Ngày nay, điện năng là một phần thiết yếu trong mọi hoạt động sản xuất cũng như trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Để đảm bảo sản lượng và chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm việc ổn định trong toàn hệ thống; cần phải sử dụng một cách rộng rãi và có hiệu quả những phương tiện bảo vệ,thông tin ,đo lường ,điều khiển và điều chỉnh tự động trong hệ thống điện.
Trong số các phương tiện này, rơle và thiết bị bảo vệ bằng rơle đóng một vai trò hết sức quan trọng. Trong quá trình vận hành hệ thống điện, không phải lúc nào hệ thống cũng hoạt động ổn định, thực tế chúng ta luôn gặp tình trạng làm việc không bình thường hoặc sự cố như ngắn mạch, quá tải v.v. . mà nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan. Hệ thống Rơle sẽ phát hiện và tự động loại trừ các sự cố, xử lý tình trạng làm việc bất thường của hệ thống.
Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thiết bị bảo vệ rơle ngày càng hiện đại, nhiều chức năng và tác động chính xác hơn. Ở nước ta ngày nay, xu hướng sử dụng rơle kỹ thuật số để dần thay thế cho các rơle điện cơ đang được xúc tiến mạnh mẽ.
Bản “ Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110/35/22kV” gồm có 5 chương :
- Chương 1 : Mô tả đối tượng được bảo vệ và các thông số chính.
- Chương 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơ le
- Chương 3 : Lựa chọn phương thức bảo vệ
- Chương 4 : Giới thiệu tính năng và thông số rơle được chọn
- Chương 5 : Tính toán các thông số và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ
89 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 4781 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110/35/22kV, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án
Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110/35/22kVMỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 1
Chương 1: Mô tả đối tượng được bảo vệ và các thông số chính 2
1.1. Mô tả đối tượng 2
1.2. Thông số chính 2
1.2.1.Hệ thống điện 2
1.2.2.Đường dây 3
1.2.3.Máy biến áp 3
1.3.Chọn máy cắt ,máy biến dòng điện ,máy biến điện áp 3
1.3.1.Máy cắt điện 3
1.3.2.Máy biến dòng điện 5
1.3.3.Máy biến điện áp 6
Chương 2: Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơ le 7
2.1. Các giả thiết cơ bản 7
2.2.Chọn các đại lượng cơ bản và tính thông số các phần tử 8
2.3.Sơ đồ thay thế tính ngắn mạch 9
2.4.Các phương án( sơ đồ ) tính toán ngắn mạch 10
2.4.1.Sơ đồ 1:SNmax,1 máy biến áp làm việc 10
Bảng tổng kết sơ đồ 2.4.1 19
2.4.2.Sơ đồ 2:SNmax,2máy biến áp làm việc song song 20
Bảng tổng kết sơ đồ 2.4.2 28
2.4.3.Sơ đồ 3:SNmin,1 máy biến áp làm việc 29
Bảng tổng kết sơ đồ 2.4.3 37
2.4.4.Sơ đồ4:SNmin , 2 máy biến áp làm việc song song 38
Bảng tổng kết sơ đồ 2.4.4 47
Chương 3: Lựa chọn phương thức bảo vệ 48
3.1.Các dạng hư hỏng và chế độ làm việc
không bình thường của máy biến áp 48
3.2.Các loại bảo vệ đặt cho máy biến áp 49
3.2.1. Những yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ hệ thống điện 49
3.2.2. Bảo vệ chính máy biến áp B1 và B2 50
3.2.3.Bảo vệ dự phòng 53
3.3.Sơ đồ phương thức bảo vệ 56
Chương4: Giới thiệu tính năng và thông số các loại rơle sử dụng 57
4.1.Hợp bộ bảo vệ so lệch 7UT613 57
4.1.1.Giới thiệu tổng quan về rơ le 7UT613 57
4.1.2.Nguyên lý hoạt động chung của rơle 7UT613 59
4.1.3.Một số thông số kỹ thuật của rơle7UT613 61
4.1.4.Các chỉnh định và cài đăt thông số cho rơle 7UT613 63
4.1.5.Chức năng bảo vệ so lệch máy biến áp 64
4.1.6.Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế của 7UT613 68
4.1.7. Chức năng bảo vệ quá dòng của rơle 7UT613 71
4.1.8.Chức năng bảo vệ chống quá tải 71
4.2.Hợp bộ bảo vệ quá dòng 7SJ621 72
4.2.1.Giới thiệu tổng quát về rơle 7SJ621 72
4.2.2.Nguyên lý hoạt động chung của rơle 7SJ621 73
4.2.3.Các chức năng bảo vệ trong rơle 7SJ621 75
4.2.4.Một số thông số kỹ thuật của rơle 7SJ621 78
Chương 5: Chỉnh định và kiểm tra sự làm việc của rơle 81
5.1.Tính toán các thông số của bảo vệ 81
5.1.1.Các số liệu cần thiết cho việc tính toán bảo vệ rơle 81
5.1.2.Tính toán các thông số của bảo vệ 81
5.2.Kiểm tra sự làm việc của bảo vệ 85
5.2.1. Bảo vệ so lệch dòng có hãm 85
5.2.2. Bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự không 90
5.2.3. Bảo vệ quá dòng có thời gian 91
5.2.4.Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian 92
Tài liệu tham khảo 94
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, điện năng là một phần thiết yếu trong mọi hoạt động sản xuất cũng như trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày của con người. Để đảm bảo sản lượng và chất lượng điện năng cần thiết, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo an toàn cho thiết bị và sự làm việc ổn định trong toàn hệ thống; cần phải sử dụng một cách rộng rãi và có hiệu quả những phương tiện bảo vệ,thông tin ,đo lường ,điều khiển và điều chỉnh tự động trong hệ thống điện.
Trong số các phương tiện này, rơle và thiết bị bảo vệ bằng rơle đóng một vai trò hết sức quan trọng. Trong quá trình vận hành hệ thống điện, không phải lúc nào hệ thống cũng hoạt động ổn định, thực tế chúng ta luôn gặp tình trạng làm việc không bình thường hoặc sự cố như ngắn mạch, quá tải v.v. . mà nguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan. Hệ thống Rơle sẽ phát hiện và tự động loại trừ các sự cố, xử lý tình trạng làm việc bất thường của hệ thống.
Hiện nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thiết bị bảo vệ rơle ngày càng hiện đại, nhiều chức năng và tác động chính xác hơn. Ở nước ta ngày nay, xu hướng sử dụng rơle kỹ thuật số để dần thay thế cho các rơle điện cơ đang được xúc tiến mạnh mẽ.
Bản “ Thiết kế bảo vệ rơle cho trạm biến áp 110/35/22kV” gồm có 5 chương :
- Chương 1 : Mô tả đối tượng được bảo vệ và các thông số chính.
- Chương 2 : Tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơ le
- Chương 3 : Lựa chọn phương thức bảo vệ
- Chương 4 : Giới thiệu tính năng và thông số rơle được chọn
- Chương 5 : Tính toán các thông số và kiểm tra sự làm việc của bảo vệ
Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đề tài có hạn cũng như kiến thức kinh nghiệm về lĩnh vực bảo vệ rơle trong hệ thống điện chưa nhiều, nên tập đề án tốt nghiệp này còn có những sai sót là điều không thể tránh được. Em rất mong được sự nhận xét và đóng góp của quí Thầy Cô.
Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của GS.VS.TSKH TRẦN ĐÌNH LONG.
CHƯƠNG 1
MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC BẢO VỆ – THÔNG SỐ CHÍNH
1.1. MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG
Trạm biến áp được bảo vệ gồm hai máy biến áp ba dây quấn B1 và B2 được mắc song song với nhau. Hai máy biến áp này được cung cấp từ hai nguồn của HTĐ1 và HTĐ2. Hệ thống điện HTĐ1 cung cấp đến thanh góp 110kV của trạm biến áp qua đường dây D1, hệ thống điện HTĐ2 cung cấp đến thanh góp 110kV của trạm biến áp qua đường dây D2. Phía trung và hạ áp của trạm có điện áp 35kV và 22kV để đưa đến các phụ tải.
HTĐ1
HTĐ2
110kV
35kV
22kV
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
N1
N1’
N2
N2’
N3
N3’
D1
D2
B1
B2
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý và các vị trí đặt máy biến dòng dùng cho bảo vệ của trạm biến áp
1.2. THÔNG SỐ CHÍNH
1.2.1. Hệ thống điện HTĐ1, HTĐ2: có trung tính nối đất
1) Hệ thống điện HTĐ1:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: S1Nmax = 2500 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: S1Nmin = 0,7S1Nmax
Điện kháng thứ tự không: X0H1 = 1,2X1H1
2) Hệ thống điện HTĐ2:
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực đại: S2Nmax = 1900 MVA
Công suất ngắn mạch ở chế độ cực tiểu: S2Nmin = 0,75S2Nmax
Điện kháng thứ tự không: X0H2 = 1,35X1H2
1.2.2 Đường dây D1, D2:
1) Đường dây D1:
Chiều dài đường dây: L1 = 60 km
Điện kháng trên một kilômét đường dây: X11 = 0,423 Ω/km
Điện kháng thứ tự không: X0D1 = 2X1D1
2) Đường dây D2:
Chiều dài đường dây: L2 = 45 km
Điện kháng trên một kilômét đường dây: X12 = 0,392 Ω/km
Điện kháng thứ tự không: X0D2 = 2X1D2
1.2.3. Máy biến áp
Công suất danh định của mỗi máy biến áp: Sdđ = Sdđ1 = Sdđ2 = 63 MVA
Cấp điện áp 121/38,5/24 kV
Điện áp ngắn mạch phần trăm của các cuộn dây
I – II = 10,5
Uk% I-III= 17
II – III = 6
Tổ đấu dây YN – d11 – yn12
Giới hạn điều chỉnh điện áp: Uđc = 10%
1.3. CHỌN MÁY CẮT, MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN, MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP
1.3.1. Máy cắt điện:
- Điện áp định mức (UđmMC): Điện áp định mức của máy cắt được chọn phải lớn hơn hoặc bằng điện áp của lưới điện: UđmMC Uđmlưới
- Dòng điện định mức (IđmMC): Dòng điện định mức của máy cắt được chọn phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện làm việc cưỡng bức của mạch: IđmMCIlvcb
- Điều kiện cắt: Dòng điện cắt định mức của máy cắt phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện ngắn mạch của mạch: ICđmI”N
- Điều kiện ổn định lực động điện khi ngắn mạch: Dòng điện ổn định lực động điện của máy cắt phải lớn hơn dòng ngắn mạch xung kích qua nó: iđđmMCixk
- Điều kiện ổn định nhiệt: Các máy cắt nói chung thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt, đặc biệt với những loại máy cắt có dòng định mức lớn hơn 1000A. Do đó với các máy cắt có dòng định mức lớn hơn 1000A không cần kiểm tra điều kiện này: I2nhđm.tnhđm BN (BN: là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch).
Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất của các mạch kết hợp với các giá trị dòng điện ngắn mạch đã tính được ở chương II ta chọn máy cắt của từng mạch cho từng cấp điện áp như ở bảng 1.1.
1) Phía điện áp 110kV:
Ilvcb =kqtsc.IđmB = kqtsc. = 1,4 Ilvcb =1,4. = 0,443kA = 443A
I”N = IBI1maxIcb1 = 15,8913 . 0,3163 = 5,0264 kA ( trang 28 )
Ixk = .1,8.I”N = .1,8.5,0264 = 12,7951 kA
Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp định mức: UđmMC110kV
+ Dòng điện định mức: IđmMCIlvcb = 443A
+ Dòng cắt định mức: ICđm5,0264kA
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC12,7951kA
2) Phía điện áp 35kV:
Ilvcb = kqtsc.IđmB = kqtsc. = 1,4. = 1,358kA = 1358A
I”N = IBI2maxIcb2=5,7971 . 0,9699 = 5,6226kA (trang 19 )
Ixk = .1,8.I”N = .1,8.5,6226 = 14,3128kA
Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp định mức: UđmMC35kV
+ Dòng điện định mức: IđmMCIlvcb = 1358A
+ Dòng cắt định mức: ICđm5,6226 kA
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC14,3128kA
3) Phía điện áp 22kV:
Ilvcb = kqtsc.IđmB = kqtsc. = 1,4. = 2,122kA = 2122A
I”N = IBI3maxIcb3 =5,6337 . 1,5155 = 8,5379kA (trang 19 )
Ixk = .1,8.I”N = .1,8.8,5379 = 21,7339kA
Chọn máy cắt có thông số:
+ Điện áp định mức: UđmMC22kV
+ Dòng điện định mức: IđmMCIlvcb = 2122A
+ Dòng cắt định mức: ICđm8,5379kA
+ Điều kiện ổn định lực động điện: iđđmMC21,7339kA
Bảng 1.1
Điện áp
Loại máy
cắt
UđmMC
kV
IđmMC
A
ICđmMC
kA
iđđmMC
kA
Ghi chú
110kV
3AQ1-FE
123
3150
31,5
80
MC SF6
Siemens
35kV
8DB10
36
2500
31,5
80
MC SF6
Siemens
22kV
8DB10
24
2500
31,5
80
MC SF6
Siemens
1.3.2. Máy biến dòng điện:
- Điện áp định mức (UđmBI): Điện áp định mức của máy biến dòng được chọn phải lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức của lưới điện: UđmBIUđmlưới
- Dòng điện định mức (IđmBI): Dòng điện định mức của máy biến dòng được chọn phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện làm việc cưỡng bức qua BI: I1đmBIIlvcb
- Phụ tải định mức (Z2đmBI): Phụ tải thứ cấp định mức của máy biến dòng phải lớn hơn hay bằng tổng trở thứ cấp của BI: Z2đmBIZ2
-Điều kiện ổn định lực động điện: dòng điện ổn định lực động điện của máy biến dòng phải lớn hơn dòng ngắn mạch xung kích qua nó: kđđmI1đmixk
- Điều kiện ổn định nhiệt: Dòng ổn định nhiệt của máy biến dòng phải thỏa mãn điều kiện: (I1đmknh)2BN (BN: là xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch).
Dựa vào cấp điện áp và dòng điện làm việc cưỡng bức lớn nhất của các mạch đã được xác định ở phần trên, kết hợp với các giá trị dòng điện ngắn mạch đã tính được ở chương II ta chọn máy biến dòng của từøng mạch cho từng cấp điện áp như ở bảng 1.2.
Bảng 1.2
Thông số
Phía 110kV
Phía 35kV
Phía 22kV
Kiểu
IBM 123
ASS 36-01
IWR20W1
UđmBI, kV
123
38,5
24
Tỷ số biến
300-600/1/1/1/1
1000-2000/1/1/1
1000-2000/1/1/1
Số cuộn thứ cấp
4
3
3
Công suất, VA
30/30/30/30
15/15/15
20/20/20
Cấp chính xác
0,5/5P20/5P20/5P20
0,5/5P20/5P20
0,5/5P20/5P20
Nhà chế tạo
ABB
WANLER-UND
ABB
1.3.3. Máy biến điện áp:
- Điện áp định mức (UđmBU): Điện áp định mức của máy biến điện áp được chọn phải lớn hơn hoặc bằng điện áp của lưới điện: UđmBUUđmlưới
- Cấp chính xác: Phù hợp với yêu cầu của các dụng cụ đo.
- Công suất định mức (S2đmBU): Công suất định mức của máy biến điện áp phải lớn hơn hay bằng tổng công suất mạch thứ cấp của BU: S2đmBUS2
Dựa vào các điều kiện trên, ta chọn máy biến điện áp của từng mạch cho từng cấp điện áp như ở bảng 1.3.
Bảng 1.3
Thông số
Phía 110kV
Phía 35kV
Phía 22kV
Kiểu
CPA 123
VEN 36-14
EPR20F
UđmBU, kV
123
36
24
Tỷ số biến
110000:/110:
/110
35000:/110:
/110:3
22000:/110:
/110
Số cuộn thứ cấp
2
2
2
Công suất, VA
200/100
100/100
50/50
Cấp chính xác
0,5/3P
0,5/6P
0,5/3P
Nhà chế tạo
ABB
GERMANY
WATTSUD
CHƯƠNG 2
TÍNH NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE
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 cài 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.
Trong chế độ cực đại, xét các dạng ngắn mạch ba pha đối xứng, ngắn mạch một pha, ngắn mạch hai pha chạm đất. Chế độ cực tiểu xét ngắn mạch hai pha, ngắn mạch hai pha chạm đất và ngắn mạch một pha.
2.1. CÁC GIẢ THIẾT CƠ BẢN.
+ Các máy phát điện đồng bộ không có dao động công suất: nghĩa là góc lệch pha giữa sức từ động của các máy phát điện giữ nguyên không đổi trong quá trình ngắn mạch. Nếu góc lệch pha giữa sức điện động của các máy phát điện tăng lên thì dòng trong nhánh sự cố giảm xuống, sử dụng giả thiết này sẽ làm cho việc tính toán đơn giản hơn và trị số dòng điện tại chỗ ngắn mạch là lớn nhất. Giả thiết này không gây sai số lớn, nhất là khi tính toán trong giai đoạn đầu của quá trình quá độ (0,1 0,2 sec).
+ Bỏ qua các phụ tải.
+ Mạch từ không bão hòa, nghĩa là mạch có quan hệ tuyến tính: giả thiết này sẽ làm cho phương pháp phân tích và tính toán ngắn mạch đơn giản hơn rất nhiều, vì mạch điện trở thành tuyến tính và có thể dùng nguyên lý xếp chồng để phân tích quá trình.
+ Bỏ qua điện trở tác dụng: nghĩa là sơ đồ tính toán có tính chất thuần kháng. Giả thiết này dùng được khi ngắn mạch xảy ra ở các bộ phận điện áp cao, ngoại trừ khi bắt buộc phải xét đến điện trở của hồ quang điện tại chỗ ngắn mạch hoặc khi tính toán ngắn mạch trên đường dây cáp dài hay đường dây trên không tiết diện bé. Ngoài ra lúc tính hằng số thời gian tắt dần của dòng điện không chu kỳ cũng cần phải tính đến điện trở tác dụng.
+ Bỏ qua thành phần điện dung dây dẫn – đất: giả thiết này không gây sai số lớn, ngoại trừ trường hợp tính toán đường dây cao áp tải điện đi cực xa thì mới xét đến dung dẫn của đường dây.
+ Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp.
+ Hệ thống điện ba pha lúc bình thường là đối xứng: sự mất đối xứng chỉ xảy ra đối với từng phần tử riêng biệt khi nó bị hư hỏng.Việc tính toán ngắn mạch được thực hiện trong hệ đơn vị tương đối.
2.2. CHỌN CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN VÀ TÍNH THÔNG SỐ CÁC PHẦN TỬ.
Chọn Scb = SdđB = 63 MVA
Ucb = Utb(115/37,5/24) kV
Cấp điện áp 110 kV có Utb1 = 115 kV
Icb1 = = = 0,3163 kA
Cấp điện áp 35 kV có Utb2 = 37,5 kV
Icb2 = = = 0,9699kA
Cấp điện áp 22 kV có Utb3 = 24 kV
Icb3 = = = 1,5155 kA
Thông số các phần tử:
Hệ thống điện 1:
Chế độ MAX:
S1Nmax = 2500 MVA
X1H1max = X2H1max = = = 0,0252
X0H1max = 1,2X1H1max = 1,2.0,0252= 0,0302
Chế độ MIN:
S1Nmin = 0,7S1Nmax = 0,7.2500 = 1750 MVA
X1H1min = X2H1min = = = 0,036
X0H1min = 1,2X1H1min = 1,2.0,036= 0,0432
Hệ thống điện 2:
Chế độ MAX:
S2Nmax = 1900 MVA
X1H2max = X2H2max = = = 0,0332
X0H2max = 1,35X1H2max = 1,35.0,0332= 0,0448
Chế độ MIN:
S2Nmin = 0,75S2Nmax = 0,75.1900 = 1425 MVA
X1H2min = X2H2min = = = 0,0442
X0H2min = 1,35X1H2min = 1,35.0.0442 = 0,0597
Đường dây D1:
X1D1 = X2D1 = X1.L1. = 0,423 . 60 . = 0,1209
X0D1 = 2X1D1 = 2 . 0,1209 = 0,2418
Đường dây D2:
X1D2 = X2D2 = X2.L2. = 0,392 . 45. = 0,084
X0D2 = 2X1D2 = 2 . 0,084 = 0,168
Máy biến áp:
UNC-T = 10,5%
UNC-H = 17%
UNT-H = 6%
Điện kháng của các cuộn dây máy biến áp
XC = =(10,5 + 17 – 6)=0,1075
XT = = (10,5 + 6 – 17) = 0
XH= = (17 + 6 – 10,5)=0,0625
2.3. SƠ ĐỒ THAY THẾ TÍNH NGẮN MẠCH.
1) Sơ đồ thứ tự thuận (nghịch E = 0)
E
E
110kV
35kV
22kV
2) Sơ đồ thứ tự không.
110kV
22kV
2.4. CÁC SƠ ĐỒ (PHƯƠNG ÁN) TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.
Sơ đồ 1: SNmax; 1 máy biến áp làm việc.
Sơ đồ 2: SNmax; 2 máy biến áp làm việc.
Dạng ngắn mạch cần tính toán: N(3), N(1,1), N(1)
Sơ đồ 3: SMmin; 1 máy biến áp làm việc.
Sơ đồ 4: SNmin; 2 máy biến áp làm việc.
Dạng ngắn mạch cần tính toán: N(2); N(1,1), N(1)
2.4.1. Sơ đồ 1: SNmax, 1 máy biến áp làm việc.
Các dạng ngắn mạch cần tính toán: N(3), N(1,1), N(1)
1)Ngắn mạch phía 110 kV (điểm ngắn mạch N1):
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E=0)
E
E
110kV
BI1
N1
N1’
E
N1
U1N
= = 0,0650
N1’
110kV
N1
BI
U0N
Sơ đồ thay thế thứ tự không:
N1’
110kV
N1
BI
U0N
IOH
IOB
=
= 0,1194
XOB = XC + XT = 0,1075 + 0 = 0,1075
U0N
N1
= = 0,0566
a) Ngắn mạch 3 pha N(3):
Điểm N1: Không có dòng qua các BI.
Điểm N1’: IBI1 = IN =15,3846
Dòng qua các BI khác bằng không.
b) Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1):
Điện kháng phụ:
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
= - (- 5,6090).0,0566 = 0,3175
Phân bố dòng I0:
Điểm N1:
IBI1 = IOB = -2,9535
IBI4 = 3.IOB = 3.(-2,9535) = -8,8605
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N1’:
IBI1 = = 14,3944
IBI4 = 3.IOB = 3.(-2,9535) = -8,8605
Dòng qua các BI khác bằng không.
c)Ngắn mạch 1 pha N( 1)
Điện kháng phụ:
= 0,0650 + 0,0566= 0,1216
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
= 5,3591
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
= -5,3591. 0,0566 = -0,3033
Phân bố dòng I0:
= 2,5402
= 2,8214
Điểm N1:
IBI1 = IOB = 2,8214
IBI4 = 3.IOB = 3 . 2,8214 = 8,4642
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N1’:
IBI1 = I1BI1 + I2BI1 + I0BI1 = = 2.5,3591 + 2,5402=13,2584
IBI4 = 3 . IOB = 3 . 2,8214 = 8,4642
Dòng qua các BI khác bằng không.
2) Ngắn mạch phía 35 kV
Trung điểm không nối đất, chỉ tính N(3):
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:
E
BI1
N1
N2’
N2
BI2
E
N2
U1N
= 0,0650+ 0,1075 + 0 = 0,1725
Điểm N2:
= 5,7971
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N2’:
IBI1 = 5,7971
Dòng qua các BI khác bằng không.
3)Ngắn mạch phía 22 kV:
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E = 0):
E
N1
N3
22kV
= 0,0650 + 0,1075 + 0,0625 =0,235
E
N3
U1N
Sơ đồ thay thế thứ tự không:
U0N
N3
N3
U0N
a) Ngắn mạch 3 pha N(3):
Điểm N3:
IBI1 = IBI3 = IN = 4,2553
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N3’: IBI1 = IN = 4,2553
Dòng qua các BI khác bằng không.
b) Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1):
Điện kháng phụ:
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
= 2,7775. 0,0625 = 0,1736
IOH = 0
Điểm N3:
IBI1 = = 3,9378
IBI3 = = 5,5619
IBI4 = 0
IBI5 = = 3 . (-2,7775) = -8,3325
IBI2 = 0
Điểm N3’:
IBI1 = 3,9378
IBI4 = 0
IBI5 = -8,3325
IBI3 = 0
IBI2 = 0
c) Ngắn mạch 1 pha N( 1)
Điện kháng phụ:
= 0,235 + 0,0625 = 0,2975
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
= 1,8779
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
= -1,8779 . 0,0625 = -0,1174
IOH = 0
Điểm N3:
= =2 . 1,8779 = 3,7558
= 3 . 1,8779= 5,6337
IBI4 =IBI2= 0
= 3 . 1,8779= 5,6337
Điểm N3’:
IBI1=IBI1(N3)=3,7558
IBI3 = 0
IBI4 = 0
= 3 . 1,8779= 5,6337
IBI2 = 0
Bảng tổng kết sơ đồ 2.4.1. Dòng điện ngắn mạch qua các BI, trường hợp một máy biến áp làm việc trong chế độ SNmax:
Phía
ngắn
mạch
Điểm
ngắn
mạch
Dạng
ngắn
mạch
Dòng qua các BI
BI1
BI2
BI3
BI4
BI5
110kV
N1
N(3)
0
0
0
0
0
N(1,1)
-2,9535
0
0
-8,8605
0
N(1)
2,8214
0
0
8,4642
0
N1’
N(3)
15,3846
0
0
0
0
N(1,1)
14,3944
0
0
-8,8605
0
N(1)
13,2584
0
0
8,4642
0
35kV
N2
N(3)
5,7971
5,7971
0
0
0
N2’
N(3)
5,7971
0
0
0
0
22kV
N3
N(3)
4,2553
0
4,2553
0
0
N(1,1)
3,9378
0
5,5619
0
-8,3325
N(1)
3,7558
0
5,6337
0
5,6337
N3’
N(3)
4,2553
0
0
0
0
N(1,1)
3,9378
0
0
0
-8,3325
N(1)
3,7558
0
0
0
5,6337
2.4.2. Sơ đồ 2: SNmax, 2 máy biến áp làm việc song song.
Các dạng ngắn mạch tính toán: N(3), N(1,1), N(1).
1)Ngắn mạch phía 110 kV (Điểm ngắn mạch N1):
Sơ đồ thay thế thứ tự thuận (nghịch E = 0):
E
E
110kV
N1
E
N1
U1N
Sơ đồ thay thế thứ tự không:
N1
BI1
BI1
N1
U0N
IOH
IOB
XOH=0,1194
N1
U0N
XOB = (XC + XT) = = 0,0538
= = 0,0371
a) Ngắn mạch 3 pha N(3):
Điểm N1: Không có dòng qua các BI.
Điểm N1’: IBI1 = IN = 15,3846
Dòng qua các BI khác bằng không.
b) Ngắn mạch 2 pha chạm đất N(1,1):
Điện kháng phụ:
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
= - (- 7,1855) . 0,0371 = 0,2666
Phân bố dòng I0:
Điểm N1:
IBI1 = IOB = = -2,4777
IBI4 = 3..IOB = 3..(-4,9554) = -7,4331
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N1’:
IBI1 = = 15,7014
IBI4 = 3..IOB = 3..(-4,9554) = -7,4331
Dòng qua các BI khác bằng không.
c) Ngắn mạch 1 pha N( 1)
Điện kháng phụ:
= 0,0650 + 0,0371 = 0,1021
Các thành phần đối xứng của dòng điện tại chỗ ngắn mạch:
= 5,9844
Điện áp thứ tự không tại chỗ ngắn mạch:
= -5,9844 . 0,0371= -0,2220
Phân bố dòng I0:
= 1,8593
= 4,1264
Điểm N1:
IBI1 = . IOB = . 4,1264= 2,0632
IBI4 = 3..IOB = 3. . 4,1264= 6,1896
Dòng qua các BI khác bằng không.
Điểm N1’:
IBI1 = I1BI1 + I2BI1 + I0BI1
=15,8913
IBI4 = 3.. IOB = 3.. 4,1264 = 6,1896
Dòng qua các BI khác bằng không.
2) Ngắn mạch phía 35 kV:
Trung điểm không nối đ