Thiết kế bảo vệ trạm biến áp

i tượng bảo vệ được chọn là hai máy biến áp T2 và T3 với các thông số chính như sau 2.Các thông số chính của đối tượng được bảo vệ : 2.1 Phần 110 kV : 2.1.1. Thông số của máy biến áp T2: - Nhà sản xuất : Crompton Greave - Kiểu máy : CGL ET40/40/40 - Số máy : ET8598 - Nước sản xuất : ấn Độ - Năm sản xuất : 1997 - Dung lượng danh định : 40/40/40 MVA (tại 200C, làm mát đầy đủ) - Tổ đấu dây : YN/d-11/yn-o - Điện áp danh định : 115 / 38,5 / 23 kV - Dòng điện danh định : 200,8/599,8/1004,1 A - Điều áp dưới tải phía cao áp 115 kV : 69x1,78% - Điều áp không điện phía 23 kV : 62x2,5 % - Tích hợp biến dòng điện tại sứ phía 110 kV và 35 kV - Số quạt làm mát : 8 chiếc - Công suất quạt : 0,6 kW - Tổng khối lượng máy : 100000 kg - Khối lượng dầu : 83000 kg - Chất liệu dây dẫn : Đồng - Pkhông tảI : 28,8 kW tại U=Uđm : 39,726 kW tại U=1,1 Uđm - Uk % (115-38,5) : 11,3% - Uk % (115-23) : 21,78% - Uk % (38,5-23) : 8,73% - I0 % : 0,234% * Bộ chuyển nấc dưới tải kiểu UZERN 380/300: - Nước sản xuất : Thuỵ Điển - Nhà sản xuất : ABB - Số máy : 8330349 - Dòng danh định : 240A - Kiểu điều áp : Từ xa hay tại chỗ - Mô tơ truyền động : Kiểu BUF3 - nguồn 3 pha - 380V/50HZ *Thiết bị bảo vệ kèm theo máy: - Đồng hồ chỉ mức dầu . - Đồng hồ đo nhiệt độ dầu và cuộn dây - Báo tín hiệu T0dầu = 550C. Cắt máy cắt khi T0dầu = 80-950C - Báo tín hiệu T0dây = 550C. Cắt máy cắt khi T0dây = 100-1100C - Rơle hơi hai mức tác động: + Cảnh báo (báo tín hiệu) + Cắt máy cắt 3 phía MBA - Rơle dòng dầu: Cắt máy cắt 3 phía MBA *Điện áp và dòng điện ứng với các nấc điều chỉnh: Nấc Uphía 115 (V) I110(A) Phía 38,5 Nấc Uphía 23 (V) I23(A) 1 133423 173,1 Cố định 1 24150 956,3 2 131376 175,8 2 23575 979,6 3 129329 178,6 3 23000 1004,1 4 127282 181,4 4 22425 1029,8 5 125235 184,4 5 21850 1056,9 6 123188 187,5 Điều áp dưới tải phía 115 kV Điều áp không điện phía 23 kV Không nấc điều áp phía 38,5 kV . 7 121141 190,6 8 119094 193,9 9 117047 197,3 10 115000 200,8 11 112953 204,5 12 110906 208,2 13 108859 212,1 14 106812 216,2 15 104765 220,4 16 102718 224,8 17 100671 229,4 18 98624 234,2 19 96577 239,1 *Các loại Role bảo vệ và chỉ số chỉnh định Rơle của máy biến áp T2: Tên máy cắt Thiết bị được bảo vệ Loại Rơle Trị số chỉnh định Tỷ số TI Trị số đặt Thời gian cắt 132 332 432 MBAT2 40/40/40MVA 115/38,5/23kV YN/d-11/yn-o So lệch KBCH-130 Phía115kV 600/5 Phía 38,5kV 600/5 Phía 23 kV 1000/5 0s Cắt 132 332 432 Quá dòng phía 115kV KCGG-140 200/5 I>> = 4,6In I> = 1,8In 1,0s cắt cả 2,5s cắt cả Quá dòng phía 38,5kV KCGG-140 600/5 I>> = 4,6In I> = 1,8In 0,5s cắt 332 2,0s cắt 332 Quá dòng phía 23kV KCGG-140 1000/5 I>> = 2,7In I> = 1,8In 0,5s cắt 432 1,5s cắt 432 Quátải115kV MCHD-04 200/5 I = 1,2 In 9,0s báo tín hiệu 2.1.2. Thông số của máy biến áp T3: - Nhà sản xuất : Crompton Greave - Kiểu máy : CGL ET40/40/16 - Số máy : ET8597 - Nước sản xuất : ấn Độ - Năm sản xuất : 1997 - Dung lượng danh định : 40/40/16 MVA (tại 200C, làm mát đầy đủ) - Tổ đấu dây : YN/ yn-o/d-11 - Điện áp danh định : 115 / 23 / 6,6 KV - Dòng điện danh định :200,8/1004,1/1399,6 A - Điều áp dưới tải phía cao áp 115 kV : 69x1,78% - Điều áp không điện phía 23 kV : 62x2,5 % - Tích hợp biến dòng điện chân sứ phía 110 kV - Số quạt làm mát : 8 chiếc - Công suất quạt :0,6 kW - Tổng khối lượng máy : 99000 kg - Khối lượng dầu : 22300 kg - Chất liệu dây dẫn : Đồng - Pkhông tảI :27 kW tại U=Uđm :39 kW tại U=1,1 Uđm - Uk % (115-23) : 18,96% - Uk % (115-6,6) : 11,82% - Uk % (23-6,6) : 3,19% - I0 % : 0,234% *Bộ chuyển nấc dưới tải kiểu UZERN 380/300: - Nước sản xuất : Thuỵ Điển - Nhà sản xuất : ABB - Số máy : 8330349 - Dòng danh định : 240A - Kiểu điều áp : Từ xa hay tại chỗ - Mô tơ truyền động : Kiểu BUF3 - nguồn 3 pha - 380V/50HZ *Thiết bị bảo vệ kèm theo máy: - Đồng hồ chỉ mức dầu . - Đồng hồ đo nhiệt độ dầu và cuộn dây - Báo tín hiệu T0dầu = 550C. Cắt máy cắt khi T0dầu = 85-950C - Báo tín hiệu T0dây = 600C. Cắt máy cắt khi T0dây = 100-1100C - Rơle hơi hai mức tác động: + Cảnh báo (báo tín hiệu) + Cắt máy cắt 3 phía MBA - Rơle dòng dầu: Cắt máy cắt 3 phía MBA *Điện áp và dòng điện ứng với các nấc điều chỉnh: Nấc Uphía 115 (V) I110(A) Phía 6,6kV Nấc Uphía 23 (V) I23(A) 1 133423 173,1 Cố định 1 24150 956,3 2 131376 175,8 2 23575 979,6 3 129329 178,6 3 23000 1004,1 4 127282 181,4 4 22425 1029,8 5 125235 184,4 5 21850 1056,9 6 123188 187,5 Điều áp dưới tải phía 115 kV Điều áp không điện phía 23 kV Không nấc điều áp phía 6,6 kV . 7 121141 190,6 8 119094 193,9 9 117047 197,3 10 115000 200,8 11 112953 204,5 12 110906 208,2 13 108859 212,1 14 106812 216,2 15 104765 220,4 16 102718 224,8 17 100671 229,4 18 98624 234,2 19 96577 239,1 *Các loại Role bảo vệ và chỉ số chỉnh định Rơle của máy biến áp T2: Tên máy cắt Thiết bị được bảo vệ Loại Rơle Trị số chỉnh định Tỷ số TI Trị số đặt Thời gian cắt 133 433 633 MBAT3 40/40/16MVA 115/23/6,6kV YN/ yn-o/d-11 So lệch KBCH-130 Phía115kV 600/5 Phía 23kV 600/5 Phía 6,6 kV 1000/5 0s Cắt 132 332 432 Quá dòng phía 115kV KCGG-140 200/5 I>> = 3, 0In I> = 1,8 In 1,0s cắt cả 2,5s cắt cả Quá dòng phía 23kV KCGG-140 1000/5 I>> = 4,0 In I> = 1,8 In 0,5s cắt 433 1,5s cắt 433 Quá dòng phía 6kV KCGG-140 2000/5 I>> = 4,2 In I> = 2,5 In 0,5s cắt 633 2s cắt 633 Quátải115kV MCHD-04 200/5 I = 1,2 In 9,0s báo tín hiệu 2.1.3.Thông số máy cắt khí SF6-110 kV (MC171, 172, 173, 132, 100): - Kiểu : S1-145F1 - Số : 3006020/2 - Nhà sản xuất : AEG - Nước sản xuất : Đức - Năm sản xuất : 1997 - Năm vận hành :18/11/1999 - Số cực : 3 *Các giá trị danh định: - Điện áp danh định : Uđm = 145 kV - Dòng điện danh định : Iđm = 3150 A - Dòng cắt sự cố cho phép : Isc = 31,5 kA - Xung dòng ngắn mạch cho phép : 80kA - Thời gian chịu dòng ngắn mạch danh định : 3s *Tính năng cắt dòng điện dung: - Dòng cắt danh định dòng điện nạp cho đường dây trên không : 50 A - Dòng cắt danh định dòng điện nạp cho cáp : 160A *Các giá trị thời gian danh định (có sai số 10%): - Thời gian mở : 39ms - Thời gian cắt : 60ms - Thời gian đóng : 90ms - Thời gian từ đóng chuyển sang mở: 60ms - Thời gian chết : 300ms - Thời gian tự đóng lại : 360 ms *Mạch điều khiển đóng cắt: - Số hệ thống đóng /cắt : 01/02 - Nguồn cấp danh định cho cuộn đóng cắt : DC-220 - Công suất tiêu thụ của cuộn đóng : 300W - Công suất tiêu thụ của cuộn cắt : 170W *Cơ cấu chuyển động : - Kiểu chuyển động lên dây cót loại : CRR5-1 - Số lượng : 01 - Điện áp : 220V-AC - Dòng khởi động : ≤ 15A - Công suất tiêu thụ của môtơ : 75W *Nguồn Điều Khiển: - Đóng cắt : Nguồn một chiều 220V DC *Bảo vệ Rơle cho 171: - BI dầu : AT4-125 EMEK Thổ Nhĩ Kỳ - Tỷ số : 600/5 - Loại Rơle số : + Bảo vệ khoảng cách 3 cấp : dùng Rơle : 7SA 511 – SIEMENS + Bảo vệ quá dòng có hướng : 2 cấp dùng Rơle : KCEG – 140 GEC- ALSTHOM + Bảo vệ quá dòng chạm đất có hướng 3 cấp + Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 50BF 2.1.4. Thông số kỹ thuật máy cắt ít dầu – 110 kV (MC131): - Loại máy cắt : BMT-110-Ь-25/1250T1- Máy cắt ít dầu có khí Nitơ - Số cực : 3 *Các giá trị danh định: - Điện áp danh định : 123 kV - Tần số danh định : 50/60 Hz - Dòng tải danh định : 1250A - Dòng cắt ngắn mạch danh định : 25 kA - Xung dòng ngắn mạch cho phép : 80 kA 2.1.5. Thông số kỹ thuật máy biến dòng (BI) 110 kV: a.Thông số kỹ thuật máy biến dòng (BI 171,BI172,BI173): - Kiểu : AT4-125 - Số : 97C-878 - Nhà sản xuất : EMEK - Nước sản xuất : THổ Nhĩ Kỳ - Năm sản xuất : 1997 - Năm vận hành : 1999 - Điện áp danh định : 123 kV - Dòng điện danh định : 800A - Dòng quá tải danh định : 25 kA - Dòng quá tải dài hạn danh định : 1,2 In - Tần số : 50Hz - Tiêu chuẩn áp dụng : IEC- 185/BS 3938 - Tỷ số : 200/5 ;400/5;600/5;800/5 - Số lượng : 01 BI trên một pha b.Thông số kỹ thuật máy biến dòng (BI 132,133,100): - Kiểu : AT4-125 - Số :97C- 887 - Nhà sản xuất : EMEK - Nước sản xuất : THổ Nhĩ Kỳ - Năm sản xuất : 1997 - Năm vận hành : 1999 - Điện áp danh định : 123 kV - Dòng điện danh định : 800A - Dòng quá tải danh định : 25 kA - Dòng quá tải dài hạn danh định : 1,2 In - Tần số : 50Hz - Tiêu chuẩn áp dụng : IEC- 185/BS 3938 - Tỷ số : 200/5 ;400/5;600/5;800/5 - Số lượng : 01 BI trên một pha *Số liệu kỹ thuật máy biến dòng điện AT4-125: No Số tham chiếu EMEK -13133 Đơnvị Nội dung 1 Nhà sản xuất - EMEK ELECT 2 Loại máy - AT4-125 3 Tiêu chuẩn áp dụng - ECI-186/BS3938 4 Điều kiện làm việc - Ngoài trời 5 Điện áp danh định của hệ thống kV 115 6 Điện áp cao nhất của hệ thống kV kV 123 7 Tần số danh định Hz 50 8 Dòng danh định nhất thứ A 200-400-600-800 9 Dòng quá nhiệt dài hạn A 1,2. Iđm 10 Dòng ngắn mạch định mức kA 25 11 Thời gian kéo dài ngắn mạch S 3 12 Chất cách điện - Dầu 13 Dòng ổn định lực điện danh định kA 2,5.Ith 14 Cuộn 1 - - Tỷ số biến dòng A (200,400,600,800)/5 Cấp chính xác - 0,5 Công suất VA 30 15 Cuộn 2 Tỷ số biến dòng A 800/5 Cấp chính xác - CL.X 16 Cuộn 3,4 Tỷ số biến dòng A (200,400,600,800)/5 Cấp chính xác - 5P20 Công suất VA 30 17 Phương thức cách điện - Dầu *Cách đấu dây và tỷ số tương ứng : Tỷ số Cuộn Đấu nối Cách nối sơ cấp Cấp chính xác Công suât 200/5 400/5 600/5 800/5 1 1s1-1s2 1s1-1s4 1s1-1s2 1s1-1s3 Nối tiếp Nối tiếp Song song Song song 0.5.P.10 30VA 200/5 400/5 600/5 800/5 2 2s1-2s2 2s1-2s4 2s1-2s2 2s1-2s3 Nối tiếp Nối tiếp Song song Song song 0.5P20 30VA 800/5 3 3s1-3s2 Song song R=0,387 Ω 800/5 4 4s1-4s2 Song song R=0,387 Ω *Sơ đồ BI100: - Cách đấu dây và tỷ số tương ứng Tỷ số Cuộn Đấu nối Cách nối sơ cấp Cấp chính xác Công suất 200/5 400/5 600/5 800/5 1 1s1-1s2 1s1-1s4 1s1-1s2 1s1-1s3 Nối tiếp Nối tiếp Song song Song song 0.5 FS.10 30VA 800/5 2 2s1-2s2 Song song R=0,387 Ω 200/5 400/5 600/5 800/5 3 3s1-3s2 3s1-3s4 3s1-3s2 3s1-3s3 Nối tiếp Nối tiếp Song song Song song 0.5P20 30VA 800/5 4 4s1-4s2 Nối tiếp R=0,387 Ω 2.1.6.Thông số kỹ thuật máy biến điện áp (BU) 110 kV: - Kiểu : KGT-125 - Số : 97P- 206 - Nhà sản xuất : EMEK - Nước sản xuất : Thổ Nhĩ Kỳ - Tần số : 50 Hz - Cấp chính xác : 0,5 - Công suất danh định : 100 VA - Hệ số quá điện áp : 1,2 - Khả năng chịu điệnáp xung : 550kV - Điện dung danh định : 7500pF - Phương thức cách điện : Dầu 2.2 Phần 35 kV: 2.2.1.Thông số kỹ thuật máy cắt dầu phía 35 kV: *Loại MC C35M 630 -10TI: - Số lượng : 7 cái - Vị trí lắp đặt : 300,331,370,374,375,376,377,378 - Kiểu : C35M 630-10 TI - Số : XCпE - Năm sản xuất : 1986 - Nước sản xuất : Liên Xô - Năm vận hành : 1990 - Điện áp danh định : 35 kV - Dòng điện danh định : 630A - Dòng cắt sự cố cho phép : 10kA - Xung dòng ngắn mạch cho phép : 70 kA - Thời gian chịu dòng ngắn mạch danh định : 3s - Tần số : 50/60Hz - Máy biến dòng lắp sẵn trong máy cắt có 6 cái, lắp tại 3 pha : 2 bộ BI + Loại BI : TB35-10-600/5 + Trong đó các đầu đấu dây : n1-n2 : 200/5 n1-n3 : 300/5 n1-n4 : 400/5 n1-n5 : 600/5 2.2.2.Thông số kỹ thuật máy cắt đường dây 370 E81: - Kiểu : C35M 630-10 TI - Số : XCпE - Năm sản xuất : 1986 - Nước sản xuất : Liên Xô - Năm vận hành : 1990 - Điện áp danh định : 35 kV - Dòng điện danh định : 630A - Dòng cắt sự cố cho phép : 10kA - Xung dòng ngắn mạch cho phép : 70 kA - Thời gian chịu dòng ngắn mạch định mức : 3s - Tần số : 50/60Hz - Máy biến dòng lắp sẵn trong máy cắt có 6 cái, lắp tại 3 pha : 2 bộ BI + Loại BI : TB35-10-600/5 + Trong đó các đầu đấu dây : n1-n2 : 200/5 n1-n3 : 300/5 n1-n4 : 400/5 n1-n5 : 600/5 2.2.3.Thông số kỹ thuật máy cắt khí phía 35 kV E81: *Máy cắt khí SF6-35kV (MC373): - Loại : GIE-25 - No : 652945 - Nhà sản xuất : MAGRINI - Nước sản xuất : Italia - Năm sản xuất :1996 - Năm vận hành :1997 - Điện áp danh định : 36 kV - Dòng danh định : 1250A - Dòng cắt sự cố cho phép : 25 kA - Thời gian chịu dòng ngắn mạch danh định : 3 s - Tần số : 50Hz - Tỷ số BI : + Bảo vệ : 200/5A + Đo lường : 50/5A - Bảo vệ rơle cho 373: + BI dầu Liên Xô loại TфH , tỷ số biến 35-600/5 + Tỷ số đặt 50/5 + Loại Rơle điện từ : Hợp bộ bảo vệ K3-13+ K3-12 PT40/20 PT40/10 PB-132 2.2.4.Thông số máy cắt dầu 35 kV (MC 379): - Loại : 3TEO 150-MS - Nước sản xuất : Nhật Bản - No : 9820322 - Tiêu chuẩn chế tạo : IEC 56 - Năm sản xuất : 1998 - Năm vận hành : 5/1999 - Điện áp danh định : 35 kV - Dòng điện danh định : 800 A - Dòng cắt sự cố cho phép : 25 kA - Tần số : 50 Hz - Tỷ số BI : 200/5 - Bảo vệ Rơle cho 379 + BI dầu lắp sẵn trong MC 3 pha + Tỷ số đặt : 200/5 + Loại Rơle điện từ : Hợp bộ bảo vệ K3-13+ K3-12 PT40/20 PT40/10 PB-132 + Bảo vệ quá dòng 3 cấp 2.2.5.Thông số kỹ thuật máy cắt chân không 35 kV: - Số lượng : 2 cái - Vị trí lắp đặt : 332,371 - Kiểu : 3AF0143 - Số : 1201 - Nước sản xuất : ấn Độ - Nhà sản xuất : SIEMENS - Năm sản xuất : 1997 - Năm vận hành : 1999 - Điện áp danh định : 36 kV - Chất liệu cách điện, dập hồ quang : chân không - Dòng sự cố cho phép : 25 kA - Dòng điện danh định : 1600A - Thời gian chịu dòng ngắn mạch danh định : 3 s - Tần số : 50/60 Hz - Bảo vệ Rơle cho 332 + BI dầu lắp sẵn trong MC cho 3 pha + Tỷ số : 600/5 + Loại Rơle : KCGG – 140 GEC ALSTHOM + Bảo vệ quá dòng hai cấp - Bảo vệ Rơle cho 371 + BI dầu Liên xô loại TфH , tỷ số biến 35-600/5 + Tỷ số đặt : 200/5 + Loại Rơle điện từ : Hợp bộ bảo vệ K3-13+ K3-12 PT40/20 PT40/10 PT 40/6 + Bảo vệ quá dòng 3 cấp tác động 2.3 Phần 22 kV: 2.3.1 Thông số kỹ thuật máy cắt chân không 22 kV -E81 ( Kiểu tủ hợp bộ 8BK20) a. MC 400,432,43: - Kiểu tủ hợp bộ : 8BK20 - Nhà sản xuất : SIEMENS - Nước sản xuất : Đức - Năm sản xuất : 1997 - Điện áp danh định : 24 kV - Dòng điện danh định : 2000A - Dòng cắt ngắn mạch cho phép : 25 kA - Thời gian chịu dòngngắn mạch : 3 s - BI loại 24 kV ; tỷ số : 600/1000/2000/5 (3 cái/ 1bộ) - Tỷ số đặt : 1000/5 - Bảo vệ Rơle + BI kèm theo loại khô tỷ số : 1000/5 + Loại Rơle số: KCGG- 140 GEC ALSTHOM(đặt tại máy biến áp ) + Bảo vệ quá dòng : 2 cấp b. MC 471, 472, 473, 474, 475, 476, 477, 478: - Kiểu tủ hợp bộ :8BK20 - Kiểu : 3AH 1284-2 - Số : S31664141 - Nhà sản xuất : SIEMENS - Nước sản xuất : Đức - Năm sản xuất : 1997 - Năm vận hành : 2001 - Điện áp danh định : 24kV - Dòng điện danh định : 1250 A - Dòng cắt ngắn mạch cho phép : 25 kA - Thời gian chịu dòng ngắn mạch : 3 s - BI loại 24 KV – tỷ số : 200/400/5 A - Tỷ số đặt : 200/5 - Bảo vệ Rơle + BI kèm theo loại khô tỷ số : 200/5 + Loại Rơle số : 7SJ-531 SIEMENS + Bảo vệ quá dòng : 2 cấp tác động 2.3.2 Thông số máy biến điện áp BU 22 kV(BU 22-C1): - Nhà chế tạo : SIEMENS - Nước sản xuất : Đức - Năm sản xuất : 1997 - Năm vận hành : 2000 - Điện áp danh định : 24 kV - Tần số : 50 Hz 2.4.Phần 6 kV: 2.4.1.Thông số máy cắt dầu 6 kV ( MC 674,675,676,678,679,681,683): - Kiểu : BK-10-630 - Nước sản xuất : Liên Xô - Năm sản xuất : 1993 - Điện áp danh định : 10 kV - Dòng điện danh định : 630A - Dòng cắt sự cố cho phép : 20 kA - Thời gian chịu dòng ngắn mạch : 3 s - Bảo vê Rơle : + BI kèm theo loại khô lắp sẵn trong MC 3 pha + tỷ số 300/600/5 A + Loại Rơle điện từ Liên Xô : PT 40/20 và PT 40/10.PB-132 + Bảo vệ quá dòng : 2 cấp tác động - tỷ số BI : 300/5 - Tần số : 50/60Hz 2.4.2.Thông số kỹ thuật máy cắt liên lạcMC600,631,633: - Kiểu : BK-10 - Số : 183231 - Nước sản xuất : Nga - Năm vận hành : 2001 - Điện áp danh định : 11 kV - Dòng điện danh định : 1250 A - Dòng cắt sự cố cho phép : 20 kA - Thời gian chịu dòng ngắn mạch 3s - Bảo vệ Rơle: + BI kèm theo loại khô lắp sẵn trong MC cho 3 pha + Tỷ số BI : 1000/5 A + Loại Rơle điện từ : PT 40/20 + Bảo vệ quá dòng : 1 cấp tác động - Tần số : 50/60 HZ 2.4.3.Thông số kỹ thuật máy cắt tổng- máy cắt chân không 631 và 633: - Loại : HS2010Y-20MF-E - Số : Fl69777/1.1 - Tiêu chuẩn chế tạo và thử nghiệm : JECvà IEC - Năm sản xuất : 2003 - Năm vận hành : 2003 - Điện áp danh định : 12 kV - Dòng điện danh định : 2000 A - Dòng cắt sự cố cho phép : 20 kA - Thời gian chịu dòngngắn mạch : 2s - BI đặt trong máy : + tỷ số BI : 2000/5 A + Tần số : 50/60Hz + Điện áp danh định : 22 kV + Công suất : 15 VA - Rơle bảo vệ cho 631 : 7SJ 601; bảo vệ quá dòng 2 cấp tác động 2.4.4.Thông số kỹ thuật máy biến điện áp 6 kV: a. BU6-C1: - Loại : 3 HOп-066-T3 - Số : 3660 - Nước sản xuất : Liên Xô - Năm sản xuất : 1986 - Năm vận hành : 1990 - Điện áp cuộn sơ cấp : 6600/ - Điện áp cuộn thứ cấp : 100/,100/3 - Tần số : 50 Hz - Công suất : 400 VA - Tổ nối dây : Yo-Yo-∆hở b. BU6-C2: - Loại : Loại máy biến điện áp ba pha 5 trụ - Kiểu máy : Bdd- 16,6/100 - Số : 333 - Nhà sản xuất : Nhà máy thiết bị đo điện - Nước sản xuất : Việt Nam - Năm sản xuất : 1995 - Năm vận hành : 1995 - Điện áp cuộn sơ cấp : 6600/ - Điện áp cuộn thứ cấp : 100/,100/3 - Tần số : 50 Hz - Dung lượng : 120-200-500 - Cấp chính xác : 0,5-1-3 II.Lựa chọn phương thức bảo vệ: Để đảm bảo độ tin cậy, an toàn liên tục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện, hệ thống bảo vệ rơle phải thoả mãn đựoc các yêu cầu sau : 1.Tác động nhanh: Quá trình sự cố xảy ra rất nhanh, để hạn chế sự cố thì các TBBV Rơle phải phát hiện và cách ly sự cố càng nhanh càng tốt tuy nhiên để đảm bảo tính tác động nhanh thì cần thiết bị hiện đại và đắt tiền. Thời gian loại trừ sự cố ngắn mạch trên các phần tử của trạm 110 kV Đồng Niên và các máy cắt điện hiện đại khoảng chừng 0,08 s. 2.Tính chọn lọc: Là khả năng phát hiện và cắt đúng phần tử bị hư hỏng. Để đảm bảo yêu cầu chọn lọc đối với các bảo vệ có độ chọn lọc tương đối phải có sự phối hợp giữa đặc tính làm việc của các bảo vệ lân cận nhau trong toàn hệ thống. Cấp bảo vệ chính của phần tử chủ yếu là MBA phảI sử dụng loại bảo vệ có tính chọn lọc tuyệt đối đó là bảo vệ so lệch dòng điện(BVSL) và bảo vệ rơle khí , các bảo vệ này chỉ làm việc khi có sự cố xảy ra ở phần tử được bảo vệ. Ngoài ra cũng có thể sử dụng bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh (I>>) và quá dòng điện có thời gian(I>) phía 110 kV làm bảo vệ dự phòng cho BVSL và rơle khí của MBA để nâng cao độ tin cậy 3.Độ tin cậy: Độ tin cậy là tính làm việc chắc chắn và đúng của thiết bị bảo vệ. Tin cậy khi tác động là khả năng bảo vệ làm việc chắc chắn và loại trừ đúng sự cố khi có hư hỏng xảy ra trong vùng bảo vệ đã được quy định Tin cậy không tác động đảm bảo bảo vệ không được làm việc khi hư hỏng không thuộc phạm vi bảo vệ 4.Độ nhạy: Khả năng phân biệt được sự cố với chế độ bình thường. Những bảo vệ chính phải có hệ số độ nhạy Kn min = 1,5-2 trở lên, bảo vệ dự phòng phải có hệ số độ nhạy Knmin = 1,2-1,5 Để đảm bảo độ nhạy cần thiết bảnthân các thiết bị và kênh dẫn trong hệ thống rơle và tự động cần được bảo vệ chống ảnh hưởng của sóng hài bậc cao, nhiễu do cảm ứng từ trong quá trình quá độ, quá trình đóng cắt máy cắt và thao tác các phần tử các trong hệ thống điện III.Các dạng hư hỏng và yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ: 1.Các hư hỏng bên trong đối với MBA được bảo vệ : - Chạm ,chập các vòng dây - Ngắn mạch giữa các cuộn dây - Chạm đất(vỏ) và ngắn mạch chạm đất - Hỏng bộ chuyển đổi đầu phân áp - Thùng dầu bị thủng hoặc rò dầu 2.Các hư hỏng và chế độ làm việc không bình thường bên ngoài đối với MBA của trạm: - Ngắn mạch nhiều pha trong lưới phân phối - Ngắn mạch một pha trong lưới phân phối - Quá tải máy biến áp IV.Các bảo vệ đặt cho MBA: 1. Bảo vệ so lệch máy biến áp : Bảo vệ so lệch có hãm tác động nhanh được dùnglàm bảo vệ chính của máy biến áp, chống ngắn mạch 1 pha hoặc nhiều pha . Bảo vệ thoả mãn các yêu cầu sau: -Làm việc ổn định đối với dòng không cân bằng xuất hiện khi đóng máy biến áp không tải hoặc ngắn mạch ngoài - Đảm bảo độ nhạy đối với các sự cố trong vùng bảo vệ - Có biện pháp ngăn chặn sự tác động nhầm của bảo vệ khi dòng từ hoá tăng cao * Nguyên lý làm việc chung của bảo vệ so lệch có hãm: Dòng điện từ hóa của máy biến áp sẽ tạo nên dòng điện không cân bằng chạy qua rơle. Trị số quá độ của dòng điện không cân bằng này có thể rất lớn trong chế độ đóng máy biến áp không tải hoặc cắt ngắn mạch ngoài. Vì vậy để hãm bảo vệ so lệch của máy biến áp người ta sử dụng dòng điện từ hóa của biến áp. Hình 3-1. Sơ đồ nguyên lí bảo vệ so lệch có hãm Cuộn dây cao áp của máy biến áp nối với nguồn cung cấp, cuộn trung áp và hạ áp nối với phụ tải. Bỏ qua dòng điện kích từ của máy biến áp, trong chế độ làm việc bình thường ta có: İS1 = İS2 + İS3 Dòng điện đi vào cuộn dây làm việc bằng: İLV = İT1 – (İT2 + İT3) Các dòng điện hãm: İH1 = İT1 + İT2 İH2 = İT3 Các dòng điện hãm được cộng với nhau theo trị số tuyệt đối để tạo nên hiệu ứng hãm theo quan hệ: İH = ( ‌ İT1 + İT2 ‌ + ‌ İT3 ‌ ).KH Trongđó KH Ê 0,5 là hệ số hãm của bảo vệ so lệch. Ngoài ra để ngăn chặn tác động sai do ảnh hưởng của dòng điện từ hóa khi đóng máy biến áp không tải và cắt ngắn mạch ngoài, bảo vệ còn được hãm bằng thành phần hài bậc hai trong dòng điện từ hóa IHM. Để đảm bảo được tác động hãm khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ cần thực hiện điều kiện: ‌ İH ‌ > ‌ İLV ‌ 2. Bảo vệ quá dòng điện: Bảo vệ phía 110 kV làm bảo vệ dự phòng cho BVSL, làm việc với hai cấp tác động : Cấp tác động cắt nhanh và cấp tác động có thời gian. Cấp tác động có thời gian phải phôí hợp tác động với các bảo vệ phía 35 kV và 22 kV . Bảo vệ quá dòng phía 35 kV và 22 kV phải được phối hợp với các bảo vệ quá dòng đặt ở các lộ ra để bảo vệ thanh ghóp . *Bảo vệ quá dòng thứ tự không đặt ở trung tính MBA: Bảo vệ này nhằm chống lại các dạng ngắn mạch chạm đất phía 110kV và 22kV. Thời gian tác động của BV chọn theo nguyên tắc bậc thang và phải phối hợp thời gian với các BV lân cận. *Bảo vệ chống quá tải: Bảo vệ đặt ở phía 110kV nhằm chống quá tải cho các cuộn dây. BV làm việc với đặc tính thời gian phụ thuộc và có nhiều cấp tác động : Cấp cảnh báo, cấp tác động cắt máy biến áp. Cấp cảnh báo báo tín hiệu để tăng cường làm mát và giảm tải. Cấp tác động sẽ tách MBA ra khỏi lưới nếu nhiệt độ của MBA tăng quá mức cho phép 3. Sơ đồ phương thức bảo vệ cho máy biến áp T2, T3 : *Phía 110 kV: Bảo vệ chính cho máy biến áp được thực hiện bởi BVSL(1) và Rơle khí (2), BVQD cắt nhanh (3), BVQD có thời gian (4) đặt ở phía 110 kV làm bảo vệ dự phòng. Để chống quá tải và nhiệt độ dầu tăng cao đặt bảo vệ chống quá tải (6), bảo vệ theo nhiệt độ máy biến áp (7) . Ngoài ra bên phía 35 kV và 22 kV đặt BVQD có thời gian (4) làm bảo vệ dự phòng *Phía 35 kV( 6 kV ) và 22 kV : Sử dụng BVQD có thời gian (4) làm bảo vệ dự phòng. Phía 22kVsử dụng BVQD thứ tự không có thời gian(5) - Ngoàira các phía có đặt thêm bảo vệ chống hư hỏng máy cắt - Bảo vệ quá dòng thứ tự không đặt ở trung tính máy biến áp +Sơ đồ phương thức bảo vệ máy biến áp T2,T3: Chương 2 Tính toán ngắn mạch phục vụ thiết kế bảo vệ Rơle Ngắn mạch trong hệ thống điện chỉ hiện tượng các dây dẫn pha chập nhau, chập đất trong hệ thống điện có trung điểm nối đất hay chập dây trung tính. Lúc xảy ra ngắn mạch tổng trở của hệ thống giảm đi, dòng điện tăng lên đáng kể, điện áp tại vị trí ngắn mạch bị giảm thấp . Trong hệ thống điện các thiết bị điện, khí cụ điện cần làm việc đảm bảo ở chế độ xác lập đồng thời chịu được các tác động bất thường trong đó có sự cố ngắn mạch. Mục đích tính toán ngắn mạch phục vụ thiết kế bảo vệ Rơle trong hệ thống điện nhằm xác định được dòng điện ngắn mạch lớn nhất (I Nmax) và dòng ngắn mạch bé nhất (INmin) đi qua đối tượng được bảo vệ để lựa chọn thiết bị bảo vệ rơle, cài đặt, chỉnh định các thông số và kiểm tra độ nhạy của I.Thiết lập sơ đồ thay thế và tính toán điện kháng của từng phần tử: Chọn Scb= 40MVA, Ucb= UTB Với cấp điện áp 110 kV ta có Icb1 = Với cấp điện áp 35V ta có Icb2 = Với cấp điện áp 22 kV ta có Icb3 = Với cấp điện áp 6 kV ta có Icb4 = *Điện kháng thứ tự thuận (nghịch) của máy biến áp : Điện kháng máy biến áp 3 cuộn dây gồm : XC1= XC2= XT1= XT2= XH1= XH2= Trong đó *Thông số của máy biến áp T2, T3: Máy biến áp T2 Sđm=40 MVA Uđm=115/38.5/23KV UCTN%=11,3% UCHN%=21,78% UTHN%=8,73% UCN%=12,175% UTN%=0% UHN%=9,605% XC= 0,1218 XT= 0 XH= 0,0961 Máy biến áp T3 Sđm=40 MVA Uđm=115/23/6.6KV UCTN%=18,96% UCHN%=11,82% UTHN%=3,19% UCN%=13,795% UTN%=5,165% UHN%=0% XC= 0,138 XT= 0,0517 XH= 0 *Điện kháng của hệ thống : Ro = 5,02 ; Xo = 20,16 ; R1 = 4,09 ; X1 = 8,42 R2 = 4,21 ; X2 = 8,57 ; - Trong hệ đơn vị tương đối X1HTmin =X1min X1HTmax =X1mãx XoHTmin = Xomin XoHTmax =Xomax 1.Chế độ 1: + Đặc điểm của chế độ 1 : Ta gọi chế độ 1 là chế độ mà : - Công suất huy động từ hệ thống : SN= SNmax X 1ht = 0,0255 , Xoht =0,061 - Ta chỉ tiến hành tính toán với các dạng ngắn mạch sau : ba pha , một pha, hai pha chạm đất. + Sơ đồ tính toán và các điểm ngắn mạch : 1.1.Điểm ngắn mạch N1 : 1.1.1.Khi 2 máy biến áp làm việc song song : *Điện kháng thứ tự thuận (nghịch): X1∑ = X2∑ = Xht = 0,0255 *Điện kháng thứ tự không: X0∑ = Xht // Xc2 // Xc3 = 0,061//0,1218//0,138=0,0314 a.Ngắn mạch ba pha N(3): IN1= IBIo =39,217 Không có dòng qua các BI còn lại. b.Ngắn mạch một pha N(1): I(1)1N1 = I(1)2N1 = I(1)0N1 = I(1)1N1 = 12,136 U(1)0N1= -I(1)0N1. X0∑ = -12,136.0,0314 = -0,3809 *Phân bố dòng qua BI : - BIo: I(1)1BIo = I(1)2BIo = I(1)1N1 = 12,136 I(1)0BIo = I(1)BIo = 2.12,136+6,244=30,516 - BI1: I(1)BI1 = I(1)0BI1 = - BI2: I(1)BI2 = 3.3,127=9,381 - BI5: I(1)BI5 = I(1)0BI5 = - BI6: I(1)BI6 = 3.2,76=8,28 - Không có dòng qua các BI còn lại . c.Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): I(1,1)1N1 = I(1,1)0N1= I (1,1)1N1. I(1,1)2N1=I (1,1)1N1. U(1,1)0N1= -I(1,1)0N1. X0∑= 11,325.0,0314 =0,3556 *Phân bố dòng qua BI : - BIo: I(1,1)1BIo =I(1)1N1 = 25,27 I(1,1)2BIo =I(1)2N1 = -13,945 I(1,1)0BIo = I(1,1)BIo = 25,27 -13,945 -5,83 = -12,635 –j 21,884 +6,9725 –j 12,077 -5,83 = -11,4925-j 33,961=35,853 - BI1: I(1)BI1 = I(1)0BI1 = - BI2: I(1)BI2 =- 3.2,91=-8,76 - BI5: I(1)BI5 = I(1)0BI5 = - BI6: I(1)BI6 = -3.2,557=-7,731 - Không có dòng qua các BI còn lại . 1.1.2.Khi máy biến áp T2 làm việc : *Điện kháng thứ tự thuận(nghịch): X1∑ = X2∑ = Xht = 0,0255 *Điện kháng thứ tự không: X0∑ = Xht // Xc2 =0,061//0,1218=0,041 a.Ngắn mạch ba pha N(3) : IN1= IBIo =39,217 Không có dòng qua các BI còn lại. b.Ngắn mạch một pha N(1): I(1)1N1 = I(1)2N1 = I(1)0N1 = I(1)1N1 = 10,87 U(1)0N1= -I(1)0N1. X0∑ = -10,87.0,041 = -0,446 *Phân bố dòng qua BI : - BIo: I(1)1BIo = I(1)2BIo = I(1)1N1 = 10,87 I(1)0BIo = I(1)BIo = 2.10,87+7,311=29,054 - BI1: I(1)BI1 = I(1)0BI1 = - BI2: I(1)BI2 = 3.3,662=10,986 - Không có dòng qua các BI còn lại . c.Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): I(1,1)1N1 = I(1,1)0N1=-I 1,1)1N1. I(1,1)2N1=-I(1,1)1N1. U(1,1)0N1= -I(1,1)0N1. X0∑= 24,259.0,041 =0,381 *Phân bố dòng qua BI : - BIo: I(1,1)1BIo =I(1)1N1 = 25,27 I(1,1)2BIo =I(1)2N1 = -14,957 I(1,1)0BIo = I(1,1)BIo = 24,259 -14,957 -6,246 =35,667 - BI1: I(1)BI1 = I(1)0BI1 = - BI2: I(1)BI2 =- 3.3,128=-9,384 1.1.3. Khi máy biến áp T3 làm việc: *Điện kháng thứ tự thuận (nghịch): X1∑ = X1∑ = Xht = 0,0255 *Điện kháng thứ tự không: X0∑ = Xht // Xc3 =0,061//0,138=0,042 a.Ngắn mạch ba pha N(3): IN1= IBIo =39,217 Không có dòng qua các BI còn lại. b.Ngắn mạch một pha N(1): I(1)1N1 = I(1)2N1 = I(1)0N1 = I(1)1N1 = 10,753 U(1)0N1= -I(1)0N1. X0∑ = -10,753.0,042 = -0,452 *Phân bố dòng qua BI : - BIo: I(1)1BIo = I(1)2BIo = I(1)1N1 = 10,753 I(1)0BIo = I(1)BIo = 2.10,753+7,41=28,916 - BI5: I(1)BI5 = I(1)0BI1 = - BI6: I(1)BI2 = 3.3,275=9,825 - Không có dòng qua các BI còn lại . c.Ngắn mạch hai pha chạm đấtN(1,1): I(1,1)1N1 = I(1,1)0N1=-I (1,1)1N1. I(1,1)2N1=-I (1,1)1N1. U(1,1)0N1= -I(1,1)0N1. X0∑= 24,174 . 0,042 = 0,384 *Phân bố dòng qua BI : - BIo: I(1,1)1BIo =I(1)1N1 = 24,174 I(1,1)2BIo =I(1)2N1 = -15,042 I(1,1)0BIo = I(1,1)BIo = 24,174 -15,042 -6,295 = -12,087 –j 20,935 + 7,521 –j13,027-6,295 = -10,861- j 33,962 = 35,656 - BI5: I(1)BI5 = I(1)0BI5 = - BI6: I(1)BI6 =- 3.2,783 =-8,349 1.2.Điểm ngắn mạch N1‛: 1.2.1.Khi 2 máy biến áp làm việc song song: a.Ngắn mạch ba phaN(3): -BIo,BI1: IBIo = IBI1 = 39,217 - Không có dòng qua các BI còn lại . b.Ngắn mạch một pha N(1): -BIo: IBIo = 30,516 -BI1: I1BI1 = I2BI1 =12,136 I0BI1 = IBI1 = 2.12,136 +9,004 =33,276 Theo kết quả trong phần 1.1.1 b ta có: -BI2: IBI2 = 9,381 -BI5: IBI5 = 2,76 -BI6: IBI6 = 8,28 c.Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): -BIo: IBIo = 35,853 -BI1: I1BI1= 25,27 ; I2BI1 = -13,945 I0BI1 = - I(1,1)BIo = 25,27 -13,945 -8,406 = -12,635 –j 21,884 +6,9725 –j 12,077 – 8,406 = -14,068 – j33,961 = 36,76 Theo kết quả tính toán trong phần 1.1.1 c ta có: -BI2: IBI2 = -8,76 -BI5: IBI5 = -2,577 -BI6: IBI6 = -7,731 1.2.1.Khi máy biến áp T2 làm việc: a.Ngắn mạch ba phaN(3): - BIo,BI1: IBIo = IBI1 = 39,217 - Không có dòng qua các BI còn lại . b.Ngắn mạch một pha N(1): - BIo,BI1: IBIo =IBI1= 29,054 - BI2: IBI2 = 10,986 c.Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): - BIo,BI1: IBIo = IBI1= 35,667 - BI2: IBI2 = -9,384 1.3.Điểm ngắn mạch N1”: 1.3.1.Khi 2 máy biến áp làm việc song song : a.Ngắn mạch ba phaN(3): -BIo,BI5: IBIo = IBI5= 39,217 - Không có dòng qua các BI còn lại . b.Ngắn mạch một pha N(1): Theo kết quả tính toán trong phần 1.1.1 b ta có: -BIo: IBIo = 30,516 -BI1: IBI1 = 3,127 -BI2: IBI2 = 9,381 -BI5: I 1BI5 = I2BI5 = 12,136 I0BI5 = IBI5 = 2.12,136 +9,372 =33,644 -BI6: IBI6 = ._.