MỞ ĐẦU
Ngày nay nhu cầu sử dụng điện năng là rất cần thiết và rất quan trọng trong mọi lĩnh vực của đời sống kinh tế xã hội. Do vậy hệ thống điện phải đảm bảo độ tin cậy, làm việc ổn định và lâu dài. Nhưng thực tế khi vận hành xuất hiện các trạng thái không bình thường gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống điện. Trạng thái không bình thường hay xảy ra là ngắn mạch và quá tải .
Gây tụt điện áp, mất trạng thái cân bằng của các hộ tiêu thụ điện năng. Làm hư hỏng các thiết bị điện do tác động nhiệt và cơ, khi có dòng điện ngắn mạch đi qua.
Để hạn chế sự thiệt hại của dòng ngắn mạch và quá tải gây ra cho hệ thống điện thì ta phải tìm cách cách ly nhanh nhất phần tử bị sự cố ra khỏi hệ thống điện. Bằng việc ứng dụng các thành tựu khoa học đưa các thiết bị vào bảo vệ hệ thống điện, các thiết bị này có nhiều chức năng, tính ưu việt cao trong số đó Rơ le kỹ thuật số dùng trong bảo vệ hệ thống điện.
Trong đồ án thiết kế bảo vệ Rơ le số cho trạm biến áp 110/35/10 kV, là đối tượng chính được bảo vệ.
Trong đồ án này em sử dụng rơ le 7UT513 làm bảo vệ chính cho máy biến áp có công suất mỗi máy là 25/25/25 MVA, còn bảo vệ quá dòng làm bảo vệ dự phòng.
Với những kiến thức còn hạn chế, chưa được thực tế nhiều nên bản đồ án thiết kế của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự quan tâm, chỉ bảo của thầy cô giúp em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TS - Nguyễn Xuân Hoàng Việt cùng toàn thể thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hưỡng dẫn em trong suốt thời gian vừa qua để em hoàn thành bản đồ án thiết kế này.
CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VỀ TRẠM BIẾN ÁP VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
1.1. Giới thiệu chung về trạm biến áp
1.1.1. Đặc điểm sơ đồ trạm
1.1.2. Lưới phân phối điện
1.2. Thông số chính trạm biến áp
1.2.1. Máy biến áp T1
1.2.2. Loại máy cắt 110 kV
1.2.3. Loại máy cắt 35 kV
1.2.4. Loại máy cắt 10 kV
1.2.5. Máy biến điện áp
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP
2.1. Mục đích tính ngắn mạch
2.2. HTĐ max với trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập
2.2.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N1
2.2.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’1
2.2.3. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N2
2.2.4. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’2
2.2.5. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N3
2.2.6. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’3
2.3. HTĐ min với trạm biến áp có 2 máy biến áp làm việc song song
2.3.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N1
2.3.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’1
2.3.3. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N2
2.3.4. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’2
2.3.5. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N3
2.3.6. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’3
2.4. HTĐ min với trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập
2.4.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N1
2.4.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’1
2.4.3. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N2
2.4.4. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’2
2.4.5. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N3
2.4.6. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’3
2.5. Bảng tổng kết giá trị I ngắn mạch chạy qua BI trong các chế độ
2.5.1. Chế độ HTĐ max trạm biến áp có 1 MBA vận hành độc lập
2.5.2. Chế độ HTĐ min trạm biến áp có 2 MBA vận hành song song
2.5.3. Chế độ HTĐ min trạm biến áp có 1 MBA vận hành độc lập
CHƯƠNG III: LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ VÀ GIỚI THIỆU CÁC TÍNH NĂNG CỦA RƠ LE
3.1. Lựa chọn các phương thức bảo vệ, rơ le được sử dụng
3.2. Các loại bảo vệ được đặt cho máy biến áp
3.2.1. Những hư hỏng thường xảy ra đối với máy biến áp
a. Hư hỏng bên trong máy biến áp
b. Hư hỏng ở chế độ làm việc bình thường của MBA
3.2.2. Các chức năng bảo vệ được sử dụng
3.2.2.1. Nguyên lý bảo vệ bằng rơ le khí
3.2.2.2. Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện
3.2.2.3. Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện
3.2.2.4. Nguyên lý bảo vệ dòng điện thứ tự không MBA
3.2.2.5. Bảo vệ chống quá tải máy biến áp
3.3. Giới thiệu tính năng và thông số của rơ le 7UT 513
3.3.1. Tính năng và thông số của rơ le 7UT 513
3.3.1.1. Tính năng của rơ le 7UT 513
3.3.1.2. Các thông số kỹ thuật rơ le 7UT 513
3.3.1.3. Phạm vi chỉnh định đối chức năng bảo vệ so lệch MBA
3.3.1.4. Bảo vệ chạm đất có giới hạn
3.3.1.5. Bảo vệ quá dòng có thời gian
3.3.1.6. Bảo vệ quá tải
3.3.2. Nguyên lý hoạt động rơ le 7UT 513
3.4. Tính năng và thông số của rơ le 7SJ 600
3.4.1. Tính năng của rơ le 7SJ 600
3.4.2. Thông số kỹ thuật rơ le 7SJ 600
3.4.3. bảo vệ quá dòng có thời gian độc lập
3.4.4. bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc
3.4.5. bảo vệ quá tải theo nhiệt độ
3.4.6. Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt
3.4.7. Các chức năng phụ khác
3.4.8. Nguyên lý làm việc
CHƯƠNG IV: CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN – TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐẶT VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẬY CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ
4.1. Chọn máy biến dòng điện (BI)
4.1.1. Chọn máy biến dòng cấp điện áp 110 kV (BI1)
4.1.2. Chọn máy biến dòng cấp điện áp 35 kV (BI2)
4.1.3. Chọn máy biến dòng cấp điện áp 10 kV (BI3)
4.2. Tính các thông số đặt và kiểm tra sự làm việc vủa bảo vệ
4.2.1. Theo kết quả tính toán ở chương II
4.2.2. Chỉnh định cho bảo vệ so lệch 7UT513
4.2.2.1. Các thông số cần chỉnh định
a. Ngưỡng tác động cấp 1
b. ngưỡng tác động cấp 2
4.2.2.2. Địa chỉ cài đặt các thông số MBA khối địa chỉ 11
4.2.2.3. Các thông số được chỉnh định bảo vệ so lệch
4.2.3. Bảo vệ chạm đất có giới hạn (F87N)
4.2.4. Chức năng chống quá tải rơ le 7UT513
4.2.5. Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 35 kV
4.2.6. Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 10 kV
4.2.7 Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 110 kV
a. Chức năng 50
b. Chức năng 50N
c. Chức năng 51
d. Chức năng 51N
4.2.8 Bảo vệ quá áp thứ tự không chống chạm đất phía 35 kV
4.3. Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ so lệch
4.3.1. Kiểm tra độ an toàn của bảo vệ so lệch máy biến áp
4.3.1.1. HTĐ max trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập
4.3.2. Kiểm tra độ nhậy của bảo vệ so lệch máy biến áp
4.3.2.1. HTĐ min trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập
4.3.3. Kiểm tra độ nhậy của bảo vệ quá dòng 110 kV
4.3.3.1. HTĐ min 2 máy biến áp làm việc song song
4.3.3.2. Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51
4.3.3.3. Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51N
4.3.4. Bảng kết quả các giá trị
100 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2814 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tính toán thiết kế bảo vệ Rơ le cho trạm biến áp 110 kV Vân Đình, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hạ áp của máy biến áp. Bảo vệ quá dòng điện có thời gian đặt ở thanh cái trung và hạ áp có thời gian làm việc phối hợp với bảo vệ ở các lộ đường dây xuất tuyến từ thanh góp và có nhiệm vụ bảo vệ thanh góp và làm dự phòng cho bảo vệ đường dây.
Có hai loại đặc tính thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng điện.
+ Đặc tính thời gian độc lập: Thời gian làm việc của bảo vệ không phụ thuộc và trị số dòng điện chạy qua bảo vệ.
+ Đặc tính thời gian phụ thuộc: Thời gian làm việc của bảo vệ càng nhỏ khi dòng điện chạy qua bảo vệ tăng.
Dòng điện khởi động của bảo vệ này được chọn như sau:
Ikđ =
Kat. Kmm
Ilv max
K tv
Trong đó :
Ilv max : Dòng điện làm việc lớn nhất cho phép của phần tử được bảo vệ.
Km =1¸1,5 là hệ số mở máy khi xét phụ tải là động cơ.
Kat = 1,1¸1,2 là hệ số an toàn.
KTV = 0,95¸1 là hệ số trở về của rơle.
3.2.2.4. Nguyên lý bảo vệ dòng điện thứ tự không máy biến áp.
Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không máy biến áp (bảo vệ chống chạm đất hạn chế) dựa trên nguyên lý so lệch giữa dòng điện qua dây trung tính nối đất và dòng điện tổng của 3 pha. Bảo vệ cho cuộn dây máy biến áp chống sự cố chạm đất cho cuộn dây có trung tính nối đất trực tiếp. Trong điều kiện làm việc bình thường không có dòng điện đi qua điểm trung tính, tổng dòng điện thứ tự không ở các pha bằng không. Khi xẩy ra sự cố chạm đất trong vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không ở trung tính máy biến áp và ở các pha I01 và I02 bằng nhau về độ lớn và cùng chiều.
ISl 0 = I01 + I02 ¹ 0 Þ Bảo vệ tác động.
Ngược lại khi xẩy ra sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ sẽ xuất hiện dòng điện thứ tự không I01, I02 bằng nhau về độ lớn và ngược chiều.
ISl 0 = I01 + I02 = 0 Þ Bảo vệ không tác động.
Tuy nhiên khi sự cố chạm đất ngoài vùng bảo vệ, dòng điện không cân bằng có thể tồn tại do hiện tượng bão hoà mạch từ của BI không giống nhau. Để khắc phục hiện tượng này bảo vệ chống sự cố chạm đất có bộ phận khoá bảo vệ với dòng điện thứ tự không khi xẩy ra chạm đất ở ngoài vùng bảo vệ.
3.2.2.5. Bảo vệ chống quá tải cho máy biến áp.
Quá tải làm tăng nhiệt độ dầu và cuộn dây của máy biến áp nếu mức quá tải cao và kéo dài làm cho máy biến áp bị tăng nhiệt độ quá mức cho phép dẫn đến tuổi thọ của MBA bị suy giảm nhiều. Để bảo vệ chống quá tải cho cuộn dây của máy biến áp và bảo vệ chống quá nhiệt cho cách điện của máy biến áp công suất lớn người ta dùng phương pháp đo trực tiếp nhiệt độ dầu và hình ảnh nhiệt, nhiệt độ cuộn dây của MBA, bảo vệ làm việc theo nhiều cấp như tăng cường làm mát, cảnh bảo bằng tín hiệu âm thanh, sa thải bớt các phụ tải. Nếu các cấp tác động này không mang lại hiệu quả thì máy biến áp được tách ra khỏi vận hành, sơ đồ hệ thống cảnh báo khi MBA quá tải.
Quạt gió
Bơm dầu
Tín hiệu cảnh báo
Cắt máy biến áp
Cảm biến nhiệt độ
Bộ phân tích thời gian quá nhiệt
Hình 3-4: Sơ đồ khối bảo vệ quá nhiệt cho máy biến áp
Để bảo vệ quá tải cho MBA tại trạm 110kV Vân Đình dùng phương pháp hình ảnh nhiệt trong rơ le bảo vệ 7UT513 và phương pháp đo trực tiếp tại máy biến áp. phương pháp trực tiếp tại máy biến áp sử dụng bộ cảm ứng nhiệt đặt ở phía trên thùng dầu nơi có nhiệt độ dầu cao nhất. Khi nhiệt độ tăng lên ³ 550 c bộ khuyếch đại sẽ thực hiện tuần tự các công việc như tăng cường làm mát và báo tín hiệu nếu nhiệt độ vẫn cứ tiếp tục tăng, khi đó tín hiệu được gửi đi cắt máy biến áp.
3.3. GIỚI THIỆU TÍNH NĂNG VÀ THỐNG SỐ CỦA RƠ LE 7UT513 :
3.3.1. Tính năng và thống số của 7UT513.
3.3.1.1. Tính năng rơ le 7UT513.
Rơle số 7UT-513 dùng cho bảo vệ so lệch máy biến áp. Rơ le có tính ưu việt như tác động nhanh, chọn lọc chống lại các dạng ngắn mạch trong phạm vi bảo vệ. Ngoài bảo vệ máy biến áp, Rơle còn được sử dụng để bảo vệ các điểm phân nhánh có 3 nhánh hoặc phần tử có 3 đầu vào. Rơ le có 5 tiếp điểm cắt, 5 đầu vào nhị phân và 14 chỉ thị đèn (LED).
Những chức năng của Rơ le 7UT-513 bao gồm.
- Bảo vệ so lệch máy biến áp.
Bảo vệ dòng thứ tự không.
Bảo vệ quá dòng có thời gian.
- Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ.
- Bảo vệ chạm vỏ tuỳ chọn.
3.3.1.2. Các thống số kỹ thuật rơ le 7UT-513 .
- Mạch đo lường.
+ Dòng điện danh định : 1A hoặc 5A
+ Tần số định mức : 50 Hz/60 Hz
+ Công suất tiêu thụ : 0,1 VA / pha ứng với dòng danh định là 1A.
: 0,5 VA / pha ứng với dòng danh định là 5A.
- Khả năng quá tải nhiệt :
+ 100.Idđ trong thời gian £ 1 sec.
+ 20.Idđ trong thời gian £ 10 sec.
+ 4.Idđ trong thời gian lâu dài.
+ Khi có quá tải xung thì : 250.Idd trong 1/2 chu kỳ.
- Khả năng quá tải của chức năng phát hiện dòng chạm vỏ , nhiệt độ (giá trị hiệu dụng).
+ 300 A trong thời gian £ 1 s .
+ 100 A trong thời gian £ 10 s .
+ 15 A trong thời gian liên tục .
+ Cho phát hiện dòng chạm vỏ với độ nhậy cao, dòng bằng 1A.
- Điện áp nguồn thao tác nguồn một chiều qua bộ chỉnh lưu 24V ¸ 250V DC.
Udđ (VDC)
24/48
60/110/125
220/250
Sai lệch cho phép
19 ¸ 56
4 ¸ 14
176 ¸ 88
- Điện áp xoay chiều £ 12% Uđm
+ Chỉnh đỉnh £ 6%Ugh
+ Thời gian phục hồi điện áp khi có sự cố mạch 1 chiều ³ 50 ms ở điện áp Uđm ³ 110 VDC.
- Tiếp điểm làm việc .
+ Số rơle tác động cắt: 5
+ Số tiếp điểm / 1 Rơ le: 2 thường mở ( No )
+ Dung lượng đóng: 100W/VA
+ Dung lượng cắt: 30W/VA
+ Điện áp đóng cắt: 250V
+ Dòng cho phép: 30A trong 50 s
- Tiếp điểm báo tín hiệu.
+ Số Rơ le tín hiệu: 11
+ Số tiếp điểm Rơ le: 1 thường đóng Co hoặc thường mở No
+ Dung lượng đóng cắt: 20W/VA
+ Dòng cho phép: 1A
+ Điện áp đóng cắt: 250V
- Số đầu vào nhị phân.
+ Rơ le tín hiệu /cảnh báo: 5
+ Điệp áp làm việc: 24V ¸ 250Vdc
+ Dòng điện tiêu thụ: 2,5 mA
- Các giao diện nối tiếp.
+ Giao tiếp với người vận hành: Không cách ly .
+ Giắc nối: Giắc 25 chân cho kết nối với máy tính cá nhân theo ISC 2110
+ Tốc độ truyền tin: Mặc định 9600 Baud, min 1200 baud, max 19100 baud
+ Giao tiếp với trung tâm điều khiển: Cách Ly
- Giao điểm truyền số liệu.
+ Các tiêu chuẩn: Tương tự V24/V25 đến CCITT.
+ Tốc độ truyền: Mặc định 9600 baud, min 1200baud, max19200baud .
+ Kết nối trực tiếp: Lắp đặt ngang
Lắp đặt bề mặt
+ Khoảng cách truyền tin: max 1000 m
+ Điện áp thử: 2 kV với tần số định mức trong thời gian 1 phút .
+ Cáp quang: Giắc tích hợp F - SMA .
+ Chiều dài sóng quang: 820 mm
+ Hệ số suy giảm đường dây cho phép: max 8 dB
+ Khoảng cách truyền tin: max 1,5 km.
+ Các thí nhiệm cách điện: Theo IEC 255 - 5
3.3.1.3. Phạm vi chỉnh định đối với chức năng BVSL MBA.
+ Dòng SL mức thấp (ISL>): 0,15.IdđB ¸ 2,00.IdđB bước chỉnh định 0,01 IdđB
+ Dòng SL mức cao (ISL>>): 0,5.IdđB ¸20,00. IdđB bước chỉnh định 0,1 IdđB
Trong đó : Idđ là dòng danh định của MBA .
+ Tỷ số hãm dòng từ hoá (hài bậc 2): 10% ¸ 80% bước chỉnh định 1% .
+ Tỷ số hãm sóng 3 , 4 , 5 : 10% ¸ 80% bước chỉnh định 1% .
+ Trễ thời gian cắt : 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s .
+ Thời gian trở về : 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s .
Thời gian không tính đến thời gian làm việc song song chức năng bảo vệ.
+ Thời gian làm việc với nguồn cấp 1 phía : 50 Hz 60Hz 162/3 Hz.
³ 1,5 lần giá trị đặt ISL > : 35ms 35ms 85ms
³ 1,5 lần giá trị đặt ISL>>: 35ms 35ms 85ms
³ 5 lần giá trị đặt ISL>> : 35ms 35ms 85ms
Thời gian trở về : 30ms 25ms 40ms
Tỷ số trở về : 0,7
- Dung sai với các thông số MBA .
+ Các thời gian trễ cộng thêm : ± 1% giá trị đặt hoặc 10s .
- Các thông số ảnh hưởng .
+ Điện áp thao tác trong dải 0,8 £ U/Un £ 1,15: £1%
- Nhiệt độ trong khoảng 0oc £ t0mt £ 40oC: £ 0,5%/10k
- Tần số trong khoảng 0,95 £ f/fn £ 1,05: 1%
3.3.1.4. Bảo vệ chạm đất có giới hạn.
- Phạm vi chỉnh định .
+ Ngưỡng dòng: Ireff > IN 0,05.IdđB ¸ 2,00.IdđB bước chỉnh định 0,01 IdđB
+ Góc giới hạn: jLimit 90o ¸ 130o bước chỉnh định 10o
- Các đặc tính tác động .
+ Tỷ số hãm dòng xung: 10% ¸ 80% bước chỉnh định 1%
+ Trễ thời gian cắt: 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s
+ Thời gian trở về: 0,00 ¸ 60,00 bước chỉnh định 0,01 s
- Thời gian không tính đến thời gian làm việc song song của các chức năng bảo vệ.
Thời gian làm việc với (f)
50 Hz
60 Hz
162/3 Hz
+ 1,5 lần giá trị đặt:
25 ms
25 ms
70 ms
+ 5 Lần giá trị đặt:
17 ms
17 ms
25 ms
Thời gian trở về:
30 ms
25 ms
40 ms
Tỷ số trở về:
0,7
- Dung sai.
+ Đặc tính tác động:
± 5% giá trị lý thuyết (I < 5.IN)
+ Các thời gian cộng thêm:
± 51% Giá trị đặt hoạc 10 sec
- Các biến có ảnh hưởng.
+ Điện áp nguồn thao tác ảnh hưởng 0,8 ≤ U/UN ≤1,15 %:
≤ 1%
+ Nhiệt độ trong khoảng 0Oc = ệMT ≤ 400c:
≤ 0,5%.10K
+ Tần số trong khoảng 0,8 ≤f/fn ≤ 1,2:
≤ 1%
3.3.1.5. Bảo vệ quá dòng có thời gian.
- Các đặc tính có thể đặt: đặc tính thời gian độc lập
+ Các đặc tính phụ thuộc đặc tính thời gian phụ thuộc.
- Tác động / thời gian:
+ Cấp dòng cắt nhanh I>>/I: 0,10 ¸ 30,00 bước chỉnh định 0,01 s .
Thời gian trễ TI >>: 0,00s ¸ 32s bước chỉnh định 0,01 s ; ¥
+ Cấp dòng có thời gian độc lập I>/I : 0,10 ¸ 30,00 bước chỉnh định 0,01 s
Thời gian trễ TI >: 0,00s ¸ 32s bước chỉnh định 0,01 s ; ¥
+ Cấp dòng cắt nhanh Ip/I: 0,01s ¸ 20s bước chỉnh định 0,01 s.
Hệ số thời gian trễ TIP >>:0,50s ¸ 32s bước chỉnh định 0,01s ; ¥
+ Ngưỡng tác động : » 1,1.IP Thời gian này không tính đến thời gian làm việc song song của các chức năng bảo vệ. I>>, I> tại 2 lần giá trị
+ Thời gian trở về = 60ms (» 150ms ở 162/3 Hz ) I>>, I> tại 2 lần giá trị
+ Thời gian trở về = 75ms (» 210ms ở 162/3 Hz )
+ Tỷ số trở về : » 0,95
- Dung sai
+ Các cấp thời gian độc lập I>>,I>: 30% giá trị đặt
Thời gian trễ : 1% giá trị đặt hoặc 10ms
+ Các cấp thời gian phụ thuộc Ip và Icp : Tác động ở 1,05 < I/ Ip < 1,15
Thời gian trễ: 5% giá trị đặt hoặc 30ms
- Các biến có ảnh hưởng .
+ Điện áp nguồn thao tác ảnh hưởng 0,8 £ U/Un £ 1,15: £ 1%
+ Nhiệt độ trong khoảng 0oC £ tomt £ 40oC: £ 0,5%/10K
+ Tần số bảo vệ cho thời gian độc lập 0,98 £ f/fn £ 1,02: £ 1,5%
0,95 £ f/fn £ 1,05 £ 2,5%
+ Tần số bảo vệ cho thời gian phụ thuộc 0,95 £ f/fn £ 1,05 £ 0,8%
theo đặc tính thời gian.
3.3.1.6. Bảo vệ quá tải.
- Phạm vi chỉnh định ( các dải đặt /bước dặt )
+ Hệ số K theo IEC 255 - 8 : 0,10 ¸ 4,00 ( bước chỉnh định 0,01)
+ Hằng số thời gian: 1,0 ¸ 999,9 phút ( bước chỉnh định 0,01 )
+ Cấp cảnh báo nhiệt độ q cảnh báo/qcắt : 50% ¸ 100% theo độ tăng qcắt ( bước chỉnh định 1% )
+ Cấp cảnh báo nhiệt độ: 0,10 ¸ 4,00In phút ( bước chỉnh định 0,01In )
- Các hệ số trở về:
q /qcắt » 0,99
q /qcảnh báo » 0,99
I /Icảnh báo » 0,97
- Dung sai.
Quy chiếu theo k.In: ± 10%
Quy chiếu theo thời gian cắt: ± 10% hoặc 2s
- Các biến số ảnh hưởng .
+ Điện áp nguồn thao tác trong dải 0,8 £ U/ Un £ 1,15: £ 1%
+ Nhiệt độ trong khoảng 0oC £ qmt £ 40oC: £ 0,5%/ 10K
+ Tần số trong khoảng 0,8 =< f/fn =< 1,2: £ 1%
3.3.2. Nguyên lý hoạt động rơ le 7UT-513.
Rơ le số 7UT513 được trang bị một bộ vi sử lý 16 bít, nó xử lý các dữ liệu tất cả các chức năng từ các thông số đo lường, đem các tín hiệu đi cắt máy cắt dưới dạng số.
Từ các đại lượng dòng điện, biến dòng đo lường được đưa vào các bộ chuyển đổi ME và biến đổi cho phù hợp với mức xử lý bên trong của rơ le.
Các bộ lọc đặt để khử nhiễu và tối ưu theo giải tần và tốc độ sử lý cho phu hợp quá trình sử lý các giá trị đo. Bên cạnh việc giám sát các giá trị đo bộ vi xử lý.
Các chức năng bảo vệ hiện có của 7UT513.
+ Thành lập các giá trị đo theo tổ đấu dây và tỷ số biến áp của MBA được bảo vệ và các máy biến dòng.
+ Thành lập các đại lượng so lệch và hãm.
+ Tính toán các giá trị hiệu dụng cho chức năng phát hiện quá tải và kiểm tra sự tăng nhiệt của cuộn dây.
+ Kiểm tra các giá trị giới hạn và các chuỗi thời gian.
+ Quyết định đưa ra các lệch cắt.
+ Lưu và đưa ra các thống báo và các dữ liệu sự cố cho việc tính sự cố.
Các khả năng có trong rơ le 7UT-513 để sử dụng bảo vệ cho các đối tượng có 2 nguồn cung cấp. Trong trường hợp này chức năng bổ xung thích hợp cho nguồn cấp thứ 3 (bảo vệ trạm đất có giới hạn, bảo vệ quá dòng có thời gian, bảo vệ quá tải) có thể sử sử dụng cho một đối tượng độc lập khác được gọi là một đối tượng ảo.
Khi xảy ra ngắn mạch ngoài gây ra dòng ngắn mạch lớn chạy qua BI các đặc tính từ hoá khác nhau của BI trong điều kiện bão hoà có thể gây ra dòng điện đáng kể chạy qua rơ le (ta gọi là Ikcb ). Nếu độ lớn của dòng này nằm trên ngưỡng tác động Rơ le có thể đưa ra lệnh cắt, chính vì vậy người ta phải sử dụng nguyên lý hãm bảo vệ.
I*SL
7,2
Vùng tác động
Vùng hãm
Vùng hãm bổ xung
0,5
16,9
5
2
I*Hãm
a2=0,5
a1= 0,25
Hình 3.5:Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch có hãm
Việc làm phù hợp các giá trị đo được đối với các MBA có công suất và tổ đấu dây khác nhau, tỷ số biến khác nhau (cho bảo vệ máy biến áp ).
Việc chuyển đổi dòng được thực hiện bằng các ma trận hệ số được lập trình mô phỏng các dòng so lệch trong các cuôn dây MBA.
Dạng tổng quát các phương trình nàylà:
Imt : là ma trận của các dòng Ia, Ib, Ic.
K: là hệ số.
(k): là ma trận hệ số
In : là ma trận các dòng điện pha I,I,I.
Bảo vệ so lệch dùng nguyên lý hãm chỉ có thể thực hiện với tổng số học
Phương pháp này được sử dụng trong rơ le TUT-513 đòi hỏi tạo ra tổng Véc tơ (I và tổng véc tơ số học dòng điện (Icho từng cuộn dây.
Các định nghĩa sau được sử dụng .
Dòng so lệch hoặc tác động cắt
Dòng hãm ổn định hoặc hãm (hài).
.
Iđược lấy từ sóng cơ bản và sinh ra từ đại lượng tác động gây ra lệnh cắt I chống lại ảnh hưởng này.
- Ta xét 3 trường hợp .
+ MBA vận hànhbình thường hoặc có sự cố bên ngoài .
Vì I :
Như vậy khi sẩy ra ngắn mạch ngoài thì I, còn I bằng 2Ibảo vệ không làm việc
+ Khi ngắn mạch bên trong mỗi pha được cấp bởi các dòng giống nhau.
Các thành phần tác động cắt I và hãm I bằng và tỷ lệ với tổng sự cố.
+ Khi ngắn mạch bên trong chỉ cấp nguồn một phía I
Các thành phần tác động cắt và hãm bằng và tỉ lệ với dòng sự cố cấp từ một phía
Kết quả cho thấy với bên trong và hãm bằng và tỷ lệ với dòng sự cố cấp từ một phía
Kết quả cho thấy với trong như vậy để bảo vệ làm việc trong trường hợp này dòng điện làm việc phải chọn lớn hơn dòng hãm nghĩa là:
Trong đó : K là hệ số hãm K
Hãm sóng hài làm việc độc lập cho từng pha tuy vậy cũng có thể đặt bảo vệ để không chỉ pha có dòng từ hoá chứa sóng hài vượt quá ngưỡng cho phép được hãm mà những pha khác của cấp bảo vệ so lệch cũng bị khoá chức năng khoá chéo này có thể bị giới hạn trong khảng thời gian chọn trước.
Ngay khi sóng cơ bản của dòng so lệch đạt 85% giá trị đặt hoặc dòng hãm vượt quá 1 lần dòng định mức của MBA bảo vệ tác động.
- Bảo vệ chạm đất có giới hạn.
Phát hiện sự cố chạm đất trong các MBA lực, MBA trung tính nối đất... Điều kiện trước hết phải có 1 biến dòng được đặt trên dây trung tính nối đất. Biến dòng trung tính và các biến dòng 3 pha xác định chính xác giới hạn cho vùng bảo vệ.
7UT513
3I0'
I1
I3
I2
3I0''
Hình 3-7:Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất có giới hạn
Trong điều kiện bình thường, không có dòng chạy qua dây trung tính, tổng các dòng pha
Khi có một sự cố có chạm đất bên trong vùng được bảo vệ lúc này dây trung tính có dòng chạy qua, tuỳ theo điều kiện nối đất của hệ thống có thể nhận thêm dòng dư trên dây trung tính của các biến dòng pha vì tất cả dòng chạy vào vùng bảo vệ được quy ước là (+), góc dòng dư từ hệ thống sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với góc pha của điểm đấu sao.
Khi sự cố chạm đất sảy ra bên ngoài vùng bảo vệ dòng qua điểm đấu sao và dòng dư của máy biến dòng sẽ giống nhau về độ lớn nhưng ngược pha nhau.
Bảo vệ chạm đất có giới hạn so sánh sóng cơ bản của dòng điện chạy qua dây trung tính (I'0) với sóng cơ bản của tổng các dòng điện pha (I"0) Khi có sự cố trong vùng bảo vệ luôn có I. Khi có chạm đất sảy ra bên ngoài vùng bảo vệ, một dòng chạm đất khác Ichạy qua các biến dòng phía sơ cấp ngược với dòng điểm đấu sao và cùng độ lớn.
Dòng tác động cắt: I
Dòng hãm
Trong đó k là hệ số hãm và giả thiết k = 1. IREF được lấy từ sóng cơ bản và tạo ra đại lượng gây ảnh hưởng đến lệnh cắt ISTAB chống lại ảnh hưởng này.
- Xét 3 trường hợp :
+ Dòng chạy qua khi có chạm đất bên ngoài.
ngược pha nhưng có cùng độ lớn với
Dòng tác động cắt IREF bằng dòng qua điểm đấu sao ISTAB tỷ lệ với 2 lần dòng tác động cắt.
+ Ngắn mạch bên trong, dòng chỉ được cấp từ điểm đấu sao. Trong trường hợp này I”0 = 0
IREF =
ISTAB =
Dòng tác động cắt bằng dòng chạy qua điểm đấu sao thành phần hãm ISTAB = 0 như vậy bảo vệ tác động cắt máy cắt.
+ Ngắn mạch bên trong, chỉ cấp dòng từ điểm đấu sao của hệ thống cùng độ lớn với dòng chạm đất. Trường hợp này I’ = I”0
IRE F =
ISTAB =
Dòng tác động cắt (IREF) bằng dòng chạy qua điêm đấu sao Istab âm vì do đặt bằng không như vậy đảm bảo Rơ le sẽ tác động máy cắt khi có sự cố chạm đất bên trong kết quả này cho thấy rằng với sự bên trong hãm không có tác dụng vì thành phần hãm âm hoặc bằng không. Vì vậy với dòng chạm đất nhỏ cũng có thể gây ra cắt ngược lại thành phần hãm sẽ lớn khi có sự cố chạm đất bên ngoài.
3.4. TÍNH NĂNG VÀ THÔNG SỐ CỦA 7SJ600.
3.4.1. Tính năng.
Rơ le 7SJ 600 là loại Rơ le kĩ thuật số. Rơ le này được ta chọn làm bảo vệ dự phòng cho bảo vệ so lệch MBA .
Các chức năng.
+ Bảo vệ quá dòng, dòng điện pha cắt nhanh I>> : 50
+ Bảo vệ quá dòng, dòng điện TTK cắt nhanh I0 >> : 50N
+ Bảo vệ quá dòng, dòng điện pha có thời gian I >, t : 51
+ Bảo vệ quá dòng, dòng TTK có thời gian I0 >, t : 51N
+ Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ : 49
3.4.2. Các thông số kỹ thuật 7SJ600.
- Mạch đo lường.
Iđm: 1A hoặc 5A
Fđ: 50HF I 60HF
Công suất tiêu thụ < 0,1 vA/pha ứng với IN = 1A
< 0,5 vA/pha ứng với IN = 5A
- Khả năng quá tải .
Nhiệt độ (giá trị hiệu dụng): 100 IN trong £ 1s
10 IN thời gian £ 10s
4 IN lâu dài
Dòng điện xung 250 IN trong 1/2 chu kỳ
- Điện áp nguồn thao tác (nguồn một chiều)
Uđm(VDC)
24/48
60/110/125
220/250
Sai lệch cho phép
19 ¸ 58
48 ¸ 150
176 ¸ 300
Nguồn thao tác một chiều được cấp qua bộ chuyển đổi
+ Điện áp xoay chiều £ 12% Uđm
+ Đỉnh - đỉnh £ 6% ở các Uph có thể chấp nhận
+ Công suất tiêu thụ » 7w
+ Công suất làm việc » 11w
+ Thời gian phục hồi khi có sự cố ³ 50ms ở Uđm ³ 110vdc
- Các tiếp điểm làm việc.
+ Số Rơ le cắt 2 (có thể đặt)
+ Số tiếp điểm/ Rơle 2 thưởng mở
+ Dung lượng dòng cắt 1000W/VA
+ Dung lượng cắt 30W/VA
+ Điện áp cắt 250v
+ Dòng cho phép 5A liên tục
30A trong 0,5s
- Tiếp điểm tín hiệu.
+ Số Rơle tín hiệu 4 (có thể đặt )/1
+ Số tiếp điểm/Rơle 1 thưởng mở
+ Dung lượng điện cắt 20w/vA
+ Điện ap định mức cắt 250v
+Dòng cho phép 1A
- Số đầu vào nhị phân 2 có thể đặt.
+ Điện áp làm việc 24 đến 250vdc
+ Dòng điện tiêu thụ » 2,5 mA độc lập với Uđm
- Các dao diện nối tiếp
+ Giao tiếp với người vận hành: không cách li
+ Giắc nối: hàng kẹp đấu nối có 25 cực phù hợp với tiêu chuẩn ISO 2110
+ Tốc độ chuyền: đấu nối máy tính cá nhân, min 1200 baud, max 19200.
- Giao điểm để truyền
+ Số liệu đến trung tâm điều khiển : cách ly
+ Các tiêu chuẩn: tương tự 1/24/V28 đến CC1TT
+ Tốc độ chuyền : mặc định 9600baucl , min 1200, max 19600
+ Độ đảm bảo truyền tín hiệu : K/c d= 4
+ Đấu nối trực tiếp: Bộ dấu nối mo dul 4 cực
+ Khoảng cách truyền tín hiệu : tối đa 1000m
+ Đấu nối cáp quang: F - 5MA cho đấu nối cáp quang trực tiếp
+ Chiều dài sóng quay: 820mm
+ Khoảng cách truyền: max 1,5 km
- Các ứng suất khí hậu (nhiệt độ xung quanh cho phép)
+ Khi làm việc -50c đến + 550c
+ Khi lưu kho -250c đến +550 c
+ Khi vận chuyển -250c đến +700c
3.4.3. Bảo vệ quá dòng có thời gian độ lập.
Phạm vi chỉnh định
+ Khởi động quá dòng I> (pha -pha)
I/In 0,05 ¸ 25 (bước 0,01)
+ Khởi động quá dòng Ic > (pha - đất )
I/In 0,05 ¸ 25,00 (bước 0,01)
+ Khởi động quá dòng I >> (pha - pha)
I/In 0,05 ¸ 25,00 (bước 0,01)
+ Khởi động quá dòng Ic >> (pha - đất )
I/In 0,05 ¸ 25,00 (bước 0,01)
+ Thời gian duy trì
T 0,00 ¸ 60,00(bước 0,01)
+ Thời gian khởi động cho I>; I >>; Ic > ; Ic >>
ở hai lần mức đặt không có đo lặp lại » 33 ms
ở hai lần mức đặt có đo lặp lại » 50 ms
ở năm lần mức đặt không có đo lặp lại » 25 ms
ở năm lần mức đặt có đo lặp lại » 40 ms
+ Thời gian giải trừ cho I >; I>>; Ic>; Ic >> » 35 ms
+ Tỷ lệ trở về » 0,95 ms
+ Dung sai
+ Các giá trị tác động I>; I>>; Ic >; Ic >> 3% giá trị đặt
+ Thời gian trễ 1% giá trị đặt hoặc 10 ms
- Các biến số có ảnh hưởng .
+ Dải điện áp nguồn nuôi
0,8 £ UH / UHN £ 1,15 £ 1%
+ Nhiệt độ trong dải
0o c £ mt £ 40o c
+Tần số trong dải .
0,95 £ f/ fn £ 1,05 £ 2,5%
+ Sóng hài tới 10% của sóng hài bậc 3
10% của sóng hài bậc 5
3.4.4. Bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc.
Phạm vi chỉnh định
+ Khởi động quá dòng Ip > (pha - pha )
I/In 0,1 ¸ 4,00 (bước 0,01)
+ Khởi động qua dòng Icp > (pha - đất)
I/In 0,1 ¸ 4,00 (bước 0,01)
+ Khởi động quá dòng Ip >> (pha - pha)
I/In 0,1 ¸ 25,00 (bước 0,01)
+ Khởi động qua dòng Icp >> (pha - đất)
I/In 0,1 ¸ 25,00 (bước 0,01)
+ Bội số thời gian cho Ipvà Icp
tp 0,05 ¸ 10,00 (bước 0,01)
+ Thời gian trễ cho I >> ; Icp >>
t 0,001 ¸ 60,00 (bước 0,01)
Đặc tính thời gian cắt theo I FC 255 -3 và BS 142
10
2
0.1
0.05
0.4
0.3
0.2
0.50
1
t[s]
40
30
20
5
4
3
10
100
50
2
4
6
8
8
I/Ip
20
0.5
2
1
4
Tp[s]
32
16
(b)- Phụ thuộc cao
(a)- Phụ thuộc thường
100
30
0.4
0.3
0.2
0.50
0.1
0.05
t[s]
2
2
1
4
40
10
5
4
3
20
50
Tp[s]
0.5
32
6
8
10
I/Ip
20
2
4
8
16
0.2
0.05
0.1
4
0.50
0.3
0.4
3
2
1
50
40
20
30
10
5
4
2
6
8
10
t[s]
100
8
I/Ip
20
4
Tp[s]
32
16
(c)- Phụ thuộc rất cao
Đặc tính thời gian phụ thuộc của 7SJ600
+ Bình thường (IEC 225 - 3 loại A)
T = . Tp
+ Rất phụ thuộc (IEC 255 -3 loại B)
T = . Tp
+ Cực phụ thuộc ( IEC 255 -3 loại C )
T = . Tp
Trong đó : T - thời gian cắt
Tp - bội số thời gian đặt.
I - dòng sự cố
Ip - mức dòng k/động
+ Ngưỡng tác động khoảng 1,1.Ip
- Dung sai .
+ Giá trị khởi động Ip >>; Icp > 3% giá trị đặt
+ Thời gian trễ cho 2 £ Ip < 20 5% gi trị đặt
- Các biến số ảnh hưởng
+ Dải điện áp nguồn thao tác.
0.8 £ UH/UHN £ 1,15 £ 1%
+ Nhiệt độ trong dải
00c £ mt £ 400c £ 0,5%/ 10 K
- Tần số trong dải
0.95 £ f / fN £ 1,05 £ 8%
3.4.5. Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ:
- Phạm vi chỉnh định.
+ Hệ số k theo IEC 255 - 8 0,1 ¸ 4,00 (B - 0,01)
+ Hằng số t/g ﺡ 0,1 ¸ 999,9 (B - 0,01)
+ Cấp báo tín hiệu th/ cắt 50 ¸ 100% tính đến việc tăng nhiệt độ cắt.
- Đặc tính thời gian cắt
t = ﺡ.ln
Trong đó :
t - là thời gian cắt
ﺡ - là thông số thời gian
I - dòng phụ tải
Ipre - dòng phụ tải trước đó
K - là hệ số theo IEC 255 - 8
20
500
1000
100
200
50
I/k.I
20
0.20
0.10
0.05
1
2
0.50
0.30
1
5
10
3
2
3
2
1
4
5
5
8
6
10
12
10
N
t
t / phút
100
30
50
Đặc tính thời gian của bảo vệ quá tải nhiệt 7SJ600
- Các hệ số trở về .
/ cắt trở về trước nhiệt độ báo tín hiệu
/ th » 0,99
I/ Ith » 0,99
- Dung sai
+ Tính đến kN . IK 10%
+ Tính đến thời gian cắt K 12% K 2s
- Các biến số có ảnh hưởng. (quy đổi theo k.In).
+ Dải điện áp thao tác 1 chiều.
0,8 £ UH/ UHN £ 1,15 £ 1%
+ Nhiệt độ trong dải
-50c £ mt £ + 400c £ 0,5%
+ Tần số trong dải
0,95 £ f/fn £ 1,05 £ 1%
3.4.6. Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt.
- Phạm vi chỉnh định .
+ Giải tác động của cấp dòng điện
I/In 001 ¸ 4,00 ( bước - 0,01 )
+ Cấp thời gian
tBF 0,06 ¸ 60s ( bước 0,01 )
- Thời gian tác động.
+ Với khởi động bên trong nằm trong khởi động của bảo vệ quá dòng
+ Với khởi động bên ngoài » 40 ms
- Dung sai
+ Giá trị tác động 3% giá trị đặt
+ Thời gian trễ t 1% giá trị đặt hoặc 20 ms
3.4.7. Các chức năng phụ khác.
- Đo thông số vận hành.
+ Các giá trị dòng điện
Dải đo 0% ¸ 240%
Sai số £ 2% IN
+ Các giá trị quá tải của / cắt
Dải đo 0% ¸ 240%
Sai số 3% quy đổi theo cắt
- Kiểm tra các giá trị đo : Tổng các dòng pha và đất
- Giám sát các giá trị đo ổn định.
- Lưu các số liệu về sự cố trên tín hiệu của sự cố sau cùng
- Phân bổ thời gian: chu kỳ đưa ra các tín hiệu vận hành (phút) còn chu kỳ cho tín hiệu sự cố (1ms)
- Lưu trữ số liệu cho việc ghi sự cố.
- Ghi các thao tác vận hành của máy cắt
+ Số lần cắt bởi 7SJ600 được lưu 0 ¸ 65535
+ Dòng cắt cuối cùng 0 ¸ 50 IN
+ Tổng các dồng cắt 0 ¸ 65535IN
3.4.8. Nguyên lý làm việc.
Rơle số bảo vệ quá dòng có thời gian 7SJ600 được trang bị bộ vi xử lý 16 bit nó trợ giúp cho quá trình sử lý sự cố có hoàn toàn cho tất cả các chức năng từ việc các số liệu thu nhận các thông số thu được đến đưa ra các tín hiệu cắt cho máy cắt.
Sự cách ly tin cậy của các mạch sử lý trong các mạch đo lường, điều khiển và cấp nguồn cho hệ thống với các bộ biến đổi đầu vào aralog (tương tự) có màn chứa các modul đầu vào, đầu ra nhị phân, các bộ biến đổi DC.
Phát hiện quá dòng từng pha riêng biệt và phát hiện sự cố chạm đất riêng.
Không nhậy cảm với thành phần 1 chiều dòng xung kích và các quá độ cao tần trong dòng điện đo được.
Các đặc tính quá dòng có thời gian được chọn có thể được đặt chồng lên bằng cấp thời gian tức thì hoặc độc lập. Các đặc tính có đặt riêng cho các dòng pha và dòng đất tất cả các cấp đều độc lập với nhau và có thể được đặt riêng.
Bảo vệ quá dòng có thời gian mỗi pha được so sánh với giá trị được đặt chung cho cả 3 pha.
- Các địa chỉ cài đặt.
Với bảo vệ quá dòng có thời gian độc lập cho sự cố pha pha (chức năng 51) địa chỉ cài đặt dòng khởi động cho chức năng 51 là khối địa chỉ 12/ 2 dòng cài đặt dưới dạng Iđ* = I/ In có dải đặt là 0,05 đến 25,00 .
+ Địa chỉ cài đặt cho thời gian tác động của 51 là khối địa chỉ 12/3 dải đặt là 0,00 đến 60,00s.
+ Với bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc cho sự cố pha - pha 51 địa chỉ cài đặt Ikđ là khối địa chỉ 12/4 dòng cài đặt dưới dạng Id* = I/In có dải cài đặt là 0,01 đến 4,00
+ Địa chỉ cài đặt của bội số thời gian tác động là khối địa chỉ 12/5 với dải đặt 0,05 đến 10,00 s
+ Bảo vệ quá dòng với thời gian độc lập cho sự cố pha - pha 51N. Địa chỉ cài đặt Ikđ cho 51N là khối địa 15/2 dạng dòng điện đặt I* = I/IN và có dải đặt là 0,05 đến 25,00 địa chỉ cài đặt thời gian tác động cho 51N là khối địa chỉ 15/3 dải đặt từ 0,00 đến 60,00 s.
+ Bảo vệ quá dòng với thời gian phụ thuộc cho sự cố pha đất (51N). Địa chỉ cài đặt Ikđ cho 51N, khối địa chỉ 15/4 dạng dòng điện đặt I*= I/ In dải đặt từ 0,01 đến 4,00.
+ Địa chỉ cài đặt cho bội số thời gian tác động là khối địa chỉ 15/5 dải đặt từ 0,05 đến 3,20.
+ Với bảo vệ quá dòng cắt nhanh cho sự cố pha - pha (chức năng 50) Địa chỉ cài đặt Ikđ cho chức năng 50 là khối địa chỉ 1202 dạng dòng điện cài đặt I*đ= I/In, dải cài đặt là 0,05 đến 25,00. Địa chỉ cài đặt cho thời gian trễ của 50 là khối địa chỉ 1203 dải cài đặt từ 0,00 đến 60,00 s hoặc ¥ (nếu không đặt chức năng 50).
Với bảo vệ quá dòng cắt nhanh cho sự cố pha - đất (chức năng 50N). Địa chỉ cài đặt dòng khởi động của 50N là khối địa chỉ 1502. Dạng dòng điện cài đặt là I*đ = I/In dải từ 0,05 đến 25,00. Địa chỉ cài đặt cho thời gian trễ của 50N là khối địa chỉ 1503 dải từ 0,01 đến 60,00 s hoặc hoặc ¥ (nếu không đặt chức năng 50N).
CHƯƠNG IV
CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN - TÍNH TOÁN CÁC THÔNG
SỐ ĐẶT VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẬY CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ
4.1. CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN (BI):
Máy biến dòng được chọn theo các điều kiện sau:
UdđBI ³ Umạng
Cấp chính xác: 5P20.
4.1.1. Chọn máy biến dòng điện cấp điện áp 110 kV (BI1).
Uđm = 110 kV
Vậy chọn BI 1 theo điều kiện sau:
Công suất: 30 VA
4.1.2. Chọn máy biến dòng điện cấp điện áp 35 kV(BI2).
Uđm = 35 kV
Vậy chọn BI 2 theo điều kiện sau:
Công suất: 30 VA
4.1.3. Chọn máy biến dòng điện cấp điện áp 10 kV (BI3).
Uđm = 10,5 kV
Vậy chọn BI 3 theo điều kiện sau:
Công suất: 30 VA
4.2. TÍNH CÁC THÔNG SỐ ĐẶT VÀ KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ:
Theo kết quả tính toán ngắn mạch tại chương II.
Chỉnh định cho bảo vệ so lệch rơ le 7UT513.
4.2.2.1 Các thông số cần chỉnh định.
a. Ngưỡng tác động cấp 1 (ISL>).
Ngưỡng tác động đoạn a của đặc tính tác động (hình 4.1) biểu thị dòng khởi động (Idiff) min của bảo vệ khi xét đến dòng không cân bằng cố định qua rơ le trong chế độ làm việc bình thường.
Dòng không cân bằng sinh ra do dòng từ hoá giới hạn điều chỉnh đầu phân áp và sai số của BI là Idiff = (0,3 4 0,5).IdđBA
Độ dốc đoạn đặc tính b (Slope 1) đảm bảo cho rơ le làm việc tin cậy trong trường hợp có dòng không cân bằng do sai số của BI, do sự thay đổi đầu phân áp của máy biến áp.
Độ dốc đoạn đặc tính được xác định theo độ lớn góc a1 theo nhà sản xuất khi độ dốc (Slope1) là 0,25 cho phép thay dổi đầu phân áp của máy biến áp tới 20%.
Độ dốc đường đặc tính c (Slope2) đoạn này có đặc tính hãm lớn, nhằm đảm bảo cho rơ lơ le làm việc trong điều kiện dòng không cân bằng lớn, BI bị bão hoà khi có ngắn mạch ngoài.
Độ dốc đoạn đặc tính được xác định theo độ lớn của góc a2 (a1<a2<50%)
b. Ngưỡng tác động cấp 2 (Isl>>).
Khi dòng so lệch đạt đến mức này (đoạn d) thì rơ le tác động ngay lập tức không kể dòng hãm.
Ngưỡng này được chỉnh định ở mức Idiff = (1 / UN%).Idđ của máy biến áp.
a2=0,5
a1= 0,25
I*Hãm
0,5
I*SL
Vùng tác động
Vùng hãm
7,2
2
16,9
2,5
5
Vùng hãm bổ xung
Hình 4-1: Đường đặc tính cảu bảo vệ so lệch 7UT51.
Các thông số của bảo vệ được chỉnh định theo địa chỉ sau:
1603 n I - DIFF >
0,50 I/IN Tr
Giá trị tác động của dòng so lệch quy đổi theo dòng định mức của MBA.
1604 n I - DIFF >>
7,20 I/IN Tr
Giá trị tác động của dòng so lệch không làm quy đổi theo dòng định mức của MBA.
1606 n SLOPE 1
0,25
Độ dốc nhanh đầu tiên của đặc tính cắt
(Nhánh b)
1607 n BASE PT2
2,5 I/IN Tr
Điểm bắt đầu của nhánh thứ 2 của đặc tính cắt
(Nhánh c)
1608 n SLOPE 2
0,5
Độ dốc của nhánh thứ 2 của đặc tính cắt
(Nhánh c)
4.2.2.2. Địa chỉ cài đặt các thông số máy biến áp - Khối địa chỉ 11.
1100 TRANS FORMER DATA
Bắt đầu khối "Thông số máy biến áp"
Thông số của cuộn 1.
1102 4 UN WIND 1
115.0 KV
Điện áp định mức cuộn 1 của MBA (pha - pha) Dải đặt: 0,4 kV đến 800 kV.
1103 4 PN WIND 1
25 MVA
Công suất biểu kiến định mức của cuộn 1.
Dải đặt: 0,2 MVA đến 5000 MVA.
1104 4 IN CT WIN 1
200 A
Dòng sơ cấp định mức của biến dòng cuộn 1
Dải đặt: 1 A đến 10.000 A.
1105 4 CT1 STARPT
TOWARDS TRANSF
Thành lập điểm đấu sao của các biến dòng cuộn 1:
TWDS - LINE/BUSBAR
Hướng về phía máy biến áp
Hướng về phía đường dây/ Thanh cái
1106 4 I0 HANDLE
I0 - ELIMINA TION
Xử lý dòng thứ tự không của cuộn 1
Dòng thứ tự không bị loại trừ
I0 – CORRECTION
Dòng thứ tự không bị loại trừ nhưng được hiệu chỉnh bằng dòng qua điểm đấu sao.
WITHOUT
Không có xử lý đặc biệt dòng thứ tự không.
1107 4 IN CTSTP1
200A
Dòng sơ cấp định mức của biến dòng điểm đấu sao cuộn 1. Dải đặt 1A đến 10.000A
1108 4 CT1 EAR - PT
TOWARDS TRANSF
Điểm đấu đất của biến dòng cuộn 1
TOWAR DS EARTH
Hướng về phía máy biến áp
Hướng về phía đất
Thông số của cuộn 2
1121 4 VEC TOR GR2
0
Số tổ đấu dây của cuộn 2
0 đến 11 (. 300)
1122 4 UN WIND 2
38.5 KV
Điện áp định mức cuộn 2 của máy biến áp (pha - pha).
Dải đặt: 0,4 kV đến 800 kV.
1123 4 PN WIND 2
25 MVA
Công suất biểu kiến định mức của cuộn 1.
Dải đặt: 0,2 MVA đến 5000 MVA.
1124 4 IN CT WIND 2
600A
Dòng sơ cấp định mức của biến dòng cuộn 2.
Dải đặt: 1A đến 10,000A.
1125 4 CT1 STARPT
TOWARDS TRANSF
Thành lập điểm đấu sao của các biến dòng cuộn 2.
TWDS - LINE/BUSBAR
Hướng về phía máy biến áp.
Hướng về phía đường dây/ Thanh cái
Thông số của cuộn 3
1141 4 VEC TOR GR3
11
Số tổ đấu dây của cuộn 3
0 đến 11 (. 300)
1142 4 UN WIND 3
10,5 KV
Điện áp định mức cuộn 1 của máy biến áp (pha pha).
Dải đặt: 0,4 kV đến 800 kV
1143 4 PN WIND 3
5
Công suất biểu kiến định mức của cuộn 3.
Dải đặt: 0,2 MVA đến 5000 MVA.
1144 4 IN CT WIN 3
2000A
Dòng sơ cấp định mức của biến dòng cuộn 3.
Dải đặt: 1A đến 100.000A
1145 4 CT1 STARPT
TOWARDS TRANSF
Thành lập điểm đấu sao của các biến dòng cuộn 3.
TWDS - LINE/BUSBAR
Hướng về phía máy biến áp.
Hướng về đường dây/Thanh cái.
Bảo vệ chạm đất có giới hạn 87N có trong 7UT513:
1900 4 REST EARTH
FAULT PROTECTION
Bắt đầu khối bảo vệ chạm đất có giới hạn.
1901 4 RESTR. E/F
ON
Bảo vệ so chạm đất giới hạn
Làm việc
1903 4 I - REF >
0,10 I/IN
Giá trị tác động của bảo vệ chạm đất giới hạn quy đổi theo định mức của đối tượng bảo vệ.
1904 4 CRIT ANGLE
1000
Góc giới hạn gãy cho độ ổn định tuyệt đối khi có dòng chạm đất chạy qua.
1910 4 2nd HAR MON
Hãm xung kích với hài bậc 2.
ON
làm việc
1911 4 2nd HAR MON
15%
Thành phần hài bậc 2 trong dòng so lệch nó chỉ khởi động khoá; % của sóng cơ bản của dòng so lệch.
1912 4 IREFMAX2
10,0 I/IN
Hãm với sóng hài bậc 2 có tác dụng giới hạn dòng so lệch này, quy đổi theo dòng định mức của đối tượng bảo vệ.
1925 4 T - DELAY >
0.00 s
Thời gian trễ bổ sung.
1927 4T - RESET
0,10 s
Thời gian trở về sau khi tín hiệu cắt đã hết.
Bảo vệ quá nhiệt 49 trong 7UT513:
2400 4 THER MAL
OVERLOAD DROT.1
Bắt đầu khối "Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ 1"
2401 4 THER MAL OL
Bảo vệ quá tải theo nhiệt độ 1 có thể:
ON
Làm việc
2402 4 K - FAC TOR
1.10
Giá trị của hệ số K = Imax/IN đối tượng.
2403 4 T - CONSTANT
100.0 MIN
Hằng số thời gian t
2404 4 0 WARN
90%
Độ tăng nhiệt báo tín hiệu bằng % của độ tăng nhiệt cắt qwam/qTrip
2405 4 1 WARN
1.00 I/IN
Cấp cảnh báo dòng, đặt theo hệ số của IN đối tượng.
4.2.2.3. Các thông số được chỉnh định bảo vệ so lệch:
+ Ngưỡng khởi động có hãm của dòng điện so lệch.
IDiff ≥ 0,5
+ Ngưỡng khởi động không có hãm của dòng điện so lệch.
IDiff ≥ 7,2
+ Ngưỡng khởi động không có hãm của dòng điện so lệch.
Slope1 = 0,25
Hệ số hãm tga1 = 0,25
+ Điểm cơ sở của nhánh đặc tính c:
IBase = IH / IdđBA = 2,5
Slope2 = 0,5
Hệ số hãm tga2 = 0,5
+ Tỷ lệ sóng hài bậc 2 là 15%.
+ Tỷ lệ sóng hài bậc 5 là 30%
+ Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ nhất.
+ Ngưỡng thay đổi hệ số hãm thứ 2
a2=0,5
a1= 0,25
I*Hãm
0,5
I*SL
Vùng tác động
Vùng hãm
7,2
2
16,9
2,5
5
Hình 4-2: Đường đặc tính bảo vệ so lệch.
4.2.3. Bảo vệ chạm đất có giới hạn (87N):
+ Sử dụng rơ le 7UT 513.
+ Chọn máy biến dòng .
N1 = 200 / 1
ccx: 5P20
+ Chọn thông số đặt cho 87N:
IReff = 0,1 . IdđBA
Vào thông số bảo vệ chạm đất có giới hạn khối địa chỉ 19.
1900 n REST . EATH
FAULT PROTECTION
Bắt đầu khối bảo vệ có giới hạn.
1901 n RES . E/F
ON
Bảo vệ chạm đất có giới hạn
Làm việc
1903 n I – REF >
0,1 I / IN
Giá trị tác động quy đổi theo dòng định mức của đối tượng được bảo vệ.
1904n CRIT.ANGLE
100 0
Góc giới hạn gẫy cho độ ổn định khi có dòng chạm đất chạy qua
1910n 2nd HARMON
ON
Hãm xung kích với hài bậc 2
Làm việc
1911n 2nd HARMON
15%
Thành phần hài bậc 2 trong dòng so lệch mà rơ le phát tín hiệu khoá.
1912 n IREF MAX 2
10 I / IN
Hãm sòng hài bậc 2 có tác dụng đến dòng so lệch này quy đổi theo dòng danh định của đối tượng được ảo vệ
1925 n I – DELAY
0,0 c
Thời gian trễ.
0,0 Sec
1927n T . RESET
0,1 sec
Thời gian trở về khi tín hiệu cắt hết 0,1 sec
4.2.4. Chức năng chống quá tải của 7UT513:
Công suất định mức của các cuộn dây các phía máy biến áp bằng nhau.
+ hằng số thời gian:
Trong đó: Dòng điện cho phép trong 1 sec là 25000 A
+ Hệ số quá tẩi K:
Ngưỡng nhiệt độ báo động: 90% của độ tăng nhiệt cắt
Địa chỉ khối:
2400nTHERT
OVERLOAD
Bắt đầu khối bảo vệ nhiệt độ.
2401nTHERMALOL
ON
Bảo vệ quá tải nhiệt độ bật.
Làm việc
2402n K –FACTOR
1,4 I/IN
Giá trị đặt của hệ số K = 1,4.
2403nT – CONTANT
656
Hằng số thời gian = 10 phút
2404nT- ALM
90%
Độ tăng nhiệt độ báo tín hiệu bằng % của độ tăng nhiệt 90%
4.2.5. Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 35 kV (BI2).
N1’
BV1
T G10 kV
BV3
BV2
TG 110 kV
TG 35 kV
Chức năng 51:
Chức năng 51 của bảo vệ 2 phải phối hợp với chức năng 51 phía đường dây, giả sử thời gian cắt lớn nhất đối với sự cố ngắn mạch pha - pha của các lộ đường dây 35 kV nối vào thanh cái của máy biến áp là 1 (sec) vậy để đảm bảo khả năng chọn lọc đúng thì bảo vệ của chức năng 51 bảo vệ 2 ta phải chọn thời gian tác động một cấp là 0,3 sec.
t = tcdd + Ät = 1,0 + 0,3 = 1,3 (Sec)
Tính dòng điện khởi động đặt vào bảo vệ chức năng 51:
Trong đó: Kat = 1,2 hệ số an toàn
Kmm = 1 hệ số mở máy
Ktv = 0,95 hệ số trở về
Ilvmax Dòng làm việc max chạy qua bảo vệ
Dòng điện cài đặt cho chức năng 51 bảo vệ 2:
Vì rơ le chỉ làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,11
Vậy thông số cần đặt cho chức năng 51 BV2:
I*đ = 1,11
tcắt = 1,3 sec
4.2.6. Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 10 kV (BI3).
Chức năng 51.
thời gian tác động của chức năng 51 BV3. Giả sử thời gian cắt ngắn mạch lớn nhất là 1 sec. Vậy để đảm bảo tính chọn lọc từng cấp thì thời gian tác động của chức năng 51 BV3:
t = tcdd + Ät = 1,0 + 0,3 = 1,3 sec
Dòng điện đặt phục vụ cho chức năng 51 BV3:
Dòng điện đặt cho chức năng 51:
Vì bảo vệ rơ le chỉ làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,17
Vậy thông số cần cài đặt cho chức năng 51 BV3:
I*đ = 1,17
t = 1,3 sec
4.2.7. Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 110 kV (BI1).
a. Chức năng 50:
Dòng điện khởi động để đảm bảo tính chọn lọc cần chọn dòng khởi động theo:
Dòng điện cài đặt cho chức năng 50 BV1:
Vì bảo vệ rơ le chỉ làm tròn đến 0,01 nên ta chọn I*đ = 6,48
Vậy thông số cần cài đặt cho chức năng 50 BV1 là:
t = 0 sec
I*đ = 6,48
b. Chức năng 50N:
Dòng điện khởi động cho chức năng 50N:
Dòng điện đặt cho chức năng 50N:
Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,46
Vậy thông số cài đặt cho chức năng 50N (BV1) là:
t = 0 sec
I*đ = 1,46
c. Chức năng 51 (BV1):
Chức năng bảo vệ 51 BV1 phải phối hợp với chức năng bảo vệ 51 của đường dây phía 110 kV; BV2 và BV3. theo nguyên tắc từng cấp để đảm bảo tính chọn lọc thì:
Dòng điện phục vụ cho chức năng 51 BV1:
Dòng điện cài đặt cho chức năng 51 BV1:
Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 1,11.
Vậy thông số cần đăt cho chức năng 51 BV1 là:
t = 1,6 sec
I*đ = 1,11
d. Chức năng 51N (BV1):
Thời gian tác động của chức năng 51N bảo vệ 1 phải phối hợp với thời gian cắt ngắn mạch của đường dây 110kV khi xảy ra chạm đất và thời gian cắt ngắn mạch chức năng 51N, BV2, BV3 theo nguyên tắc từng cấp. Giả sử thời gian cắt ngắn mạch lớn nhất là 1,3 sec thì thời gian cắt ngắn mạch của BV1 là:
t = tmax + Ät = 1,3 + 0,3 = 1,6 sec
Dòng điện khởi động cho chức năng 51N:
Dòng điện đặt cho chức năng 51N:
Vì bảo vệ rơ le làm tròn đến 0,01 nên chọn I*đ = 0,26
Vậy thông số cần đăt cho chức năng 51N (BV1) là:
I*đ = 0,26
t = 1,6 sec
4.2.8. Bảo vệ quá áp thứ tự không chống chạm đất phía 35kV
Bảo vệ dùng để phát tín hiệu khi có hiện tượng chạm đất xảy ra.
Điện áp khởi động
Ukđ = 30% .Udđ = 0,3 . 35 = 10,5 kV
Điện áp khởi động thứ cấp:
Utckđ = Ukđ/ Nu = 10500 / 350 = 30 V
4.3. KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ SO LỆCH:
Để kiểm tra độ nhậy của bảo vệ so lệch MBA ta cần tính hệ số độ nhậy Kn đối với những điểm ngắn mạch trong vùng bảo vệ và hệ số an toàn Kat đối với những điểm ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ của bảo vệ so lệch MBA.
Chọn cấp tính toán cơ sở:
Tính toán dòng so lệch và dòng hãm của rơ le 7UT 513 theo công thức sau:
ISL = {í1 + í 2 + í 3}(*)
IH = {í1 {+ {í 2 {+ {í 3}(**)
Trong đó í1 ,í 2 ,í 3 dòng điện chạy qua các BI.
4.3.1 Kiểm tra độ an toàn của bảo vệ so lệch máy biến áp:
Để kiểm tra độ an toàn hãm của bảo vệ so lệch, ta đi tính dòng điện không cân bằng (Ikcb) do sai số của BI và do sai số đầu phân áp của máy biến áp.
ISL = Ikcb BI + Ikcb U
Ikcb BI: Dòng điện không cân bằng tính đến sai số BI.
Ikcb BI = Kdn – Kkcb.fI.Ing max.
Trong đó: Kdn = 1 - Hệ số đồng nhất.
Kkcb = 1 - Hệ số xét tới sự ảnh hưởng của thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch.
fI = (0 ¸ 0,1) - Sai số của BI.
IKCBU: Dòng điện không cân bằng xét tới sai số do điều chỉnh đầu phân áp của MBA.
IkcbU = Udc%.INngmax.
MBA có đầu điều chỉnh: ± 9 . 1,78%
Udc% = 9 . 1,78 = 0,16
4.3.1.1. HTĐ max với trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập:
xét điểm ngắn mạch N(1):
Dạng ngắn mạch N(1):
Theo kết quả ngắn mạch ta có bảng kết quả ngắn mạch:
N1
N(3)
N(1)
N(1,1)
BI1
BI2
BI3
BI1
BI2
BI3
BI1
BI2
BI3
If
0
0
0
-1,932
0
0
-1,947
0
0
I0
0
0
0
-1,932
0
0
-1,947
0
0
If – I0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Có Ingmax= 1,932 nhỏ nên ta chọn sai số BI: fi = 0
Vậy Isl = (0 + 0,16). 1,932 = 0,309
Kat = I slng / I sl = 0,5 / 0,309 = 1,618
- Dạng ngắn mạch N(1,1):
Có Ingmax= 1,947 nhỏ nên ta chọn sai số BI: fi = 0,1
Vậy Isl = (0 + 0,16). 1,947 = 0,312
Kat = I slng / I sl = 0,5 / 0,312 = 1,602
b- Xét điểm ngắn mạch N2.
Theo kết quả tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ so lệch MBA ta có:
N2
N(3)
BI1
BI2
BI3
If
8,598
-8,598
0
I0
0
0
0
If – I0
8,598
-8,598
0
Ta có công thức tính Ih:
Ih = ½IBI1½ + ½IBI2½ + ½IBI3½
Dạng ngắn mạch N(3).
Ih = ½8,598½ + ½-8,598½ + ½0½= 17,196
Tính dòng so lệch ngưỡng: Do Ih = 17,196 > 5 tính ISLng trên đoạn C.
ISLng = tga2 (Ih - 2,5) = 0,5. ( 17,196 - 2,5) = 7,348
Vì Ingmax = 8,598 lớn nên ta lấy fI = 0,1
ISL = Ikcb = (0,1 + 0,16). Ingmax = 0,26 . 8,598 = 2,235
Kat = ISLng/ ISL = 7,348 / 2,235 = 3,287
c- Xét điểm ngắn mạch N3.
Theo kết quả tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ so lệch MBA ta có:
N3
N3
BI1
BI2
BI3
If
5,516
0
-5,516
I0
0
0
0
I1 + I2
5,516
0
-5,516
Ta có công thức tính Ih:
Ih = ½IBI1½ + ½IBI2½ + ½IBI3½
Ih = ½5,516½ + ½0½ + ½-5,516½= 11,032
- Dạng ngắn mạch N(3).
Do Ih = 11,032 > 5 nên tính dòng so lệch trên đoạn C
ISLng = tga2 .(Ih - 2,5) = 0,5. (11,032 - 2,5) = 4,266
Vì Ingmax = 5,516 lớn nên ta lấy fI = 0,1
ISL = IKCB = (0,1 + 0,16). Ingmax = 0,26 . 5,516 = 1,434
Kat = ISLng/ ISL = 4,266 / 1,434 = 2,975
4.3.2. Kiểm tra độ nhậy của bảo vệ so lệch máy biến áp:
4.3.2.1. HTĐ min với trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập:
a- Xét điểm ngắn mạch N'1.
Dạng ngắn mạch N(3).
Theo kết quả tính toán ngắn mạch phục vụ cho bảo vệ so lệch MBA:
N'1
N(2)
N(1)
N(1,1)
BI1
BI2
BI3
BI1
BI2
BI3
BI1
BI2
BI3
If
59,726
0
0
69,428
0
0
69,397
0
0
I0
0
0
0
21,922
0
0
20,924
0
0
I 1 + I 2
59,726
0
0
47,056
0
0
61,092
0
0
Theo công thức tính Ih:
Ih = ½IBI1½ + ½IBI2½ + ½IBI3½ = ½59,726½ + ½0½ + ½0½= 59,726
Dòng điện ngưỡng được tính ở đoạn D
Hệ số độ nhậy:
KN = ISL / Ing = 59,726 / 7,2 = 8,295
Dạng ngắn mạch N(1).
ISL = Ih = ½47,056½ + ½0½ + ½0½= 47,056
Dòng điện ngưỡng được tính ở đoạn D.
Hệ số độ nhậy:
KN = ISL / Ing = 47,056 / 7,2 = 6,535
Dạng ngắn mạch N(1;1).
ISL = Ih = 61,092
Dòng điện ngưỡng được tính ở đoạn D.
Hệ số độ nhậy:
KN = ISL / Ing = 61,092 / 7,2 = 8,48
b- Xét điểm ngắn mạch N’'2
N2’
N(2)
BI1
BI2
BI3
If
7,247
7,247
0
I0
0
0
0
i1 + i 2
7,247
7,247
0
Theo công thức tính Ih:
ISL = Ih = ½IBI1½ + ½IBI2½ + ½IBI3½ = 14,494
- Dạng ngắn mạch N(3)
Dòng điện ngưỡng được tính ở đoạn C
Ing = tga2 .(Ih - 2,5) = 0,5. (14,494 - 2,5) = 5,997
Hệ số độ nhậy:
KN = Ih / Ing = 14,494 / 5,997 = 2,417
c- Xét điểm ngắn mạch N'3.
N3’
N(3)
BI1
BI2
BI3
If
4,694
0
4,694
I0
0
0
0
I 1 + I 2
4,694
0
4,694
- Dạng ngắn mạch N(3).
ISL = Ih = ½4,694½ + ½4,694½ + ½0½= 9,388
Ngưỡng được tính ở đoạn C
Ing = tga2 .(Ih - 2,5) = 0,5 . (9,388 - 2,5) = 3,444
Hệ số độ nhậy:
KN = Ih/ Ing = 9,388 / 3,444 = 2,726
4.3.3. Kiểm tra độ nhậy của bảo vệ quá dòng phía 110 kV:
4.3.3.1. HTĐ min trạm biến áp có hai máy biến áp làm viếc song song.
Để kiểm ta độ nhậy của chức năng 51, 51N bảo vệ quá dòng, đi tim dòng điện ngắn mạch pha nhỏ nhất chạy qua BI phía 110 kV kihi xảy ra ngắn mạch tại N’1, N2, N’2, N3, N’3. Theo kết quả tính được tại chương II.
Tìm được dòng điện nhỏ nhất.
I f = 4,352 Trường hợp ngắn mạch 3 pha khi hệ thống min 2 máy biến áp vận hành song song.
I 0 = 20,924 Trường hợp ngắn mạch 2 pha chạm đất khi hệ thống min 1 máy biến áp vận hành song song.
4.3.3.2. Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51:
Dòng điện phục vụ cho chức năng 51 bảo vệ 1:
I kđ = 0,2219 kA
I f = 4,352 . 125,5 = 546 A
Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51:
4.3.3.2. Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51N:
Dòng điện phục vụ cho chức năng 51N bảo vệ 1:
Ikđ = 0,05 kA
I f = 20,924 . 125,5 = 2,625 kA
Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51:
Với độ nhậy như trên bảo vệ đảm bảo làm việc tin cậy.
4.3.4 Bảng tổng kết các giá trị:
4.3.4.1. Kiểm tra độ an toàn HTĐ max với trạm biến áp có 1 máy biến áp vận hành độc lập:
Max
N1
N2
N3
N(1)
N(1,1)
N(2)
N(3)
IN
0
0
17,196
11,032
ISLng
0,5
0,5
7,348
4,266
ISL
0,309
0,312
2,235
1,434
Kat
1,618
1,602
3,287
2,975
4.3.4.2. Kiểm tra độ nhậy HTĐ min với trạm biến áp có 1 máy biến áp vận hành độc lập:
Min
N'1
N'2
N'3
N(2)
N(1)
N(1,1)
N(3)
N(3)
IN = ISL
59,726
47,056
83,04
14,494
9,388
Ing
7,2
7,2
7,2
5,997
3,444
KN
8,295
6,535
8,48
2,417
2,726
Nhận xét:
Qua kết quả tính toán ở trên cho thấy việc kiểm tra độ an toàn và độ nhậy của bảo vệ so lệch cho thấy thông số đã chỉnh định đảm bảo cho rơ le làm việc đạt yêu cầu về độ nhậy cũng như độ an toàn.
Lời nói đầu
CHƯƠNG I
ĐẶC ĐIỂM VỀ TRẠM BIẾN ÁP VÀ
THÔNG SỐ KỸ THUẬT CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
4
1.1. Giới thiệu chung về trạm biến áp:
4
1.1.1. Đặc điểm sơ đồ trạm.
4
1.1.2. Lưới phân phối điện.
5
1.2. Thông số chính trạm biến áp.
7
1.2.1. Máy biến áp T1.
8
1.2.2. Loại máy cắt 110 kV.
8
1.2.3. Loại máy cắt 35 kV.
9
1.2.4. Loại máy cắt 10 kV.
9
1.2.5. Máy biến điện áp.
10
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP
2.1. Mục đích tính ngắn mạch:
10
2.2. HTĐ max với trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập:
11
2.2.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N1
13
2.2.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’1
15
2.2.3. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N2
17
2.2.4. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’2
17
2.2.5. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N3
18
2.2.6. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’3
19
2.3. HTĐ min với trạm biến áp có 2 máy biến áp làm việc song song:
20
2.3.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N1
21
2.3.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’1
22
2.3.3. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N2
24
2.3.4. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’2
25
2.3.5. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N3
26
2.3.6. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’3
27
2.4. HTĐ min với trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập:
28
2.4.1. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N1
28
2.4.2. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’1
30
2.4.3. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N2
32
2.4.4. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’2
32
2.4.5. Xét điểm ngắn mạch nằm ngoài vùng bảo MBA tại N3
33
2.4.6. Xét điểm ngắn mạch nằm trong vùng bảo MBA tại N’3
34
2.5. Bảng tổng kết giá trị I ngắn mạch chạy qua BI trong các chế độ.
34
2.5.1. Chế độ HTĐ max trạm biến áp có 1 MBA vận hành độc lập.
35
2.5.2. Chế độ HTĐ min trạm biến áp có 2 MBA vận hành song song.
36
2.5.3. Chế độ HTĐ min trạm biến áp có 1 MBA vận hành độc lập.
38
CHƯƠNG III
LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ VÀ
GIỚI THIỆU CÁC TÍNH NĂNG CỦA RƠ LE
3.1. Lựa chọn các phương thức bảo vệ, rơ le được sử dụng:
40
3.2. Các loại bảo vệ được đặt cho máy biến áp:
43
3.2.1. Những hư hỏng thường xảy ra đối với máy biến áp.
43
a. Hư hỏng bên trong máy biến áp.
43
b. Hư hỏng ở chế độ làm việc bình thường của MBA.
44
3.2.2. Các chức năng bảo vệ được sử dụng.
44
3.2.2.1. Nguyên lý bảo vệ bằng rơ le khí.
44
3.2.2.2. Nguyên lý bảo vệ so lệch dòng điện.
44
3.2.2.3. Nguyên lý bảo vệ quá dòng điện.
45
3.2.2.4. Nguyên lý bảo vệ dòng điện thứ tự không MBA.
45
3.2.2.5. Bảo vệ chống quá tải máy biến áp.
46
3.3. Giới thiệu tính năng và thông số của rơ le 7UT 513:
48
3.3.1. Tính năng và thông số của rơ le 7UT 513.
48
3.3.1.1. Tính năng của rơ le 7UT 513.
48
3.3.1.2. Các thông số kỹ thuật rơ le 7UT 513.
48
3.3.1.3. Phạm vi chỉnh định đối chức năng bảo vệ so lệch MBA.
50
3.3.1.4. Bảo vệ chạm đất có giới hạn.
51
3.3.1.5. Bảo vệ quá dòng có thời gian.
51
3.3.1.6. Bảo vệ quá tải.
52
3.3.2. Nguyên lý hoạt động rơ le 7UT 513
53
3.4. Tính năng và thông số của rơ le 7SJ 600:
59
3.4.1. Tính năng của rơ le 7SJ 600.
59
3.4.2. Thông số kỹ thuật rơ le 7SJ 600.
59
3.4.3. bảo vệ quá dòng có thời gian độc lập.
61
3.4.4. bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc.
62
3.4.5. bảo vệ quá tải theo nhiệt độ.
64
3.4.6. Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt.
66
3.4.7. Các chức năng phụ khác.
66
3.4.8. Nguyên lý làm việc.
67
CHƯƠNG IV
CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN – TÍNH TOÁN CÁC THÔNG
SỐ ĐẶT VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẬY CỦA HỆ THỐNG BẢO VỆ
4.1. Chọn máy biến dòng điện (BI):
68
4.1.1. Chọn máy biến dòng cấp điện áp 110 kV (BI1).
68
4.1.2. Chọn máy biến dòng cấp điện áp 35 kV (BI2).
68
4.1.3. Chọn máy biến dòng cấp điện áp 10 kV (BI3).
69
4.2. Tính các thông số đặt và kiểm tra sự làm việc vủa bảo vệ:
69
4.2.1. Theo kết quả tính toán ở chương II.
69
4.2.2. Chỉnh định cho bảo vệ so lệch 7UT513.
69
4.2.2.1. Các thông số cần chỉnh định.
69
a. Ngưỡng tác động cấp 1.
69
b. ngưỡng tác động cấp 2.
69
4.2.2.2. Địa chỉ cài đặt các thông số MBA khối địa chỉ 11.
70
4.2.2.3. Các thông số được chỉnh định bảo vệ so lệch.
75
4.2.3. Bảo vệ chạm đất có giới hạn (F87N).
76
4.2.4. Chức năng chống quá tải rơ le 7UT513.
77
4.2.5. Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 35 kV.
78
4.2.6. Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 10 kV.
78
4.2.7 Bảo vệ quá dòng dự phòng phía 110 kV.
79
a. Chức năng 50.
79
b. Chức năng 50N.
79
c. Chức năng 51.
79
d. Chức năng 51N.
80
4.2.8 Bảo vệ quá áp thứ tự không chống chạm đất phía 35 kV.
80
4.3. Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ so lệch.
81
4.3.1. Kiểm tra độ an toàn của bảo vệ so lệch máy biến áp.
82
4.3.1.1. HTĐ max trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập.
83
4.3.2. Kiểm tra độ nhậy của bảo vệ so lệch máy biến áp.
84
4.3.2.1. HTĐ min trạm biến áp có 1 máy biến áp làm việc độc lập.
84
4.3.3. Kiểm tra độ nhậy của bảo vệ quá dòng 110 kV.
86
4.3.3.1. HTĐ min 2 máy biến áp làm việc song song.
86
4.3.3.2. Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51.
87
4.3.3.3. Kiểm tra độ nhậy của chức năng 51N.
87
4.3.4. Bảng kết quả các giá trị
88
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- [webtailieu.net]-DDientu80.DOC