Đồ án môn học bảo vệ rơle(1)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU TÍNH TỐN 1.1 Hệ thống 1.2 Máy biến áp 1.3 Đường dây 1.4 Phụ tải 1.5 Đặc tính rơ le CHƯƠNG 2:TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.1 Chọn tỉ số biến BI 2.1.1 Chọn tỉ số biến đổi BI2 2.1.2 Chọn tỉ số biến đổi BI1 2.2 Tính tốn thông số ban đầu 2.3 Chọn vị trí tính điểm ngắn mạch 2.4 Tính tốn ngắn mạch chế độ phụ tải cực đại với MBA làm việc song song 2.4.1 Tính ngắn mạch điểm N1 2.4.2 Tính ngắn mạch điểm N8 10 2.4.3 Tính ngắn mạch điểm N15 12 2.5 Tính tốn ngắn mạch chế độ phụ tải cực tiểu với MBA làm việc 16 2.5.1 Tính ngắn mạch điểm N1 16 2.5.2 Tính ngắn mạch điểm N8 18 2.5.3 Tính ngắn mạch điểm N15 20 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH THƠNG SỐ KHỞI ĐỘNG 24 3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 50 24 3.2 Bảo vệ q dịng “thứ tự khơng” cắt nhanh 50N 24 3.3 Bảo vệ q dịng có thời gian 51 24 3.3.1 Bảo vệ dòng cho đường dây D2 24 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG 3.3.2 Bảo vệ dòng cho đư ờng dây D1 26 3.4 Bảo vệ dòng thứ tự khơng có thời gian 28 3.4.1 Trị số dòng điện khởi động 28 3.4.2 Thời gian làm việc 28 CHƯƠNG 4: KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠ-LE 30 4.1 Phạm vi bảo vệ dòng cắt nhanh 30 4.2 Xác định Độ nhạy 51 51N 31 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG LỜI MỞ ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến Trong lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt, an ninh cần sử dụng điện Việc đảm bảo sản xuất điện để phục vụ cho nhu cầu sử dụng lượng vấn đề quan trọng Bên cạnh việc sản xuất việc truyền tải vận hành hệ thống điện đóng vai trị r ất quan trọng hệ thống điện Do nhu cầu điện ngày tăng, hệ thống điện ngày mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm đ ồng nghĩa v ới việc khả xảy cố chạm chập, ngắn mạch tăng theo Chính ta cần thiết kế thiết bị có khả giảm thiểu, ngăn chặn hậu cố gây Một thiết bị phổ biến để thực chức rơle Qua mơn bảo vệ rơle xây dựng cho kiến thức để bảo vệ hệ thống điện trước hậu cố hệ thống gây đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn, phát triển liên tục bền vững Trong trình làm đ án này, em nh ận giúp đỡ nhiệt tình thầy mơn, đặc biệt cô giáo Th.S Trần Thị Kim Hồng Dù cố gắng kiến thức em cịn hạn chế, kinh nghiệm tích lũy cịn nên b ản đồ án khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đánh giá, nhận xét, góp ý thầy để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô, đặc biệt cô giáo Th.S Trần Thị Kim Hồng giúp đỡ em hoàn thành đồ án SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU TÍNH TỐN Tính tốn bảo vệ cắt nhanh, dòng điện dòng thứ tự khơng cho đường dây cung cấp điện hình tia: STT=12 2x25MVA D2: AC-70 D1: AC-120 SN 110/22kv Pt1 Pt2 Hình Sơ đồ hệ thống 1.1 Hệ thống SNmax = 2200+STT=2212 MVA SNmin = 0,8 SNmax=0,8.2212=1769,6MVA XoH = 0.8 X1H 1.2 1.3 Máy biến áp S = 2*25 MVA U1/U2 = 110/22 KV ,Uk%= 12% Đường dây Đường dây Loại dây dẫn Chiều dài (km) Z0(Ω/km) Z1(Ω/km) D1 AC-120 21,2 0,405+j1,0152 0,27+j0,423 D2 AC-70 16,2 0,828+j1,1 0,46+j0,44 D1: Ro=1.5R1,Xo=2.4X1 ( Ro điện trở , Xo điện kháng thứ tự không ) D2: Ro=1.8 R1, Xo=2.5 X1( R1 điện trở , X1 điện kháng thứ tự nghịch) 1.4 Phụ tải P1= 7,5-0.1*STT=6,3 MW, cosφ1 = 0.8, tpt1= 0.5 s P2 =6-0.1*STT= 4,8 MW, cosφ2 = 0.82 , tpt2 = 0.7 s 1.5 Đặc tính rơ le t SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 13,5 tD I*2  Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG CHƯƠNG 2:TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.1 Chọn tỉ số biến BI Chọn tỷ số biến đổi máy biến dòng BI1, BI2 dùng cho bảo vệ đường dây D1, D2 Dòng ện sơ cấp danh định BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị dòng làm việc cực đại qua BI Dòng thứ cấp lấy A A - Tỷ số biến đổi máy biến dòng đư ợc chọn theo công thức : nI  I sdđ I tdđ + Chọn Itdđ = (A) + Dòng Isdđ chọn theo dòng điện cực đại qua BI Ilvmax Isdđ ≥ Ilvmax = kqt.Ipt Trong : kqt = 1,4 2.1.1 Chọn tỉ số biến đổi BI2 Tính dịng điện phụ tải I pt  P2  3.U cos  4,8.10  153,62 A 3.22.0,82 => Ilvmax2 = 1,4.153,62 = 215,07 (A) Như ta chọn Isdđ2 = 250 (A) Tỉ số biển BI1 là: nBI1=50 2.1.2 Chọn tỉ số biến đổi BI1 Ta có I pt1  I pt P1 6,3.10   153,62   360,28 A 3.U cos 1 3.22.0,8 Vậy Ilvmax1 = 1,4.355,24 = 504,40 A Ta chọn Isdd1 = 550 A Tỷ số biến BI1 : nBI1 = 110 2.2 Tính tốn thơng số ban đầu Chọn Scb = 25 MVA Ucb = Utb cấp SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE - Hệ thống X1HT  GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG Scb SN - Tính chế độ phụ tải cực đại SN = SNmax = 2212 MVA Hai máy biến áp làm việc song song X 1HT  S cb S N max  25  0,0113 2212 X2HT = X1HT = 0,0113 X0HT = 0,8 X1HT = 0,8.0,0113 = 0,0090 - Tính chế độ phụ tải cực tiểu SNmin = 1769,6 MVA Một máy biến áp làm việc X 1HT  S cb 25   0,0141 S N 1769,6 X2HT = X1HT = 0,0141 X0HT = 0,8 X1HT = 0,9.0,0141 = 0,0113 - Máy biến áp B1 B2 XB  - U k % S cb 12 25   0,12 100 S dm 100 25 Đường dâyD1: X D1  x1d l1 S cb 25  , 423 21 ,  0,4632 U2 22 X D1  2,4 X D1  1,1117 - Đường dây D2 X D  x0 d l S cb 25  0,44.16,2  0,3682 U 22 X D  2,5 X D  0,9205 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG 2.3 Chọn vị trí tính điểm ngắn mạch Ta chia đoạn đường dây thành đoạn Ta cần tính dịng ngắn mạch 15 điểm hình v ẽ sau: XB1 E N1 XHT N2 XD1' XB2 N3 XD1' N4 XD1' N5 XD1' N6 XD1' N7 XD1' N8 XD1' N9 XD2' N10 XD2' N11 XD2' N12 N13 XD2' N14 XD2' N15 XD2' XD2' Hình 2.1: Sơ đồ tính tốn ngắn mạch 1 X D1  0,4632  0,0662 7 XD1' = Có XB2 XD2' = 1 X D  0,3682  0,0526 7 X0D1 ' = 1 X D1  1,1117  0,1588 7 X0D2' = 1 X D1  0,9205  0,1315 7 2.4 Tính tốn ngắn mạch chế độ phụ tải cực đại với MBA làm việc song song Sơ đồ thay thông số phần tử cho sơ đồ sau 0,12 E 0,0113 0,12 N1 N2 0,0662 N3 0,0662 N4 0,0662 N5 0,0662 N6 0,0662 N7 0,0662 N8 0,0662 N9 0,0526 N10 0,0526 N11 0,0526 N12 0,0526 N13 0,0526 N14 0,0526 Hình 2.2 Sơ đồ thay chế độ phụ tải max Trong chế độ cực đại thông số chọn trình bày phần Các dạng ngắn mạch cần tính + Ngắn mạch pha đối xứng N (3) + Ngắn mạch pha N (1) + Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) - Xét chế độ ngắn mạch khơng đối xứng: Để tính tốn chế độ ngắn mạch không đối xứng ta sử dụng phương pháp thành phần đối xứng.Điện áp dòng điện chia thành thành phần:thành phần thứ tự thuận,thành phần thứ tự nghịch thành phần thứ tự không SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ N15 0,0526 ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG Dòng ện ngắn mạch thứ tự thuận dạng ngắn mạch có tính theo cơng thức : * * (n) I Na1 Trong E a  j(X1  X (n ) ) X (n ) điện kháng phụ loại ngắn mạch n Trị số dòng ện ngắn mạch tổng hợp pha tính theo cơng thức: I(Nn )  m( n ) I Na - Ta có bảng tóm tắt sau: Bảng 2.1 Bảng tóm tắt hệ số loại ngắn mạch Dạng ngắn mạch n X∆(n) N(1) X2∑ + X0∑ N(2) X2∑ N(1,1) 1,1 X2∑ // X0∑ N(3) m(n)  X 2 X  ( X 2  X 0 )2 2.4.1 Tính ngắn mạch điểm N1 a Ngắn mạch pha đối xứng N(3) X1 = XHT + XB 0,12  0,0113   0,0713 2 - Trong hệ đơn vị tương đối * ( 3) I N1  1   14,0249 X 1 0,0713 - Trong hệ đơn vị có tên I ( 3) N1 * ( 3)  I N1 S cb 25  14,0249  9,2014 (kA) 3.U tb 3.22 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG b Ngắn mạch pha N(1) X2(1)= XHT + XB 0,12  0,0113   0,0713 2 XB 0,12  0,0090   0,0690 2 X0(1) = X0HT + X∆(1) = X2(1) + X0(1) = 0,0713 + 0,0690 = 0,1403 * (1) I N 1a  E   4,7249 X 1  X (1) (0,0713  0,1403) - Dòng ện ngắn mạch tổng hợp * (1) * (1) I N  I 1N 1a  3.4,7249  14,1747 - Tính hệ đơn vị có tên (1) N1 I * (1)  I N1 S cb 3.U tb  14,1747 25  9,2997 kA 3.22 - Ta có thành phần dịng điện thứ tự khơng: * (1) * (1) I N  I 1N  4,7249 - Trong hệ đơn vị có tên: I (1) N1 * (1)  I N1 S cb 25  4,7249  3,0999kA 3.U tb 3.22 c Ngắn mạch pha chạm đất X (1,1)  0,0713.0,0690  0,0351 0,0713  0,0690 m (1,1)   - 0,0713 0,0690  1,5001 (0,0713  0,0690 ) Tính hệ đơn vị tương đối * (1,1) I 1N   9,4004 0,0713  0,035 ` SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MƠN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE - Dịng điện ngắn mạch thứ tự không hệ đơn vị tương đối tính theo cơng thức X 2 0,0713  9,4004  4,7759 X N  X N 0,0713  0,0690 I 0*(N1,11)  I1*N(11,1) - Trong hệ đơn vị có tên: 25  3,1334kA 3.22 I 0(1N,11)  4,7759 - GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG Dòng điện ngắn mạch tổng hợp I N*(11,1)  1,5.I *1N1  1,5.9,4004  14,1006 - Tính hệ đơn vị có tên I N(11,1)  14,1006 25  9,2511kA 3.22 2.4.2 Tính ngắn mạch điểm N8 a Ngắn mạch pha đối xứng N(3) XB 0,12  X D1  0,0113   0,4632  0,5345 2 X1 = XHT + - Dòng ngắn mạch hệ đơn vị tương đối * ( 3) I N8  - 1   1,8709 X 1 0,534 Trong hệ đơn vị có tên I ( 3) N8 * ( 3)  I N8 S cb 25  1,8709  1,2275kA 3.U tb 3.22 b Ngắn mạch pha N(1) X2(1)= XHT + SVTH: TRẦN VĂN HIỂN XB  X 1D1  0,5345 10 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG c Ngắn mạch pha X(2) = X2 = 0,1341 * ( 2) I N 1a  E   3,728  X ( 3) (0,1341  0,1341) X 2 * ( 2) * ( 2) I N  I 1N 1a  3.3,728  6,457 - Dòng ện ngắn mạch hệ đơn vị có tên là: I ( 2) N1 * ( 2)  I N1 S cb 3.U tb 25  4,236 kA 3.22  6,457 2.5.2 Tính ngắn mạch điểm N8 a Ngắn mạch pha N(1) X2(1) = XHT + XB + XD1= 0,0141 + 0,12 + 0,4632 = 0,5973 X0(1) = X0HT + XB +X0D1= 0,0113 + 0,12 + 1,1117 = 1,2430 X∆(1) = X2(1) + X0(1) = 0,5973 + 1,2430 = 1,8403 * (1) I 1N a  E   0,410  X (1) (0,5973  1,8403) X 1 - Dòng điện ngắn mạch tổng hợp * (1) * (1) I N  I 1N a  3.0,410  1,231 - Tính hệ đơn vị có tên I (1) N8 * (1)  I N8 S cb 3.U tb  1,231 25  0,807 kA 3.22 - Ta có thành phần dịng điện thứ tự khơng: * (1) * (1) I N  I 1N  0,410 - Trong hệ đơn vị có tên: I (1) 0N8 * (1)  I 0N8 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN S cb 25  0,41  0,269kA 3.U tb 3.22 18 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG b Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) X (1,1)  0,5973.1,243  0,4034 0,5073  1,243 m (1,1)  *  - Tính hệ đơn vị tương đối *(1,1) I 1N  -  0,999 0,5973  0, 4034 Dòng điện ngắn mạch thứ tự khơng hệ đơn vị tương đối tính theo công thức I 0*(N1,81)  I1*N(18,1) - 0,5973.1,243  1,5305 (0,5973  1,243) X N 0,5973  0,999  0,324 X N  X N 0,5973  1,243 Trong hệ đơn vị có tên: I 0(1N,18)  0,324 - 25  0,213kA 3.22 Dòng điện ngắn mạch tổng hợp I N*(81,1)  m(1,1) I *(1,1)1N  1,5305.0,999  1,529 - Tính hệ đơn vị có tên I N(18,1)  1,529 25  1,003kA 3.22 c Ngắn mạch pha X(2) = X2 = 0,5973 * ( 2) I 1N a  * ( 2) X 2 E   0,837 ( 3)  X (0,5973  0,5973) * ( 2) I N  I 1N a  3.0,837  1,450 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 19 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE - GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG Dòng điện ngắn mạch hệ đơn vị có tên là: I ( 2) N8 * ( 2)  I N8 S cb 25  1,45  0,951 kA 3.U tb 3.22 2.5.3 Tính ngắn mạch điểm N15 a Ngắn mạch pha N(1) X2(1) = XHT + XB + XD1+ XD2= 0,0141 + 0,12 + 0,4632+ 0,3682= 0,9655 X0(1) = X0HT + XB+ X0D1+ X0D2 = 0,0113 + 0,12 +1,1117+ 0,9205=2,1634 X∆(1) = X2(1) + X0(1) = 0,9655+ 2,1634= 3,1289 * (1) I 1N 15 a  X 1 E   0,244  X (1) (0,9655  3,1289 ) - Dòng ện ngắn mạch tổng hợp * (1) * (1) I N 15  I 1N 15 a  3.0,244  0,733 - Tính hệ đơn vị có tên I (1) N 15 * (1)  I N 15 S cb 25  0,733  0,481kA 3.U tb 3.22 - Ta có thành phần dịng điện thứ tự khơng: * (1) * (1) I N 15  I 1N 15  0,244 - Trong hệ đơn vị có tên: I (1) N 15 * (1)  I N 15 S cb 25  0,244  0,160kA 3.U tb 3.22 b Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) X (1,1)  0,9655.2,6134  0,6676 0,9655  2,6134 m (1,1)  *  SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 0,9655.2,6134  1,5362 (0,9655  2,6134 ) 20 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MƠN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE - Tính hệ đơn vị tương đối *(1,1) I N 15  -  0,612 0,9655  0,6676 Dòng điện ngắn mạch thứ tự không hệ đơn vị tương đối tính theo cơng thức X N 15 0,9655  0,612  0,175 X N 15  X N 15 0,9655  2,6134 I 0*(N1,151)  I1*N(115,1) - Trong hệ đơn vị có tên: I 0(1N,115)  0,175 - GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG 25  0,115kA 3.22 Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 1,1) I N*(15  m(1,1) I *(1,1)1N15  1,5362.0,612  0,941 - Tính hệ đơn vị có tên ,1) I N(115  0,941 25  0,617kA 3.22 c Ngắn mạch pha X(2) = X2 = 0,9655 * ( 2) I 1N 15 a  * ( 2) X 2 E   0,518  X ( 3) (0,9655  0,9655) * ( 2) I N 15  I 1N 15 a  3.0,518  0,897 - Dòng điện ngắn mạch hệ đơn vị có tên là: I ( 2) N 15 * ( 2)  I N 15 S cb 25  0,897  0,588 kA 3.U tb 3.22 Tính tốn tương tự cho điểm ngắn mạch cịn lại ta có kết bảng SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 21 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG Bảng 2.4 Bảng tổng hợp kết tính toán ngắn mạch điểm chế độ phụ tải X1∑ X2∑ X0∑ X(1) X(1,1) X(2) m(1,1) N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 0,1341 0,2003 0,2665 0,3326 0,3988 0,4650 0,5312 0,5973 0,6499 0,7025 0,7551 0,8077 0,8603 0,9129 0,9655 0,1341 0,2003 0,2665 0,3326 0,3988 0,4650 0,5312 0,5973 0,6499 0,7025 0,7551 0,8077 0,8603 0,9129 0,9655 0,1313 0,2901 0,4489 0,6077 0,7666 0,9254 1,0842 1,2430 1,3745 1,5060 1,6375 1,7690 1,9005 2,0319 2,1634 0,2654 0,4904 0,7154 0,9404 1,1654 1,3903 1,6153 1,8403 2,0244 2,2085 2,3926 2,5767 2,7608 2,9449 3,1290 0,0663 0,1185 0,1672 0,2150 0,2623 0,3095 0,3565 0,4034 0,4413 0,4791 0,5168 0,5545 0,5922 0,6299 0,6676 0,1341 0,2003 0,2665 0,3326 0,3988 0,4650 0,5312 0,5973 0,6499 0,7025 0,7551 0,8077 0,8603 0,9129 0,9655 1,5000 1,5084 1,5162 1,5212 1,5247 1,5272 1,5290 1,5305 1,5317 1,5327 1,5336 1,5344 1,5351 1,5357 1,5362 (1) I Ni , kA 4,926 2,850 2,005 1,546 1,258 1,061 0,917 0,807 0,736 0,676 0,625 0,582 0,544 0,510 0,481 1,642 0,950 0,668 0,515 0,419 0,354 0,306 0,269 0,245 0,225 0,208 0,194 0,181 0,170 0,160 4,909 3,104 2,294 1,823 1,513 1,294 1,130 1,003 0,921 0,851 0,791 0,739 0,693 0,653 0,617 1,654 0,841 0,563 0,424 0,340 0,283 0,243 0,213 0,172 0,159 0,147 0,138 0,129 0,121 0,115 4,236 4,2361 2,837 2,8367 2,132 2,0046 1,708 1,5461 1,425 1,2583 1,222 1,0609 1,070 0,9170 0,951 0,8074 0,874 0,7360 0,809 0,6761 0,752 0,6253 0,703 0,5816 0,660 0,5435 0,622 0,5102 0,588 0,4807 1,6420 0,8406 0,5635 0,4238 0,3396 0,2833 0,2430 0,2128 0,1718 0,1586 0,1474 0,1376 0,1291 0,1215 0,1148 4,9261 2,5217 1,6905 1,2714 1,0188 0,8499 0,7291 0,6384 0,5154 0,4759 0,4421 0,4128 0,3872 0,3645 0,3443 (1) I Ni , kA (1,1) I Ni , kA (1,1) I Ni , kA ( 2) I Ni ,kA IMmin,(kA) I0Nmin, (kA) 3.I0Nmin, (kA) SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 22 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG INmin(kA) I0Nmin(kA) 3.I0Nmin(kA) N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 Hình 2.5 Dịng điện ngắn mạch chế độ SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 23 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH THÔNG SỐ KHỞI ĐỘNG 3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 50 - Trị số dòng ện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh chọn theo công thức Ikđ = Kat INngmax Trong : Kat :Hệ số an tồn Thường chọn Kat = 1,2 INngmax : dịng ngắn mạch ngồi cực đại dòng ngắn mạch lớn thường lấy giá trị dòng ngắn mạch cuối đường dây - Chọn dòng điện khởi động cho bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây D2 là: Ikđ2 = kat IN15max = 1,2 0,727= 0,872kA - Dòng điện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây D1 là: Ikđ1 = kat IN8max = 1,2 1,227= 1,473kA 3.2 Bảo vệ q dịng “thứ tự khơng” cắt nhanh 50N - Trị số dòng điện khởi động bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh chọn tương tự I0kđ = kat 3I0Nmax - Với bảo vệ đường dây D2 I0kđ2 = kat 3I0N15max = 1,2 0,504= 0,605kA - Với bảo vệ đường dây D1 I0kđ1 = kat 3I0N8max= 1,2 0,875= 1,050kA 3.3 Bảo vệ q dịng có thời gian 51 3.3.1 Bảo vệ dòng cho đường dây D2 Chọn dịng khởi động cho bảo vệ có thời gian theo công thức sau Ikđ = k.Ipt Với : k = 1,6 hệ số chỉnh định Ipt dòng làm việc phụ tải - Dòng khởi động cho đường dây : IkdD2 = k.Ipt2 = 1,6 0,154= 0,246kA SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 24 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG - Dòng khởi động cho đường dây : IkdD1 = k.Ipt1 = 1,6 0,360= 0,576kA - Phương trình đ ặc tính thời gian bảo vệ có dạng: t Trong I*  13,5 T p (s) I 2  I I kd a Chế độ phụ tải max - Tại điểm ngắn mạch N15 ta có 15 Ta có I *  Với I N 15 max 0,727 = = 2,957kA I kdD 0,246 t215 = tpt2 + t t215 = 0,5 + 0,3 = 0,8 s ( với t = 0,3 s ) nên 1.(2,957.2,957  1) t 215 ( I *15 I *15  1) Suy TP = = = 0,574s 13,5 13,5 - Tại điểm ngắn mạch N8 tính tương tự ta có I *14  I N 14 max 0,772 = = 3,140kA I kdD 0,246 t214 13,5 0,574 = 0,874s (3,140.3,140  1) = Tương tự ta tính cho điểm ngắn mạch N9, N10, N11, N12, N13 ta có bảng tổng kết sau Bảng 3.1 Thời gian bảo ngắn mạch đường dây D2 chế độ max Điểm Ni INmax(kA) IkdD2 N8 1,227 4,994 I *i t i2 max 0,323 N9 1,117 0,246 4,994 N10 1,026 0,246 4,547 N11 0,948 0,246 4,173 N12 0,881 0,246 3,856 N13 0,823 0,246 3,583 N14 0,772 0,246 3,347 N15 0,727 0,246 3,140 1,227 0,323 0,394 0,472 0,558 0,654 0,759 0,874 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 25 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG b Chế độ phụ tải Tại điểm ngắn mạch N15 ta có I N 15 0,481 = = 1,956kA I kdD 0,246 15 Ta có I *  t215 - = 13,5 0,574 = 2,741s (1,956.1,956  1) Tại điểm ngắn mạch N14 tính tương tự ta có I *14  I N 14 0,510 = = 2,076kA I kdD 0,246 t214 13,5 0,574 = 2,340s (2,076.2,076  1) = Tương tự ta tính cho điểm ngắn mạch N9, N10, N11, N12, N13 ta có bảng tổng kết sau Bảng 3.2 Thời gian bảo ngắn mạch đường dây D2 chế độ Điểm Ni INmin(kA) IkdD2 N8 0,807 3,285 I *i t i2 0,791 N9 0,736 0,246 2,994 N10 0,676 0,246 2,751 N11 0,625 0,246 2,544 N12 0,582 0,246 2,366 N13 0,544 0,246 2,211 N14 0,510 0,246 2,076 N15 0,481 0,246 1,956 0,807 0,972 1,179 1,415 1,684 1,991 2,340 2,741 3.3.2 Bảo vệ dòng cho đường dây D1 a Chế độ phụ tải max - Tại điểm ngắn mạch N8 ta có Ta có I *  Với I N max 1,227 = = 2,129kA I kdD1 0,576 t18 = tpt1 + t t18 = 0,5 + 0,3 = 0,8 s ( với t = 0,3 s ) nên 0,8.( 2,129  1) t18 ( I *8 I *8  1) Suy TP = = = 0,209s 13,5 13,5 SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 26 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE - GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG Tại điểm ngắn mạch N7 tính tương tự ta có I *7  I N max 1,401 = = 2,430kA I kdD1 0,575 t17 13,5 0,209 = 0,576s ( 2,43  1) = Tương tự ta tính cho điểm ngắn mạch N1, N2, N3, N4, N5, N6 ta có bảng tổng kết sau Bảng 3.3 Thời gian bảo ngắn mạch đường dây D1 chế độ max Điểm Ni INmax(kA) IkdD1 N1 9,300 0,576 N2 4,772 0,576 N3 3,222 0,576 N4 2,432 0,576 N5 1,953 0,576 N6 1,631 0,576 N7 1,401 0,576 N8 1,227 0,576 I *i 16,133 8,279 5,589 4,218 3,387 2,830 2,430 2,129 0,011 0,042 0,094 0,168 0,270 0,403 0,576 0,800 i t max b.Chế độ phụ tải Tại điểm ngắn mạch N8 ta có Ta có I *  I N max 0,807 = = 1,401kA I kdD1 0,576 t18 = 13,5 0,209 = 2,939s (1,4012  1) + Tại điểm ngắn mạch N7 tính tương tự ta có I *7  I N max 0,917 = = 1,591kA I kdD1 0,576 t17 13,5 0,209 = 1,848s (1,5912  1) = Tương tự ta tính cho điểm ngắn mạch N1, N2, N3, N4, N5, N6 ta có bảng tổng kết sau SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 27 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG Bảng 3.4 Thời gian bảo ngắn mạch đường dây D1 chế độ Điểm Ni INmin(kA) IkdD1 I *i t1i N1 4,236 0,576 7,349 N2 2,837 0,576 4,921 N3 2,005 0,576 3,477 N4 1,546 0,576 2,682 N5 1,258 0,576 2,183 N6 1,061 0,576 1,840 N7 0,917 0,576 1,591 N8 0,807 0,576 1,401 0,053 0,122 0,255 0,456 0,751 1,185 1,848 2,939 Ta có biểu đồ thời gian bảo vệ theo chiều dài đường dây Hình 3.1 3.4 Bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian 3.4.1 Trị số dịng điện khởi động Dịng điện khởi động chọn theo cơng thức I0kđ1= k IddBI Trong : IddBI : dịng danh định BI k =0,2 - Với bảo vệ đoạn đường dây: I0kđ1 = 0,2.550 = 110A I0kđ2 = 0,2.250 = 50A 3.4.2 Thời gian làm việc Thời gian làm việc bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian chọn theo đặc tính độc lập t02 = tpt2 + ∆t = 0,7 + 0,3 =1 s t01 = max(tpt1,t02) + ∆t = 1+ 0,3=1,3 s SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 28 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG 2,75 2,5 2,25 1,75 tmax 1,5 tmin 1,25 0,75 0,5 0,25 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 Hình 3.1 Biểu đồ thời gian phụ thuộc chiều dài đường dây bảo vệ SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 29 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG CHƯƠNG 4: KIỂM TRA SỰ LÀM VIỆC CỦA RƠ-LE 4.1 Phạm vi bảo vệ dòng cắt nhanh Chọn dòng điện khởi động cho bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây D2 là: Ikđ2 = kat IN15max = 1,2 0,727= 0,872 kA - Dòng điện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây D1 là: Ikđ1 = kat IN8max = 1,2 1,227= 1,473kA 10 I, kA Ikd1 Ikd2 Imax, kA Imin, kA N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15 l (km) Hình 4.1 Độ thị xác định vùng bảo vệ 50 Xác định vùng bảo vệ D1: Từ đồ thị ta thấy điểm giới hạn bảo vệ bảo vệ chế độ max nằm từ N6 N7, từ ta tính gần chiều dài bảo vệ theo cơng thức sau : max lCN D1  l N  SVTH: TRẦN VĂN HIỂN I N max  I kđ 50.D1 (l N  l N ) I N max  I N max 30 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE Có : GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG lN7 = 18,17(km), lN6 = 15,14(km) , Ikđ50.D1 = 1,473(kA), IN6max = 1,6314kA, IN7max = 1,4009kA max lCN D1  15,14  1,6314  1,473 (18,17  15,14)  17,22(km) 1,6314  1,4009 - Tính tương tự ta có : + Từ đồ thị ta thấy điểm giới hạn bảo vệ bảo vệ chế độ nằm gần sát N4, xét gần đúng: lCN D1  9,1km Xác định vùng bảo vệ D2: Từ đồ thị ta thấy điểm giới hạn bảo vệ bảo vệ chế độ max nằm từ N8 đến xấp xỉ N12, từ ta tính gần chiều dài bảo vệ max lCN D  9,3km Vùng bảo vệ bảo vệ dòng cắt nhanh D2 chế độ : Từ đồ thị ta thấy,do đường Ikđ50.D2 không cắt đường INmin(L) nên lCN D  4.2 Xác định Độ nhạy 51 51N Độ nhậy bảo vệ q dịng có thời gian: K N 51  I N I kd 51 Trong đó: - INmin: dịng ngắn mạch nhỏ cuối đường dây + Với đường dây D1 : INmin = IN8min + Với đường dây D2 : INmin = IN15min - Ikđ51: dòng điện khởi động 51 Ikd51.D1 =0,576 (kA), Ikd51.D2 = 0,246(kA) Do ta có: SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 31 Lớp 52KTĐ ĐỒ ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ-LE GVHD: Th.S TRẦN THỊ KIM HỒNG K N 51.D1  I N 0,807   1,401 >1,2 (thỏa mãn) I kd 51.D1 0,576 K N 51.D  I N 15 0,481   1,955 >1,2 (thỏa mãn) I kd 51.D 0,246 Độ nhậy bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian: K N 51N  3.I N I kd 51N Trong đó: dây - I0Nmin: dịng ngắn mạch thứ tự không nhỏ cuối đường + Với đường dây D1 : I0Nmin = I0N8min + Với đường dây D2 : I0Nmin = I0N15min - Ikđ51N: dòng ện khởi động 51 Ikd51N.D1 = 0,11(kA), Ikd51N.D2 = 0,05(kA) Do ta có: K N 51N D1  K N 51.D  3.I N 0,638   5,8 I kd 51N D1 0,11 I N 15 0,344   6,88 I kd 51.D 0,05 Kết luận: Bảo vệ đảm bảo yêu cầu độ nhạy SVTH: TRẦN VĂN HIỂN 32 Lớp 52KTĐ