Đồ Án Bảo Vệ RơLe

Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU A LÝ THUYẾT Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rơle: a/ Nhiệm vụ bảo vệ rơle Các thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ phát loại trừ nhanh tốt phần tử bị cố tình trạng làm việc không bình thường khỏi hệ thống  Nguyên nhân gây hư hỏng, cố phần tử hệ thống điện: + Do tượng thiên nhiên biến đổi thời tiết, giông bão, động đất, lũ lụt + Do máy móc thiết bị bị hao mòn, già cỗi + Do tai nạn ngẫu nhiên + Do nhầm lẫn thao tác nhân viên vận hành Nhanh chóng phát cách ly phần tử hư hỏng khỏi hệ thống ngăn chặn hạn chế hậu nghiêm trọng cố, phần lớn dạng ngắn mạch: + Dòng điện tăng cao chỗ cố phần tử đường từ nguồn đến điểm ngắn mạch gây tác động nhiệt lực học làm phá hủy phần từ bị ngắn mạch phần tử lân cận + Hồ quang chỗ ngắn mạch để tồn lâu đốt cháy thiết bị gây hỏa hoạn + Ngắn mạch làm cho điện áp chỗ cố khu vực lưới điện lận cận bị giảm thấp, ảnh hưởng đến làm việc bình thường hộ dùng điện + Nghiêm trọng gây ổn định tan rã hệ thống điện Ngoài phải xét đến tình trạng làm việc không bình thường tải Khi tải dòng điện tăng cao gây hỏng cách điện, giảm tuổi thọ thiết bị điện b/ Các yêu cầu Bảo vệ rơle • Tác động nhanh: Càng cắt nhanh phần tư bị ngắn mạch hạn chế mức độ phá hoại phần tử , giảm thời gian tụt thấp điện áp hộ tiêu thụ có khả giữ ổn định hệ thống điện SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động thiết bị bảo vệ rơ le Tuy nhiên số trường hợp để thực yêu cầu tác động nhanh thỏa mãn yêu cầu chọn lọc Hai yêu cầu mâu thuẫn nhau, tùy điều kiện cụ thể cần xem xét kỹ yêu cầu • Tính chọn lọc: khả bảo vệ phát loại trừ phần tử bị cố khỏi hệ thống Theo nguyên lý làm việc phân ra: + Bảo vệ có độ chọn lọc tuyệt đối: bảo vệ làm việc có cố xảy phạm vi hoàn toàn xác định, không làm nhiệm vụ dự phòng cho bảo vệ đặt phần tử lân cận + Bảo vệ có độ chọn lọc tương đối: nhiệm vụ bảo vệ cho đối tượng bảo vệ thực chức dự phòng cho bảo vệ đặt phần tử lân cận • Độ nhạy: Độ nhạy đặc trưng cho khả cảm nhận cố rơle hệ thống bảo vệ, biểu diễn hệ số độ nhạy kn = I N I kđ Yêu cầu: k n ≥ : bảo vệ k n ≥ 1,5 : bảo vệ dự phòng • Độ tin cậy: tính đảm bảo cho thiết bị bảo vệ làm việc đúng, chắn + Độ tin cậy tác động: khả bảo vệ làm việc có cố xảy phạm vi xác định nhiệm vụ bảo vệ + Độ tin cậy không tác động: khả tránh làm việc nhầm chế độ vận hành bình thường cố xảy phạm vi bảo vệ quy định • Tính kinh tế: Đối với lưới điện trung, hạ áp số lượng phần tử cần bảo vệ lớn, yêu cầu thiết bị không cao thiết bị bảo vệ cá nhà máy điện lớn lưới truyền tải cao áp siêu cao áp cần ý tới tính kinh tế lựa chọn thiết bị bảo vệ cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật với chi phí nhỏ SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Nguyên tắc tác động bảo vệ sử dụng Thời gian làm việc bảo vệ có đặc tính thời gian độc lập không phụ thuộc vào trị số dòng ngắn mạch hay vị trí ngắn mạch, bảo vệ có đặc tính thời gian phụ thuộc thời gian tác động tỉ lệ nghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ, dòng ngắn mạch lớn thời gian tác động bé - Khi làm việc bình thường có ngắn mạch I R < I kdR bảo vệ không tác động - Khi có ngắn mạch bên dòng điện qua bảo vệ vượt giá trị định trước (Ikd, Iđặt) I R > I kdR bảo vệ tác động cắt máy cắt Sơ đồ, nguyên lý làm việc, thông số khởi động vùng tác động bảo vệ đặt cho đường dây Đường dây cần bảo vệ đường dây 24kv, đường dây trung áp,để bảo vệ ta dùng loại bảo vệ: - Quá dòng điện cắt nhanh thời gian - Quá dòng điện có hướng - So lệch dùng cấp thứ cấp chuyên dùng - Khoảng cách Trong nhiệm vụ thiết kế bảo vệ đồ án ta xét bảo vệ dòng điện cắt nhanh dòng điện có thời gian 3.1 Bảo vệ dòng có thời gian a Quá dòng cắt nhanh với đặc tính thời gian độc lập Ưu điểm dạng bảo vệ cách tính toán cài đặt bảo vệ đơn giản dễ áp dụng Thời gian đặt bảo vệ phải phối hợp với cho cắt ngắn mạch cách nhanh mà đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ Giá trị dòng điện khởi động bảo vệ I KĐ trường hợp xác định bởi: I kd = kat kmm I lv max ktv Trong đó: kat: hệ số an toàn để đảm bảo cho bảo vệ không cắt nhầm có ngắn mạch sai số tính dòng ngắn mạch (kể đến đường cong sai số 10% BI 20% tổng trở nguồn bị biến động) SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU kmm: hệ số mở máy, lấy kmm= (1.5 ÷ 2,5) ktv: hệ số trở chức bảo vệ dòng, lấy khoảng (0,85 ÷ 0,95) Sở dĩ phải sử dụng hệ số Ktv xuất phát từ yêu cầu đảm bảo làm việc ổn định bảo vệ có nhiễu loạn ngắn (hiện tượng tự mở máy động sau TĐL đóng thành công) hệ thống mà bảo vệ không tác động Giá trị dòng khởi động bảo vệ cần phải thoả mãn điều kiện: I lv max < I kd < I N Với: Ilv max: dòng điện cực đại qua đối tượng bảo vệ, thường xác định chế độ cực đại hệ thống, thông thường: I = (1,05 ÷ 1,2).I lvmax đm Trong trường hợp không thoả mãn điều kiện phải sử dụng bảo vệ dòng có kiểm tra áp IN min: dòng ngắn mạch nhỏ ngắn mạch vùng bảo vệ Phối hợp bảo vệ theo thời gian: Đây phương pháp phổ biến thường đề cập tài liệu bảo vệ rơle hành Nguyên tắc phối hợp nguyên tắc bậc thang, nghĩa chọn thời gian bảo vệ cho lớn khoảng thời gian an toàn Δt so với thời gian tác động lớn cấp bảo vệ liền kề trước (tính từ phía phụ tải nguồn) tn = t( n −1) max + ∆t Trong đó: tn : thời gian đặt cấp bảo vệ thứ n xét t(n-1)max: thời gian tác động cực đại bảo vệ cấp bảo vệ đứng trước (thứ n) Δt : bậc chọn lọc thời gian b Bảo vệ dòng với đặc tính thời gian phụ thuộc Bảo vệ dòng có đặc tuyến thời gian độc lập nhiều trường hợp khó thực khả phối hợp với bảo vệ liền kề mà đảm bảo tính tác động nhanh bảo vệ Một phương pháp khắc phục người ta sử dụng bảo vệ dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc Hiện phương thức tính toán chỉnh định rơle dòng số với SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU đặc tính thời gian phụ thuộc đa dạng chủng loại tiêu chuẩn nên thực tế chưa thống mặt lý thuyết điều gây khó khăn cho việc thẩm kế kiểm định giá trị đặt t1 ∆t t6 t2 ∆t t3 ∆t t4 Hình 1: Phối hợp đặc tuyến thời gian bảo vệ dòng lưới điện hình tia cho trường hợp đặc tuyến phụ thuộc đặc tính độc lập Rơle dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc sử dụng cho đường dây có dòng cố biến thiên mạnh thay đổi vị trí ngắn mạch Trong trường hợp sử dụng đặc tuyến độc lập nhiều không đam bảo điều kiện kỹ thuật: thời gian cắt cố, ổn định hệ thống Hiện người ta có xu hướng áp dụng chức bảo vệ dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc bảo vệ thông thường thay cho rơle có đặc tuyến độc lập Dòng điện khởi động bảo vệ dòng có thời gian tính theo công thức: Ikđ-51 = k.Ilvmax Trong đó: SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU k – hệ số chỉnh định ( k=1,6 ) Thời gian bảo vệ chọn theo công thức: t= 0,14 Tp I −1 0,02 * ; t= 13,5 T p , s I *−1 3.2 Bảo vệ dòng cắt nhanh Đối với bảo vệ dòng thông thường gần nguồn thời gian cắt ngắn mạch lớn, thực tế cho thấy ngắn mạch gần nguồn thường mức độ nguy hiểm cao cần loại trừ nhanh tốt Để bảo vệ đường dây trường hợp người ta dùng bảo vệ dòng cắt nhanh (50), bảo vệ cắt nhanh có khả làm việc chọn lọc lưới có cấu hình với nguồn hay nhiều nguồn cung cấp Ưu điểm cách ly nhanh cố với công suất ngắn mạch lớn gần nguồn Tuy nhiên vùng bảo vệ không bao trùm hoàn toàn đường dây cần bảo vệ, nhược điểm lớn loại bảo vệ Để đảm bảo tính chọn lọc, giá trị đặt bảo vệ dòng cắt nhanh phải chọn cho lớn dòng ngắn mạch cực đại (ở dòng ngắn mạch pha trực tiếp) qua chỗ đặt rơle có ngắn mạch vùng bảo vệ Sau tính toán giá trị đặt bảo vệ cho mạng điện đồ án Đối với mạng điện hình tia nguồn cung cấp giá trị dòng điện khởi động bảo vệ đặt góp A xác định theo công thức: Ikđ = kat.INngmax Trong đó: kat: hệ số an toàn, tính đến ảnh hưởng sai số tính toán ngắn mạch, cấu tạo rơle, thành phần không chu kì dòng ngắn mạch biến dòng Với rơle điện Kat = (1,2 ÷ 1,3), với rơle số kat = 1,15 INng max: dòng ngắn mạch pha trực tiếp lớn qua bảo vệ ngắn vùng bảo vệ Ở dòng ngắn mạch pha trực tiếp góp B Ưu điểm: • Làm việc không giây ngắn mạch gần góp Nhược điểm: • Chỉ bảo vệ phần đường dây 70 – 80% SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU • Phạm vi bảo vệ không cố định phụ thuộc vào chế độ ngắn mạch chế độ làm việc hệ thống Chính bảo vệ dòng cắt nhanh bảo vệ phần tử mà kết hợp với bảo vệ khác INmax INmin Ikd LCNmin INngoaimax LCNmax Hình 2: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh đường dây nguồn cung cấp SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU PHẦN TÍNH TOÁN CHƯƠNG I: CHỌN MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN B1 HT MC1 MC2 D1 BI1 tpt1 B2 D2 tpt2 BI2 P1 24 kV 115 kV 1.Chọn tỷ số biến đổi BI Chọn tỷ số biến đổi máy biến dòng BI1, BI2 dùng cho bảo vệ đường dây D1, D2.Dòng điện sơ cấp danh định BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn.Dòng thứ cấp lấy 1A Tỷ số biến đổi máy biến dòng BI: ni = ISdd I Tdd + Chọn ISdd ≥ Ilvmax=Icb :dòng điện làm việc lớn qua BI + Chọn ITdd=1A Dòng điện làm việc đường dây I2=Ipt2 = P2 = 3.U đm cos ϕ 50 103 = 278,913 (A) 3.115.0,9 Dòng điện làm việc đường dây 1: I1 = Ipt1 + Ipt2 = P1 20 + I pt = 103 + 278,913 = 397,041 3.115.0,85 3.U đm cos ϕ1 A Tỷ số máy biến dòng điện: n i = Isd® với I td® = 1A I td® Dòng điện sơ cấp danh định BI là: I1 = 397,041(A) chọn Isd® = 397,041(A) I sd® Tỷ số biến dòng: n i = I td® Dòng điện sơ cấp danh định BI là: I1 = 278,913(A) ta chọn Isd® = (A) SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện P2 Đồ án môn học Bảo vệ Rơle Tỷ số biến dòng: n i = GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU I sd® = I td® CHƯƠNG II TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH, XÂY DỰNG QUAN HỆ GIỮA DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH VỚI CHIỀU DÀI ĐƯỜNG DÂY TRONG CÁC CHẾ ĐỘ CỰC ĐẠI CỰC TIỂU 2.1 VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM NGẮN MẠCH B1 HT N3 N2 N1 MC1 N4 N6 N5 MC2 D1 BI1 tpt1 N8 N9 D2 BI2 B2 115 kV N7 P1 24 kV Giả thiết trình tính toán ngắn mạch ta bỏ qua : - Bão hòa từ - Dung dẫn ký sinh đường dây, điện trở MBA đường dây - Ảnh hưởng phụ tải 2.1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN Tính hệ đơn vị tương đối, gần Công suất bản: Scb = SdđB = 125 MVA Điện áp bản: Ucb = Utb cấp Vậy: UCb1 = 230 kV; UCb2 = 115 kV EHT = 2.1.2 ĐIỆN KHÁNG CÁC PHẦN TỬ + Hệ thống S1NHTmax = 1150 MVA ; X0HT = 1,2 X1HTmax SN = 0,7.1150 = 805 MVA • Giá trị điện kháng thứ tự thuận SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 Khoa: Hệ Thống Điện tpt2 P2 Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Chế độ cực đại: X1HT max = Chế độ cực tiểu: X1HT = Scb 125 = = 0,109 S N max 1150 Scb 125 = = 0,155 S1N 805 • Giá trị điện kháng thứ tự không Chế độ hệ thống cực đại: X0HTmax = 1,2.X1HTmax= 1,2.0,109= 0,13 Chế độ hệ thống cực tiểu: X0HTmin = 1,2.X1HTmin = 1,2.0,155 = 0,186 + Máy biến áp B1 B2 X B1 = X B = U N Scb 10,5 125 = = 0,105 100 SđmB 100 125 + Đường dây Chia đường dây D1,D2 thành đoạn Điện kháng đoạn là: • Giá trị điện kháng thứ tự thuận: X1D11 = X1D12 = X1D13 = X1D14 = X1D15 = S 1 125 X1L1 cb2 = 0,43.55 = 0,045 U cb 1152 X1D 21 = X1D 22 = X1D 23 = X1D 24 = X1D 25 = S 1 125 X L cb2 = 0,41.45 = 0,035 U cb 1152 • Giá trị điện kháng thứ tự không : X D11 = X D12 = X D13 = X D14 = X D15 = 2.X1D11 = 2.0,045=0,09 X D 21 = X D 22 = X D 23 = X D 24 = X D 25 =2.X2D21= 2.0,035 = 0,07 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 10 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle I1( 3N)1 = GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU 1 = = 3,846 ; I (23N) = I (03N) = X1 ∑ 0,26 Trong hệ đơn vị có tên: I (N31)kA = m ( n ) I1(3N)1 Scb 125 = 1.3,846 = 2,413 kA 3.U cb 3.115 +) Ngắn mạch pha chạm đất N(1) Ta có: X ∆ = X ∑ + X ∑ = 0,26 + 0,291 = 0,551 Sơ đồ phức hợp rút gọn sau: N2 EHT Với Xtd Xtđ = X1Σ + X∆ = 0,26 + 0,551= 0,811 (1) (1) (1) Ta có : I1N1 = I N1 = I N1 = E HT = = 1,233 X td 0,811 Dòng ngắn mạch siêu độ dạng có tên là: I (N11) kA = m ( n ) I1(1N)1 Scb 125 = 3.1,233 = 2,321 kA 3.U cb 3.115 Dòng điện thứ tự không dạng có tênlà: I (011)kA = 3.I (01N) Scb 125 = 3.1,233 = 2,321 kA 3.U cb 3.115 +)Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) Ta có : X ∆ = X ∑ X ∑ 0,26.0,291 = = 0,137 X ∑ + X ∑ 0,26 + 0,291 Sơ đồ phức hợp rút gọn sau: N2 EHT Xtd Với : Xtđ = X1Σ + X∆ = 0,26+ 0,137= 0,397 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 19 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Ta có : I1(1N,11) = X2∑ E HT 0,26 = = 2,519 = 1,189 = 2,519 ; I (01N,11) = I1(1N,11) X td 0,397 X ∑ +X ∑ 0,291 + 0,26 I (21N,11) = I1(1N,11) X0∑ 0,291 = 2,519 = 1,330 X ∑ +X ∑ 0,291 + 0,26 I (N11,1) = 2,519 − 0,26.0,291 = 3,780 ( 0,26 + 0,291) Dòng ngắn mạch siêu độ dạng có tên là: ) I (N11,1kA = I (N11,1) Scb 125 = 3,78 = 2,372 kA 3.U cb 3.115 Dòng điện thứ tự không dạng có tên là: I (011,1kA) = 3.I (01N,11) Scb 125 = 3.1,189 = 2,238 kA 3.U cb 3.115 Khi ngắn mạch điểm N1 dòng qua BI b) Ngắn mạch điểm N2 Sơ đồ dạng đơn giản thứ tự thuận, nghịch, không N2 N2 EHT X 2Σ X 1Σ N2 X0Σ X1 ∑ = X ∑ = 0,305 ; X ∑ = 0,381 a) Ngắn mạch pha đối xứng N(3) I1( 3N)2 = E HT = = 3,279 ; I (23N) = I (03N) = X1 ∑ 0,305 Trong hệ đơn vị có tên: I (N32) = I1(3N)2 Scb 125 = 3,279 = 2,058 kA 3.U cb 3.115 b) Ngắn mạch pha chạm đất N(1) SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 20 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Ta có: X ∆ = X ∑ + X ∑ = 0,305 + 0,381 = 0,686 m(1) = Sơ đồ phức hợp rút gọn sau: N2 EHT Với Xtd Xtđ = X1Σ + X∆ = 0,305 + 0,686= 0,991 (1) (1) (1) Ta có : I1N = I N = I N = E HT = = 1,009 X td 0,991 Dòng ngắn mạch siêu độ dạng có tên là: I (N1)2 kA = m ( n ) I1(1N) Scb 125 = 3.1,009 = 1,9 kA 3.U cb 3.115 Dòng điện thứ tự không là: I (021)kA = 3.I (01N) Scb 125 = 3.1,009 = 1,9 kA 3.U cb 3.115 +)Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1) Ta có : X ∆ = X ∑ X ∑ 0,305.0,381 = = 0,169 X ∑ + X ∑ 0,305 + 0,381 Sơ đồ phức hợp rút gọn sau: N2 EHT Xtd Với : Xtđ = X1Σ + X∆ = 0,305 + 0,169= 0,474 Ta có : I1(1N,11) = X2∑ E HT 0,305 = = 2,109 = 0,938 = 2,109 ; I (01N,11) = I1(1N,11) X td 0,474 X ∑ +X ∑ 0,381 + 0,305 I (21N,11) = I1(1N,11) X0∑ 0,381 = 2,109 = 1,171 X ∑ +X ∑ 0,381 + 0,305 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 21 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU I (N11,1) = 2,109 − 0,305.0,381 = 3,17 ( 0,305 + 0,381) Dòng ngắn mạch siêu độ dạng có tên là: ) I (N11,1kA = I (N11,1) Scb 125 = 3,17 = 1,989 kA 3.U cb 3.115 Dòng điện thứ tự không dạng có tên là: I (021,1kA) = 3.I (01N,11) Scb 125 = 3.0,938 = 1,766 kA 3.U cb 3.115 Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch lại ta có tổng hợp kết : X1min ∑ X 0min ∑ I (N3,)kA I (N1),kA I (01,)kA I (N1,,1kA) 1) I (01,,kA I max N , kA I 0max , kA 2,413 2,321 2,321 2,37 2,236 2,413 2,321 N1 0,21 0,291 N2 0,305 0,381 2,058 1,9 1,9 1,988 1,764 2,058 1,9 N3 0,35 0,471 1,793 1,608 1,608 1,715 1,457 1,793 1,608 N4 0,395 0,561 1,589 1,394 1,394 1,509 1,241 1,589 1,394 N5 0,44 0,651 1,426 1,23 1,23 1,348 1,081 1,426 1,23 N6 0,485 0,741 1,294 1,10 1,10 1,218 0,957 1,294 1,10 N7 0,52 0,811 1,207 1,017 1,017 1,134 0,879 1,207 1,017 N8 0,555 0,881 1,131 0,946 0,946 1,060 0,813 1,131 0,946 N9 0,59 0,951 1,064 0,883 0,883 0,996 0,755 1,064 0,883 N10 0,625 1,021 1,004 0,829 0,829 0,938 0,706 1,004 0,829 N11 0,66 1,091 0,951 0,781 0,781 0,888 0,662 0,951 0,781 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 22 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU 2.4 Xây dựng quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây 2.4.1 Chế độ cực đại Điểm N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 I Nmax I0 3,898 3,046 2,5 2,12 1,84 1,626 1,491 1,376 1,278 1,193 1,119 3,735 2,752 2,179 1,803 1,538 1,341 1,219 1,118 1,032 0,929 0,895  2.4.2 Chế độ cực tiểu : Điểm N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 I Nmax I0 2,413 2,058 1,793 1,589 1,426 1,294 1,207 1,131 1,064 1,004 0,951 2,321 1,9 1,608 1,394 1,23 1,1 1,017 0,946 0,883 0,829 0,781 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 23 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Tổng hợp hai chế độ cực đại cực tiểu : Điểm N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 I Nmax I N I0max I0 3,898 3,046 2,5 2,12 1,84 1,626 1,491 1,376 1,278 1,193 1,119 2,413 2,058 1,793 1,589 1,426 1,294 1,207 1,131 1,064 1,004 0,951 3,735 2,752 2,179 1,803 1,538 1,341 1,219 1,118 1,032 0,929 0,895 2,321 1,9 1,608 1,394 1,23 1,1 1,017 0,946 0.883 0,839 0,781 Phân bố dòng ngắn mạch ba pha theo chiều dài đường dây Phân bố dòng ngắn mạch thứ tự không theo chiều dài đường dây SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 24 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CÀI ĐẶT 3.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh Trị số dòng điện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh lựa chọn theo công thức : Ikđ = kat.INngmax Trong : kat -Hệ số an toàn Chọn kat = 1,2 INngmax - dòng ngắn mạch cực đại dòng ngắn mạch lớn thường lấy giá trị dòng ngắn mạch cuối đường dây Chọn dòng khởi động cho bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây I kd (50) = k at I N11ng max = 1,2.1,119 = 1,343 kA L2 : Chọn dòng khởi động cho bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây I kd1 (50) = k at I N6ng max = 1,2.1,626 = 1,951 kA L1: 3.2 Bảo vệ dòng có thời gian Lựa chọn trị số dòng điện khởi động bảo vệ dòng có thời gian Dòng điện khởi động bảo vệ dòng có thời gian tính theo công k k I kd (51) = at mm ×I lv max thức: kv Trong đó: k v Hệ số trở Lấy k v = 0,95 k mm - Hệ số mở máy phụ tải động có dòng điện chạy qua chổ đặt bảo vệ Lấy k mm = 1,2 k at - Hệ số an toàn Lấy k at = 1,2 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 25 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU I lv max - Dòng điện làm việc lớn Chọn dòng khởi động cho bảo vệ dòng có thời gian đoạn đường dây k at k mm 1,2.1,2 ×I lv max = ×278,913 = 422,773 A L2: I kd2 (51) = kv 0,95 Chọn dòng khởi động cho bảo vệ dòng có thời gian đoạn đường dây 1,2.1,2 ×397,041 = 601,83 A L1: I kd1 (51) = 0,95 Chọn thời gian làm việc bảo vệ: t= Đặc tính thời gian rơle: 0,14 Tp ; (s) Với: I* −1 , 02 I* = I I kd 3.3.1 Chế độ phụ tải cực đại Với đường dây D2: • Xét điểm ngắn mạch N11: IN11 = 1,119 I* = I N11 I kđ 2−51 = 1,119 = 2,645 0,423 = t pt + ∆t = 0,75+0,3=1,05 s t 11 I*( 0, 02) − 11 2,6450, 02 − Tp = t = 1,05 = 0,147 s 0,14 0,14 Xét điểm ngắn mạch N10: IN10 = 1,193 I* = I N10 I kđ 2−51 t10 = = 1,193 = 2,82 0,423 0,14 0,14 Tp = 0,147 = 0,982 (s) I −1 2,820,02 − , 02 * Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch đường dây D2: N7 1,491 N8 1,376 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 26 I N max , kA N6 1,626 N9 1,278 N10 1,193 N11 1,119 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle T 2, s 0,754 GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU 0,807 0,862 0,92 0,982 1,05 Với đường dây L1: Thời gian bảo vệ làm việc điểm N6 đường dây là: t16 = max t 62 , t pt1 + ∆t { } Xét điểm ngắn mạch N6: IN6 = 1,626 I 1,626 I* = N = = 2,7(A) I kđ1−51 0,602 tpt1 = 0,5s t16 = max{ 0,754;0,5} + ∆t = 1,054 s I*( 0, 02 ) − 2,7 0, 02 − Tp1 = t = 1,054 = 0,151(s) 0,14 0,14 Xét điểm ngắn mạch N5: IN5 = 1,84 I *5 = I N5 I kđ1−51 t15 = = 1,84 = 3,056 0,602 0,14 0,14 T = 0,151 = 0,935(s) p I*0,02 − 3,0560,02 − Xét điểm ngắn mạch N4: IN4 = 2,12 I *4 = t 14 = I N4 I kđ1−51 = 2,12 = 3,521 0,602 0,14 0,14 Tp1 = 0,151 = 0,829(s) I −1 3,5210,02 − , 02 * Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch đường dây D2: N2 3,046 0,641 N3 2,5 0,732 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 27 I N max , kA T2, s N1 3,898 0,555 N4 2,12 0,829 N5 1,84 0,935 N6 1,626 1,054 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU 3.3.1 Chế độ phụ tải cực tiểu Với đường dây D2: • Xét điểm ngắn mạch N11: IN11 = 0,951 I* = I N11 I kđ 2−51 = 0,951 = 2,248 0,423 = t pt + ∆t = 0,75+0,3=1,05 s t 11 I*( 0, 02 ) − 11 2,2480, 02 − Tp = t = 1,05 = 0,122 s 0,14 0,14 Xét điểm ngắn mạch N10: IN10 = 1,004 I* = I N10 I kđ 2−51 t10 = = 1,004 = 2,374 0,423 0,14 0,14 Tp = 0,122 = 0,979 (s) I −1 2,374 0,02 − , 02 * Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch đường dây D2: N7 1,207 0,806 N8 1,131 0,86 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 28 I N max , kA T 2, s N6 1,294 0,755 N9 1,064 0,917 N10 1,004 N11 0,951 0,979 1,05 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Với đường dây L1: Thời gian bảo vệ làm việc điểm N6 đường dây là: t16 = max t 62 , t pt1 + ∆t { } Xét điểm ngắn mạch N6: IN6 = 1,294 I 1,294 I* = N = = 2,149(A) I kđ1−51 0,602 tpt1 = 0,5s t16 = max{ 0,755;0,5} + ∆t = 1,055 s I*( 0, 02) − 2,149 0,02 − Tp1 = t1 = 1,055 = 0,116(s) 0,14 0,14 Xét điểm ngắn mạch N5: IN5 = 1,426 I *5 = I N5 I kđ1−51 t15 = = 1,426 = 2,369 0,602 0,14 0,14 T = 0,116 = 0,933(s) p1 I*0,02 − 2,369 0,02 − Xét điểm ngắn mạch N4: IN4 = 1,589 I *4 = t14 = I N4 I kđ1−51 = 1,589 = 2,639 0,602 0,14 0,14 Tp1 = 0,116 = 0,829(s) I −1 2,639 0,02 − 0, 02 * Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch đường dây D2: N2 2,058 0,652 N3 1,793 0,736 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 29 I N max , kA T2, s N1 2,413 0,577 N4 1,589 0,829 N5 1,426 0,933 N6 1,294 1,055 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU 3.3 Bảo vệ dòng thứ tự không cắt nhanh Trị số dòng điện khởi động bảo vệ dòng thứ tự không cắt nhanh lựa chọn theo công thức Ikđ = kat I0ngmax Trong đó: I0ngmax – dòng điện ngắn mạch thứ tự không lớn có cố chạm đất vùng bảo vệ Chọn dòng khởi động cho bảo vệ dòng thứ tự không đoạn đường dây L2 : Ikđ(50N) = k0at.I0ngmax=1,2.1,341=1,609 kA Chọn dòng khởi động cho bảo vệ dòng thứ tự không đoạn đường dây L1: Ikđ(50N) = k0at.I0ngmax=1,2.0,895=1,074 kA 3.4 Bảo vệ dòng thứ tự thời gian Dòng khởi động bảo vệ dòng thứ tự thời gian I kd (51N) = k I ddBI2 Trong đó: k Hệ số chỉnh định I ddBI2 Dòng điện danh định BI2 Dòng khởi động là: SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 30 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU I kd (51N) = k I ddBI2 = 0,3 = 4,496 kA 3.4.1 Đường đặc tính thời gian làm việc bảo vệ thứ tự không Thời gian làm việc bảo vệ dòng thứ tự thời gian chọn theo đặc tính độc lập t2 = tpt2 + ∆t = 0,75 +0,3 =1,05 s t1 = t2 + ∆t = 1,05+0,3=1,35 s CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH VÙNG BẢO VỆ VÀ ĐỘ NHẠY CỦA BẢO VỆ 4.1 Vùng bảo vệ Bảo vệ dòng cắt nhanh 4.1.1 Bảo vệ cắt nhanh theo dòng pha Ta xác định theo phương pháp hình học sau: SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 31 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU Chế độ cực đại: max Đường dây L1: l1CN = 26,4 km tương ứng với 66,05% đường dây max Đường dây L2: l2CN = 15,1 km tương ứng với 43,32% đường dây Chế độ cực tiểu: Đường dây L1: Bảo vệ đoạn ngắn cho đường dây L1 Đường dây L2: Không bảo vệ cho đường dây L2 Kiểm tra độ nhạy bảo vệ Độ nhạy xác định theo công thức: kN = I N I kđ Điều kiện kn ≥ 1,5 • Bảo vệ đường dây 1: k N1 = I N 1,475 = = 2,583 > 1,5 I kđ1 0,571 SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 32 Khoa: Hệ Thống Điện Đồ án môn học Bảo vệ Rơle GVHD: Th.S TẠ TUẤN HỮU • Bảo vệ đường dây 2: k N2 = I N 1,118 = = 3,307 > 1,5 I kđ 0,338 Vậy độ nhạy thiết bị bảo vệ thỏa mãn 4.1.2 Bảo vệ cắt nhanh theo thứ tự không Chế độ cực đại: Đường dây L1: Bảo vệ cho hết đường dây L1 Đường dây L2: Bảo vệ cho hết đường dây L2 Chế độ cực tiểu: max Đường dây L1: l1CN = 15,2 km tương ứng với 38,01% đường dây max Đường dây L2: l2CN = 10,2 km tương ứng với 29,14% đường dây SVTH: Trần Văn Nhật- Lớp Đ2-H3 33 Khoa: Hệ Thống Điện