Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ cắt nhanh kiểm tra độ nhạy của bảo vệ có thời gian

PHẦN I CHỌN TỶ SỐ BIẾN CỦA CÁC MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN 4

I T Y ̉ SÔ ́ BIÊ ́ N ĐÔ ̉ I CU ̉ A BI2 4

II T Y ̉ SÔ ́ BIÊ ́ N ĐÔ ̉ I CU ̉ A BI1 4

PHẦN II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ BẢO VỆ RƠLE 5

I C A ́ C GIA ̉ THIÊ ́ T 5

II T I ́ NH TOA ́ N CA ́ C THÔNG SÔ ́ CU ̉ A CA ́ C PHÂ ̀ N TƯ ̉ 5

II.1 Hệ thống 5

II.2 Máy biến áp 5

II.3 Đường dây 6

III T I ́ NH DO ̀ NG ĐIÊ ̣ N NGĂ ́ N MA ̣ CH TRONG CHÊ ́ ĐÔ ̣ CƯ ̣ C ĐA ̣ I 8

III.1 Tính ngắn mạch tại N1 9

III.2 Tính ngắn mạch tại N2 10

III.3 Tính ngắn mạch tại N3 11

III.4 Tính ngắn mạch tại N4 12

III.5 Tính ngắn mạch tại N5 13

III.6 Tính ngắn mạch tại N6 14

III.7 Tính ngắn mạch tại N7 15

III.8 Tính ngắn mạch tại N8 16

III.9 Tính ngắn mạch tại N9 17

IV T I ́ NH DO ̀ NG ĐIÊ ̣ N NGĂ ́ N MA ̣ CH TRONG CHÊ ́ ĐÔ ̣ CƯ ̣ C TIÊ ̉ U 19

IV.1 Tính ngắn mạch tại N1 19

IV.2 Tính ngắn mạch tại N2 20

IV.3 Tính ngắn mạch tại N3 21

IV.4 Tính ngắn mạch tại N4 22

IV.5 Tính ngắn mạch tại N5 23

IV.6 Tính ngắn mạch tại N6 24

IV.7 Tính ngắn mạch tại N7 26

IV.8 Tính ngắn mạch tại N8 27

IV.9 Tính ngắn mạch tại N9 28

PHẦN III TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CỦA CÁC BẢO VỆ 30

I B A ̉ O VÊ ̣ QUA ́ DO ̀ NG CĂ ́ T NHANH 30

III.1 Tính toán bảo vệ quá dòng có thời gian cho đường dây 2 30

III.2 Tính toán bảo vệ quá dòng có thời gian cho đường dây 1 31

III.3 Kiểm tra lại trong chế độ cực tiểu 32

IV B A ̉ O VÊ ̣ QUA ́ DO ̀ NG THƯ ́ TƯ ̣ KHÔNG CO ́ THƠ ̀ I GIAN 33

PHẦN IV XÁC ĐỊNH VÙNG BẢO VỆ CỦA BẢO VỆ CẮT NHANH KIỂM TRA ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ CÓ THỜI GIAN 34

I X A ́ C ĐI ̣ NH VU ̀ NG BA ̉ O VÊ ̣ CU ̉ A BA ̉ O VÊ ̣ CĂ ́ T NHANH 34

I.1 Bảo vệ cắt nhanh của đường dây D1 34

I.2 Bảo vệ cắt nhanh của đường dây D2 36

II K IÊ ̉ M TRA ĐÔ ̣ NHA ̣ Y CU ̉ A BA ̉ O VÊ ̣ CO ́ THƠ ̀ I GIAN 37

PHẦN I CHỌN TỶ SỐ BIẾN CỦA CÁC MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN

Tỷ số biến đổi của BI được xác định theo công thức

Sdđ I Tdđ

I n I

I - dòng điện của phụ tải đi qua BI

Ta xác định tỷ số biến đổi cho từng BI

I TỶ SỐ BIẾN ĐỔI CỦA BI2

Công thức xác định

2 2

2

Sdđ I

Tdđ

I n I

Vậy I Sdđ2  198,110( )A , dựa vào thang I Sdđ của IEC ta chọn I Sdđ2  200( )A

Tỷ số biến đổi của BI2 là n I2 I Sdđ2  200

Công thức xác định

1 1

1

Sdđ I

Tdđ

I n I

Vậy S Sdđ2  272,952( )A , dựa vào thang I Sdđ của IEC ta chọn I Sdđ1  300( )A

Tỷ số biến đổi của BI1 là n I1 I Sdđ1  300

I CÁC GIẢ THIẾT

Để tính toán ngắn mạch phục vụ bảo vệ rơle ta có một số giả thiết đơn giản hóasau đây:

– Coi tần số không đổi f const

– Bỏ qua bõa hòa từ

– Bỏ qua ảnh hưởng của phụ tải

– Bỏ qua các thông số nhỏ

– Coi suất điện động là đối xứng khi ngắn mạch

II TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA CÁC PHẦN TỬ

Chọn các đại lượng cơ bản: S cb S dđBA 15(MVA) và U cb U tb

Đối với cấp 110kV ta có U cbI 115kV và

15

0,0753(kA)

cb cbI

cbI

S I

cbII

S I

II.1 Hệ thống

a) Trong chế độ cực đại

Công suất ngắn mạch của hệ thống S Nmax  1500(MVA)

Điện kháng của hệ thống

II.2 Máy biến áp

Vì máy biến áp không có phần tử quay nên các điện kháng thành phần bằngnhau

II.3 Đường dây

Đường dây D1 có:

Ta chia mỗi đường dây thành 4 phần đều nhau và tính ngắn mạch tại từng điểm

Gọi l1, l2, l3, l4 là khoảng cách tính từ N2, N3, N4, N5 đến đầu đường dây 1.Gọi l5, l6, l7, l8 là khoảng cách tính từ N6, N7, N8, N9 đến đầu đường dây 2.Điện kháng thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không của đường dây đối vớitừng điểm ngắn mạch được tính toán như sau:

b) Khi ngắn mạch tại N2

15 0,37 5 0,0482

24 15 0,97 5 0,126

24

cb

cb cb

24 15 0,98 10 0, 253

24

cb

cb cb

24 15 0,98 15 0,379

24

cb

cb cb

24 15 0,98 20 0,505

24

cb

cb cb

24 15 0,505 0,98 6,25 0,665

1 2 1 1 4 2 1 2 6 2 2

15 0,193 0,39 12,5 0,320

24 15 0,505 0,98 12,5 0,824

24 15 0,505 0,98 18,75 0,984

24 15 0,505 0,98 25 1,143

Từ các kết quả trên ta có bảng sau:

Bảng II.1 Điện kháng của đường dây xét tại các điểm ngắn mạch

Điểm ngắnmạch

4

0,253N4

0,145

0,379N5

0,193

0,505N6

0,256

0,665N7

0,320

0,824

0,447

1,143

X

15 , 0

B

X

15 , 0

B

X

15 , 0

B

X

15 , 0

Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:

Sơ đồ thay thế thứ tự không

Từ sơ đồ ta tính được điện kháng thứ tự thuận, nghịch và không như sau:

/ 2 0,01 0,15/ 2 0,085 / 2 0,011 0,15/ 2 0,086

1 2 1 1

0,085 0,085 0 0,085 0,086 0,086 0 0,086

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 1 1

0,361 4, 245(kA) 0,085

X 

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0,085 0,086 0,171

X X X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 2

0,085 0,085 0,0482 0,133 0,086 0,086 0,126 0, 212

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 2 1

0,361 2,710(kA) 0,133

X 

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0,133 0, 212 0,345

X X  X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 3

0,085 0,085 0,0964 0,181 0,086 0,086 0, 253 0,339

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 3 1

0,361 1,990(kA) 0,181

X 

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0,181 0,339 0,520

X X X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 4

0,085 0,085 0,145 0, 230 0,086 0,086 0,379 0, 465

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 4 1

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0, 230 0, 465 0,694

X X X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 5

0,085 0,085 0,193 0, 278 0,086 0,086 0,505 0,591

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 5 1

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0, 278 0,591 0,869

X X  X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 6

0,085 0,085 0, 256 0,341 0,086 0,086 0,665 0,751

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 6 1

0,361 1,058(kA) 0,341

X 

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0,341 0,751 1,092

X X  X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 7

0,085 0,085 0,320 0, 405 0,086 0,086 0,824 0,910

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 7 1

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0, 405 0,910 1,315

X X X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 8

0,085 0,085 0,383 0,468 0,086 0,086 0,984 1,070

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 8 1

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0, 468 1,070 1,538

X X  X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 9

0,085 0,085 0, 447 0,532 0,086 0,086 1,143 1, 229

D D

a) Tính ngắn mạch N(3)

Độ lớn dòng ngắn mạch 3 pha tại điểm ngắn mạch:

(3) 9 1

0,361 0,679(kA) 0,532

X 

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

(1)

2 0 0,532 1, 229 1,761

X X  X    

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

Bảng II.2 Dòng điện ngắn mạch trong trường hợp cực đại

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

(3)

N I N(kA) 4

,245

2,710

1,990

1,572

1,299

1,058

0,892

0,771

0,679

1,835

1,439

1,185

0,962

0,810

0,699

0,615

0N(kA)

,404

0,647

0,420

0,311

0,247

0,196

0,162

0,138

0,121

1,544

1,172

0,944

0,755

0,630

0,540

0,472

0N(kA)

,410

0,754

0,515

0,391

0,315

0,252

0,210

0,180

0,157

1,990

1,572

1,299

1,058

0,892

0,771

0,679

0 maxN (kA)

,410

0,754

0,515

0,391

0,315

0,252

0,210

0,180

0,157

Sơ đồ thay thế thứ tự thuận:

Sơ đồ thay thế thứ tự nghịch:

Sơ đồ thay thế thứ tự không:

Từ sơ đồ ta tính được điện kháng thứ tự thuận, nghịch và không như sau:

0,0143 0,15 0,164 0,0157 0,15 0,166

I và I0 minN (lý do không tính N(3) vì I N(3) I N(2) trong cùng điều kiện)

IV.1 Tính ngắn mạch tại N1

Các thông số của s¬ đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0 0,164 0,086 0,166 0 0,166

D D

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 3 1 1 3 1,098 1,902(kA)

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

Vậy khi ngắn mạch tại N1 thìI N1min I N(2)1  1,894kA vàI0 1minN I0 1(1,1)N  0,728kA

IV.2 Tính ngắn mạch tại N2

Các thông số của đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0,0482 0, 212 0,086 0,166 0,126 0, 292

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

2 3 1 2 3 0,849 1, 471(kA)

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

Vậy khi ngắn mạch tại N2 thìI N2 min I N(2)2  1,471kA vàI0 2 minN I0 2(1,1)N  0,453kA

IV.3 Tính ngắn mạch tại N3

Các thông số của đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0,0964 0, 261 0,086 0,166 0,253 0, 418

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

3 3 1 3 3 0,692 1,199(kA)

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ tự không tại điểm ngắn mạch:

(1) (1)

0 3N 1 3N 0,384(kA)

Vậy khi ngắn mạch tại N3 thìI N3min I N(1)3  1,152kA vàI0 3minN I0 3(1,1)N  0,329kA

IV.4 Tính ngắn mạch tại N4

Các thông số của đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0,145 0,309 0,086 0,166 0,379 0,545

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

4 3 1 4 3 0,584 1,012(kA)

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

Vậy khi ngắn mạch tại N4 thìI N4 min I N(1)4  0,931kA vàI0 4 minN I0 4(1,1)N  0,258kA

IV.5 Tính ngắn mạch tại N5

Các thông số của đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0,193 0,357 0,086 0,166 0,505 0,671

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

Vậy khi ngắn mạch tại N5 thìI N5 min I N5  0,782kA vàI0 5 minN I0 5N  0,212kA

IV.6 Tính ngắn mạch tại N6

Các thông số của đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0, 256 0, 420 0,086 0,166 0,665 0,830

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

6 3 1 6 3 0, 429 0,743(kA)

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

Vậy khi ngắn mạch tại N1 thìI N6 min I N(1)6  0,648kA vàI0 6 minN I0 6(1,1)N  0,173kA

IV.7 Tính ngắn mạch tại N7

Các thông số của đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0,320 0, 484 0,086 0,166 0,824 0,990

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

7 3 1 7 3 0,373 0,682(kA)

Độ lớn điện kháng phụ:

c) Tính ngắn mạch N(1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

1 2 1 8

0,085 0,164 0,383 0,547 0,086 0,166 0,984 1,149

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

8 3 1 8 3 0,330 0,571(kA)

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ:

Độ lớn điện kháng phụ:

Vì là ngắn mạch một pha nên ta có hệ số tỷ lệ m (1) 3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

Vậy khi ngắn mạch tại N8 thìI N8 min I N(1)8  0,482kA vàI0 8 minN I0 8(1,1)N  0,127 kA

IV.9 Tính ngắn mạch tại N9

Các thông số của đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

0,085 0,164 0,447 0,611 0,086 0,166 1,143 1,309

D D

a) Tính ngắn mạch N(2)

Độ lớn dòng điện ngắn mạch thứ thự thuận tại điểm ngắn mạch:

Vì là dạng ngắn mạch 2 pha không chạm đất nên m(2)  3

Độ lớn dòng điện ngắn mạch tại điểm ngắn mạch:

9 3 1 9 3 0, 295 0,512(kA)

b) Tính ngắn mạch N(1,1)

Độ lớn điện kháng phụ: