Điện năng là nguồn năng lượng vô cùng quan trọng đối với cuộc sống con người. Nó được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ .Những hư hỏng và chế độ không bình thường trong hệ thống điện gây hậu quả tai hại đối với kinh tế và xã hội. Chính vì thế nên việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng không bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống, cảnh báo và xử lý khắc phục chế độ không bình thường là mảng kiến thức quan trọng của kỹ sư ngành hệ thống điện.
Vì lý do đó, em đã chọn đề tài tốt nghiệp :“Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110 kV ”. Đồ án gồm 5 chương:
Chương 1 : Giới thiệu đối tượng được bảo vệ, các thông số chính.
Chương 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle.
Chương 3 : Lựa chọn phương thức bảo vệ.
Chương 4 : Giới thiệu tính năng và thông số của các loại rơle sử dụng.
Chương 5 : Tính toán các thông số của rơle, kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.
Trong thời gian qua, nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TH.s Nguyễn Xuân Tùng, em đã hoàn thành bản đồ án này. Tuy nhiên, với khả năng và trình độ còn hạn chế nên bản đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo.
114 trang |
Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1406 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110 kV, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là nguồn năng lượng vô cùng quan trọng đối với cuộc sống con người. Nó được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ ...Những hư hỏng và chế độ không bình thường trong hệ thống điện gây hậu quả tai hại đối với kinh tế và xã hội. Chính vì thế nên việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng không bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống, cảnh báo và xử lý khắc phục chế độ không bình thường là mảng kiến thức quan trọng của kỹ sư ngành hệ thống điện.
Vì lý do đó, em đã chọn đề tài tốt nghiệp :“Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110 kV ”. Đồ án gồm 5 chương:
Chương 1 : Giới thiệu đối tượng được bảo vệ, các thông số chính.
Chương 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle.
Chương 3 : Lựa chọn phương thức bảo vệ.
Chương 4 : Giới thiệu tính năng và thông số của các loại rơle sử dụng.
Chương 5 : Tính toán các thông số của rơle, kiểm tra sự làm việc của bảo vệ.
Trong thời gian qua, nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TH.s Nguyễn Xuân Tùng, em đã hoàn thành bản đồ án này. Tuy nhiên, với khả năng và trình độ còn hạn chế nên bản đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo.
Sinh viên
Phạm Minh Truyền
Chương 1
GIỚI THIỆU ĐỐI TƯỢNG BẢO VỆ
CÁC THÔNG SỐ CHÍNH
1.1. ĐỐI TƯỢNG BẢO VỆ :
Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 110kV có cấp điện áp 115 / 38,5 / 23 kV có hai máy làm việc song song, công suất mỗi máy là 40 MVA và có tổ đấu dây Y0 / D / Y0. Trạm biến áp này được cung cấp điện từ hai hệ thống có công suất là:
S1Nmax = 2500 MVA
S2Nmax = 2000 MVA
Các thông số chính:
Thông số hệ thống
HTĐ1: S1Nmax= 2500 MVA SNmin = 2100 MVA
Xomax = 0,7 X1max MVA Xomin = 0,8 X1max
HTĐ2: SNmax = 2000 MVA SNmin = 1600 MVA
Xomax = 0,75 X1max X0min = 0,9 X1max
Thông số máy biến áp T1; T2
Sdđ = 40 MVA, tổ đấu dây Yo- D11- Yo, cấp điện áp UC/UT/UH = 115/38,5/23 kV
U (C - T = 10,5, C - H = 17, T - H = 6)
Giới hạn điều chỉnh . Uđc = 9x1,78 %
Thông số của đường dây:
D1: L = 70 Km; AC – 240
Z = 0,12 + j 0,386 [W/km]
Z = 2,5 Z [W/km]
D2: L2 = 55 Km; AC – 185
Z = 0,156 + j 0,394 [W/km]
Z = 2 Z [W/km]
1.2. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP:
1.2.1 Chọn máy cắt điện:
- Loại máy cắt
- Điện áp: UđmMCUmg
- Dòng điện: IđmMCIlvcb
- Ổn định nhiệt: IôđnBN
- Ổn định lực điện động: ilđđixk
- Điều kiện cắt: ICMC ³ I”
* Phía 110 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4. =1,4.= 0,281 kA = 281 A
- ixk = .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phần lớn nhất khi ngắn mạch tại N’1
( trường hợp Smax,ngắn mạch bảng 2.9 trang 22).
I’’ = 4,45 kA
ixk = .1,8.I’’ = .1,8.4,45 = 11,33 kA
Với máy cắt có Iđm ³ 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt
Chọn máy cắt điện: BBY- 110 - 40/2000.
Thông số: Uđm = 110 kV
Iđm = 2000 A
Icđm = 40 kA
Ildd = 40 kA
* Phía 35 kV:
- Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4. = 1,4.
- ixk = .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phàn lớn nhất khi ngắn mạch tại N3
( trường hợp Smax, ngắn mạch bảng 2.9 trang 22).
I’’ = 3,95 kA
ixk = .1,8.I’’ = .1,8.3,95 = 10,05 kA
Với máy cắt có Iđm ³ 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt
Chọn máy cắt điện: BBY-35-40/3200.
Thông số: Uđm = 35 kV
Iđm = 3200 A
Icđm = 40 kA
Ildd = 40 kA
* Phía 22 kV:
Ilvcb= Kqtsc.IđmB = 1,4.IđmB = 1,4. = 1,4.
ixk = .1,8.I’’
I’’-dòng ngắn mạch ba pha hiệu dụng toàn phàn lớn nhất khi ngắn mạch tại N2
( trường hợp Smax, ngắn mạch ,bảng 2.9, trang 22).
I’’ = 4,64 kA
ixk = .1,8.I’’ = .1,8.4,46 = 11,81 kA
Với máy cắt có Iđm ³ 1000 A thì không phải kiểm tra ổn định nhiệt
Chọn máy cắt điện: B GM-22-40/1200Y3.
Thông số: Uđm = 22 kV
Iđm = 1200 A
Icđm = 40 kA
Ildd = 25 kA
1.2.2 Chọn máy biến dòng điện:
- Điện áp: UđmBIUmg
- Dòng điện: IđmBIIlvcb
- Phụ tải: ZđmBIZ2
- Ổn định nhiệt: (Iđm1BI.knđm).tnhđmBN
- Ổn định lực điện động: .kđ. Iđm1BI ixk
- Cấp chính xác: 5P
Bảng 1.1
Kiểu BI
TFH-110M
TFH-35M
TFH-22M
Uđm,kV
110
35
22
Cấp chính xác
5
5
5
Bội số ổn định nhiệt,tnh
60/1
65/1
12/4
Tỷ số biến
300/1
1000/1
1500/1
1.2.3 Chọn máy biến điện áp:
- Điện áp: UđmBUUmg
- Cấp chính xác phù hợp với yêu cầu của dụng cụ đo
- Công suất định mức: S2đmBUS2
Bảng 1.2
Kiểu BU
HKF - 110 – 58
3HOM – 35
3HOЛ – 06 – 24Y3
Uđm, kV
110
35
24
Umax, kV
110
35
24
Tỷ số biến
11000/:100/:100
35000/:100/:100
24000/:100/:100
Tổ đấu dây
Y0/Y0/Ð
Y0/Y0/Ð
Y0/Y0/Ð
CS định mức, MVA
600
300
300
Chương 2
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
2.1. MỤC ĐÍCH TÍNH TOÁN.
Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính). Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định các trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua đối tượng được bảo vệ để lắp đặt và chỉnh định các thông số của bảo vệ, trị số dòng ngắn mạch nhỏ nhất để kiểm tra độ nhạy của chúng.
Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào công suất ngắn mạch, cấu hình của hệ thống, vị trí điểm ngắn mạch và dạng ngắn mạch .
Dòng ngắn mạch cực đại qua vị trí đặt bảo vệ được xác định cho trường hợp hệ thống điện có công suất ngắn mạch cực đại và trạm có 1 máy biến áp làm việc. Trường hợp này, ta dùng để kiểm tra độ an toàn của bảo vệ so lệch và tính toán các thông số cài đặt cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh dự phòng.
- Tính ngắn mạch tại ba điểm N1, N2, N3.
- Tính các dạng ngắn mạch N(3), N(1,1), N(1)
Dòng ngắn mạch cực tiểu qua vị trí đặt bảo vệ được xác định cho trường hợp hệ thống điện có công suất ngắn mạch cực tiểu và trạm có 2 máy biến áp làm việc song song. Trường hợp này, ta dùng để kiểm tra độ nhậy của bảo vệ.
- Tính ngắn mạch tại ba điểm N1, N2, N3.
- Tính các dạng ngắn mạch N(2), N(1,1), N(1)
Một số giả thiết khi tính toán ngắn mạch:
+ Coi tần số không đổi khi ngắn mạch
+ Bỏ qua hiện tượng bão hoà của mạch từ trong lõi thép của các phần tử.
+ Bỏ qua điện trở của các phần tử.
+ Bỏ qua ảnh hưởng của các phụ tải đối với dòng ngắn mạch.
Việc tính toán ngắn mạch được thực hiện trong hệ đơn vị tương đối.
2.2. TÍNH TOÁN ĐIỆN KHÁNG CỦA HỆ THỐNG:
2.2.1 Sơ đồ các điểm ngắn mạch và sơ đồ thay thế.
N2
22 kV
BI1
N1’
BI3
BI4
BI5
BI1
BI3
BI4
BI5
N3’
N2’
35 kV
BI2
N3
110 kV
N1
BI2
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý và các điểm ngắn mạch
x
e
hT2
e
ht1
x
ht1
x
d1
x
d2
x
ht2
x
c
b
b
x
t
b
x
h
b
x
c
h
b
x
t
b
115 kV
38,5 kV
23 kV
Hình 2.2 Sơ đồ thay thế
2.2.2 Chọn các đại lượng cơ bản.
Chọn Scb =100 MVA
Ucb= Utb các cấp (115, 38,5, 23 kV)
Cấp điện áp 110 kV có Utb1= 115 kV
kA
Cấp điện áp 35 kV có Utb3= 38,5 kV
kA
Cấp điện áp 22 kV có Utb2= 23 kV
kA
2.2.3. Điện kháng của hệ thống
HTĐ 1:
X1maxH1 = X2maxH1 === 0,04
X0maxH1 = 0,7 X1maxH1 = 0,7 x 0,04 = 0,028
X1minH1= X2minH1 ==
X0minH1= 0,8.X1minH1 = 0,8 x 0,04 = 0,03
HTĐ 2:
X1maxH2 = X2maxH2 ==
X0maxH2 = 0,75 X1maxH2 = 0,75 x 0,05 = 0,04
X1minH2= X2minH2 ==
X0minH2= 0,9 X1minH2= 0,9 x 0,05 = 0,045
2.2.4.Điện kháng của máy biến áp
UNC-T% = 10,5% ; UNC-H % = 17% ; UNT-H % = 6%
Thấy < 0 nên coi bằng 0
Điện kháng các cuộn dây
XT = 0
2.2.5. Điện kháng của đường dây :
Đường dây D1: L1=70 km ; AC-240
Đường dây D2: L1=55 km ; AC-185
2.3. TÍNH DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
Chế độ Smax.
Trường hợp 1 máy biến áp làm việc.
2.3.1. Ngắn mạch phía 110 kV:
* Điểm ngắn mạch N1:
Bi1
x
1
0,11
e
ht
n
1
Bi1
EHT1
Đối tượng được bảo vệ
e
Ht2
x
1h1
0,04
0,2
x
1d1
0,05
x
1d2
0,16
x
1h2
n
1
Hình 2.3 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận và thứ tự nghịch
0,04
0,32
b
x
t
x
c
b
0,27 0
x
0h1
0,03
0,51
x
0d1
x
0d2
x
0h2
Bi1
n
1
n
1
u
on1
Bi1
n
1
i
01
i
02
U0N1
x
0ht
0,21
x
0B
0,27
x
0S
0S
i
0,12
Hình 2.4 Sơ đồ thay thế thứ tự không
Hình 2.5 Sơ đồ phân tích dòng TTK
Từ các sơ đồ thay thế trên ta tính được:
Dòng điện ngắn mạch ba pha N(3) :
Dòng điện pha chạy qua BI1 : I
b) Dòng điện ngắn mạch một pha N(1) :
Điện kháng phụ:
XD(1) = X1å + X0å = 0,11 + 0,12 = 0,23
Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch
Dòng điện thứ tự thuận
Điện áp chỗ ngắn mạch
Phân bố dòng điện trên các nhánh.
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI1 :
Trong hệ đơn vị có tên :
kA
Trị số dòng điện chạy qua BI4 là :
IBI4= 3.I0(BI1) = 30,65 = 1,95 kA
Dòng điện ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) :
Điện kháng thứ tự không tổng Xoå = 0,12
Điện kháng phụ
Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch.
Dòng điện thứ tự thuận
Dòng điện thứ tự nghịch.
Dòng điện thứ tự không:
Điện áp chỗ ngắn mạch
Dòng điện pha sự cố chạy qua BI1 :
Vì I1BI1 = 0 = I2BI2 nên ta có
Trong hệ đơn vị có tên :
kA
Dòng điện chạy qua BI4:
IBI4 =3. I0(BI1) = 3 0,665 = 1,995 kA
Bảng 2.3
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N(3)
0
0
0
0
0
N(1)
2,78
0
0
1,95
0
N(1,1)
1,33
0
0
1,995
0
* Điểm ngắn mạch :
Sơ đồ thay thế TTT,TTN, TTK ở điểm ngắn mạch .
Bi1
x
1
0,11
e
ht
N’
1
Bi1
e
Ht1
e
Ht2
x
1h1
0,04
0,2
x
1d1
0,05
x
1d2
0,16
x
1h2
n
1
N1’
Hình 2.6 Sơ đồ thay thế TTT,TTN
0,04
0,32
x
c
b
x
0h1
0,03
0,51
x
0d1
x
0d2
x
0h2
Bi1
b
x
t
n
1
N1’
0
0,27
Hình 2.7 Sơ đồ thay thế thứ tự không TTK.
N'
1
u
on1
Bi1
N'
1
i
01
i
02
u
on1
x
0ht
0,21
x
0B
0,27
x
0S
0S
i
0,12
Hình 2.8 Sơ đồ phân tích dòng TTK
Từ các sơ đồ thay thế trên tính được:
X0HT = 0,21 X=
X0B = 0,27 X1S = X2S = 0,11
Ngắn mạch N(3) :
Dòng điện tại điểm ngắn mạch cũng chính là dòng điện ngắn mạch pha sự cố chạy qua BI1
Trong hệ đơn vị có tên :
kA
Ngắn mạch N(1) :
Dòng điện thành phần thứ tự chạy qua BI1 :
Dòng điện pha chạy qua BI1 :
Trong hệ đơn vị có tên:
kA
Dòng điện chạy qua BI4 :
= = 1,95 kA
Ngắn mạch N(1,1) :
Dòng điện thành phần TTT :
Dòng điện thành phần TTK :
Dòng điện thành phần TTN :
Dòng điện thành phần thứ tự thuận, nghịch, không chạy qua BI1 :
Dòng điện pha sự cố chạy qua BI1 :
= -2,643 – j 7,33
Độ lớn của dòng điện ngắn mạch là :
Trong hệ đơn vị có tên :
kA
Dòng điện chạy qua BI4:
= = 1,995 kA
Bảng 2.4
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(3)
4,45
0
0
0
0
N(1)
3,76
0
0
1,95
0
N(1,1)
3,9
0
0
1,995
0
2.2.3. Ngắn mạch phía 35 kV:
* Điểm ngắn mạch N2 :
e
ht
e
ht
x
1h1
0,04
0,2
x
1d1
0,05
x
1d2
0,16
x
1h2
XT
0
N2
x
c
b
0,27
BI1
BI2
X1S
0,38
e
ht
n
2
BI2
Hình 2.9 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận và thứ tự nghịch
Từ sơ đồ thay thế trên tính được:
Vì cuộn trung của máy biến áp đấu (), do vậy ta không có sơ đồ thay thế TTK.
Tính toán dòng điện ngắn mạch chạy qua BI1 và BI2 với dạng ngắn mạch
Dòng điện 3 pha tại điểm ngắn mạch:
Dòng điện pha chạy qua BI1 và BI2:
Trong hệ đơn vị có tên:
Trị số dòng điện chạy qua BI1 là dòng qu abảo vệ BI1 khi ngắn mạch tại thanh cái 35 kV được quy về cấp điện áp 110 kV .
Trị số dòng điện chạy qua BI2 là:
If(BI2) = IN2´ Icb2 = 2,63´ 1,5 = 3,54 kA
Bảng 2.5
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N2
N(3)
1,315
3,54
0
0
0
* Điểm ngắn mạch N2’ :
Sơ đồ thay thế TTT, TTN ở điểm ngắn mạch giống sơ đồ thay thế ở điểm ngắn mạch N2 nên cách tính toán các dòng điện qua BI1 và BI2 ở điểm ngắn mạch tương tự như ở điểm ngắn mạch N2.
Điểm ngắn mạch N2’ ở trước BI2 nên không có dòng chạy qua BI2
BI2
EHT
N2’
X1S
Hình 2.10 Sơ đồ thay thế tại điểm N2’
Bảng 2.6
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(3)
1,315
0
0
0
0
2.3.3 Ngắn mạch phía 22 kV:
* Điểm ngắn mạch N3:
0,16
b
x
H
x
h2
0,05
x
d2
0,16
x
d1
0,2
0,04
x
h1
n
3
0,27
b
x
c
BI1
BI3
EHT1
EHT2
BI3
EHT
N3’
X1S
0,54
Hình 2.11 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận, thứ tự nghịch
x
0h2
0,04
x
0d2
0,32
x
0d1
0,51
0,03
x
0h1
0,16
b
x
H
n
3
0,27
b
x
c
BI1
BI3
XT
0
X0S
m
i
0,64
n
3
u
On3
BI3
Hình 2.12 Sơ đồ thay thế thứ tự không:
Từ sơ đồ thay thế trên tính được:
Ngắn mạch N(3) :
Dòng điện tại điểm ngắn mạch cũng chính là dòng điện ngắn mạch pha sự cố chạy qua BI1 và BI2:
Trong hệ đơn vị có tên:
IN1(3)(kA) = IN3(3). Icb1 = 1,850,5 = 0,93 kA
IN2(3)(kA) = IN3(3). Icb3 = 1, 852,51 = 4,64 kA
Ngắn mạch N(1) :
Điện kháng phụ:
XD(1) = X2å+ X0å = 0,54 + 0,64 = 1,18
Các thành phần dòng điện tại chỗ ngắn mạch
Dòng điện thứ tự thuận
Điện áp tại chỗ ngắn mạch :
Dòng điện các thành phần thứ tự chạy qua BI1 :
I1(BI1) = I2(BI1) =
Dòng điện pha chạy qua BI1 :
Dòng điện các thành phần thứ tự chạy qua BI3 :
I1(BI2)=I2(BI2)= I0(BI2)=
Dòng điện pha chạy qua BI3 :
Trong hệ đơn vị có tên :
kA
kA
Trị số dòng điện chạy qua BI4 là :
IBI4=3.I0(BI1).Icb1 =30,770,5 = 1,155 kA
Trị số dòng điện chạy qua BI5 là :
IBI5=If(BI3) = 2,43 kA
Dạng ngắn mạch N(1,1) :
Điện kháng phụ:
Dòng điện các thành phần tại điểm ngắn mạch:
Dòng điện thứ tự thuận
Dòng điện thứ tự nghịch
Dòng điện thứ tự không:
Điện áp tại chỗ ngắn mạch :
Dòng điện các thành phần thứ tự chạy qua BI1 là:
Dòng điện pha chạy qua BI1:
= 0,46 – j 1,6 = 1,66
Dòng điện các thành phần thứ tự chạy qua BI3 là:
Dòng điện pha chạy qua BI2:
=
= - 0,275 – j 1,6 = -1,8
Trong hệ đơn vị có tên :
Trị số dòng điện chạy qua BI1 là :
kA
Trị số dòng điện chạy qua BI3 là :
kA
Trị số dòng điện chạy qua BI4 là :
IBI4 = 3.I0(BI1).Icb1 = 30,550,5 = 0,825 kA
Trị số dòng điện chạy qua BI5 là :
IBI5 = 3.I0(BI2).Icb2 = 30,552,51 = 4,14 kA
Bảng 2.7
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N2
N(3)
0,93
0
4,64
0
0
N(1)
0,97
0
2,43
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
4,52
0,825
4,14
* Điểm ngắn mạch :
Vì sơ đồ thay thế TTT,TTN,TTK ở điểm ngắn mạch giống sơ đồ thay thế ở điểm ngắn mạch N2 nên cách tính toán các dòng điện qua BI1 và BI3 ở điểm ngắn mạch tương tự như ở điểm ngắn mạch N3.
Bảng 2.8
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N’3
N(3)
0,93
0
0
0
0
N(1)
0,97
0
0
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
0
0,825
4,14
BẢNG TỔNG KẾT DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH QUA CÁC BI :
( chế độ max )
Bảng 2.9
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N(3)
0
0
0
0
0
N(1)
0,65
0
0
1,95
0
N(1,1)
0,665
0
0
1,995
0
N1'
N(3)
4,45
0
0
0
0
N(1)
3,76
0
0
1,95
0
N(1,1)
3,9
0
0
1,995
0
N2
N(3)
1,315
3,95
0
0
0
N2'
N(3)
1,315
0
0
0
0
N3
N(3)
0,93
0
4,64
0
0
N(1)
0,97
0
2,43
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
4,52
0,825
4,14
N’3
N(3)
0,93
0
0
0
0
N(1)
0,97
0
0
1,155
2,43
N(1,1)
0,83
0
0
0,825
4,14
2.4. TÍNH DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH :
Chế độ Smin.
Trường hợp 2 máy biến áp làm việc song song.
Max{(XH1max + X D1) ;( XH2max + X D2)} = max {(0,04+ 0,02) ; (0,16+0,05)}
= max {0,24 ; 0,21} = 0,24
Ta thấy (XH1max + X D1 )> (XH2max + X D2 ) nên công suất ngắn mạch tính tới thanh góp 110 kV của HT1 nhỏ hơn HT2 . Giả thiết HT 1 đang vận hành bình thường còn HT2 đang bị sự cố (bảo dưỡng).
N2
22 kV
BI1
N1’
BI3
BI4
BI5
BI1
BI3
BI4
BI5
N3’
N2’
35 kV
BI2
N3
110 kV
N1
BI2
HT1
D1
Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý còn 1 HT cung cấp.
2.4.1 Ngắn mạch phía 110 kV:
* Điểm ngắn mạch N1 :
x
1h1
0,04
x
1d1
0,2
x
1S
0,24
bi
1
n
1
e
ht
e
ht
n
1
bi
1
Hình 2.14 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận và thứ tự nghịch
X0S
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
n
1
0,108
n
1
Hình 2.15 Sơ đồ thay thế thứ tự không
Từ sơ đồ thay thế trên tính được:
X0HT =
X0B =
X=
Ngắn mạch N(2) :
Điện kháng phụ :
XD(2) = X2S = 0,24
Dòng điện thành phần tại chỗ ngắn mạch
IN1(2) =
Dòng điện pha chạy qua BI1 : I
Ngắn mạch N(1) :
Điện kháng phụ:
XD(1) = X2S + X0S = 0,24 + 0,108 = 0,348
Dòng điện thành phần tại chỗ ngắn mạch. TTT, TTN, TTK
I
Điện áp tại chỗ ngắn mạch :
Dòng điện thành phần TTT, TTN qua BI1
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI1 :
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
u
on1
n
1
i
0H
i
0B
Hình 2.16 Sơ đồ phân tích dòng TTK
Dòng TTK do hệ thống cung cấp tới điểm ngắn mạch là:
Dòng TTK từ MBA tới điểm ngắn mạch là:
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI1
Dòng pha chạy qua BI1
= 0 + 0 + =
Trong hệ đơn vị có tên :
kA
Trị số dòng điện chạy qua BI4 là :
IBI4= 3.I0(BI1) = 30,338 = 1,014 kA
c) Dạng ngắn mạch N(1,1) :
Điện kháng phụ:
Dòng điện thành phần TTT :
Dòng điện thành phần TTN
Dòng điện thành phần TTK :
Điện áp tại chỗ ngắn mạch :
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI1 :
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
u
on1
n
1
i
0H
i
0B
Hình 2.17 Sơ đồ phân tích dòng TTK
Dòng TTK do hệ thống cung cấp tới điểm ngắn mạch là:
Dòng TTK từ MBA tới điểm ngắn mạch là:
Dòng điện thành phần TTK chạy qua BI1
Dòng điện pha sự cố chạy qua BI1 :
= 0 + 0 + 0,87 = 0,87
Trong hệ đơn vị có tên :
Trị số dòng điện chạy qua BI1 :
kA
Dòng điện chạy qua BI4:
IBI4 =3. I0(BI1) = 3 0,435 = 1,305 kA
Bảng 2.10
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N(2)
0
0
0
0
0
N(1)
0,338
0
0
1,014
0
N(1,1)
0,435
0
0
1,305
0
* Điểm ngắn mạch :
x
1h1
0,04
x
1d1
0,2
x
1S
0,24
Bi1
N1’
e
ht
e
ht
N1’
Bi1
Sơ đồ thay thế TTT,TTN ở điểm ngắn mạch giống sơ đồ thay thế ở điểm ngắn mạch N1 .
Hình 2.18 Sơ đồ thay thế TTT,TTN
c
b
0,27
0,51
x
0d1
0,03
x
0h1
b
x
T
0
N1’
BI1
Bi1
0,27
b
x
c
0
XB
T
x
Hình 2.19 Sơ đồ thay thế TTK:
Từ sơ đồ thay thế trên tính được:
X0HT = = 0,18
X0B =
X= = 0,108
a) Ngắn mạch N(2) :
Dòng điện tại điểm ngắn mạch cũng chính là dòng điện ngắn mạch do hệ thống cung cấp tới điểm ngắn mạch
Trong hệ đơn vị có tên :
kA
IBI2 = IBI3 = IBI4 = IBI5 = 0
Ngắn mạch N(1) :
Dòng điện thành phần TTT, TTN chạy qua BI1 :
Dòng điện thành phần TTK qua điện kháng hệ thống :
0,135
x
0B
0,54
x
0ht
u
on1
n
1
i
0H
i
Hình 2.20 Sơ đồ phân tích dòng TTK
Dòng điện pha chạy qua BI1 :
= 1,7 + 1,7 + 1,016 = 4,416
Trong hệ đơn vị có tên:
Trị số dòng điện chạy qua BI1 là
kA
kA
Trị số dòng điện chạy qua BI4 :
= = 1,014kA
Dạng ngắn mạch N(1,1) :
Dòng điện thành phần TTT :
Dòng điện thành phần TTN :
Dòng điện thành phần TTK qua điện kháng hệ thống :
- Dòng điện thành phần thứ tự chạy qua BI1 :
Dòng điện pha sự cố chạy qua BI1 :
=
= - 2,7 – j 4,133 = - 4,94
Trong hệ đơn vị có tên :
Trị số dòng điện qua BI1 là :
kA
kA
Trị số dòng điện chạy qua BI4:
= = 2,61 kA
Bảng 2.11
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(2)
1,804
0
0
0
0
N(1)
2,208
0
0
1,014
0
N(1,1)
2,47
0
0
2,61
0
2.4.2 Ngắn mạch phía 35 kV
* Điểm ngắn mạch N2 :
e
ht
0,375
x
1S
I1
n
2
Bi2
b
x
Bi1
x
1h1
0,04
x
1d1
0,2
0,27
c
n
2
Bi2
e
ht
x
c
b
0,27
Bi1
Bi2
b
x
0
b
x
0
Hình 2.21 Sơ đồ thay thế thứ tự thuận và thứ tự nghịch
Từ sơ đồ thay thế trên tính được:
Vì cuộn trung của máy biến áp đấu (), do vậy ta không có sơ đồ thay thế TTK.
Tính toán dòng điện ngắn mạch chạy qua BI1 và BI2 với dạng ngắn mạch
Dòng điện pha tại điểm ngắn mạch:
Dòng điện pha chạy qua BI1 và BI2:
Trong hệ đơn vị có tên:
Trị số dòng điện chạy qua BI1 là :
kA
Trị số dòng điện qua BI2 là :
kA
Bảng 2.12
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N2
N(2)
0,577
1,731
0
0
0
* Điểm ngắn mạch N2’:
Vì sơ đồ thay thế TTT,TTN ở điểm ngắn mạch giống sơ đồ thay thế ở điểm ngắn mạch N2 nên cách tính toán các dòng điện qua BI1 và BI2 ở điểm ngắn mạch tương tự như ở điểm ngắn mạch N2, chỉ khác là dòng điện qua BI2 đổi chiều
Bảng 2.13
Điểm ngắn mạch
Dạng ngắn mạch
Dòng qua chỗ đặt BI (kA)
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N(2