Tài liệu Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE pdf

Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE I. ĐẦU ĐỀ Tính toán bảo vệ cắt nhanh ,quá dòng điện và quá dòng thứ tự không cho đường dây cung cấp điện hình tia. II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1. Hệ thống S Nmax = 1500 MVA S Nmin = 0,8 *S Nmax = 0.8*1500=1200 MVA X oH = 0.9 X 1H 2. Máy biến áp S = 2*10 MVA U 1 /U 2 = 115/24 Kv ,U k %= 12.5% 3. Đường dây Đường dây Loại dây dẫn Chiều dài Z 1 (Ω/km) Z 0 (Ω/km) D1 AC-75 20 0,36+j0,41 0,56+j1,02 D2 AC-100 15 0,27+j0.39 0,48+j0,98 4.Phụ tải P 1 = 2 MW ,cosφ 1 = 0.8 ,t pt1 = 0.5 s P 2 = 4 MW , cosφ 2 = 0.85 ,t pt2 = 0.75 s 5. Đặc tính thời gian của Rơ le p T I t 1 5,13 * − = (2.1) III. NỘI DUNG TÍNH TOÁN 1. Chọn tỷ số biến đổi của các máy biến dòng điện BI 1 ,BI 2 dùng cho bảo vệ đường dây D1 và D2 Tỷ số biến đổi của các máy biến dòng được chọn theo công thức : tdd sdd I I I n = (3.1) Chọn I tdd = 1 A Dòng I sdd được chọn theo công thức I sdd = I lvmax = k qt *I pt (3.2) Trong đó k qt = 1,4 Printed by Thành The Kid 1 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE Chọn tỷ số biến của BI 2 Tính dòng điện phụ tải A U P I pt 2,113 85,0*24*3 10.4 cos**3 3 2 2 2 === ϕ I lvmax2 = 1,4*113,2 = 158,49 A Như vậy ta chọn I sdd = 200 A Vậy n I2 = 200 Chọn tỷ số biến của BI 1 Ta có A U P II ptpt 34,173 8.0*24*3 10.2 2,113 cos**3 3 1 1 21 =+=+= ϕ Vậy I lvmax1 = 1,4*173,34=242,68 A Ta chọn I sdd1 = 250 A Vậy tỷ số biến của BI 1 là : n I1 = 250 2. Tính ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơ le a) Thông số Chọn hệ đơn vị tương đối cơ bản  S cb = 10 MVA  U cbi = U tbi Hệ thống N cb HT S S X = *1 (3.3)  Tính trong chế độ phụ tải cực đại + S N = S Nmax = 1500 MVA + Hai máy biến áp làm việc song song Ta có 0067,0 1500 10 max *1 === N cb HT S S X X 2 ht* = X 1 ht * = 0,0067 X 0ht* =0,9 * 0,0067=0,00603  Tính trong chế độ phụ tải min + S Nmin = 1200 MVA + Một máy biến áp làm việc Printed by Thành The Kid 2 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE 0083,0 1200 10 min *1 === N cb HT S S X X 2 ht* = X 1 ht * = 0,0083 X 0ht* =0,9 * 0,0083=0,00747 Máy biến áp 125,0 10 10 * 100 5,12 * 100 % * === dm cbk b S SU X Đường dâyD1: 142,0 24 10 *20*41,0 2 *1 == d X 354,0 24 10 *20*02,1 2 *10 == d X Đường dây D2 102,0 24 10 *15*39,0 2 *2 == d X 255,0 24 10 *15*98,0 2 *20 == d X `  Chọn vị trí các điểm tính ngắn mạch Ta chia mỗi đoạn đường dây thành 4 đoạn bằng nhau .Ta cần tính dòng ngắn mạch tại 9 điểm như hình vẽ sau: Xd1 0.0355 Xht 0.0067 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xb 0.125 Xb 0.125 Edt 1 Đoạn đường dây D1: Ngắn mạch tại N 1 : X N1∑ = X ht + 0.5*X b .Với X ht = 0.0067 X 0N1 = X 0ht + X b .Với X 0ht = 0,006 Ngắn mạch từ N2 đến N5 X N2 = X N1 +1/4 X d1 X 0N2 =X 0N1 +1/4 X 0d1 Tổng quát : X Ni+1 = X Ni + ¼ X d1 Printed by Thành The Kid 3 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE X 0Ni+1 = X 0Ni + ¼ X 0d1 Với X d1 = 0.142 X 0d1 = 0.354 Ngắn mạch tại các điểm trên đoạn đường dây D2(Từ N6 đến N9) Tại N6: X N6 = X N5 +1/4 X d2 X 0N6 =X 0N5 +1/4 X 0d5 Tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N6 đến N9 X Ni+1 = X Ni + ¼ X d2 X 0Ni+1 = X 0Ni + ¼ X 0d2 Với X d2 = 0.102 X 0d2 = 0.255 Tính toán ngắn mạch cho từng điểm ngắn mạch Tính trong chế độ cực đại Sơ đồ thay thế và thông số của các phần tử được cho trên sơ đồ sau đây Xd1 0.0355 Xht 0.0067 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xb 0.125 Xb 0.125 Edt 1 Trong chế độ cực đại các thông số được chọn như đã trình bày ở phần trên Các dạng ngắn mạch cần tính • Ngắn mạch 3 pha đối xứng • Ngắn mạch 1 pha • Ngắn mạch hai pha chạm đất Xét chế độ ngắn mạch không đối xứng Để tính toán chế độ ngắn mạch không đối xứng ta sử dụng phương pháp các thành phần đối xứng.Điện áp và dòng điện được chia thành 3 thành phần:thành phần thứ tự thuận,thành phần thứ tự nghịch và thành phần thứ tự không. Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuận của mọi dạng ngắn mạch đều có tính theo công thức : )( )( 1 * )( 1 * n a n Na XXj E I ∆Σ Σ + = (3.4) Trong đó X (n) ∆ là điện kháng phụ của loại ngắn mạch n Trị số dòng điện ngắn mạch tổng hợp tại các pha có thể tính theo công thức: Printed by Thành The Kid 4 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE 1 )()( * Na nn N ImI = (3.5) Ta có bảng tóm tắt sau: Dạng ngắn mạch n X ∆ (n) m (n) N (1) 1 X 2∑ + X 0∑ 3 N (2) 2 X 2∑ 3 N (1,1) 1,1 X 2∑ // X 0∑ 2 02 02 )( *X 1*3 ΣΣ ΣΣ + − XX X N (3) 3 0 1  Tính ngắn mạch tại điểm N1  Ngắn mạch 3 pha đối xứng X 1 = 0,0067+ 0,125/2 =0,0692 Trong hệ đơn vị tương đối 451,14 0692,0 1 )3( *1 * == N I Trong hệ đơn vị có tên kAI N 476,3 24*3 10 *451,14 )3( 1 ==  Ngắn mạch 1 pha X 2∑ (1) = 0,0067+0,125/2 = 0,0692 X 0∑ (1) = 0,006+0,125/2 =0,0685 X ∆ (1) = 0,0692+ 0,0685 = 0,1377 833,4 )1377,00692,0( 1 )1( *1 1 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 5,14833,4*3*3 1 )1( 1 1 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 488,3 24*3 10 *5,14 )1( 1 == Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: I N0* (1) = I N1* (1) = 4,833 Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 163,1 24*3 10 *833,4 )1( 0 1 == Printed by Thành The Kid 5 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE  Ngắn mạch 2 pha chạm đất 0344,0 0685,00692,0 0685,0*0692,0 )1,1( = + = ∆ X 5,1 )0685,00692,0( 0685,0*0,0692 1*3 2 )1,1( = + −= m Tính trong hệ đơn vị tương đối 653,9 )0344,00692,0( 1 )1,1( *1 1 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức 851,4 0685,00692,0 0692,0 *653,9* 02 2 )1,1( 1 )1,1( 0 11 = + = + = ΣΣ Σ XX X II NN Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 167,1 24*3 10 *851,4 )1,1( 0 1 == Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 48,14653,9*5,1*5,1 1 )1,1( 1 1 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 483,3 24*3 10 *48,14 )1,1( 1 == Xét ngắn mạch tại điểm N 5  Ngắn mạch 3 pha đối xứng X 1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142 =0.2112 Trong hệ đơn vị tương đối 735,4 2112,0 1 )3( *5 * == N I Trong hệ đơn vị có tên kAI N 139,1 24*3 10 *735.4 )3( 5 ==  Ngắn mạch 1 pha X 2∑ (1) = 0,0067+0,125/2+0,142 = 0,2112 X 0∑ (1) = 0,006+0,125/2+0,354 =0,4225 Printed by Thành The Kid 6 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE X ∆ (1) = 0,2112+ 0,4225 = 0,6377 184,1 )6337,02112,0( 1 )1( *1 5 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 552,3184,1*3*3 1 )1( 5 5 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 8545,0 24*3 10 *552,3 )1( 5 == Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: I N0* (1) = I N1* (1) = 1,184 Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 285,0 24*3 10 *184,1 )1( 50 ==  Ngắn mạch 2 pha chạm đất 141,0 4225,02112,0 4225,0*2112,0 )1,1( = + = ∆ X 528,1 )4225,02112,0( 4225,0*0,2112 1*3 2 )1,1( = + −= m Tính trong hệ đơn vị tương đối 839,2 )141,02112,0( 1 )1,1( *1 5 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức 946,0 4225,02112,0 2112,0 *839,2* 02 2 )1,1( 51 )1,1( 50 = + = + = ΣΣ Σ XX X II NN Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 228,0 24*3 10 *946,0 )1,1( 50 == Dòng điện ngắn mạch tổng hợp Printed by Thành The Kid 7 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE 338,4839,2*528,1*528,1 15 )1,1( 5 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 044,1 24*3 10 *338,4 )1,1( 5 == Ngắn mạch tại điểm N 9  Ngắn mạch 3 pha đối xứng X 1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142+0,102 =0,3132 Trong hệ đơn vị tương đối 193,3 3132,0 1 )3( *9 * == N I Trong hệ đơn vị có tên kAI N 768,0 24*3 10 *193,3 )3( 9 ==  Ngắn mạch 1 pha X 2∑ (1) = 0,0067+0,125/2+0,142+0,102 = 0,3132 X 0∑ (1) = 0,006+0,125/2+0,354+0,255 =0,6775 X ∆ (1) = 0,3132+ 0,6775 = 0,9907 767,0 )9907,03132,0( 1 )1( *1 9 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 301,2767,0*3*3 19 )1( 9 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 554,0 24*3 10 *301,2 )1( 9 == Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: I N0* (1) = I N1* (1) = 0,767 Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 185,0 24*3 10 *767,0 )1( 90 ==  Ngắn mạch 2 pha chạm đất Printed by Thành The Kid 8 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE 214,0 6775,03132,0 6775,0*3132,0 )1,1( = + = ∆ X 533,1 )6775,03132,0( 6775,0*0,3132 1*3 2 )1,1( = + −= m Tính trong hệ đơn vị tương đối 897,1 )214,03132,0( 1 )1,1( *1 9 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức 6,0 6775,03132,0 3132,0 *897,1* 02 2 )1,1( 91 )1,1( 90 = + = + = ΣΣ Σ XX X II NN Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 144,0 24*3 10 *6,0 )1,1( 90 == Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 908,2897,1*533,1*533,1 19 )1,1( 9 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 7,0 24*3 10 *908,2 )1,1( 9 == Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại ta có bảng kết quả sau: N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 X 1 0,0692 0,104 7 0,140 2 0,1757 0,2112 0,2367 0,2622 0,287 7 0,3132 X 2∑ 0,0692 0,104 7 0,140 2 0,1757 0,2112 0,2367 0,2622 0,287 7 0,3132 X 0∑ 0,068 5 0,157 0,2455 0,334 0,4225 0,486 5 0,550 5 0,6145 0,6785 X ∆ (1) 0,1377 0,2617 0,385 7 0,5097 0,6337 0,7232 0,812 7 0,9022 0,9917 X ∆ (1,1) 0,034 4 0,062 8 0,089 0,115 0,141 0,16 0,178 0,196 0,214 Printed by Thành The Kid 9 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE m (1) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 m (1,1) 1,5 1,51 1,52 1,524 1,528 1,53 1,531 1,533 1,533 I N (3) (kA) 3,476 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 I N (1) (kA) 3,488 1,97 1.372 1,053 0,854 0,752 0,671 0,607 0,554 I N (1,1) (kA) 3,483 2,169 1,595 1,261 1,044 0,928 0,837 0,763 0,7 I N0 (1) (kA) 1,163 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,185 I N0 (1,1) (kA) 1,167 0.575 0,382 0,284 0,228 0,198 0,176 0,159 0,144 Bảng 1: Trị số dòng điện ngắn mạch trong chế độ max tại các điểm ngắn mạch ứng với từng loại ngắn mạch Từ bảng số liệu trên ta có xác định được trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất tại các điểm ngắn mạch đã xét .Các giá trị đó được tổng kết trong bảng sau: N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 I Nmax (kA) 3,488 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 I N0max (kA) 1,167 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,184 3*I N0max (kA) 3,501 1,971 1,371 1,053 0,855 0,753 0,672 0,606 0.552 Bảng 2 :Trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất tại các điểm ngắn mạch trong chế độ max Printed by Thành The Kid 10 [...]... bảo vệ Kiểm tra vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh và quá dòng thứ tự không cắt nhanh Từ đồ thị đã xác định ở trên ta có vùng bảo vệ của bảo vệ đặt trên đường dây 1 là: Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh: lcn1max = 15 km lcn1min = 3 km Vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh thứ tự không theo chiều dài đường dây: lcn01max = 15 km lcn01min = 12.5 km Từ kết quả trên ta nhận thấy bảo vệ. .. động cho bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên đoạn đường dây D2 Ikđ2 = kat * IN9max = 1,2* 0,768 = 0,921 kA Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh trên đoạn đường dây 1 đuợc chọn như sau: -Printed by Thành The Kid 15 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE -Ikđ1 = kat *IN5max = 1,2*1,139=1,3668 kA b Bảo vệ quá... 2.3602 Bảng 8 Thời gian làm việc của bảo vệ Rơ le trên đoạn đường dây D2 trong chế độ min Từ các kết quả tính toán ở phần trên ta có đặc tính thời gian làm việc của các bảo vệ trong chế độ max và min như sau: -Printed by Thành The Kid 18 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE d Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời giạn... 3*IN0min nhỏ nhất -Printed by Thành The Kid 14 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE 3 Tính toán thông số cho các bảo vệ cắt nhanh ,quá dòng và dòng thứ tự không a Bảo vệ quá dòng cắt nhanh Trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh được lựa chọn theo công thức Ikđ = Kat * INngmax (3.6) Trong đó : Kat :Hệ... dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh được chọn tương tự như trên Ta có công thức tính : I0kđ = kat * 3I0Nmax (3.7) Với bảo vệ trên đường dây D1 I0kđ1 = kat * 3I0N5max = 1,2* 0,855=1,026 kA I0kđ2 = kat * 3I0N9max= 1,2*0,552=0,6624 kA c Bảo vệ quá dòng có thời gian  Lựa chọn trị số dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian Dòng khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian... *IddBI (3.9) Trong đó : IddBI : là dòng danh định của BI K0 =0,3 Với bảo vệ trên đoạn đường dây D1: I0kđ1 = 0,3* 250=75 A I0kđ2 = 0,3*200= 60 A Thời gian làm việc -Printed by Thành The Kid 19 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE -Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian chọn theo đặc tính độc lập... 1,6*158,49=253,584 A =0,254 kA  Thời gian làm việc của bảo vệ Từ đặc tính thời gian của Rơ le t= 13,5 Tp I * −1 Trong đó I* = I I kd Với bảo vệ 2 Tại điểm ngắn mạch N9 Ta có IN9max = 0,768 0,768 I 9* = = 3,024 0,254 Mặt khác ta có : t2(N9)=tpt2 + ∆t=0,75+0,3=1,05 s -Printed by Thành The Kid 16 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ... định vùng bảo vệ của bảo vệ đặt trên đường dây2 lcn2max = 7,5 km lcn02max = 7,5 km Từ đồ thị ta thấy Ikđ2 (=0,921) > IN5min(0,6959) do đó bảo vệ cắt nhanh trên đoạn đường dây D2 bị vô hiệu đối với dòng điện ngắn mạch min Tương tự ta cũng có I0kđ2 =0.6624 > IN50min =0.5781 do đó bảo vệ cắt nhanh thứ tự không trên đoạn đường dây D2 bị vô hiệu hóa trong chế độ min Xác định hệ số độ nhạy của bảo vệ quá dòng... 0,13s Tại điểm ngắn mạch N4 ta có: I 4* = 1,369 = 3,528 0,388 Ta có : t1 ( N 4 ) = 13,5 * 0,13 = 0,694 s 3,528 − 1 -Printed by Thành The Kid 17 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE -Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N3 tới N1 ta có bảng N1 N2 N3 N4 N5 INmax(kA) 3.488 2.298 1.716 1.369 1.139 t(s) 0.220 0.357... sau Các điểm ngắn mạch từ N1 đến N5 tính cho bảo vệ 1 IN(kA) 1.5629 1.2342 1.0050 0.8223 0.6959 Ikđ(kA) 0.3880 0.3880 0.3880 0.3880 0.3880 Tp (s) t(s) 0.1300 0.5796 0.1300 0.8047 0.1300 1.1036 0.1300 1.5679 0.1300 2.2116 Bảng 7 Thời gian làm việc của bảo vệ Rơ le trên đoạn đường dây D1 ứng với dòng ngắn mạch min Các điểm ngắn mạch từ N5 đến N9 tính cho bảo vệ số 2 N5 N6 N7 N8 N9 IN(kA) 0.6959 0.6264 . by Thành The Kid 14 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE 3. Tính toán thông số cho các bảo vệ cắt nhanh ,quá dòng và dòng thứ tự không a. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh. bảo vệ Kiểm tra vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh và quá dòng thứ tự không cắt nhanh Từ đồ thị đã xác định ở trên ta có vùng bảo vệ của bảo vệ