Tính toán bảo vệ dòng Điện cắt nhanh, bảo vệ dòng Điện cực Đại và bảo vệ dòng Điện thứ tự không cho Đường dây cung cấp Điện l1 và l

Do đó, việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng không bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng, nhanh chóng cá

Giảng viên hướng dẫn: ThS NGÔ THỊ NGỌC ANH

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG

Lop: DISTDHHTD2

Khoa: 2020-2025

HA NOI, thang 4 nam 2023

LOI CAM DOAN

Tôi, Nghiêm Minh Tiến, xin cam đoan những nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện đưới sự hướng dẫn của Th§ Ngô Thị Ngọc Anh Các số liệu và kết quả trong đồ án là trung thực và chưa được công bồ trong các công trình khác Các tham khảo trong đỗ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời

gian và nơi công bố Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi hoàn toàn chịu trách

nhiệm về đồ án của mình

Hà Nội, ngày 13 tháng 04 năm 2023 Người cam đoan (Ký và phi rõ họ tên)

Nghiêm Minh Tiến

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM KHOA KY THUAT DIEN Độc lập - Tự do — Hạnh phúc

DO ÁN MÔN HỌC BẢO VỆ RƠ LE

Họ và tên sinh viên : Nghiêm Minh Tiến Mã sinh viên : 20810110203

Ngành : Công nghệ KT điện, điện tử Chuyên ngành: Hệ thống điện

Tên đồ án: Tính toán bảo vệ dòng điện cắt nhanh, bảo vệ đòng điện cực đại và bảo vệ dòng điện thứ tự không cho đường dây cung câp điện L¡ và L2

Thông số máy biến áp 115/24kV

Sám = 30 (MVA); T6 dau day Yo- Yo ; Uy ⁄ = 10%

Thông số của đường dây:

DỊ: Li=25 (km); xo = 1 O/km; x1 = 0,4 O/km

Nhiệm vụ và các yêu cầu đối với bảo vệ role

Các nguyên ly cua các bảo vệ đã học

Lựa chọn phương thức bảo vệ cho máy biến áp và đường dây L¡ và L2 H.2 Phần tính toán: Tính toán bảo vệ cho đường day L¡ và L2

1, Tính toán lựa chọn các thông số BI của đường dây 22kV

2, Tinh toan ngan mạch phục vụ lựa chọn thông số cài đặt và kiêm tra độ nhạy cua cac bao vé 1&2

3, Tính toán thông số cài đặt các chức năng bảo vệ quá dòng của bảo vé 1&2 ( BV 51,51N-chon thoi gian theo đặc tính phụ thuộc )

4, Khảo sát vùng tác động chức năng bảo vệ quá đòng cắt nhanh (50; 50N) của bảo vệ 1&2 (Đúng tỉ lệ)

5, Kiểm tra độ nhạy của các chức năng bảo vệ 1&2

Ngày giao đề tài:

LOI CAM ON

Ngày nay, cùng với sự phát triển của thời đại, điều kiện sống của con người cũng ngày càng được cải thiện, các nhu cầu thiết yêu hàng ngày cũng vì thế mà không ngừng tăng lên, điện năng cũng là một trong số những nhu cầu thiết yếu đó Nếu như ngược trở lại vào khoảng 30 năm về trước, điện vẫn còn là một khái niệm mới mẻ với

bà con ở vùng sâu, vùng xa, thì nay điện đã được truyền tới khắp các bản làng, được sử

dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ Chính vì thế, để đảm bảo cung cấp

điện một cách an toàn, liên tục và chất lượng thi hệ thống bảo vệ rơle là không thé

thiếu trong mỗi hệ thống điện Tuy nhiên trong quá trình vận hành không thê tránh

khỏi các sự cố, các chế độ làm việc không bình thường của mạng điện và thiết bị điện, các sự cô này phần lớn đều dẫn tới việc làm tăng dòng điện và giảm điện áp Điều này

sẽ sây những hậu quả xâu nếu không được khắc phục kịp thời Do đó, việc hiểu biết về những hư hỏng và hiện tượng không bình thường có thể xảy ra trong hệ thống điện cùng với những phương pháp và thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện đúng, nhanh chóng cách ly phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thông, cảnh báo và xử lý khắc phục chế độ không

bình thường là kiến thức không thê thiếu của mỗi kỹ sư điện

Bảo vệ role là một dạng cơ bản của tự động hóa Bảo vệ rơle thực hiện việc kiểm tra, giảm sát liên tục các trạng thái, các chế độ làm việc của tất cá các phân tử trong hệ

thống điện, để nếu xảy ra vấn đề gì sẽ có những phản ứng phù hợp Trong phạm vi đồ án:

“Tính toán bảo vệ dòng điện cắt nhanh, bảo vệ dòng điện cực đại và bảo vệ dòng điện thứ

tự không cho đường dây cung cấp điện L¡ và L¿” trình bày về cách tính toán, cài đặt và khảo sát vùng tác động, độ nhạy của hai bảo vệ rơle cơ bản quan trọng

Rất mong được sự quan tâm, chỉ bảo của thầy cô giúp em hoàn thiện bản đồ án

này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 14 tháng 04 năm

2023 Sinh viên

Nghiêm Minh Tiến

2 | Các kết quả tính toán, nội dung

trong báo cáo chính xác, hợp lý

Hà Nội, ngày tháng năm

2.5, Bao v6 khoang v.v nh - 3 2.6 Bảo vệ dòng điện có hướng 2t 22 nh tren 3

CHƯƠNG 3: NHIEM VU, SO DO NGUYEN LY LAM VIEC, THONG SO KHOI DONG

VA VUNG TAC DONG CỦA TỪNG BẢO VỆ ĐẶT CHO ĐƯỜNG DÂY 5

3.1 Bảo vệ quá dòng có thời Ø1a1: c1 2c cEcS 111111111111 011 81H HH trệt 5 3.2 Bảo vệ qua dong cắt nhanh: 5s + S19 2E1E21825411121121112121121111111 E11 11 re 7 3.3, Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất lớn: 5s +czess2 8 3.4 Bảo vệ ¢ dong thir tự khong trong mạng có dòng chạm đất bé: - 5: 5c cccxsze2 9

3.6 Bảo vệ khoảng cá ch — secseceeseeaeeesessessssassssssscsesesscsatessseseesssssscssscsessesssenseesseeeses IL

PHẢN 2 PHẢN TÍNH TOÁN, - 22: ©22222222112221122211221111222112211112111122111211 0 ra 12 CHƯƠNG 1: CHỌN CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN -2- 55s sec: 12

CHƯƠNG 2 CS 1 1E HH TH HT HH TH HT HH HH HH HH HH HH HH tệ 13

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ LUA CHON THONG SO CAI DAT VA KIEM

TRA ĐỘ NHẠY CỦA CÁC BẢO VỆ I &2, 52-222: 2221122211222112221112112111 11 c6 13

2.1 Vị trí các điểm ngắn mạch -.- + s19 12E2E15E121171171121111121.1 11011111 re 13 2.1.1 Các đại lượng cơ bản, 0 111211 11211111 1101111111111 011111011111 1 H1 tk hy 13

2.1.2 Điện kháng các phần tử - 2: 2S 222192122511223122312251221122312112221221 1 2e 13

2.2 Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở chế độ cực đại it re 14 2.3 Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở chế độ cực tiểu 2 22 222252255252 552 19 2.4, Xây dựng quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây - - 55s + 23

2.4.1 Chế độ cực đặại - 2: 2+ 2212211222111111211121112211121112112211121121111 1e 23 2.4.2 Chế độ cực tiỂu ¿: 2+22%22112211111121112211221121112111221112112112.112 1e 24 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THÔNG SỐ CÀI ĐẶT CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ QUÁ

DÒNG CỦA BVI&BV2 52 2211121111221 1122112 011121 ưệu 27

3.4 Chỉnh định bảo vé qua dong cd thot gian I> (SD) cc ccccecsecsecseesecsseessesseensesserees 29

3.4.1, Chế đô cực đầại - 22:22: 22212221221111311211122112111211121122 122121111 30 3.4.2 Chế độ cực tiều 2¿-©2++222+222112211111112111221121112111211112111211211 2.121 31 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT VÙNG TÁC ĐỘNG CHỨC NĂNG CUA BAO VE QUA DONG

CAT NHANH VA KIEM TRA DO NHAY CUA CAC CHỨC NĂNG BẢO VỆ 1&2 4.1 Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ quá dòng cắt nhanh 5-5 2s 2E 2E ‡zcEzzxzzz 3

4.2 Kiém tra độ nhạy của các chức năng bảo vệ I&2 - 56c SE E2 E212 ce 34

DANH MUC BANG BIEU

Bang 1: Tổng ụ1á trị điện kháng thứ tự thuận nghịch, không của mạng điện ở chế độ

đìi5 0 15 Bang 2: Trị số dòng điện ngắn mạch tổng hợp tại các pha của mạng điện ở chế độ cực

Bảng 11: Thời sian làm việc của bảo vệ quá dòng có thời ụian khi sự có xảy ra tại một điểm từ NI-NẾ ở chê độ cực tiêu L0 2G 002212222111 131 1132111311111 1 1111111111111 11 1 xk 32

DANH MUC HINH VE

Hình 1: Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng trong lưới điện hình tia cho

trường hợp đặc tuyên phụ thuộc và đặc tính độc lập :- 5-2252 2222222 c2z+sxss 6 Hình 2: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh đường dây một nguồn cung cấp ¬ ` 8

Hình 5: Quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây ở chế độ cực đại 24 Hinh 6: Quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây ở chế độ cực tiếu 24 Hình 7: Quan hệ dòng ngắn mạch cực e đại, cực tiệu VỚI chiều dat đường dây 25

PHAN 1 PHAN LY THUYET CHUONG 1: NHIEM VU VA CAC YEU CAU BAO VE ROLE

1.1 Nhiém vu cua bao vé role

Khi thiết kế hoặc vận hành bắt kì | hé théng điện nào cũng phải kế đến các khả

năng phát sinh các hư hỏng va tinh trang làm việc không bình thường trong hệ thông

điện ấy

Ngắn mạch là loại sự cô có thể xảy ra và nguy hiểm nhất trong hệ thống điện Hậu quả của ngắn mạch là:

- Làm giảm thấp điện áp ở phần lớn của hệ thống điện

- Phá hủy các phần tử sự cô băng tia lửa điện

- Phá hủy các phần tủ có dòng điện ngắn mạch chạy qua do tác dụng của nhiệt và

co

- Phá vỡ sự ổn định của hệ thống

Ngoài các loại hư hỏng, trong hệ thống điện còn có các tình trạng làm việc

không bình thường như là quá tải Khi quá tải, dòng điện tăng cao làm nhiệt độ của các

phần dẫn điện vượt quá giới hạn cho phép, làm cho cách điện của chúng bị già cỗi và

đôi khi bị phá hỏng

Đề đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần tử không hư hỏng trong hệ thống

điện cần có các thiết bị phát phi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất, phát hiện ra các phần tử bị hư hỏng và cắt nó ra khỏi hệ thống điện Thiết bị này được thực hiện nhờ các khí cụ tự động sọi là rơ le Thiết bị bảo vệ thực hiện nhờ những rơ le gọi là thiết bị bảo vệ rơ le

Như vậy, nhiệm vụ chính của thiết bị bảo vệ rơ le là tự động cắt phần tử hư hỏng ra khỏi hệ thống điện Ngoài ra, còn ghi nhận và phát hiện những tình trạng lam việc không bình thường của các phân tử trong hệ thông điện Tùy mức độ mà bảo vệ rơ

le có thê tác động hoặc báo tín hiệu đi cắt máy cắt

thiết bị điện

1.2 Các yêu cầu đối với bảo vệ rơle

O Tac dong nhanh:

Càng cắt nhanh phần tư bị ngắn mạch sẽ cảng hạn chế được mức độ phá hoại phần tử đó, càng giảm được thời gian tụt thấp điện áp ở các hộ tiêu thụ và càng có khả nang pitt duoc ổn định của hệ thống điện

Đề giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động của thiết bị bảo vệ rơ le Tuy nhiên trong một số trường hợp để thực hiện yêu cầu tác động nhanh thi không thể thỏa mãn yêu cầu chọn lọc Hai yêu cầu này đôi khi mâu thuẫn nhau, vỉ vậy tùy điều kiện cụ thế cần xem xét kỹ càng hơn về 2 yêu cầu này

L Tính chọn lọc: là khả năng của bảo vệ có thê phát hiện và loại trừ đúng phần tử

bị sự cô ra khỏi hệ thông Theo nguyên lý làm việc có thê phân ra:

+ Bảo vệ có độ chon loc tuyệt đối: là những bảo vệ chỉ làm việc khi có sự cô xảy ra trong một phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho bao

vệ đặt ở các phân tử lân cận

+ Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối: ngoài nhiệm vụ bảo vệ chính cho đối tượng

được bảo vệ còn có thê thực hiện chức năng dự phòng cho bảo vệ đặt ở các phân tử lân

Yêu cầu: k,2_ : đối với bảo vệ chính

kh 5 : đối với bảo vệ dự phòng

O D6 tin cy: là tính năng đám bảo cho thiết bị báo vệ làm việc đúng, chắc chắn + Độ tin cậy tác động: là khả năng bảo vệ làm việc đúng khi có sự cô xảy ra trong phạm vi đã được xác định trong nhiệm vụ bảo vệ

+ Độ tin cậy không tác động: là khả năng tránh làm việc nhằm ở chế độ vận

hành bình thường hoặc sự cô xảy ra ngoài phạm vị bảo vệ đã được quy định

H Tính kinh tế: Đôi với lưới điện trung, hạ áp vì số lượng các phần tử cần được bảo vệ rât lớn, yêu câu đôi với thiệt bị không cao băng thiết bị bảo vệ ở cá nhà máy điện lớn hoặc lưới truyền tải cao áp và siêu cao áp do vậy cân chủ ý tới tính kinh tê trong lựa chọn thiệt

bị bảo vệ sao cho có thê đảm bảo các yêu câu kỹ thuật với chi phí nhỏ nhật

CHUONG 2: CAC NGUYEN TAC BAO VE RO LE TRONG HE THONG DIEN

2.1 Bao vé qua dong dién:

Bảo vệ quá dong điện là loại bảo vệ tác động khi dòng điện di qua phần tử được bảo vệ vượt quá một giá trị định trước Theo nguyên tắc đảm bảo tính chon loc chia thành 2 loại:

- Bảo vệ dòng điện cực đại

- Bảo vệ dòng điện cắt nhanh

+ Bảo vệ dòng điện cực đại: là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thoi gian lam việc theo nguyên tặc từng câp, bảo vệ càng sân nguồn cung cập thì thời gian tác động càng lớn

+ Bảo vệ dòng điện cắt nhanh: là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn giá trị dòng điện tác động lớn hon gia tri dong điện ngắn mạch ngoài max 2.2 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất bé:

Thực chất là bảo vệ quá dòng sử dụng bộ lọc thứ tự không để lấy thành phân thứ tự không của dòng 3 pha Khi có ngắn mạch I pha chạm đất sẽ xuất hiện dòng thứ tự không vào rơ le Nếu dòng này lớn hơn giá trị đặt của rơ le thì sẽ tác động cắt máy cắt

2.3 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đắt lớn:

Báo vệ này lấy dòng điện làm việc vào rơ le là dòng tổng của 3 BI đặt ở 3 pha Khi

có ngắn mạch 1 pha dòng vào rơ le bao gồm 3 lần thành phần dòng thứ tự không và thành phân dòng không cân băng Người ta chọn dòng khởi động của rơ le lớn hơn dòng không

cân bằng tính toán nhân với 1 hệ số ka nào đó Nên khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất thì

dòng vào rơ le lớn hơn dòng khởi động và bảo vệ tác động cắt máy cắt Khi xảy ra các loại ngăn mạch khác thì thành phần 3 Io không tôn tại và rơ le không tác động

2.4 Bảo vệ so lệch dòng điện:

Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc theo nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện ở hai đầu phần tử được bảo vệ Nếu sự sai lệch vượt quá trị số cho trước thì bảo vệ sẽ tác động

- Là loại bảo vệ làm việc theo giá trị dòng điện tại chỗ nối rơ le và sóc pha gitra dong dién ay voi dién ap trén thanh gop có đặt bảo vé cung cap cho ro le Bao vệ sẽ tác

động khi dòng điện vào rơ le vượt quá giá trị chỉnh định trước và góc pha phù hợp với

trường hop ngăn mạch trên đường dây được bảo vệ

Từ đó, thấy rằng bảo vệ dòng điện có hướng chính là bảo vệ dòng điện cực đại cộng thêm bộ phận làm việc theo góc lệch pha p1ữa dòng điện và áp vào rơ le

CHUONG 3: NHIEM VU, SO DO NGUYEN LY LAM VIEC, THONG SO

KHOI DONG VA VUNG TAC DONG CUA TUNG BAO VE DAT CHO

DUONG DAY

Duong day can bao vệ là đường dây 110kV, là đường dây cao áp, đề bảo vệ ta

dùng các loại bảo vệ:

- Quá dòng điện cắt nhanh hoặc qua thoi gian

- Qua dong dién co huéng

- _ So lệch dùng cấp thứ cấp chuyên dùng

- Khoang cach

Trong nhiệm vụ thiết kế bảo vệ của đồ án ta xét bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh

và quá dòng điện có thời ø1an

3.1 Bảo vệ quá dòng có thời gian:

- Nhiêm vụ: Dùng đề bảo vệ cho các lưới hở có 1 nguồn cung cấp, chỗng ngắn mạch gitra cac pha

- So dé nguyén ly lam viée: Chia làm 2 loại

+ Bảo vệ quá dòng có đặc tính thời gian độc lập

- Đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn thời gian làm việc theo nguyên tắc từng cấp Bảo vệ sân nguồn có thời ø1an làm việc chậm nhất

Giá trị dòng điện khởi động của bảo vệ lkp trong trường hợp này được xác định bởi:

livmax: dòng điện làm việc lớn nhất

ka: hệ số an toàn để đảm bảo cho bảo vệ không cắt nhằm khi có ngắn mạch ngoài do sai số khi tính dòng ngắn mạch (kê đến đường cong sai số 10% của BI

và 20% do tổng trở nguồn bị biến động)

kmm: hệ số mở may, c6 thé lay Kmm= (1.5 + 2,5)

kw: hé sé trở về của chức năng bảo vệ quá dòng, có thê lấy trong khoảng (0,85 + 0,95) Sở dĩ phải sử dụng hệ số Ktv ở đây xuất phát từ yêu cầu đảm bảo sự làm

việc ôn định của bảo vệ khi có các nhiễu loạn ngăn (hiện tượng tự mở máy của các động

cơ sau khi TĐL đóng thành công) trong hệ thống mà bảo vệ không được tác động

Phối hợp các bảo vệ theo thời gian:

Đây là phương pháp phô biến nhất thường được để cập trong các tài liệu bảo vệ

rơle hiện hành Nguyên tắc phối hợp này là nguyên tắc bậc thang, nghĩa là chọn thời

gian của bảo vệ sao cho lớn hơn một khoảng thời gian an toàn At so với thời ø1an tác động lớn nhất của cap bao vệ liên kê trước nó (tính từ phía phụ tải về nguồn)

Oo Oo

t, n * (nO) max t Ot

Trong do:

ta: thoi gian đặt của cấp bảo vệ thứ n đang xét

tin-1) max: thoi gian tác động cực đại của các bảo vệ của cấp bảo vệ đứng trước nó

(thứ n)

At: bậc chọn lọc về thời gian

+ Bảo vệ quá dòng với đặc tính thời gian phụ thuộc

Bảo vệ quá dòng có đặc tuyến thời gian độc lập trong nhiều trường hợp khó thực

hiện được khả năng phối hợp với các bảo vệ liền kề mà vẫn đảm bảo được tính tác

động nhanh của bảo vệ Một trong những phương pháp khắc phục là người ta sử dụng bảo vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc Hiện nay các phương thức tính toán chỉnh định rơle quá dòng số với đặc tính thời gian phụ thuộc do đa dạng về chủng loại và tiêu chuân nên trên thực tế vẫn chưa được thông nhất về mặt lý thuyết điều này

gây khó khăn cho việc thâm kế và kiêm định các giá trị đặt

Hình I: Phối hợp đặc tuyến thời gian của bảo vệ quá dòng trong lưới điện hinh tia cho

trường hợp đặc tuyên phụ thuộc và đặc tính độc lập

Rơle quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc được sử dụng cho các đường dây

có dòng sự có biến thiên mạnh khi thay đổi vị trí ngắn mạch Trong trường hợp này nêu

sử dụng đặc tuyến độc lập thì nhiều khi không đảm bảo các điều kiện kỹ thuật: thời gian cắt sự có, ôn định của hệ thống Hiện nay người ta có xu hướng áp dụng chức năng bảo

vệ quá dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc như một bảo vệ thông thường thay thế cho các rơle có đặc tuyến độc lập

Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng có thời gian được tính theo công thức:

lk4-sI =k, lymax Trong đó:

k— hệ số chỉnh định (k=1,6)

Thời pian bảo vệ được chọn theo công thức:

t 0,14 t 13,5

+ Vung tac dong:

Vùng tác động của rơ le bảo vệ quá dòng có thời gian là toàn bộ phần đường day tính từ vị trí đặt bảo vệ về phía tải Bảo vệ đặt gân nguôn có khả năng làm dự phòng cho bảo vệ đặt phía sau với thời ø1an cắt sự cô chậm hon 1 cap thor gian 1a At 3.2 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh:

Đối với bảo vệ quá dòng thông thường cảng gần nguồn thời gian cắt ngắn mạch cảng lớn, thực tế cho thay ngan mach gan nguồn thường thì mức độ nguy hiểm cao hơn và cần loại trừ càng nhanh càng tốt Đề bảo vệ các đường dây trong trường hợp này người ta dùng bảo vệ quá dong cat nhanh (50), bảo ve cat nhanh có khả năng làm việc chọn lọc trong lưới có cấu hình bắt kì với một nguồn hay nhiều nguồn cung cấp

Ưu điểm của nó là có thể cách ly nhanh sự cô với công suất ngắn mạch lớn ẻ Ờ gan nguồn Tuy nhiên vùng bảo vệ không bao trùm được hoàn toàn đường dây cần bảo vệ, đây chính là nhược điểm lớn nhât của loại bảo vệ này

Đề đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt của bảo vệ quá dòng, cắt nhanh phải được chọn sao cho lớn hơn dòng ngăn mạch cực đại (ở đây là dòng ngăn mạch 3 pha trực tiếp) đi qua chỗ đặt rơle khi có ngắn mạch ở ngoài vùng bảo vệ Sau đây chúng ta sẽ đi tính toán giá trị đặt của bảo vệ cho mang dién trong dé an

Đối với mạng điện hình tia một nguồn cung cấp giá trị dòng điện khởi động

cua bao vệ đặt tại thanh góp A được xác định theo công thức:

Ika = kat INngmax

Trong do:

; kat: hé s6 an toan, tinh dén anh hưởng của các sai số do tinh toan ngan mach,

do câu tạo của rơle, thành phân không chu kỉ trong dòng ngăn mạch và của các biên dòng Với rơle điện co Kat = (1,2 Ð 1,3), còn với rơle sô kat = 1,15

Inng max: dong ngan mach 3 pha trực tiếp lớn nhất qua bảo vệ khi ngắn ngoài vùng bảo vệ Ở đây là dòng ngăn mạch 3 pha trực tiệp tại thanh góp B

Uu điểm:

O Lam việc 0 giay đối với ngắn mạch gần thanh góp

Nhược diém:

H Chỉ bảo vệ được 1 phần đường dây 70 — 80%

O Pham vi bao vệ khong cố định phụ thuộc vào chế độ ngắn mạch và chế

độ làm việc hệ thống Chính vì vậy bảo vệ quá dòng cắt nhanh không thể là bảo vệ

chính cua | phan tử nào đó mà chỉ có thê kết hợp với bảo vệ khác

Hình 2: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh đường dây một nguồn cung cấp

3.3 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất lớn: a Những mạng có dòng chạm đât lớn là những mạng có trung tính noi dat trực tiệp Những mạng này đòi hỏi bảo vệ phải tác động cắt máy cắt khi có ngăn mạch 1 pha

- Sơ đồ nguyên lý:

Sơ đỗ nguyên lý của bảo vệ được trình bày như hình vẽ sau:

Ta thấy bảo vệ dùng ba biến dòng đặt ở 3 pha làm đầu vao cho 1 ro le

sự không đồng nhất của cac BI

Sơ đồ chỉ làm việc khi xảy ra ngắn mach I pha Còn khi ngắn mạch giữa các pha thì bảo vệ không tác động do thành phân 3 lo băng 0

- Dòng khởi động:

Dòng khởi động được chọn như sau:

Iea FÏIicbso

Tức là:

Ikan = kat mo , hit ti sd bién cua BI

- Thoi gian tac dong:

Thoi gian lam việc của bảo vệ cũng được chọn theo nguyên tắc từng cấp dé dam bao tính chọn loc nhưng chỉ áp dụng trong mang trung tính nội đât trực tiệp

O Bao vé chong ngan mach 1 pha co thoi gian làm việc bé hơn so với bảo vệ quá dong chong ngan mach gitta các pha và có độ nhạy cao hon

- Áp dụng: trong các mạng có trung tính nối đất trực tiếp

3.4 Bảo vệ dòng thứ tự không trong mạng có dòng chạm đất bé:

- Nhiệm vụ: Bảo vệ cho các mạng có trung tính cách đất, hoặc nội đât qua cuộn dap

hồ quang, thường áp dụng cho các đường dây cáp

- Sơ đồ nguyên lý:

Vi giá trị dòng chạm đất bé nên những bảo vệ nối pha ro le toàn phần không thê làm việc với những đòng chạm đất nhỏ như vậy Nên thực tế người ta phải dùng các bộ lọc thành phần thú tự không như hình vẽ sau:

Ở điều kiện bình thường, ta có: Ia + In + lc = 0, từ thông trong lõi thép bằng 0

và mạch thứ cấp không có dòng điện nên Ia = 0, rơ le không làm viêc

Khi xảy ra chạm đất, có thành phần 3lo chạy vào rơ le nên rơ le tác động

3.5 Bao vé so lệch dòng điện:

-Nhiệm vụ: làm bảo vệ chính cho các đường dây, đặc biệt là các đường dây quan trọng, làm nhiệm vụ chống ngắn mạch

- Sơ đồ nguyên lý làm việc:

Sơ đồ nguyên lý làm việc của bảo vệ so lệch dòng điện có dạng như sau:

Dòng vào rơ le:

la =0 (trường hợp lý tưởng) Ro le không tác động

Khi có ngắn mạch trong vùng bảo vệ N2 Ta có: Isi Os», nén Ir1 H2 nén IR =

Ini — Ir2 Lò, Nếu | | ` as

R ˆ >[kp thì rơ le tác động

- Dòng khởi động:

Đề bảo vệ so lệch làm việc đúng ta phải chỉnh định dòng khởi động của bảo vệ

lớn hơn dòng không cân bằng lớn nhất khi có ngắn mạch ngoài vùng bảo vệ Tức là:

Ika = k Ikcbttmax

Trong do:

Tkebttmax = kén kick fimax INMNmax

Với:

kan: hệ số kế tới sự đồng nhất của các BỊ, bằng 0 khi các BI cùng loại, và

có củng đặc tính từ hóa, hoàn toàn gidng nhau, có dòng Isc như nhau

kan = 1 khi các BI khác nhau nhiều nhất, I bộ có sai số, 1 bộ không

kxet: hệ số kế đến thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch ngoài

INMNmax: thành phân chu kì của dòng điện ngắn mạch ngoài lớn nhất

fimax = 0,1: sai số cực đại cho phép của BI làm việc trong tinh trạng ôn định

- Vung tac dong:

Bảo vệ so lệch có vung tác động được giới hạn bởi vị trí đặt của 2 tô BI ở đầu

và cuôi đường dây được bảo vệ, là loại bảo vệ có tính chất tác động chon lọc tuyệt đôi, không có khả năng làm dự phòng cho các bảo vệ khác

3.6 Bao vé khoang cach:

- So dé nguyén ly lam viée:

Trong trường hợp chung, bảo vệ khoảng cách có các bộ phận chính sau:

- Bộ phận khởi động: có nhiệm vụ khởi động bảo vệ vào thời điểm phát sinh sự

cô, kết hợp với các bảo vệ khác làm bậc bảo vệ cuôi cùng Bộ phận khởi động thường được thực hiện nhờ rơ le dòng cực đại hoặc rơ le tông trở cực tiểu

- Bộ phận khoảng cách: đo khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến điểm hư hỏng, thực hiện nhờ rơ le tổng trở

- Bộ phận tạo thời gian: tạo thời gian làm việc tương ứng với khoảng cách đến điểm hư hỏng, được thực hiện bằng | sé ro le thoi gian khi bảo vệ có đặc tính thời

gian nhiêu cấp

- Bộ phận định hướng công suất: đề tránh bảo vệ tác động nhằm khi hướng công suất ngắn mạch từ đường dây được bảo vệ đi vào thanh góp của trạm, được thực hiện bằng các rơ le định hướng công suất riêng biệt hoặc kết hợp trong bộ phận khởi động và khoảng cách

PHAN 2 PHAN TINH TOAN CHƯƠNG 1: CHỌN CAC THONG SO MAY BIEN DÒNG ĐIỆN

Chọn tý số biến đôi của các BI: Chọn tỷ số biến đổi của máy biến dòng điện

BII, BI2 và B13 dùng cho bảo vệ đường dây L1, L2 Dòng điện sơ cấp danh định của

BI chọn theo quy chuân lấy theo giá trị lớn Dòng thứ cấp lấy bằng 5A

I ddBL

Tad

I

Tỷ số biến đổi của máy bién dong BI: ni=

+ Chon IaaBi > Ivmax= leo: dòng điện làm việc lớn nhất đi qua BI

CHƯƠNG 2:

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH PHỤC VỤ LỰA CHỌN THONG SO CAI DAT VÀ

KIEM TRA DO NHAY CUA CAC BAO VE 1 &2

Ngan mạch là hiện tượng các pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính) Trong thiết kế bảo vệ role, việc tính toán ngắn mạch nhằm xác định các trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua đối tượng được bảo vệ đề lắp 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 thông, vị trí điểm ngắn mạch và dạng ngắn mạch

Giả thiết trong quá trình tính toán ngắn mạch, ta bỏ qua:

- Bao hoa tu

- Dung dan ky sinh trên đường dây, điện trở của MBA và cả đường dây

- _ Ảnh hưởng của phụ tai

2.1.1 Các đại lượng cơ bản

Tính trong hệ đơn vị tương đôi, sân dung:

Công suất cơ bản: S.s=Saas= 35MVA

Điện áp cơ bản: Ueb = Utb các cấp= (115kV;23kV)

+ Hệ thông: SINHTmax= 2500 MỸVA; SINHTmin= 2125 MWVA; XoHTEXIHT

Giá trị điện kháng thứ tự thuận:

5

3 Chê độ cực đại: XIHTmax= _ =2500 =0,014

Ché d6 cue tiéu: Xintmin= S =2125

Giá trị điện kháng thứ tự không:

Chế độ cực đại: XoHrmax= XiHrmax= 0,014

Chế độ cực tiêu: XiHrmi= XIHmin= 0,016

Giá trị điện kháng thử tự thuận:

XIDIE= XiIDI2E XIDIE XIp+= 1.xi.Li S$ 2= 1 0/425, 35 =0,165

XID2IE XID22E 0XID23= XID22= LXx2.L2 S2 =1 0,4.5 35 =0,033

4 U cb 4 23

Giá trị điện kháng thứ tự không:

Xopu= Xop12= Xopi3= Xopu4= | xo.Li Š Oe 1 1.25 35 =0,414

2.2 Tính dòng ngắn mạch của mạng điện ở chế độ cực đại

Đề 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

Ta chia môi đường dây thành 4 đoạn: