Role bai tap dai mau doc

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.. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1.. NỘI DUNG TÍNH TOÁN 1... Tính toán thông số cho cá

Trang 1

-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

SNmax = 1500 MVA

SNmin = 0,8 *SNmax = 0.8*1500=1200 MVA

XoH = 0.9 X1H

2 Máy biến áp

S = 2*10 MVA

U1/U2 = 115/24 Kv ,Uk%= 12.5%

3 Đường dây

Đường dây Loại dây dẫn Chiều dài Z1(Ω/km) Z0(Ω/km)

4.Phụ tải

P1= 2 MW ,cosφ1 = 0.8 ,tpt1= 0.5 s

P2 = 4 MW , cosφ2 = 0.85 ,tpt2 = 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

n = (3.1)

Chọn Itdd = 1 A

Dòng Isdd được chọn theo công thức

Isdd = Ilvmax = kqt*Ipt (3.2)

Trong đó kqt = 1,4

Trang 2

-Chọn tỷ số biến của BI2

Tính dòng điện phụ tải

A U

P

85 , 0

* 24

* 3

10

4 cos

*

* 3

3

2

ϕ

Ilvmax2 = 1,4*113,2 = 158,49 A

Như vậy ta chọn Isdd = 200 A

Vậy nI2 = 200

Chọn tỷ số biến của BI1

Ta có

A U

P I

8 0

* 24

* 3

10 2 2

,

113 cos

*

* 3

3

1

1 2

ϕ

Vậy Ilvmax1 = 1,4*173,34=242,68 A

Ta chọn Isdd1 = 250 A

Vậy tỷ số biến của BI1 là : nI1 = 250

2 Tính ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơ le

a) Thông số

Chọn hệ đơn vị tương đối cơ bản

 Scb = 10 MVA

 Ucbi = Utbi

Hệ thống

N

cb HT

S

X1 * = (3.3)

 Tính trong chế độ phụ tải cực đại

+ SN = SNmax = 1500 MVA

+ Hai máy biến áp làm việc song song

Ta có

0067 , 0 1500

10

max

*

N

cb

HT

S

X

X2 ht* = X1 ht * = 0,0067

X0ht* =0,9 * 0,0067=0,00603

 Tính trong chế độ phụ tải min

+ SNmin = 1200 MVA

+ Một máy biến áp làm việc

Trang 3

-0083 , 0 1200

10

min

*

N

cb

HT

S

X

X2 ht* = X1 ht * = 0,0083

X0ht* =0,9 * 0,0083=0,00747

Máy biến áp

125 , 0 10

10

* 100

5 , 12

* 100

%

dm

cb k

b

S

S U

X

Đường dâyD1:

142 , 0 24

10

* 20

* 41

,

d

X

354 , 0 24

10

* 20

* 02

,

*

X

Đường dây D2

102 , 0 24

10

* 15

* 39

,

d

X

255 , 0 24

10

* 15

* 98

,

*

 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

Xd1 0.0355

Xd1 0.0355 Xb

0.125

Xb 0.125 Edt

1

Đoạn đường dây D1:

Ngắn mạch tại N1 :

XN1∑ = Xht + 0.5*Xb Với Xht = 0.0067

X0N1 = X0ht + Xb .Với X0ht = 0,006

Ngắn mạch từ N2 đến N5

XN2 = XN1 +1/4 Xd1

X0N2 =X 0N1 +1/4 X0d1

Tổng quát :

XNi+1 = XNi + ¼ Xd1

Trang 4

-X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0d1

Với Xd1 = 0.142

X0d1 = 0.354

Ngắn mạch tại các điểm trên đoạn đường dây D2(Từ N6 đến N9)

Tại N6:

XN6 = XN5 +1/4 Xd2

X0N6 =X 0N5 +1/4 X0d5

Tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N6 đến N9

XNi+1 = XNi + ¼ Xd2

X0Ni+1 = X0Ni + ¼ X0d2

Với Xd2 = 0.102

X0d2 = 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

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

X X

j

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:

Trang 5

-1

) ( )

(n n * Na

Ta có bảng tóm tắt sau:

2 0 2

0 2

) (

* X 1

* 3

Σ Σ

+

−

X X X

 Tính ngắn mạch tại điểm N1

 Ngắn mạch 3 pha đối xứng

X1 = 0,0067+ 0,125/2 =0,0692

Trong hệ đơn vị tương đối

451 , 14 0692 ,

0

1

)

3

(

*

=

N

I

Trong hệ đơn vị có tên

kA

24

* 3

10

* 451 , 14

)

3

(

 Ngắn mạch 1 pha

X2∑(1) = 0,0067+0,125/2 = 0,0692

X0∑(1) = 0,006+0,125/2 =0,0685

X∆(1) = 0,0692+ 0,0685 = 0,1377

833 , 4 ) 1377 , 0 0692 , 0 (

1

)

1

(

*

+

=

a

N

I

Dòng điện ngắn mạch tổng hợp

5 , 14 833 , 4

* 3

*

)

1

(

1 = N1a = =

I

Tính trong hệ đơn vị có tên

kA

24

* 3

10

* 5 , 14

)

1

(

Ta có thành phần dòng điện thứ tự không:

IN0*(1) = IN1*(1) = 4,833

Trong hệ đơn vị có tên:

kA

24

* 3

10

* 833 ,

4

)

1

(

0

Trang 6

- Ngắn mạch 2 pha chạm đất

0685 , 0 0692 , 0

0685 , 0

* 0692 , 0

) 1

,

1

+

=

∆

X

5 , 1 ) 0685 , 0 0692 , 0 (

0685 , 0

* 0,0692 1

*

)

1

,

1

+

−

=

m

Tính trong hệ đơn vị tương đối

653 , 9 ) 0344 , 0 0692 , 0 (

1

)

1

,

1

(

*

+

=

a

N

I

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức

851 , 4 0685 , 0 0692 , 0

0692 , 0

* 653 , 9

*

0 2

2 )

1 , 1 ( 1 )

1

,

1

(

+

= +

=

Σ Σ

Σ

X X

X I

I N N

kA

24

* 3

10

* 851 , 4

)

1

,

1

(

0

48 , 14 653 , 9

* 5 , 1

* 5 ,

)

1

,

1

(

I

kA

24

* 3

10

* 48 , 14

)

1

,

1

(

Xét ngắn mạch tại điểm N 5

X1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142 =0.2112

735 , 4 2112 , 0

1

)

3

(

*

=

N

I

kA

24

* 3

10

* 735 4

)

3

(

X2∑(1) = 0,0067+0,125/2+0,142 = 0,2112

X0∑(1) = 0,006+0,125/2+0,354 =0,4225

Trang 7

-X∆(1) = 0,2112+ 0,4225 = 0,6377

184 , 1 ) 6337 ,

0 2112 ,

0 (

1

)

1

(

*

+

=

a

N

I

552 , 3 184 , 1

* 3

*

3 1

)

1

(

5 = N5a = =

I

kA

24

* 3

10

* 552 , 3

)

1

(

IN0*(1) = IN1*(1) = 1,184

kA

24

* 3

10

* 184 , 1

)

1

(

 Ngắn mạch 2 pha chạm đất

4225 ,

0 2112 ,

0

4225 ,

0

* 2112 ,

0 ) 1 , 1

+

=

∆

X

528 , 1 ) 4225 , 0 2112 , 0 (

4225 , 0

* 0,2112 1

*

)

1

,

1

+

−

=

m

839 , 2 ) 141 , 0 2112 ,

0 (

1 )

1

,

1

(

*

+

=

a

N

I

946 , 0 4225 , 0 2112 , 0

2112 , 0

* 839 , 2

*

0 2

2 )

1 , 1 ( 51 )

1

,

1

(

+

= +

=

Σ Σ

Σ

X X

X I

I N N

kA

24

* 3

10

* 946 , 0

)

1

,

1

(

Trang 8

-338 , 4 839 , 2

* 528 , 1

* 528 ,

1 5 1

)

1

,

1

(

I

kA

24

* 3

10

* 338 , 4

)

1

,

1

(

Ngắn mạch tại điểm N9

X1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142+0,102 =0,3132

193 , 3 3132 , 0

1

)

3

(

*

=

N

I

kA

24

* 3

10

* 193 , 3

)

3

(

X2∑(1) = 0,0067+0,125/2+0,142+0,102 = 0,3132

X0∑(1) = 0,006+0,125/2+0,354+0,255 =0,6775

X∆(1) = 0,3132+ 0,6775 = 0,9907

767 , 0 ) 9907 ,

0 3132 ,

0 (

1

)

1

(

*

+

=

a

N

I

301 , 2 767 , 0

* 3

*

)

1

(

I

kA

24

* 3

10

* 301 , 2

)

1

(

IN0*(1) = IN1*(1) = 0,767

kA

24

* 3

10

* 767 , 0

)

1

(

Trang 9

6775 ,

0 3132 ,

0

6775 ,

0

* 3132 ,

0 ) 1 , 1

+

=

∆

X

533 , 1 ) 6775 , 0 3132 , 0 (

6775 , 0

* 0,3132 1

*

)

1

,

1

+

−

=

m

897 ,

1 ) 214 ,

0 3132 ,

0 (

1

)

1

,

1

(

*

+

=

a

N

I

Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo

công thức

6 , 0 6775 , 0 3132 , 0

3132 , 0

* 897 , 1

*

0 2

2 )

1 , 1 ( 91 )

1

,

1

(

+

= +

=

Σ Σ

Σ

X X

X I

I N N

kA

24

* 3

10

* 6 , 0

)

1

,

1

(

908 , 2 897 , 1

* 533 , 1

* 533 ,

)

1

,

1

(

I

kA

24

* 3

10

* 908 , 2

)

1

,

1

(

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại ta có bảng kết quả sau:

7

0,140 2

0,1757 0,2112 0,2367 0,2622 0,287

7

0,3132

X2∑ 0,0692 0,104

7

0,140 2

0,1757 0,2112 0,2367 0,2622 0,287

7

0,3132

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

4

0,062 8

0,089 0,115 0,141 0,16 0,178 0,196 0,214

Trang 10

IN(3)(kA) 3,476 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768

IN(1)(kA) 3,488 1,97 1.372 1,053 0,854 0,752 0,671 0,607 0,554

IN0(1)(kA) 1,163 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,185

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:

INmax(kA) 3,488 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768

Bảng 2 :Trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất tại các điểm ngắn mạch trong chế

độ max

Trang 11

-Tính trong chế độ min

Để tính toán dòng điện ngắn mạch bé nhất tại các điểm ngắn mạch ,ta chọn các thông số của hệ thống như sau:

Hệ thống

• SN = SNmin = 1200 MVA

X1HT = 10/1200=0,0083

X0HT = 0,9 *0,00833=0,00747

• Chỉ có một máy biến áp làm việc

Vị trí các điểm tính ngắn mạch được chọn giống như trong chế độ max

Sơ đồ thay thế:

Trang 12

-Xb 0.125

Xd1 0.0355

Xht

0.0083

Xd2 0.0255

Xd1 0.0355

Edt

1

Trong chế độ min ta tính toán các dạng ngắn mạch sau:

• Ngắn mạch 2 pha

• Ngắn mạch 1 pha chạm đất

• Ngắn mạch 2 pha chạm đất

Xác định dòng ngắn mạch tại điểm N1

X1∑ = 0,0083+ 0,125 =0,1333

X2∑ = 0,1333

X0∑ = 0,00747 + 0,125=0,13247

Tính dòng ngắn mạch 1 pha chạm đất

X∆(1) = 0,1333 + 0,13247 = 0,26577

506 , 2 ) 26577 ,

0 1333

,

0

(

1

)

1

(

*

+

=

a

N

I

518 , 7 506 , 2

* 3

*

)

1

(

I

kA

24

* 3

10

* 518 , 7

)

1

(

IN0*(1) = IN1*(1) = 2,506

kA

24

* 3

10

* 506 , 2

)

1

(

0

13247 ,

0 1333 , 0

13247 ,

0

* 1333 , 0 ) 1 , 1

+

=

∆

X

5 , 1 ) 13247 ,

0 1333 , 0 (

13247 ,

0

* 0,1333 1

*

)

1

,

1

+

−

=

m

Trang 13

-018 , 5 ) 066 , 0 1333 ,

0 (

1

)

1

,

1

(

*

+

=

a

N

I

517 , 2 13247 ,

0 1333 , 0

1333 , 0

* 018 , 5

*

0 2

2 )

1 , 1 ( 1 )

1

,

1

(

+

= +

=

Σ Σ

Σ

X X

X I

I N N

kA

24

* 3

10

* 517 , 2

)

1

,

1

(

0

527 , 7 018 , 5

* 5 , 1

* 5 ,

)

1

,

1

(

I

kA

24

* 3

10

* 527 , 7

)

1

,

1

(

Tính dạng ngắn mạch 2 pha

X∆(2) = X2∑ = 0,1333

751 , 3 ) 1333 , 0 1333 ,

0

(

1

)

2

(

*

+

=

a

N

I

5 , 6 751 , 3

* 3

)

2

(

N

I

Dòng điện ngắn mạch trong hệ đơn vị có tên là:

kA

24

* 3

10

*

5

,

6

)

2

(

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại ta có bảng số liệu sau:

X1 0.1333 0.1688 0.2043 0.2398 0.2753 0.3008 0.3263 0.3518 0.3773

X2∑ 0.1333 0.1688 0.2043 0.2398 0.2753 0.3008 0.3263 0.3518 0.3773

X0∑ 0.1325 0.2210 0.3095 0.3980 0.4865 0.5505 0.6145 0.6785 0.7425

X∆(1) 0.2658 0.3898 0.5138 0.6378 0.7618 0.8513 0.9408 1.0303 1.1198

Trang 14

X∆(2) 0.1333 0.1688 0.2043 0.2398 0.2753 0.3008 0.3263 0.3518 0.3773

m(1)

3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000 3.0000

m(1,1)

1.5000 1.5045 1.5104 1.5153 1.5191 1.5214 1.5233 1.5249 1.5264

m(2)

1.7321 1.7321 1.7321 1.7321 1.7321 1.7321 1.7321 1.7321 1.7321

IN(1)(kA) 1.8083 1.2920 1.0050 0.8223 0.6959 0.6264 0.5696 0.5222 0.4821

IN(2)(kA) 1.5629 1.2342 1.0197 0.8688 0.7568 0.6926 0.6385 0.5922 0.5522

IN0(1)(kA) 0.6028 0.4307 0.3350 0.2741 0.2320 0.2088 0.1899 0.1741 0.1607

Bảng 3: Trị số dòng điện ngắn mạch tại các điểm trong chế độ min

Từ bảng số liệu trên ta xác định được giá trị dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất trong

các dạng ngắn mạch ở chế độ min

Bảng 4: Trị số dòng điện ngắn mạch INmin và 3*IN0min nhỏ nhất

Trang 15

-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 số an toàn Thường chọn Kat = 1,2

INngmax : dòng ngắn mạch ngoài cực đại là dòng ngắn mạch lớn nhất thường lấy bằng giá trị dòng ngắn mạch trên thanh cái cuối đường dây

Chọn dòng khởi 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:

Trang 16

-Ikđ1 = kat *IN5max = 1,2*1,139=1,3668 kA

b Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh

Trị số 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 được lựa chọn theo công thức :

Ikđ = K*Ilvmax (3.8)

Trong đó :

K:hệ số chỉnh định Chọn K=1,6

Ilvmax :dòng điện làm việc lớn nhất Theo tính toán ở phần trên ta có :

Ilvmax1= 242,68 A

Ilvmax2= 158,49 A

Vậy ta có :

Ikđ1 = 1,6*242,68=388,288 A = 0,388 kA

Ikđ2 = 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

p

T I

t

1

5 , 13

* −

= Trong đó

kd I

I

I* =

Với bảo vệ 2

Tại điểm ngắn mạch N9

Ta có IN9max = 0,768

024 , 3 254

,

0

768

,

0

I

Mặt khác ta có :

t2(N9)=tpt2 + ∆t=0,75+0,3=1,05 s

Trang 17

-Vậy ta có :

157 , 0 5 , 13 / ) 1 024 , 3 (

* 05 , 1 5 , 13 / ) 1 (

* ) ( 9 *

2

Tại N8

291 , 3 254

,

0

836

,

0

I

925 , 0 157 , 0

* 1 291 ,

3

5 , 13 )

( 8

−

=

N

t

Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N7 đến N5 ta có bảng sau:

I N max(kA) 1.139 1.016 0.917 0.836 0.768

t(s) 0.608 0.707 0.812 0.925 1.05

Bảng 5 Thời gian tác động của Rơ le ứng với các điểm ngắn mạch trên đoạn đường dây D2

Tại điểm ngắn mạch N5

936 ,

2 388

,

0

139

,

1

I

Với tpt1 = 0,5 s <t2(N5)=0,608s

Ta có t1(N5)=0,608+0,3=0,908 s

s I

N

t

Tp1 = 1( 5) * ( * − 1 ) / 13 , 5 = 0 , 908 * ( 2 , 936 − 1 ) / 13 , 5 = 0 , 13

Tại điểm ngắn mạch N4 ta có:

528 ,

3 388

,

0

369

,

1

I

Ta có :

s N

1 528 , 3

5 , 13 )

( 4

−

=

Trang 18

-Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N3 tới N1 ta có bảng

N 1 N 2 N 3 N 4 N 5

I N max(kA) 3.488 2.298 1.716 1.369 1.139

t(s) 0.220 0.357 0.513 0.694 0.908

Bảng 6 Thời gian làm việc của Rơ le ứng với vị trí các điểm ngắn mạch trên đoạn đường dây D1

Kiểm tra lại với các dòng ngắn mạch trong chế độ min

Tính toán tương tự như trên nhưng đối với dòng ngắn mạch min và giữ nguyên các giá trị thời gian chỉnh định.Ta có bảng kết quả sau

Các điểm ngắn mạch từ N1 đến N5 tính cho bảo vệ 1

I N (kA) 1.5629 1.2342 1.0050 0.8223 0.6959

I kđ (kA) 0.3880 0.3880 0.3880 0.3880 0.3880

T p (s) 0.1300 0.1300 0.1300 0.1300 0.1300

t(s) 0.5796 0.8047 1.1036 1.5679 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

I N (kA) 0.6959 0.6264 0.5696 0.5222 0.4821

I kđ (kA) 0.2540 0.2540 0.2540 0.2540 0.2540

T p (s) 0.1570 0.1570 0.1570 0.1570 0.1570 t(s) 1.2183 1.4456 1.7058 2.0073 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:

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	480,5 KB