Rơle số 7SA511

Giới thiệu một số chức năng của Rơle số 7SA511

Lời nói đầuNgày nay điện năng là một phần thiết yếu trong sản xuất công nghiệp cũng nhtrong cuộc sống sinh hoạt của con ngời Để đảm bảo sản lợng và chất lợng điệnnăng cần thiết, tăng cờng độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đảm bảo antoàn cho thiết bị và sự làm việc ổn định trong toàn hệ thống, cần phải sử dụng mộtcách rộng rãi và có hiệu quả những phơng tiện bảo vệ, thông tin, đo lờng, điềukhiển và điều chỉnh tự động trong hệ thống điện.

Trong số các phơng tiện này, rơle và thiết bị bảo vệ bằng rơ le đóng vai trò hếtsức quan trọng Trong quá trình vận hành hệ thống điện, không phải lúc nào hệthống cũng hoạt động bình thờng, thực tế đã xảy ra tình làm việc không bình th-ờng hoặc sự cố nh ngắn mạch, quá tải… trên các phần tử của hệ thống điện, mànguyên nhân có thể do chủ quan hoặc khách quan Hệ thống Rơle sẽ phát hiện và

tự động cô lập phần tử bị sự cố, đa hệ thống trở lại chế độ làm việc bình thờng

Đờng dây truyền tải điện là một phần tử hết sức quan trọng trong hệ thốngphát dẫn điện Hiểu biết về vận hành, sự cố đờng dây, về các thiết bị bảo vệ đờngdây là những kiến thức quan trọng của kỹ s nghành hệ thống điện

Hiện nay, dới sự phát triển của khoa học kỹ thuật, thiết bị bảo vệ rơle ngày cànghiện đại, nhiều chức năng và tác động chính xác hơn ở nớc ta ngày nay, xu hớng

sủ dụng rơle kỹ thuật số dần thay thế cho các rơle điện cơ dùng tiếp điểm đã quá

cũ kỹ, hoạt động không an toàn và thiếu chính xác

Về mặt cấu trúc, bản đồ án này gồm 4 chơng lớn sau:

Chơng I: Tính toán ngắn mạch Kết quả phần này đợc dùng để tính toán chỉnh

định và kiểm tra độ nhạy cho bảo vệ đờng dây đợc trình bày ở các chơng sau

Chơng II: Giới thiệu một số chức năng của rơle số 7SA511 của hãng SIEMENS Chơng III: Lựa chọn phơng thức bảo vệ cho đờng dây Hòa Khánh-Huế.

Chơng IV: Tính toán chỉnh định và kiểm tra vùng bảo vệ, kiểm tra độ nhạy.

Ngoài ra còn có các bản vẽ thuyết minh đi kèm theo

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trờng Đại Học BáchKhoa Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện đã chỉ bảo giúp

đỡ em trong suốt 5 năm trên ghế giảng đờng Em xin chân thành cảm ơn sự giúp

đỡ tận tình của cô giáo TS Trơng Lan Anh, ngời đã trực tiếp hớng dẫn chỉ bảo emhoàn thành bản đồ án này Em hy vọng những kiến thức em tích lũy đợc trong 5năn học, những điều chỉ bảo của cô Trơng Lan Anh, những điều thu đợc sau khihoàn thành bản đồ án này, có thể sử dụng hiệu quả cho thực tế sau này Cảm ơn bố

mẹ, anh chị, ngời thân và cả những ngời bạn, những ngời đã cùng giúp sức, độngviên, chia sẻ khó khăn trong nhiều năm Tất cả đã giúp em hoàn thành bản đồ ánnày Xin cảm ơn tất cả

2

Chơng I: Tính toán ngắn mạch

Ngắn mạch là một loại sự cố nguy hiểm, vì khi ngắn mạch dòng điện đột ngột tăng lên rất lớn, dòng ngắn mạch chạy qua các phần tử của hệ thống điện có thể gây ra các tác dụng sau:

- Phát nóng cục bộ trên các thiết bị, có thể gây cháy nổ

- Sinh ra lực cơ khí lớn giữa các phần của thiết bị điện, làm biến dạng hoặc gẫy vỡ các bộ phận ( sứ đỡ, thanh dẫn… )

- Gây sụt áp lới điện, làm động cơ ngừng quay, ảnh hởng đến năng suất làm việc của máy móc, thiết bị

- Gây mất ổn định hệ thống điện do các máy phát bị mất cân bằng công suất, quaytheo những vận tốc khác nhau dẫn đến mất đồng bộ

- Tạo ra các thành phần dòng điện không đối xứng, gây nhiễu các đờng dây thông tin ở gần

- Nhiều phần của mạng điện bị cắt ra để loại trừ điểm ngắn mạch, làm gián đoạn cung cấp điện

Do những hậu quả xấu mà ngắn mạch gây ra cho hệ thống điện, đòi hỏi phải cô lập phần tử bị sự cố, bảo vệ phần còn lại của hệ thống điện Các bảo vệ rơle sẽ đảmnhận nhiệm vụ này, và phải phản ứng khi có sự cố hoặc tình trạng bất bình thờng xảy ra ở phần tử mà nó bảo vệ Để bảo vệ rơle thực hiện đúng nhiệm vụ của mình, cần thiết phải tính toán ngắn mạch nhằm phục vụ công tác chỉnh định và kiểm tra hoạt động của rơle bảo vệ

Chính vì vậy việc tính ngắn mạch là cần thiết Tính ngắn mạch dùng trong bảo

vệ rơ le nhằm: phục vụ công tác chỉnh định và kiểm tra hoạt động của rơ le bảo vệ

I.1 Giới thiệu sơ đồ hệ thống điện

Ta có thể mô tả vị trí đặt các bảo vệ cho các phần tử trong hệ thống nh sơ đồ sau:

Trong đó: A- Đà Nẵng; B- Huế; C- Hòa Khánh

Đờng dây CB đợc bảo vệ bằng các bộ bảo vệ BV1 và BV2

Đờng dây AB đợc bảo vệ bằng các bộ bảo vệ BV5 và BV6

Đờng dây AC đợc bảo vệ bằng các bộ bảo vệ BV7 và BV8

Trạm biến áp T1 đợc bảo vệ bằng các bộ bảo vệ BV3 và BV4

Trạm biến áp T2 đợc bảo vệ bằng các bộ bảo vệ BV9 và BV10

Vậy: Để bảo vệ cho đờng dây CB ta cần phải tính toán chỉnh định cho 2 bộ bảo vệ

là BV1 và BV2

- BV1 tác động theo hớng dòng ngắn mạch từ thanh cái B tới điểm ngắn mạch

- BV2 tác động theo hớng dòng ngắn mạch từ thanh cái C tới điểm ngắn mạch.Trong nội dung của phần đồ án tốt nghiệp này, em sẽ tính toán chỉnh định cho bảo vệ BV1 Bảo vệ BV2 làm tơng tự BV1 chỉ khác ở chỗ sẽ tính toán chỉnh định theo giá trị và chiều dòng điện ngợc với BV1 Để phục vụ việc chỉnh định BV1, ta

sẽ tính toán dòng ngắn mạch ở các chế độ hệ thống cực đại và cực tiểu và các dạng

4

Rever

se directi on

A

BV6

BC

HTĐ

ngắn mạch xảy ra trên đờng dây CB Ta chia đờng dây thành 4 đoạn đều nhau, gồm 5 điểm tính ngắn mạch N1, N2, N3, N4, N5, ứng với mỗi điểm tính toán ngắnmạch, ta tính dòng ngắn mạch chạy qua BV1 là thành phần dòng ngắn mạch chạy

từ đầu thanh cái C tới điểm ngắn mạch

Ngoài ra, do lý do phối hợp tác động của các bảo vệ với nhau BV1 phải phối hợp tác động với BV3, BV6, do đó ta phải tính thêm 2 điểm ngắn mạch là N6 và N7 nữa ở các vị trí:

N6: điểm ngắn mạch tại thanh cái 110kV trạm biến áp T1

N7: điểm ngắn mạch trên đờng dây Đà Nẵng-Huế, đây là điểm mút cuối cùng

mà bảo vệ quá dòng cắt nhanh cấp 2 của BV6 bảo vệ đợc, khoảng cách từ thanh cái B đến điểm ngắn mạch N7 chiếm khoảng 75% chiều dài đờng dây Huế-Đà Nẵng, hay khoảng cách từ thanh cái A đến N7 là 25% chiều dài đờng dây và bằng 25%ì98 = 24,5 km

Để đơn giản, khi tính ngắn mạch ta có các giả thiết sau:

- Bỏ qua R chỉ lấy X

- Mạch từ không bão hoà

- Bỏ qua dòng điện từ hoá của máy biến áp

- Bỏ qua thành phần điện dung dây dẫn-đất

- Đối với chế độ hệ thống max thì tính N(3), N(1)

- Đối với chế độ hệ thống min thì tính N(3), N(1)

- Tính toán các giá trị trong hệ tơng đối cơ bản, sau đó quy về giá trị có tên

I.2: chọn biến dòng điện BI, biến điện áp Bu

1 Chọn biến dòng điện BI

Chọn tỷ số biến đổi của máy biến dòng BI dùng cho bảo vệ BV1 Dòng điện sơ cấp danh định của BI chọn theo dòng làm việc lớn nhất đi qua BI Dòng thứ cấp lấy bằng 1A

Dòng điện làm việc max chạy qua đờng dây 220kV Hòa Khánh-Huế đợc xác

định từ hai điều kiện sau

- Dòng làm việc cho phép theo chế độ phát nóng của đờng dây ACSR-411,6 là 750A

- Dòng làm việc cỡng bức khi xảy ra sự cố đứt đờng dây Đà Nẵng-Huế, và trạm biến áp T1 hoạt động quá tải với hệ số quá tải là 1,4 Khi đó công suất truyền tải trên đờng dây Hòa Khánh-Huế sẽ là 1,4ì125 = 175 MVA, dòng làm việc cỡng bức chạy trên đờng dây Hòa Khánh-Huế là:

220 3

175 U

Khánh-IT: dòng điện danh định phía thứ cấp, chọn IT = 1 A

IS: dòng điện danh định phía sơ cấp, chọn IS ≥ Ilvmax= 459,256 A, chọn IS = 600 AVậy tỷ số biến dòng là: nI = 600

1

600 I

I

T

S = =

2 Chọn biến điện áp BU

Chọn điện áp định mức cuộn sơ cấp US = 220/ 3 kV;

Điện áp định mức cuộn thứ cấp UT = 110/ 3 V

Vậy tỷ số biến điện áp là: nU = 2000

3 110/

3 / 10 220 U

n

I

U = =

6

I.3: tính các thông số điện kháng các phần tử trong hệ

thống điện

Chọn Scb= 100 MVA; Ucb = Utb = 230 kV ⇒ Icb = 0,25102 kA

Ta tính các điện kháng thành phần ở dạng tơng đối cơ bản

I.3.1 Điện kháng của đờng dây.

♣ Điện kháng của đờng dây Đà Nẵng - Hoà Khánh dài 15 km là:

I.3.2.Điện kháng của máy biến áp.

Ta tính điện áp ngắn mạch UC N , U T N , U H theo các công thức sau:

( T H)

N H C N T C

13,16 S

S 100

U

dmTN cb

22,16 S

S 100

U

dmTN cb

Xét khi có ngắn mạch trên thanh cái Đà Nẵng ta có giá trị các dòng ngắn mạch là:

I(3) Nmax = 5,6 kA; I (1) Nmax = 5,2 kA;

⇒ Điện kháng thứ tự thuận của hệ thống điện trong chế độ cực đại là:

230 3

100 5,6

1 U

3

S Ι

1

cb

cb (3)

Khi có ngắn mạch trên thanh cái 220kV Đà Nẵng ta có:

I(3) Nmin = 4 kA; I (1) Nmin = 3,6 kA

⇒ Điện kháng thứ tự thuận của hệ thống điện trong chế độ cực tiểu là:

230 3

100 4

1 U 3

S Ι

1

cb

cb (3)

I(1) N = 3×INa1 =

cb

cb (i)

Σ 3 * U

S X

1

cb

(i) Σ

cb

U X

S 3

×

×

N cb

cb (i)

Σ

Ι U

S 3 Χ

cb

Ι U

S 3

×

2 , 5 230

- Điện kháng tổng hợp trong ngắn mạch N(1) khi ngắn mạch tại A là:

X(1)

N cb

cb

Ι U

S 3

ì

6 , 3 230

X9 là điện kháng thứ tự không của hệ thống điện

X2 = X4 = XC = 0,10528 là điện kháng thứ tự không của cuộn dây cao áp máy biến

áp tự ngẫu

X3 = X5 = XH = 0,17728 là điện kháng thứ tự không của cuộn dây hạ áp máy biến

áp tự ngẫu

X6 = 0,26862 là điện kháng thứ tự không của đờng dây AB

X7 = 0,04112 là điện kháng thứ tự không của đờng dây AC

X8 = 0,23025 là điện kháng thứ tự không của đờng dây CB

06

Χ

X9

A

04112 ,

0

7

Χ

23025 ,

0

3

Χ

10528 ,

0

4

Χ

17728 ,

X10 = 0,02046

0,53999

0,04112 0,26862

30009 , 0 39710 , 0

+ +

19138 , 0

Χ +

Χ

ì = 0,05516 ⇒ X9 = 0,07750

Điện kháng thứ tự không của hệ thống điện trong chế độ cực đại là 0,07750

Χ

ì

= 0,08366 ⇒ X9 = 0,14865

Điện kháng thứ tự không của hệ thống điện trong chế độ cực tiểu là: 0,14865

♣ Điện kháng của đoạn đờng dây Hoà Khánh - Huế

02046 ,

0

10

Χ

39710 ,

0

14

Χ

Hình 3.2

Ta chia đoạn đờng dây Hoà Khánh - Huế thành 4 đoạn có chiều dài băng nhau, mỗi đoạn dài 21 km, từ đó ta tính ngắn mạch tại các đầu mút của mỗi đoạn Nh vậy ta có 5 điểm trên đờng dây Hòa Khánh-Huế cần tính ngắn mạch là N1, N2, N3, N4, N5 nh hình:

Điện kháng của mỗi một đoạn thành phần dài 21 km là:

230

100

* 21

* 415 ,

) 1 (

* 45 ,

) 0 (

Χ

Ta có bảng 1 tổng hợp điện kháng các phần tử trong toàn hệ thống nh sau:

B ảng 1: Điện kháng các phần tử trong toàn hệ thống

Ghi chú: Để thuận tiện cho việc tính ngắn mạch sau này ta quy ớc:

X1 là điện kháng thứ tự thuận của hệ thống điện (X1max, X1min)

X2 là điện kháng thứ tự thuận của đờng dây dài 98km

X3 là điện kháng thứ tự thuận của đờng dây dài 15km

12

X4 là điện kháng thứ tự thuận của đờng dây dài 84km.

X5 là điện kháng của cuộn dây cao áp máy biến áp T1

X6 là điện kháng của cuộn dây hạ áp máy biến áp T1

X7 là điện kháng của cuộn dây cao áp máy biến áp T2

X8 là điện kháng của cuộn dây hạ áp máy biến áp T2

X9 là điện kháng thứ tự không của hệ thống điện (X9max, X9min).X10 là điện kháng thứ tự không của đờng dây dài 98km

X11 là điện kháng thứ tự không của đờng dây dài 15km

X12 là điện kháng thứ tự không của đờng dây dài 84km

i.4: tính toán Ngắn mạch ba pha

Mặc dù ngắn mạch ba pha rất hiếm khi xảy ra, song hậu quả của nó thờng là nặng nề nhất, do dòng ngắn mạch ba pha thờng có giá trị lớn nhất Chính vì vậy việc tính ngắn mạch ba pha là rất cần thiết

A ngắn mạch trên đờng dây Hòa Khánh-Huế

Sơ đồ thay thế thứ tự thuận khi có ngắn mạch trên đờng dây Hòa Khánh-Huế là:

Trong đó:

X1: là điện kháng thứ tự thuận của hệ thống điện trong từng chế độ

• Trong chế độ cực đại có X1 = X1max = 0,04483

• Trong chế độ cực tiểu có X1 = X1min = 0,06276

X2 = 0,07688 là điện kháng thứ tự thuận của đờng dây AB

X3 = 0,01177 là điện kháng thứ tự thuận của đờng dây AC

X1CNi là điện kháng thứ tự thuận của đoạn đờng dây tính từ thanh cái C tới điểm ngắn mạch Ni (đoạn C- Ni)

X1BNi là điện kháng thứ tự thuận của đoạn đờng dây tính từ điểm ngắn mạch Ni tới thanh cái B (đoạn B- Ni)

Có XN1Ni + XN5Ni = 0,06590 = X4 là điện kháng thứ tự thuận của đờng dây CB

E = 1 là sức điện động của hệ thống ở đơn vị tơng đối cơ bản

Bảo vệ BV1 đặt tại đầu đờng dây Hòa Khánh-Huế, đặt tại phía thanh cái C

14

07688 , 0

• Tổng trở ngắn mạch thứ tự thuận của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn

mạch Ni là:

4 3 2

1CNi 3

1BNi 2

1

(i) 1Σ

Χ Χ Χ

) Χ (Χ ) Χ (Χ Χ Χ

+ +

+

ì +

Χ + Χ

15455 , 0

07688 ,

4 3 2

1

• Trong đơn vị có tên giá trị các dòng ngắn mạch này là:

IBV1(kA) = IBV1ì230100ì 3 (kA)

Từ các công thức trên ta tính đợc dòng ngắn mạch qua bảo vệ BV1 khi có ngắn mạch xảy ra trên đờng dây Hòa Khánh-Huế, kết quả ghi ở bảng dới:

Bằng cách tính tơng tự, thay các giá trị điện kháng hệ thống ứng với khi hệ thống

ở chế độ cực tiểu, ta có kết quả ghi ở bảng sau:

B ngắn mạch 3 pha tại N6, N7

1 Ngắn mạch tại N6

Điểm ngắn mạch N6 là ngắn mạch tại thanh cái 110kV trạm biến áp T1

Sơ đồ thay thế thứ tự thuận khi ngắn mạch tại N6 là:

Trong đó:

X5 = 0,10528 là điện kháng của cuộn dây cao áp máy biến áp T1

Các kí hiệu điện kháng khác nh trên đã trình bày ở trên

Tổng trở ngắn mạch thứ tự thuận của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn mạch N6 là:

07688 , 0 ) 06590 , 0 01177 , 0

+ +

ì +

= X1 + 0,14392Với điểm ngắn mạch N6, ta đi tính dòng ngắn mạch qua BV3 đặt tại phía cao áp máy biến áp tự ngẫu T1

1 1

) 6 ( 1

3 Χ

07688 , 0

0

4

5 Χ

C

Đây chính là dòng ngắn mạch chạy qua bảo vệ BV3 đặt tại phía cao áp trạm biến

áp T1 khi xảy ra ngắn mạch tại N6

IBV3 = 5,29801 ⇒ IBV3 (kA) = 5,29801ì 1 , 32992

3 230

1 1

) 6 ( 1

=

=

Χ Σ

Đây chính là dòng ngắn mạch chạy qua bảo vệ BV3 đặt tại phía cao áp trạm biến

áp T1 khi xảy ra ngắn mạch tại N6

IBV3 = 4,83840 ⇒ IBV3 (kA) = 4,83840ì 1 , 21454

3 230

100 =

2 Điểm ngắn mạch tại N7

Ngắn mạch tại N7 là ngắn mạch trên đờng dây Đà Nẵng-Huế, và có:

Chiều dài đoạn đờng dây tính từ thanh cái A đến N7 là lAN7 = 24,5 km; chiều dài

đoạn đờng dây tính từ thanh cái B đến N7 là lBN7 = 3ì24,5 = 73,5 km

Điện kháng thứ tự thuận của đoạn đờng dây tính từ thanh cái A đến điểm ngắn mạch N7 là:

230

100 24,5 0,415 U

S

2 2

S

2 2

tb

cb = ì ì =

X1AN7 + X1BN7 = X2 = 0,07688 là điện kháng thứ tự thuận của đờng dây Đà Huế.

Nẵng-Sơ đồ thay thế thứ tự thuận khi ngắn mạch tại N7 là:

1 1

) 7 ( 1

0,06590 0,01177

0,07688

0,01922 Ι

Χ Χ

Χ

Χ

I

4 3 2

1AN7

+ +

=

ì + +

3 ΧI

1

ΧE

Hình 4.3

06590,04

Χ

01922 , 0

7

1AN

Χ

05766 , 0

IBV6 = IBN7 = 2,01689

⇒ IBV6 (kA) = 2,01689× 0 , 50628

3 230

1 1

) 7 ( 1

0,06590 0,01177

0,07688

0,01922 Ι

Χ Χ

Χ

Χ

I

4 3 2

1AN7

+ +

=

× + +

100

=

I.5: Tính ngắn mạch một pha N (1)

Tính toán dòng ngắn mạch một pha phức tạp hơn rất nhiều so với tính ngắn mạch ba pha Do ngắn mạch một pha là ngắn mạch không đối xứng nên ta dùng phơng pháp các thành phần đối xứng: thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thành phần thứ tự không để tính Trong trờng hợp ngắn mạch N (1) này ta có thành phần dòng ngắn mạch thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch chính bằng với thành phần dòng ngắn mạch thứ tự nghịch và bằng thành phần dòng ngắn mạch thứ tự không

Trong ngắn mạch một pha, ta đi tính dòng ngắn mạch một pha chạy qua 2 bảo

vệ là BV1 và BV2 đặt ở 2 đầu đờng dây Hòa Khánh-Huế, và tính dòng thứ tự không chạy qua các bảo vệ trên, đồng thời ta tính thêm ngắn mạch tại các điểm N6, N7, cũng nhằm mục đích chỉnh định sau này nh trong trờng hợp ngắn mạch

ba pha

20

X13 = 0,04112 là điện kháng thứ tự không của đờng dây AC.

X5 = X7 = 0,10528 lần lợt là điện kháng cuộn dây cao áp máy biến áp tự ngẫu T1

và T2

X6 = X8 = 0,17728 lần lợt là điện kháng cuộn dây hạ áp máy biến áp tự ngẫu T1 vàT2

X0CNi là điện kháng thứ tự không của đoạn đờng dây CNi

X0BNi là điện kháng thứ tự không của đoạn đờng dây BNi

X12 = X0CNi + X0BNi = 0,23025 là điện kháng thứ tự không của đờng dây CB

Thu gọn sơ đồ trên ta đợc

X13 = X14 = X5 + X6 = X7 + X8 = 0,10528 + 0,17728 = 0,28256

Biến đổi ∆ X9, X11, X14 →Υ X15, X16, X17

17728 , 0

6

Χ

26862 , 0

10

Χ

04112 ,

5

Χ

10528 ,

0

7

Χ

17728 ,

Cã D = X9 + X11 + X14 = 0,07750 + 0,04112 + 0,26862 = 0,38724

0,38724

0,28256 0,07750

15

Χ

H×nh 5.2

26862 , 0

10

Χ

03000 , 0

17

Χ

X0CNi

28256 , 0

13

Χ

X0BNiNi

00823 , 0

16

Χ

02542,0

19

X0BNi

03000 , 0

17

Χ

12700 , 0

21

Χ

0,0300 0,02542

Χ 0,12700 Χ

0,03000 0,02542

0,02594

0Σ

+ +

+

+

ì +

+ +

=

0,41267

Χ 0,127 Χ

0,05542 0,02594

0Σ

+

ì +

+

=

Từ công thức trên tính đợc điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính

đến điểm ngắn mạch Ni trong chế độ cực đại, kết quả cho ở bảng 4 sau:

Bảng 4: Điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điện tính đến điểm ngắn

2 Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch.

Điện kháng thứ tự thuận và thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện tính đến điểmngắn mạch Ni đã đợc tính trong phần tính ngắn mạch 3 pha, kết quả đợc ghi trongbảng 5 sau

Bảng 5: Điện kháng thứ tự thuận, thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện tính đến

điểm ngắn mạch, hệ thống ở chế độ max

Vị trí NM X 1CNi X 1BNi )

2

) 1

i i

Σ

Χ

N1 0 0,06590 0,05570 N2 0,01647 0,04941 0,06791 N3 0,03294 0,03294 0,07660 N4 0,04941 0,01647 0,08179 N5 0,06590 0 0,08347

(i) 0Σ

(i) 2Σ

(i) 1Σ

(i)

Σ Χ Χ Χ 2 Χ Χ

♣ Dòng ngắn mạch các thành phần tại điểm ngắn mạch Ni khi có ngắn mạch mộtpha đợc tính theo: INa1 = INa2 =INa0 = )

1

i

Σ

Χ

♣ Dòng ngắn mạch một pha qua BV1 khi có ngắn mạch một pha tại Ni là:

IBV1 = ICNa1 + ICNa2 + ICNa0 = 2ìICNa1 + ICNa0Trong đó:

• ICNa1 là dòng ngắn mạch thứ tự thuận pha A từ phía thanh cái C truyền tớidiểm ngắn mạch

• ICNa2 là dòng ngắn mạch thứ tự nghịch pha A từ phía thanh cái C truyền tớidiểm ngắn mạch

• ICNa0 là dòng ngắn mạch thứ tự không pha A từ phía thanh cái C Huế truyềntới diểm ngắn mạch

♣ Dòng đi qua bảo vệ thứ tự không BV1 khi có ngắn mạch một pha tại Ni là:

I0BV1 = 3ìICNa0

♣ Từ các công thức trên và dựa vào bảng 4 và bảng 5, ta có bảng kết quả tính các dòng ngắn mạch thành phần khi có ngắn mạch một pha trên đờng dây Hòa Khánh-Huế trong chế độ max nh sau:

Bảng 6: Dòng ngắn mạch 1 pha trong chế độ hệ thống cực đại

2

) 1

i i

♦ Thành phần thứ tự thuận

24

07688 , 0

2 Χ

1

ΧE

Ni

01177,

Theo h×nh 4.1 ta cã

- Dßng ng¾n m¹ch thø tù thuËn t¹i ®iÓm ng¾n m¹ch lµ INa1

- Thµnh phÇn dßng ng¾n m¹ch thø tù thuËn tõ phÝa thanh c¸i 220kV Hoµ Kh¸nhtruyÒn tíi ®iÓm ng¾n m¹ch Ni lµ:

1BNi Na1

1BNi Na1

4 3 2

1BNi

0,15455

Χ 0,07688 Ι

0,06590 0,01177

0,07688

Χ 0,07688 Ι

Χ Χ

Χ

Χ Χ

×

+

=

× +

+

+

=

× + +

0

26

Χ

03000 , 0

23

Χ

12700 ,

- Dòng ngắn mạch thứ tự không tại điểm ngắn mạch là INa0

- Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái C truyền tới điểmngắn mạch Ni là:

Na0

0BNi Na0

14 27 26 23

0BNi 27

0,23025 0,127

0,02542 0,03

Χ 0,127 Ι

Χ Χ Χ

Χ

Χ Χ

+ +

+

+

=

ì + + +

ì +

Từ công thức trên ta tính đợc các giá trị dòng ngắn mạch cho dới dạng bảng:

♣ Dòng ngắn mạch một pha truyền qua BV1 đến điểm ngắn mạch Ni là:

IBV1 = 2ìICNa1 + ICNa0

♣ Dòng đi qua bảo vệ thứ tự không BV1 là:

I0BV1 = 3ìICNa0

♣ Vậy từ bảng 7 và bảng 8 ta có bảng kết quả dòng ngắn mạch truyền qua bảo vệ BV1 khi có ngắn mạch tại Ni nh sau:

Bảng 9: Dòng ngắn mạch 1 pha chế độ max qua bảo vệ BV1

Vị trí NM I CNa1 I CNa0 I BV1 I BV1 (kA) I 0BV1 I 0BV1 (kA) N1 4,98513 4,67140 14,64166 3,675377 14,0142 3,51787 N2 3,35157 2,97864 9,68178 2,430338 8,93592 2,24311 N3 2,54505 2,10151 7,19161 1,805251 6,30453 1,58257 N4 2,07180 1,53412 5,67772 1,425232 4,60236 1,15529 N5 1,77159 1,09602 4,6392 1,164541 3,28806 0,82537

26

B Điểm ngắn mạch N6, N7

1 Điểm ngắn mạch N6

Ngắn mạch tại N6 là ngắn mạch tại thanh cái 110kV trạm biến áp T1

♣Trong phần tính ngắn mạch 3 pha ta đã tính đợc tổng trở thứ tự thuận, thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện đến điểm ngắn mạch N6 trong chế độ max là:

♣ Sơ đồ thay thế thứ tự không khi ngắn mạch tại N6 là:

Các kí hiệu điện kháng đã trình bày nh ở phần trên

0

10

Χ

04112 ,

0

11Χ

10528,

07Χ

17728,

08

Χ

Hình 5.4

10528 , 0

5

Χ

17728,

06

012

Χ

Xtd1 = 0,05458 + 0 , 10528 0 , 29367

23025 , 0 02896 , 0 26862 , 0 00794 , 0

) 23025 , 0 02896 , 0 ( ) 26862 , 0 00794 , 0

+ +

+

+

ì +

17728 , 0 29367 , 0

= +

INa1 =INa2 = INa0 = 2 , 04899

48805 , 0

1 1

) 6

♣Từ sơ đồ hình 5.5, với dòng ngắn mạch thứ tự không tại N6 là INa0 = 2,04899 ta

dễ dàng tính đựoc dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái B (thanh cái 220kV Huế) truyền đến điểm ngắn mạch N6 là:

0,17728 0,29367

0,17728 Ι

Χ Χ

Χ

Na0 td2 td1

+

=

ì +

Dòng ngắn mạch một pha truyền từ phía thanh cái B tới điểm ngắn mạch N6 là:IBN6 = 2ìI1BN6 + I0BN6 = 2ì2,04899 + 0,77130 = 4,86928

28

26862 , 0

10

Χ

02896 , 0

24

Χ

Hình 5.5

10528 , 0

5

Χ

17728 , 0

12

Χ

00794 , 0

23

Χ

♣ Dòng ngắn mạch một pha chạy qua bảo vệ BV3 đặt tại phía cao áp trạm biến áp T1 khi có ngắn mạch một pha tại N6 trong chế độ max là:

IBV3 =IBN6 = 4,86928

3 230

100 86928

230

100 2,31390

Ngắn mạch tại N7 là ngắn mạch trên đờng dây Đà Nẵng-Huế với:

Chiều dài đoạn đờng dây tính từ thanh cái A đến điểm ngắn mạch N7 là:

lAN7 = 24,5km ; chiều dài đoạn đờng dây tính từ thanh cái B đến điểm ngắn mạch N7 là: lAN7 = 73,5km

♣Trong phần tính ngắn mạch 3 pha ta đã tính đợc tổng trở thứ tự thuận, thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện đến điểm ngắn mạch N7 trong chế độ max là:

♣ Sơ đồ thay thế thứ tự không khi ngắn mạch tại N7 nh hình 5.6

Các kí hiệu điện kháng đã trình bày nh ở phần trên

Có X13 = X5 + X6 = X14 = X7 + X8 = 0,10528 + 0,17728 = 0,28256Biến đổi ∆ X9, X11, X14 →Υ X22, X23, X24

Có D = X9 + X11 + X14 = 0,07750 + 0,04112 + 0,28256 = 0,40118

0,40118

0,28256 0,07750

7

0 AN

Χ

02896,024

12

Χ

00794,023

Χ

20148 , 0

7

0BN

Χ

28256 , 0

13

Χ

06716 ,0

7

0 AN

Χ

04112,0

11

Χ

10528,07Χ

17728 , 0

8

Χ

Hình 5.6

10528 , 0

5

Χ

17728,0

6

Χ

N7

07750,09

Χ

23025,012Χ

20148,0

7

0BN

Χ

0,09882 0,3243

= +

INa1 =INa2 = INa0 = 4 , 44603

22492 , 0

1 1

) 7

0

27

Χ

20148 ,

0

28

Χ

12282 ,

0

29

Χ

0,01922 Ι

Χ Χ Χ

Χ

Na1 4 3 2

+ +

=

× + +

26 28

26

Χ Χ Χ Χ

Χ Χ

× +

+ +

+

20148 , 0 12282 , 0 0751 , 0 02372

,

0

0751 , 0 02372 , 0

=

× +

+ +

7

1AN

Χ

1Χ

E INa1

05766,0

7

1BN

ΧN7

01177,

4

Χ

C

0751,0

27

Χ

20148,0

7

0BN

Χ

02372 , 0

28 Χ

12282,

029

Χ

♣ Dòng ngắn mạch một pha chạy qua bảo vệ BV6 đặt trên đờng dây 220kV Đà Nẵng-Huế về phía thanh cái 220kV Huế khi có ngắn mạch tại N7 trong chế độ max là:

IBV6 = IBN7 = 2,14419

3 230

100 14419

100 3,11619

I.5.2 chế độ cực tiểu A.ngắn mạch trên đờng dây hòa khánh-huế

0

6

Χ

26862,

0

10

Χ

04112,

011

Χ

X0CNi

10528 , 0

5

Χ

10528 ,

0

7

Χ

17728,08

Χ

Hình 5.9

X0BNiNi

C

0BNi 0CNi

(i)

0Σ

Χ Χ

0,12142 0,02535

0,03938

Χ 0,12142 Χ

0,02535 0,03938

0,03946

Χ

+ +

+ +

+

× +

+ +

=

0,23025 0,12142

0,02535 0,03938

Χ 0,12142 Χ

0,02535 0,03938

+ +

=

H×nh 5.11

03946,035

Χ

02535,033

Χ

12142,037

Χ

02535,033

Χ

X0CNi

28256,013Χ

X0BNi

Ni

01334,032

Χ

( ) ( )

0,4164

Χ 0,12142 Χ

0,06473 0,03946

0Σ

+

ì +

+

=

Từ công thức trên dễ ràng tính đợc điện kháng thứ tự không của toàn hệ thống điệntính đến điểm ngắn mạch Ni trong chế độ cực tiểu, kết quả cho ở bảng sau:

Bảng 10: Điện kháng thứ tự không trong chế độ hệ thống cực tiểu

2 Điện kháng thứ tự thuận và điện kháng thứ tự nghịch.

Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch của toàn hệ thống điện tính đến điểmngắn mạch Ni chế độ min, đã đợc tính trong phần tính ngắn mạch 3 pha, kết quả

i i

Vị trí NM )

2

) 1

i i

- Dòng ngắn mạch thứ tự thuận tại điểm ngắn mạch là INa1

- Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự thuận từ phía thanh cái C truyền tới điểmngắn mạch Ni là:

4 3 2

1BNi

0,06590 0,01177

0,07688

Χ 0,07688 Ι

Χ Χ Χ

Χ Χ

ì +

+

+

=

ì + + +

ICNa1 = 1BNi Ι Na1

0,15455

Χ 0,07688

ì +

Từ công thức trên ta tính đợc kết quả ghi trong bảng sau:

02

Theo sơ đồ hình 5.11 ta có:

- Dòng ngắn mạch thứ tự không tại điểm ngắn mạch là INa0

- Thành phần dòng ngắn mạch thứ tự không từ phía thanh cái C truyền tới điểmngắn mạch Ni là:

Na0 12 37 36 33

0BNi 37

Χ Χ Χ

Χ

Χ Χ

+ + +

0,03938 0,02535

Χ 0,12142

+ +

ì +

Từ công thức trên ta tính đợc các giá trị dòng ngắn mạch cho dới dạng bảng sau:

♣ Dòng ngắn mạch một pha qua BV1 khi có ngắn mạch một pha tại Ni là:

IBV1 = 2ìICNa1 + ICNa0

♣ Dòng qua bảo vệ thứ tự không BV1 khi có ngắn mạch một pha tại Ni là:

I0BV1 = 3ìICNa0

38

Hình 5.11

03946,035Χ

X0BNi

X0CNi

Ni

03938,

0

36

Χ

02535 ,

0

33

Χ

12142,

037

Χ