñaát lôùn). Nhö vaäy yeâu caàu cuûa baøi toaùn noái ñaát seõ laø: III.TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG NOÁI ÑAÁT TÖÏ NHIEÂN III.1.NOÁI ÑAÁT TÖÏ NHIEÂN Ñeå ñôn giaûn cho vieäc tính toaùn ,khi tính toaùn ñieän trôû noái ñaát töï nhieân (Rtn) ta chæ tính toaùn ñeán thaønh phaàn ñieän trôû noái ñaát cuûa daây choáng seùt vaø noái ñaát cuûa coät cuoái noái vaøo traïm cuûa löôùi 220KV ñi ñeán traïm .coøn caùc thaønh phaàn khaùc nhö :keát caáu moùng ,voû caùp ngaàm heä thoáng oáng nöôùc ñöôïc boû qua . Ñieän troû noái ñaát cuûa daây choáng seùt vaø heä thoáng noái ñaát cuûa coät cuoái noái vaøo traïm vôùi RC :ñieän trôû noái ñaát cuûa coät cuoái ñeán traïm.vuøng ñaát xaây döïng traïm coù ñieän trôû suaát ño ñöôïc laø: ñaát =700 theo quy phaïm chuyeân ngaønh cuûa toång coâng ty ñieän löïc vieät nam thì RC=15. RCS:ñieän trôû taùc duïng cuûa moãi daây choáng seùt trong moät khoaûng vöôït . r0:ñieän trôû moät ñôn vò daøi cuûa daây choáng seùt.daây choáng seùt cuûa ñöôøng daây laø loaïi GSW 7/16 coù r0=5.6 l:chieàu daøi khoaûng vöôït l=300m(ñoái vôùi phía 220KV)vaø l =200m (ñoái vôùi phía 110KV) . k:heä soá phuï thuoäc vaøo soá` daây choáng seùt cho moät loä .do moät loä coù hai daây choáng seùt neân k=1/2. Phía 220KV Vì hieän taïi nguoàn cung caáp cho traïm chæ coù hai ñöôøng daây tôùi neân ñieän trôû töï nhieân cuûa traïm laø: Phía 110KV Phía 110 KV tröôùc maét seõ coù 2 loä ra .ñieän trôû noái ñaát töï nhieân cuûa traïm phía 110KV laø: Nhö vaäy ñieän troû noái ñaát töï nhieân cuûa toaøn traïm laø: III.2.THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG NOÁI ÑAÁT NHAÂN TAÏO Ñoái vôùi traïm bieán aùp 220/110/22KV ,heä thoáng noái ñaát ta seõ söû duïng caùc coïc ñöôïc choân chìm trong ñaát vaø ñöôïc noái laïi vôùi nhau baèng daây theùp. Ñieän trôû noái ñaát maïch voøng cuûa traïm Choïn theùp thanh coù beà daøy 40mm.ñöôøng kính d=20mm. Aùp duïng coâng thöùc: ñieän trôû suaát tính toaùn cuûa ñaát ño.km km:heä soá muøa ,phuï thuoäc vaøo ñoä choân saâu,,loaïi noái ñaát,loaïi ñieän cöïc. Ñoä choân saâu cuûa thanh t0 =ø 0.8m ño=100 = vaäy : Ñieän trôû noái ñaát coïc choân chìm Choïn coïc theùp thanh troøn maï keõm coù d=20mm. Chieàu daøi 4(m) ,ñoä choân saâu t0=0.8(m). Ñieän trôû coïc noái ñaát : km: heä soá theo muøa =1.4 = vaäy : 5.5 Choïn böôùc coïc :a=8(m) Chu vi cuûa traïm: l Vaäy soá coïc treân maïch voøng ven chu vi: n=424/8=53coïc Ñieän trôû taûn maïch voøng cuûa coïc vaø thanh laø: tra baûng ta ñöôïc heä soá söû duïng cuûa coïc vaø thanh : Ñieän trôû noái ñaát cuûa coïc duøng ñeå noái ñaát boå sung: Theo quy phaïm cuûa choáng seùt ñaùnh cho traïm bieán aùp :moïi tröôøng hôïp khi noái ñaát choáng seùt noái chung vôùi noái ñaát an toaøn ,thì döôùi chaân caùc coät thu seùt ,xaø ñôõ daây choáng seùt phaûi coù noái ñaát boå sung (Rbs) ñeå taûn doøng ñieän seùt thuaän lôïi hôn. Ta chæ ñaët noái ñaát boå sung ôû caùc truï coù ñaët kim thu seùt hoaëc daây choáng seùt (khoâng ñaët ôû gaà truï maùy bieán aùp) coù 12 vò trí caàn ñaët kim .taïi moãi vò trí ta ñaët 4 coïc ,coïc noái ñaát naøy gioáng hoaøn toaøn coïc noái ñaát ôû maïch voøng .vaäy ñieän trôû noái ñaát cuûa moãi coïc noái ñaát boå sung laø: Rbs=Rc =35 Toång trôû noái ñaát boå sung laø: Ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo Heä thoáng noái ñaát nhaân taïo bao goàm noái ñaát maïch voøng cuûa coïc vaø thanh vaø noái ñaát boå sung . nñ= Ñieän trôû noái ñaát cuûa thanh duøng laøm heä thoáng oâ löôùi Do heä thoáng noái ñaát cuûa traïm bieán aùp bao goàm noái ñaát an toaøn ,noái ñaát laøm vieäc vaø noái ñaát choáng seùt noái chung thaønh moät heä thoáng ,neân ñieän trôû noái ñaát nhaân taïo seõ bao goàm caû ñieän trôû noái ñaát cuûa thanh duøng laøm heä thoáng oâ löôùi. Ta chia traïm ra thaønh nhieàu oâ löôùi ,moãi oâ coù dieän tích khoaûng 8x8m.toång chieàu daøi cuûa heä thoáng ñöôøng daây duøng laøm oâ löôùi : l1,l2:chieàu daøi vaø chieàu roäng cuûa traïm. Ñieän trôû noái ñaát cuûa heä thoáng oâ löôùi: Thanh ñöôïc duøng laø thanh theùp coù ñöôøng kính d=0.02m t0 :ñoä choân saâu:t0=0.8m. k:heä soá phuï thuoäc vaøo caùch boá trí ngang coùtính ñeán hieäu öùng maøn che:k=8.45 nhö vaäy :heä thoáng noái ñaát nhaân taïo seõ laø: :thoaû ñieàu kieän noái ñaát an toaøn. Ñieän trôû noái ñaát chung toaøn traïm: III.3. KIEÅM TRA ÑIEÄN AÙP TIEÁP XUÙC VAØ ÑIEÄN AÙP BÖÔÙC III.3.1 QUY ÑÒNH VEÀ NOÁI ÑAÁT AN TOAØN THEO IEEE 80-1986 Heä thoáng noái ñaát an toaøn ôû caùc traïm bieán aùp coù boä phaän chuû yeáu laø löôùi caùc ñieän cöïc naèm ngang choân trong ñaát .tieâu chuaån cuûa noái ñaát an toaøn khoâng ñöôïc theå hieän giaù trò cuûa ñieän trôû noái ñaát maø ñöôïc theå hieän bôûi caùc giaù trò cuûa ñieän aùp böôùc vaø ñieän aùp tieáp xuùc ,caùcñieän aùp naøy khoâng gay neân töû vong do rung tim.ñieän aùp tieáp xuùc vaø ñieän aùp böôùc lôùn nhaát cho pheùp khi chaïm ñieän giaùn tieáp ñöôïc xaùc ñònh bôûi (ñoái vôùi ngöôøi naëng 70kg): trong ñoù: 1000:trò soá ñieän trôû cô theå ngöôøi( t: thôøi gian duy trì cuûa doøng ñieän qua ngöôøi ,cuõng laø thôøi gian söï coá ; t=0.5s. Do trong khu vöïc traïm bieán aùp thöôøng coù raõi moät lôùp soûi ñaù treân maët ñaát neân döôùi chaân ngöôøi seõ laø moät moâi tröôøng ñaát khoâng ñoàng nhaát .lôùp soûi ñaù daøy hs vaø coù ñieän trôû suaát (thöôøng hs=0.8-0.15m vaø Cs :heä soá hieäu chænh ñieän trôû suaát ñöôïc xaùc ñònh gaàn ñuùng theo coâng thöùc cuûa Jacksson vaø Several: vôùi tính ñöôïc : Vaäy ñieän aùp tieáp xuùc vaø ñieän aùp böôùc lôùn nhaát: III.3.2 XAÙC ÑÒNH ÑIEÄN AÙP TIEÁP XUÙC LÔÙN NHAÁT VAØ KIEÅM TRA AN TOAØN ÑOÁI VÔÙI ÑIEÄN AÙP TIEÁP XUÙC Ñieän aùp tieáp xuùc lôùn nhaát ñöôïc tính theo coâng thöùc : vôùi :ñieän trôû suaát cuûa ñaát km:heä soá khoaûng caùch trong tính toaùn Em xaùc ñònh theo coâng thöùc Sverak. D:khoaûng caùch giöõa caùc thanh daãn D= dc:ñöôøng kính cuûa thanh ;dc=0.02m n:soá thanh daãn trung bình ; laø soá nguyeân. kh:heä soá bieåu thò aûnh höôûng cuûa ñoä choân saâu cuûa löôùi ñaát. h:ñoä choân saâu cuûa löôùi noái ñaát; h=0.8m. h0:ñoä choân saâu tham khaûo;h0=1m. kii:heä soá lieân heä ñeán söï phaân boá coïc ;kii=1. ki: heä soá xeùt ñeán söï gia taêng maät ñoä doøng ñieän ôû caùc goùc löôùi ki=0.656+0.172n If: doøng ngaén maïch moät pha lôùn nhaát: If=6.58KA. L :Lt+1.15Lc; Lt:toång chieàu daøi thanh daãn; Lt=6784m Lc:toång chieàu daøi caùc coïc; Lc=n.lc=53x4. Ta tính ñöôïc : km=0.77 ki=2.9 Nhö vaäy : Em=Etx=2460(v): thoûa maõn ñieàu kieän an toaøn .vì vaäy khi thi coâng xaây döïng laøm moùng ñeå ñaët maùy bieán aùp ,khoâng caàn laøm moùng daøy leân maø chæ laép vöøa ñuû ñeå ñaûm baûo an toaøn khi ngöôøi tieáp xuùc vôùi voû thieát bò. III.3.3. XAÙC ÑÒNH ÑIEÄN AÙP BÖÔÙC LÔÙN NHAÁT VAØ KIEÅM TRA AN TOAØN ÑOÁI VÔÙI ÑIEÄN AÙP BÖÔÙC Ñieän aùp böôùc lôùn nhaát ES ñöôïc xaùc ñònh theo : Trong ñoù : kS:heä soá khoaûng caùch trong tính toaùn ES ,ñöôïc xaùc ñònh theo: vôùi n=max(na,nb)=15. ki :heä soá xeùt ñeán söï gia taêng maät ñoä doøng ñieän ôû caùc goùc löôùi: ki: 0.656+0.172n Töø ñoù ta tính ñöôïc : ks=0.43 ki=3.236 ñieän aùp böôùc lôùn nhaát Es: ES=3661.7(V)<Eb = 9713.8(V):nhö vaäy laø thoûa maõn ñieàu kieän an toaøn ñoái vôùi ñieän aùp böôùc. CHÖÔNG X PHAÀN I CAÙC VAÁN ÑEÀ CHUNG CUÛA BAÛO VEÄ I.1. NHIEÄM VUÏ CUÛA BAÛO VEÄ Trong quaù trình vaän haønh heä thoáng ñieän coù theå xuaát hieän tình traïng söï coá vaø cheá ñoä laøm vieäc khoâng bình thöôøng cuûa caùc phaàn töû .phaàn lôùn caùcsöï coá thöôøng keøm theo hieän töôïng doøng ñieän taêng khaù cao vaø ñieän aùp giaûm khaù thaáp . Caùc thieát bò coù doøng ñieän taêng cao chaïy qua coù theå bò ñoát noùng quaù möùc cho pheùp vaø bò hö hoûng khi ñieän aùp giaûm thaáp ,caùc hoä tieâu thuï khoâng theå laøm vieäc bình thöôøng maø tính oån ñònh cuûa caùc maùy phaùt laøm vieäc song song cuûa toaøn heä thoáng bò giaûm .caùc cheá ñoä laøm vieäc khoâng bình thöôøng cuõng laøm cho ñieän aùp ,doøng ñieän vaø taàn soá leäch khoûi giôùi haïn cho pheùp vaø neáu ñeå keùo daøi tình traïng naøy thì coù theå xuaát hieän söï coá .coù theå noùi söï coá laøm roái loaïn caùc hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa heä thoáng ñieän noùi chung vaø cuûa caùc hoä tieâu thuï ñieän noùi rieâng . Cheá ñoä laøm vieäc khoâng bình thöôøng thöôøng coù nguy cô xuaát hieän söï coá laøm giaûm tuoåi thoï cuûa maùy moùc. Muoán duy trì hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa heä thoáng vaø cuûa caùc hoä tieâu thuï thì khi xuaát hieän söï coá caàn phaùt hieän caøng nhanh caøng toát choå söï coá ñeå caùch ly noù khoûi phaàn töû hö hoûng ,coù nhö vaäy phaàn töû coøn laïi môùi duy trì ñöôïc hoaït ñoäng bình thöôøng ,ñoàng thôøi giaûm möùc ñoä hö haïi cuûa phaàn töû bò söù coá .Nhö vaäy chæ coù caùc thieát bò töï ñoäng baûo veä môùi coù th eå thöïc hieän toát nhöõng yeâu caàu neâu treân .caùc heä thieát bò naøy keát hôïp thaønh heä thoáng baûo veä. Caùc maïng ñieän hieän ñaïi khoâng theå laøm vieäc thieáu heä thoáng baûo veä ,vì noù theo doõi lieân tuïc tình traïng vaø cheá ñoä laøm vieäc cuûa taát caû caùc phaàn töû cuûa heä thoáng ñieän . Khi xuaát hieän söï coá,baûo veä phaùt hieän vaø cho tín hieäu ñi caét caùc phaàn töû hö hoûng thoâng qua caùc maùy caét ñieän.khi xuaát hieän cheá ñoä laøm vieäc khoâng bình thöôøng baûo veä seõ phaùt hieän vaø tuøy theo yeâu caàu coù theå taùc ñoäng ñeå khoâi phuïc cheá ñoä laøm vieäc bình thöôøng hoaëc baùo tín hieäu cho nhaân vieân tröïc. Heä thoáng baûo veä laø toå hôïp cuûa caùc phaàn töû cô baûn laø caùc relay,neân coøn goïi laø baûo veä relay. I.2.CAÙC YEÂU CAÀU CÔ BAÛN ÑOÁI VÔÙI HEÄ THOÁNG BAÛO VEÄ I.2.1.YEÂU CAÀU BAÛO VEÄ CHOÁNG NGAÉN MAÏCH Tính choïn loïc : khaû naêng cuûa baûo veä chæ caét phaàn tö hö hoûng khi ngaén maïch ñöôïc goïi laø tính choïn loïc.yeâu caàu taùc ñoäng choïn loïc laø yeâu caàu cô baûn nhaát ñeå ñaûm baûo cung caáp ñieän an toaøn cho caùc hoä tieâu thuï .neáu baûo veä khoâng taùc ñoän choïn loïc söï coá coù theå lan roäng . Taùc ñoäng nhanh: Tính taùc ñoäng nhanh cuûa baûo veä laø yeâu caàu quan troïng khi coù ngaén maïch beân trong cuûa thieát bò .baûo veä taùc ñoäng caøng nhanh thì: Ñaûm baûo tính oån ñònh laøm vieäc song song cuûa caùc maùy phaùt trong heä thoáng .laøm giaûm aûnh höôûng cuûa caùc ñieän aùp thaáp leân caùc phuï taûi . Giaûm taùc haïi doøng ngaén maïch tôùi caùc thieát bò. Giaûm xaùc xuaát daãn ñeán hö hoûng naëng hôn. Naâng cao hieäu quaû thieát bò tuï ñoùng laïi. Thôø gian caét hö hoûng bao goàm thôøi gian taùc ñoäng cuûa baûo veä tbv vaø thôøi gian cuûa maùy caét tMC ;t=tbv+tMC . Vieäc cheá taïo baûo veä vöøa taùc ñoäng choïn loïc ,vöøa nhanh laø vaán ñeà khoù ,caùc baûo veä naøy phöùc taïp vaø ñaét tieàn .ñeå ñôn giaûn coù theå caét nhanh ngaén maïch khoâng choïn loïc ,sau ñoù duøng thieát bò töï ñoùng laïi phaàn bò caét khoâng choïn loïc. Ñoä nhaïy Ñoä nhaïy cuûa baûo veä thöôøng ñöôïc ñaùnh giaù baèng heä soá knh .ñoái vôùi baûo veä cöïc ñaïi taùc ñoäng ñaïi löôïng theo doõi taêng khi coù hö hoûng (thí duï quaù doøng ñieän) thì knh ñöôïc xaùc ñònh INmin:doøng ngaén maïch nhoû nhaát. Ikñbv:giaù trò doøng nhoû nhaát maø baûo veä coù theå taùc ñoäng. Ñoái vôùi cöïc tieåu taùc ñoäng khi ñaïi löôïng theo doõi giaûm khi hö hoûng (thí duï ñieän aùp cöïc tieåu)heä soá knh ñöôïc xaùc ñònh ngöôïc laïi baèng trò soá ñieän aùp khôûi ñoäng chia cho ñieän aùp dö coøn laïi lôùn nhaát khi hö hoûng . Baûo veä caàn coù ñoä nhaïy sao cho noù taùc ñoäng chaéc chaén ngaén maïch qua ñieän trôû cuûa hoà quang ôû cuoái vuøng ñöôïc giao baûo veä trong cheá ñoä cöïc tieåu cuûa heä thoáng . Ñoä tin caäy : Ñoä tin caäy theå hieän yeâu caàu phaûi taùc ñoäng chaéc chaén khi ngaén maïch xaûy ra trong vuøng ñöôïc giao baûo veä vaø khoâng ñöôïc taùc ñoäng ñoái vôùi caùc cheá ñoä maø noù khoâng coù nhieäm vuï taùc ñoäng .ñaây laø yeâu caàu raát quan troïng .Moät baûo veä naøo ñoù hoaëc khoâng taùc ñoäng hoaëc taùc ñoäng nhaàm raát coù theå daãn ñeán haäu quaû laø soá phuï taûi bò maát ñieän nhieàu hôn hoaëc laøm cho söï coá lan traøn . Ñeå baûo veä coù ñoä tin caäy cao caàn duøng sô ñoà ñôn giaûn ,giaûm soá löôïng relay vaø tieáp xuùc ,caáu taïo ñôn giaûn ,cheá ñoä vaø laép raùp ñaûm baûo chaát löôïng ,ñoàng thôøi phaûi kieåm tra thöôøng xuyeân trong quaù trình vaän haønh . PHAÀN II BAÛO VEÄ CAÙC PHAÀN TÖÛ TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN I.1. BAÛO VEÄ ROLE CHO TRAÏM BAÛO VEÄ ÑÖÔØNG DAÂY 220KV VAØ 110KV BAÛO VEÄ MAÙY BIEÁN AÙP BAÛO VEÄ THANH CAÙI BAÛO VEÄ NGAÊN MAÙY CAÉT LIEÂN LAÏC 220KV VAØ 110KV Ôû ñaây ta xeùt baûo veä cho maùy bieán aùp töï ngaãu. II.1.CAÙC SÖÏ COÁ VAØ CHEÁ ÑOÄ LAØM VIEÄC KHOÂNG BÌNH THÖÔØNG CUÛA MAÙY BIEÁN AÙP Maùy bieán aùp laø moät trong nhöõng phaàn töû quan troïng nhaát lieân keát heä thoáng phaùt ,truyeàn taûi vaø phaân phoái .Do ñoù baûo veä cuûa phaàn töû naøy phaûi laøm vieäc vôùi ñoä tin caây cao .sô ñoà baûo veä tuøy thuoäc vaøo côõ maùy bieán aùp .Ñoái vôùi maùy bieán aùp coù coâng suaát nhoû coù theå duøng caàu chì ñeå baûo veä ,ñoái vôùi maùy bieán aùp côõ trung bình thì baûo veä doøng ñieän ñöôïc duøng ,caùc maùy bieán aùp coù coâng suaát lôùn thì baûo veä so leäch seõ laø baûo veä chính .Nhö vaäy caùc maùy bieán aùp trong luaän vaên naøy seõ duøng baûo veä so leäch laø baûo veä chính. Caùc söï coá maùy bieán aùp thöôøng ñöôïc chia ra laøm hai loaïi: II.1.1 SÖÏ COÁ BEÂN NGOAØI MAÙY BIEÁN AÙP Söï coá beân ngoaøi goàm coù söï coá hay caùc hieän töôïnh nguy hieåm xaûy ra beân ngoaøi maùy bieán aùp nhö quaù taûi ,quaù ñieän aùp taàn soá thaáp ngaén maïch ngoaøi … Trong tröôøng hôïp coù söï coá beân ngoaøi maùy bieán aùp ,söï coá phaûi ñöôïc caùch ly khoûi maùy bieán aùp ,neáu söï coá ñoù khoâng ñöôïc caét ra trong khoaûng thôøi gian ñònh tröôùc coù theå daãn ñeán hö hoûng maùy bieán aùp..ñoái vôùi söï coá beân ngoaøi baûo veä doøng ñieän thöôøng ñöôïc duøng laøm baûo veä döï tröõ .Maùy bieán aùp khoâng cho pheùp chòu quaù taûi trong moät thôøi gian daøi vaø relay nhieät ñöôïc duøng ñeå phaùt hieän tình traïng quaù taûi vaø cho tín hieäu baùo ñoäng. II.1.2.SÖÏ COÁ BEÂN TRONG MAÙY BIEÁN AÙP Söï coá beân trong maùy bieán aùp goàm caùc söï coá xaûy ra beân trong vuøng baûo veä cuûa maùy bieán aùp (beân trong vò trí ñaët caùc BI) .Söï coá beân trong maùy bieán aùp ñöôïc chia laøm hai nhoùm.söï coá giaùn tieáp vaø söï coá tröïc tieáp.söï coá giaùn tieáp xaûy ra töø töø nhöng seõ trôû thaønh söï coá chính tröïc tieáp neáu khoâng phaùt hieän vaø xöû lyù kòp thôøi (chaúng haïng beân trong maùy bieán aùp coù quaù nhieät ,aùp suaát daàu thay ñoåi…). Söï coá tröïc tieáp laø ngaén maïch beân trong caùc cuoän daây ,hö hoûng caùch ñieän laøm thay ñoåi ñoät ngoät caùc thoâng soá ñieän . Baûo veä söï coá tröïc tieáp phaûi taùc ñoäng töùc thôøi caùch ly maùy bieán aùp bò söï coá ra khoûi heä thoáng ñeå giaûm hö hoûng maùy bieán aùp,giaûm aûnh höôûng ñeán heä thoáng . Söï coá giaùn tieáp khoâng ñoøi hoûi taùc ñoäng nhanh caét maùy bieán aùp ,nhöng phaûi ñöôïc phaùt hieän ,baùo ñoäng ñeå ngöôøi vaän haønh söû lyù .Söï coá giaùn tieáp vaø tröïc tieáp ñöôïc phaùt hieän bôûi caùc relay khaùc nhau .Ñeå phaùt hieän söï coá giaùn tieáp thöôøng ngöôøi ta duøng relay quaù nhieät,relay hôi ,relay doøng ñieän… II.1.3.MAÙY BIEÁN AÙP TÖÏ NGAÃU BAÛO VEÄ SO LEÄCH Choïn role KBCH 130-GEC-ALSTOM. Sô ñoà ñaáu noái baûo veä so leäch maùy bieán aùp töï ngaãu. Doøng ngaén maïch nhoû nhaát trong vuøng baûo veä role Vaäy ngaén maïch hai pha taïi phía 220 KV cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu. Role ñöôïc choïn laø role coù cuoän haûm.do ñoù khi kieåm tra tra ñoä nhaïy cuûa role ta döïa vaøo ñaëc tuyeán cuûa noù. Ilv/Iñm 4 2 operate 80%slope restrain 20% 20%ratio error 0 1 2 3 4 Ih/Iñm Effective Bias(xln)= Ñaëc tuyeán cuûa role Döïa vaøo ñaëc tuyeán cuûa role ta xaùc ñònh doøng khôûi ñoäng tính toaùn cuûa noù. Xaùc ñònh doøng khôûi ñoäng tính toaùn Doøng ñieän laøm vieäc: doøng phaân boá Doøng ñieän haûm: Choïn doøng ñònh möùc cuûa role Iñm =1(A) Doøng khôûi ñoäng nhoû nhaát coù giaù trò : Choïn doøng khôûi ñoäng nhoû nhaát cuûa role:Ikñmin =0.3x1=0.3(A) 3 2 1 0 1 2 3 Heä soá nhaïy cuûa role: Baûo veä choáng chaïm ñaát cuoän daây maùy bieán aùp Role KBCH-130 coù chöùc naêng baûo veä choáng chaïm ñaát .Do ñoù ta duøng role naøy ñeå baûo veä choáng chaïm ñaát cuoän daây maùy bieán aùp. Doøng ngaén maïch moät pha nhoû nhaát trong vuøng baûo veä cuûa role. Vaäy doøng ngaén maïch moät pha nhoû nhaát taïi phía 110KV cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu. Xaùc ñònh doøng khôûi ñoäng tính toaùn cuûa role töông töï phía 220KV II.1.3.BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG CAÉT NHANH PHÍA 220KV Doøng khôûi ñoäng role: Ikñ =Kat .INMAX Kat =1.3:heä soá an toaøn. INMAX :doøng ngaén maïch cöïc ñaïicuoái vuøng baûo veä laø doøng ngaén maïch ba pha taïi thanh caùi 220KV khi XHT nhoû nhaát. PHÍA 110KV Doøng khôûi ñoäng role: Ikñ =Kat .INMAX Kat =1.3:heä soá an toaøn. INMAX:doøng ngaén maïch cöïc ñaïi cuoái vuøng baûo veä laø doøng ngaén maïch ba pha taïi thanh caùi 110 KV PHÍA 22 KV Töông töï . II.1.4.BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG COÙ CHÆNH ÑÒNH THÔØI GIAN Sô ñoà baûo veä quaù doøng coù thôøi gian(51) Nhieäm vuï: Baûo veä :50:caét nhanh Baûo veä: 51:taïo treã Döï tröõ baûo veä so leäch Taùc ñoäng :caét maùy caét taïi thanh goùp 220KV Doøng khôûi ñoäng: Doøng laøm vieäc ñònh möùc: Doøng ngaén maïch ba pha lôùn nhaát taïi thanh caùi 110KV Doøng khôûi ñoäng cuûa role. Iv: heä soá trôû veà cuûa role. Boäi soá doøng ngaén maïch ba pha so vôùi doøng baûo veä. Thôøi gian taùc ñoäng caàn thieát laø :t=tR2 + Role phaûi coù khoaûng thôøi gian cheânh leäch so vôùi role (2) Thôøi gian taùc ñoäng cuûa role KCGG 130 taïi m vaø TMS=1 nhaän ñöôïc töø ñöôøng cong doác chuaån . Giaù trò thôøi gian ñaët caàn thieát cuûa role(1) laø: TMS= t :thôøi gian taùc ñoäng caàn thieát. t/ :thôøi gian taùc ñoäng vôùi TMS=1(söï coá cöïc ñaïi). Baûo veä quaù doøng chaïm ñaát Sô ñoà baûo veä quaù doøng chaïm ñaát coù thôøi gian. Choïn role KCGG-142cuûa haõng ALSTOM. Choïn doøng ñònh möùc cuûa role :Iñm=1(A). Doøng khôûi ñoäng role:Ikñ=Iñm=1(A). 50N:choáng ngaén maëch N(1) caét nhanh. Doøng khôûi ñoäng: 51N:döï tröõ choáng ngaén maïch N(1) Doøng khôûi ñoäng: Baûo veä choáng söï coá giaùn tieáp beân trong maùy bieán aùp Role hôi buchholdz Ñaây laø role taùc ñoäng töø hôi ga duøng ñeå phaùt hieän caùc söï coá nhoû môùi baét ñaàu .söï coá naøy coù theå troû thaønh söï coá maïnh sau thôøi gian .Role gaz ñeå phuï trôï cho role soleäch doïc maùy bieán aùp bôûi noù khoâng theå phaùt hieän ñöôïc söï coá ngaén maïch beân trong maùy bieán aùp hoaëc taïi ñaàu cöïc maùy bieán aùp .khi söï coá xaûy ra töø töø noù sinh ra nhieät laøm aûnh höôûng caùch ñieän vaø loûi trong maùy bieán aùp ,söï phaân hoùa vaät lieäu caùch ñieän sinh ra gaz deã chaùy ;hoaït ñoäng cuûa role buchholz laø baùo tín hieäu khi löôïng gaz phaùt sinh ñuû lôùn ;phaân tích khí gaz trong role cho bieát loaïi söï coá .vò trí ñaët role buchholz vaø giaûn ñoà giaûi thích nguyeân lyù laøm vieäc cuûa role buchoholz cho ôû hình sau: Khí gaz tích tuï möùc daàu giaûn vaø nhö theá traùi noåi treân haï xuoáng laøm ñoùng tieáp ñieåm baùo ñoäng .Ñeå laøm vieäc tinh caäy ngöôøi ta duøng tieáp ñieåm thuûy ngaân gaz tích tuï coù theå ñöôïc giaûn vaøo moät oáng ñeå phaân tích bieát loaïi söï coá neáu loaïi söï coá lôùn löôïng gaz lôùn sinh ra nhieàu laøm traùi noåi phía döôùi hoaït ñoäng vaø cho tín hieäu môû maùy caét cuûa maùy bieán aùp .Role buchholz taùc ñoäng chaäm thôøi gian laøm vieäc toái thieåu laø 0.1s,trung bình laø 0.2s.