đồ án rơ le trong nhà máy điện

ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU ĐỀ BÀI Tính toán bảo vệ cắt nhanh ,quá dòng điện dòng thứ tự không cho đường dây cung cấp điện hình tia CÁC SỐ THÔNG SỐ BAN ĐẦU Hệ thống điện: SNmax = 1500 MVA SNmin = 0,7 * SNmax = 0,7 * 1500=1050 MVA XoH = 0.9 X1HT Máy biến áp B1 B2: Sdđ = * 45 = 90 MVA Cấp điện áp: U1/U2 = 115/24 Kv Uk%= 12,5% Đường dây Đường dây D1 D2 Loại dây dẫn AC-100 AC-100 Chiều dài(km) 20 15 Z1(Ω/km) 0,27+j0,39 0,27+j0,39 Z0(Ω/km) 0,48+j0,98 0,48+j0,98 4.Phụ tải P1 = MW , cosφ1 = 0,9 , tpt1 = 0,5 s P2 = MW , cosφ2 = 0,9 , tpt2 = 0,75 s Đặc tính thời gian Rơ le t= SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 80 Tp , s I *2 − Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU II NỘI DUNG: 1.Phần lý thuyết: + Nêu nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rơle + Nêu nguyên tắc tác động bảo vệ sử dụng + Nhiệm vụ, sơ đồ, nguyên lý làm việc, thông số khởi động vùng tác động bảo vệ đặt cho đường dây Phần tính toán: + Chọn BI ( Isdđ = 10-12,5-15-20-25-30-40-50-60-70A)*n ; n = (10-100-1000) +Tính toán ngắn mạch, xây dựng quan hệ dòng điện ngắn mạch với chiều dài đường dây chế độ cực đại cực tiểu + Tính toán thông số khởi động cho bảo vệ đường dây D1 D2 + Xác định vùng bảo vệ BVQD cắt nhanh BVQD có thời gian + Vẽ sơ đồ nguyên lý bảo vệ cho đường dây D1 D2 SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU A PHẦN LÝ THUYẾT Nhiệm vụ bảo vệ rơle Khi thiết kế vận hành hệ thống điện phải kể đến khả phát sinh cố tình trạng làm việc không bình thường hệ thống Ngắn mạch loại cố xảy nguy hiểm hệ thống điện Hậu ngắn mạch là: - Làm giảm thấp điện áp phần lớn hệ thống điện - Phá hủy phần tử bị cố tia lửa điện - Phá hủy phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua tác dụng nhiệt - Phá vỡ ổn định hệ thống Ngoài loại cố ngắn mạch, hệ thống điện có tình trạng làm việc không bình thường chế độ tải Dòng điện tải làm tăng nhiệt độ phần dẫn điện giới hạn cho phép, làm cho cách điện chúng bị già cỗi bị phá hỏng Để ngăn ngừa phát sinh cố phát triển chúng thực biện pháp loại bỏ nhanh phần tử bị cố khỏi hệ thống ,loại trừ tình trạng làm việc không bình thường có kả gây hư hại cho thiết bị hộ dùng điện Như vậy: nhiệm vụ thiết bị bảo vệ rơle tự động loại bỏ phần tử gặp cố dảm bảo cho hệ thống làm việc bình thường Ngoài ghi nhận phát tình trạng làm việc không bình thường phần tự hệ SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU thống điện Tùy mức độ mà bảo vệ rơle tác động báo tín hiệu cắt máy cắt Yêu cầu bảo vệ rơle Để thực chức nhiệm vụ quan trọng trên, thiết bị bảo vệ phải thỏa mạn yệu cầu sau: a/ Tin cậy Tin cậy tính đảm bảo cho thiết bị làm việc chắn Rơle không bị tác động sai Cần phân biệt: - Độ tin cậy tác động mức độ chắn rơle hệ thống rơle tác động - Độ tin cậy không tác động mức độ chắn rơle hệ thống rơle không làm việc sai b/ Tính chọn lọc Khả bảo vệ cắt phần tử hư hỏng khỏi hệ thống điện phần tử khác tiếp tục làm việc gọi tác động chọn lọc c/ Tác động nhanh Phần tử bị ngắn mạch cắt nhanh, hạn chế mức độ phá hoại thiết bị, giảm thời gian sụt áp hộ dùng điện có khả trì ổn định làm việc máy phát điện toàn hệ thống d/ Độ nhạy Độ nhạy đặc trưng cho khả “cảm nhận” cố rơle hệ thống bảo vệ Đối với bảo vệ thường yêu cầu phải có hệ số độ nhạy từ 1,5 ÷ 2,0 bảo vệ dự phòng hệ số độ nhạy từ 1,2 ÷ 1,5 e/ Tính kinh tế SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Tuỳ thuộc vào thiết bị bảo vệ đặc tính bảo vệ mà ta cần phải cân nhắc tính kinh tế lựa chọn thiết bị bảo vệ cho đảm bảo yêu cầu kĩ thuật mà chi phí thấp Nguyên tắc tác động bảo vệ sử dụng : Vì ta thực thiết kế BV cho đường dây nên ta sử dụng loại BV sau: + Bảo vệ dòng điện cắt nhanh (50) + Bảo vệ dòng TTK cắt nhanh (50N) + Bảo vệ dòng điện có thời gian (51) + Bảo vệ dòng TTK có thời gian (51N) Nguyên tắc tác động bảo vệ có chung nguyên tắc bảo vệ dòng điện Bảo vệ tác động có dòng điện qua phần tử bảo vệ vượt giá trị định trước gọi dòng điện khởi động BV ( Ikđ ) • Bảo vệ dòng điện cắt nhanh (50) dòng TTK cắt nhanh (50N) : - loại bảo vệ làm việc tức thời với thời gian bé (0,1s) • Bảo vệ dòng điện có thời gian (51) dòng TTK có thời gian (51N) - Khi có dòng điện qua phần tử bảo vệ lớn Ikđ loại bảo vệ bắt đầu đếm thời gian t sau đếm hết thời gian (đã xác định công thức có sẵn) mà dòng phần tử lớn Ikđ bảo vệ phát tín hiệu cho máy cắt làm việc Bảo vệ dòng TTK cắt nhanh (50N) dòng TTK có thời gian (51N) có đối tượng tác động dòng TTK có cố NM pha chạm đất , NM pha chạm đất Nhiệm vụ ,sơ đồ, nguyên lý làm việc, thông số khởi động vùng tác động bảo vệ đặt cho đường dây : a) Bảo vệ dòng điện cắt nhanh (50): + Nhiệm vụ: Cắt nhanh (tức thời cỡ 0,1s) phần tử bị cố khỏi hệ thống loại bỏ dòng cố đảm bảo an toàn cho hệ thống làm việc bình thường + Nguyên lý làm việc: Bảo vệ dòng điện cắt nhanh loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc cách chọn dòng điện khởi động bảo vệ lớn trị số dòng ngắn điện mạch lớn qua chỗ dặt bảo vệ có hư hỏng ỏ đầu phần tử + Thông số khởi động : Dòng điện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh: Ikđ_50 = kat * IN.ng max Với: kat : hệ số an toàn Lấy kat = 1,2 ÷ 1,3 SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU INng max : dòng ngắn mạch cực đại Thường lấy giá trị dòng ngắn mạch lớn cuối đường dây + Vùng tác động : Vùng tác động bảo vệ không bao trùm toàn chiều dài đường dây bảo vệ thay đổi theo dạng ngắn mạch ,chế độ vận hành hệ thống Phạm vi bảo vệ : Lcn-50max - Lcn-50min Bảo vệ dòng cắt nhanh : Sơ đồ nguyên lý ,phạm vi bảo vệ , chọn Ikđ b) Bảo vệ dòng điện cắt nhanh (50N): + Nhiệm vụ : Cắt nhanh (tức thời cỡ 0,1s) phần tử bị cố khỏi hệ thống loại bỏ dòng cố đảm bảo hệ thống làm việc bình thường không bị hư hại + Nguyên lý làm việc: tương tự BV dòng cắt nhanh bảo vệ hoạt động dựa trị số dòng TTK Io đường dây bảo vệ Khi dòng lớn Ikđ BV BV tác động cắt máy cắt + Thông số khởi động : Dòng điện khởi động BV: Ikđ_50N = kat * * I0Nng max Với: kat : hệ số an toàn Lấy kat = 1,2 ÷ 1,3 I0Nng max: dòng ngắn mạch TTK cực đại + Vùng tác động : Cũng tương tự BV dòng cắt nhanh vùng bảo vệ ổn định chế độ vận hành hệ thống thay đổi Phạm vi bảo vệ : Lcn-50Nmax - Lcn-50Nmin c) Bảo vệ dòng điện có thời gian (51): SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU + Nhiệm vụ :Loại bỏ phần tử bị cố sau thời gian t (đã đặt) khỏi hệ thống nhằm loại bỏ dòng cố đảm bảo hệ thống làm việc bình thường không bị gián đoạn + Nguyên lý làm việc :Tính chọn lọc BV dòng điện có thời gian đảm bảo nguyên tắc phân cấp chọn thời gian tác động Bảo vệ gần nguồn cung cấp thời gian tác động lớn + Thông số khởi động : -Dòng điện khởi động bảo vệ Ikđ_51 = k x Ilvpt max Với: k : hệ số chỉnh dịnh Lấy k = 1,6 Ilvpt max: dòng làm việc max - Thời gian làm việc bảo vệ : Có loại đặc tính thời gian làm việc bảo vệ dòng có thời gian :(a) - Đặc tính độc lập (b)- Đặc tính phụ thuộc Thời gian làm việc bảo vệ có đặc tính độc lập không phụ thuộc vào trị số dòng điện chạy qua bảo vệ ,còn bảo vệ đặc tính thời gian phụ thuộc tỉ lệ nghịch với dòng điện chạy qua bảo vệ: dòng lớn thời gian tác động ngắn SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU (b) - T/h đặc tuyến độc lập ; (c) - T/h đặc tuyến phụ thuộc + Vùng tác động : Toàn đường dây d) Bảo vệ dòng TTK có thời gian (51N): Nhiệm vụ nguyên lý làm việc tương tự BV dòng điện có thời gian làm việc theo dòng TTK đường dây bảo vệ + Thông số khởi động : - Dòng khởi động bảo vệ : Ikđ_51N = k * Idđs BI Với: k = 0,2 Idđs BI: dòng sơ cấp định mức BI - Thời gian làm việc bảo vệ dòng TTK có thời gian: chọn theo cấp Thời gian làm việc bảo vệ phía nguồn cấp bảo vệ phía đường dây ∆t + Vùng tác động : Toàn đường dây SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU B.NỘI DUNG TÍNH TOÁN Chương I: Chọn máy biến dòng điện I Chọn tỷ số biến đổi máy biến dòng điện BI1,BI2 Tỷ số biến đổi máy biến dòng chọn theo công thức : nI = I sdd I tdd Chọn Itdd = A Dòng Isdd chọn theo công thức Isdd ≥ Ilvmax = kqt*Ipt Trong kqt = 1,4 a,Chọn tỷ số biến BI2: Dòng điện làm việc phụ tải 2: P2 4.103 I pt = = = 106, 92 A *U *cos ϕ2 * 24* 0, => Ilvmax2 = 1,4 * 106,92 = 149,69 A ta chọn Isdd =150 A Vậy tỉ số biến BI2 là: nBI2 = 150/5 b,Chọn tỷ số biến BI1 Dòng làm việc phụ tải 1: I pt1 = I pt + P1 = 106,92 + *U *cos ϕ1 Vậy Ilvmax1 = 1,4 * 187,11 = 261,96 A Ta chọn Isdd1 = 300 A Vậy tỷ số biến BI1 : nBI1 = 300/5 SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 3.103 * 24*0,9 = 187,11A Page ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Chương II: Tính toán ngắn mạch A/Tính toán thông số : Chọn hệ đơn vị tương đối : Chọn Scb = 100 MVA Ucbi = Utbi ( 115 kV ; 24 kV ) I/ Hệ thống điện: X 1HT * = S cb SN Chế độ phụ tải cực đại: Ta có : SN = SNmax = 1500 MVA + Hai máy biến áp làm việc song song Điện kháng hệ thống: S 100 X 1HT * = cb = = 0, 067 S N max 1500 X2 HT* = X1 HT * = 0,067 X0HT* =0,9 * 0,067=0,06 Chế độ phụ tải cực tiểu: Ta có : SNmin = 1050 MVA + Một máy biến áp làm việc Điện kháng hệ thống: S 100 X 1HT * = cb = = 0, 095 S N 1050 X2 HT* = X1 HT * = 0,095 X0HT* =0,9 * 0,095 = 0,086 II/ Giá trị điện kháng lưới: Máy biến áp X 1b* = U k % Scb 12,5 100 * = * = 0, 278 100 S dm 100 45 X 1b* = X 2b* = X b* =0,278 SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 10 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE Dạng ngắn mạch NM pha chạm đất GVHD:TẠ TUẤN HỮU Kí hiệu X∆(n) m(j) N(1) X2∑ + X0∑ NM pha N(2) X2∑ NM pha N(3) NM pha chạm đất N(1,1) X2∑ // X0∑ * (1 − X >) Sơ đồ thay tổng quát: I/ Tính chế độ cực đại - Tính ngắn mạch chế độ MAX: + Tính dạng NM: N(3) N(1) N(1,1) + 2MBA làm việc song song Sơ đồ thay thông số lưới chế độ MAX: Tính ngắn mạch N(3) , N(1) N(1,1) cho điểm NM từ N1 đến N9 Giá trị X1Ni∑ X0Ni∑ tính sau: + Ngắn mạch N1 : X1N1∑ = XHT + 0,5 * Xb Với XHT = 0,067 X0N1 = X0HT + Xb Với X0HT = 0,06 + Ngắn mạch từ N2 đến N9: Tổng quát : X1Ni+1 = X1Ni + ¼ Xd1 với i = (2÷5) SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 12 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU X1Ni+1 = X1Ni + ¼ Xd2 với i = (6÷9) X0Ni+1 = X0Ni + ¼X0d1 với i = (2÷5) X0Ni+1 = X0Ni + ¼X0d2 với i = (6÷9) Với: Xd1 = 1,351 X0d1 = 3,4 Xd2 = 1,016 X0d2 = 2,552 Ta có bảng số liệu tính toán sau: Điểm NM N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 X1Ni∑ 0.206 0.544 0.882 1.22 1.558 1.812 2.066 2.32 2.574 X2Ni∑ 0.206 0.544 0.882 1.22 1.558 1.812 2.066 2.32 2.574 X0Ni∑ 0.338 1.188 2.038 2.888 3.738 4.376 5.014 5.652 6.29 X∑ X∆(1) 0.544 1.732 2.92 4.108 5.296 6.188 7.08 7.972 8.864 0.128 0.373 0.616 0.858 Còn X = 1.Tính ngắn mạch điểm N1 a.Ngắn mạch pha N(3) : ta có m(3) = + Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuận: Trong hệ đơn vị tương đối : 1.1 1.281 1.46 1.645 1.827 X∆(1,1) (3) ∆ (3) E = = 4,854 ( X 1N 1Σ + X ∆(3) ) 0, 206 Trong hệ đơn vị có tên (3) Scb 100 (3) I N = I *1N 1* = 4,854* = 11, 68kA U cb * 3 * 24 b.Ngắn mạch pha N(1) : ta có m(1) = +Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuân: I *1N = (1) E = = 1,333 ( X 1N 1Σ + X ∆(1) ) (0, 206 + 0,544) Dòng điện ngắn mạch tổng hợp I *1N = I*(1)N = m (1) * I *1(1)N = 3*1,333 = 3,999 Tính hệ đơn vị có tên SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 13 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU 100 = 9, 624 kA * 24 +Dòng điện ngắn mạch thứ tự không: I*0N1(1) = I*1N1(1) = 1,333 Trong hệ đơn vị có tên: 100 I 0(1)N = 1,333* = 3, 208 kA * 24 c.Ngắn mạch pha chạm đất N(1,1) + Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuận: + m(1,1) tính theo công thức: m(1,1) = * (1 − X #) Trong hệ đơn vị tương đối : I N(1)1 = 3,999* (1,1) E = = 2,994 (1,1) ( X 1N 1Σ + X ∆ ) 0, 206 + 0,128 Dòng điện ngắn mạch tổng hợp I *1N = (1,1) I*(1,1) * I *1(1,1) N1 = m N = 0, 235* 2,994 = 0, 704 Trong hệ đơn vị có tên (1,1) Scb 100 I N(1,1) = I = 0, 704* = 1, 695 kA *1N 1* U cb * 3 * 24 2.Các điểm NM từ N2 đến N9: Tính toán tương tự điểm N1 SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 14 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Ta có bảng kết tính toán NM chế độ MAX sau : MAX N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 X1∑ 0.206 0.544 0.882 1.22 1.558 1.812 2.07 2.32 2.574 X2∑ 0.206 0.544 0.882 1.22 1.558 1.812 2.07 2.32 2.574 X0∑ 0.338 1.188 2.038 2.888 3.738 4.376 5.01 5.652 6.29 (1) ∆ 0.544 1.732 2.92 4.108 5.296 6.188 7.08 7.972 8.864 (1,1) 0.128 0.373 0.616 0.858 1.1 1.281 1.46 1.645 1.827 X X∆ m(3) 1 1 1 1 m(1) 3 3 3 3 m(1,1) 0.235 0.215 0.211 0.209 0.208 0.207 0.21 0.206 0.206 INi(3) (kA) 11.68 4.423 2.728 1.972 1.544 1.328 1.16 1.037 0.935 INi(1) (kA) 9.624 3.171 1.898 1.355 1.053 0.902 0.79 0.701 0.631 I0Ni(1) (kA) 3.208 1.057 0.633 0.452 0.351 0.301 0.26 0.234 0.21 INi(1,1)(kA) 1.695 0.565 0.339 0.242 0.188 0.161 0.14 Đồ thị quan hệ dòng INmax ; 3xI0max chiều dài đường dây: 0.125 0.113 SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 15 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Bảng tổng kết: c/đ MAX N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 INmax (kA) 11.68 6.232 4.334 3.323 2.691 2.263 1.953 1.717 1.531 3xI0Nmax (kA) 9.624 5.123 3.322 2.458 1.951 1.617 1.381 1.205 1.068 II/ Tính chế độ cực tiểu: - Tính ngắn mạch chế độ MIN: + Tính dạng NM: N(2) N(1) N(1,1) + Chỉ 1MBA làm việc Sơ đồ thay thông số lưới chế độ MIN: SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 16 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Tính ngắn mạch N(2) N(1) cho điểm NM từ N1 đến N9 Giá trị X1Ni∑ X0Ni∑ tính sau: + Ngắn mạch N1 : X1N1∑ = Xht + Xb Với Xht = 0.095 X0N1 = X0ht + Xb Với X0ht = 0,086 + Ngắn mạch từ N2 đến N9: Tổng quát : X1Ni+1 = X1Ni + ¼ Xd1 với i = (2÷5) X1Ni+1 = X1Ni + ¼ Xd2 với i = (6÷9) X0Ni+1 = X0Ni + ¼X0d1 với i = (2÷5) X0Ni+1 = X0Ni + ¼X0d2 với i = (6÷9) Với: Xd1 = 1,351 X0d1 = 3,4 Xd2 = 1,016 X0d2 = 2,552 Ta có bảng số liệu tính toán sau: Điểm NM N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 X1Ni∑ 0.373 0.711 1.049 1.387 1.725 2.063 2.4 2.739 3.077 X2Ni∑ 0.373 0.711 1.049 1.387 1.725 2.063 2.4 2.739 3.077 X0Ni∑ 0.364 1.214 2.064 2.914 3.764 4.614 5.46 6.314 7.164 X∆(2) 0.373 0.711 1.049 1.387 2.401 2.739 3.077 X∑ 1.725 2.063 X∆(1) 0.737 1.925 3.113 4.301 5.489 6.677 7.865 9.053 10.24 X∆(1,1) 0.184 0.448 0.6955 0.94 1.183 1.426 1.668 1.91 2.152 1.Tính ngắn mạch điểm N1 a.Ngắn mạch pha N(2) : ta có m(2) = +Dòng ngắn mạch thứ tự thuận: Trong hệ đơn vị tương đối SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 17 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU (2) E = = 1, 25 (2) ( X 1N 1Σ + X ∆ ) (0, + 0, 4) Trong hệ đơn vị có tên (2) Scb 100 (2) I1N = I *1N 1* = 1, 25* = 3, 007 kA U cb * 3 *24 Dòng điện ngắn mạch tổng hợp điểm ngắn mạch: I *1N = I N(2)1 = m (2) * I1(2) *3, 007 = 5, 208 kA N1 = b.Ngắn mạch pha N(1) :ta có m(1) = (1) E = = 0,838 (1) ( X 1N 1Σ + X ∆ ) (0, + 0, 793) Dòng điện ngắn mạch tổng hợp I *1N = I N(1)1 = m (1) * I *1(1)N Scb U cb * = 3*0,838 100 = 6, 049 kA * 24 Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: I*0N1(1) = I*1N1(1) = 0,838 Trong hệ đơn vị có tên: 100 I1(1)N = I 0(1)N = 0,838* = 2, 016 kA * 24 2.Các điểm NM từ N2 đến N9: Tính toán tương tự điểm N1 Ta có bảng kết tính toán NM chế độ MIN sau : c/đ MIN N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 X1∑ =X2∑ 0.400 0.569 0.739 0.908 1.077 1.246 1.416 1.585 1.754 X0∑ 0.393 0.818 1.244 1.669 2.094 2.519 2.945 3.370 3.795 X∆(1) 0.793 1.388 1.982 2.577 3.171 3.766 4.360 4.955 5.549 I1Ni(2) (kA) 3.007 2.113 1.629 1.325 1.117 0.965 0.850 0.759 0.686 INi(2) (kA) 5.208 3.660 2.821 2.295 1.934 1.672 1.472 1.315 1.188 INi(1) (kA) 6.049 3.688 2.653 2.071 1.699 1.440 1.250 1.104 0.988 1.229 0.884 0.690 0.566 0.480 0.417 0.368 0.329 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 3.660 2.653 2.071 1.699 1.440 1.250 1.104 0.988 2.016 I0Ni(1) (kA) Bảng tổng kết: c/đ MIN N1 INmin (kA) 5.208 SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 18 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE 3xI0Nmin(kA) 6.049 GVHD:TẠ TUẤN HỮU 3.688 2.653 2.071 1.699 1.440 1.250 1.104 Đồ thị quan hệ dòng INmin chiều dài đường dây: Đồ thị quan hệ dòng 3xI0min chiều dài đường dây: Chương III: Tính toán thông số khởi động cho bảo vệ I/ Bảo vệ dòng cắt nhanh (50): SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 19 0.988 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Chọn dòng điện khởi động Ikđ_50 = kat x INng max Với: kat : hệ số an toàn Lấy kat = 1,2 INng max : dòng ngắn mạch cực đại Thường lấy giá trị dòng ngắn mạch lớn cuối đường dây Đoạn đường dây D2 Ikđ2_50 = kat x IN9 max = 1,2 x 1,531 = 1,837 kA Đoạn đường dây D1 Ikđ1_50 = kat x IN5 max = 1,2 x 2,691 = 3,229 kA II/ Bảo vệ dòng TTK cắt nhanh (50N): Chọn dòng điện khởi động Ikđ_50N = kat x 3xI0Nng max Với: kat : hệ số an toàn Lấy kat = 1,2 I0Nng max: dòng ngắn mạch TTK cực đại Đoạn đường dây D2 Ikđ2_50N = kat x 3x I0N9 max = 1,2 x 1,068 = 1,282 kA Đoạn đường dây D1 Ikđ1_50N = kat x 3x I0N5 max = 1,2 x 1,951 = 2,341 kA III/ Bảo vệ dòng có thời gian (51): Chọn dòng điện khởi động Ikđ_51 = k x Ilvpt max Với: k : hệ số chỉnh dịnh Lấy k = 1,6 Ilvpt max: dòng làm việc max.Ta có: Ilvmax1 = 294,686 A = 0,2947 kA Ilvmax2 = 126,294 A = 0,1263 kA Đoạn đường dây D1 Ikđ1_51 = k x Ilvpt max1 =1,6 x 0,2947 =0,4715 kA Đoạn đường dây D2 Ikđ2_51 = k x Ilvpt max2 =1,6 x 0,1263 =0,2021 kA  Chọn thời gian làm việc bảo vệ: Đặc tính thời gian rơle: SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 20 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU 80 Tp , s I * −1 t= với: I* = I Ni I kđ Chế độ MAX  Với đường dây D2: • Xét điểm ngắn mạch N9: IN9max = 1,531 kA I *9 = IN9 I kđ 2−51 = 1,531 = 7,617 0,2021 t 29 = t pt + ∆t = 0,5+0,3 = 0,8 s I *9 − 7,617 − Tp = t = 0,8 = 0,57 s 80 80 • Xét điểm ngắn mạch N8: IN8max = 1,717 kA I *8 = t 28 = I N8 I kđ 2−51 = 1,717 = 8,496 0,2021 80 80 Tp = 0,57 = 0,641 s 8,496 − I* − Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch đường dây D2: INmax (kA) t2 , s N5 2.691 0.258 N6 2.263 0.366 N7 1.953 0.493 N8 1.717 0.641 N9 1.531 0.8 Ikđ2_51 = 0,2021 kA ; Tp2 = 0,57 s  Với đường dây D1: Thời gian bảo vệ làm việc điểm N5 đường dây là: t15 = max t 25 , t pt1 + ∆t =max{ 0,258; 0,5} +∆t = 0,5 + 0,3 = 0,8 s { } • Xét điểm ngắn mạch N5: IN5max = 2,691 kA SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 21 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE I *5 = IN5 I kđ 1−51 GVHD:TẠ TUẤN HỮU = 2,691 = 5,707 0,4715 t15 = 0,8 s I *5 − 5,707 − T p1 = t1 = 0,8 = 0,316 s 80 80 • Xét điểm ngắn mạch N4: IN4max = 3,223 kA IN4 3,223 = 6,836 I kdd 1−51 0,4715 80 80 t14 = T p1 = 0,316 = 0,553 s 6,836 − I* − I *4 = = Tính toán tương tự cho điểm ngắn mạch đường dây D1: INmax (kA) t1, s N1 11.172 0.045 N2 6.232 0.145 N3 4.334 0.303 N4 3.323 0.553 N5 2.691 0.8 Ikđ1_51 = 0,4715 kA ; Tp1 = 0,316 s Chế độ MIN Tính toán tương tự chế độ MAX Ta có kết tính toán sau:  Với đường dây D2: INmin (kA) t2, s N5 1.699 0.263 N6 1.44 0.368 N7 1.25 0.492 N8 1.104 0.635 N9 0.988 0.8 N4 2.071 0.523 N5 1.699 0.8 Ikđ2_51 = 0,2021 kA ; Tp2 = 0,229 s  Với đường dây D1: INmax (kA) t1, s N1 5.208 0.079 N2 3.66 0.161 N3 2.653 0.312 Ikđ1_51 = 0,4715 kA ; Tp1 = 0,1196 s SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 22 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Từ kết ta có đường đặc tính thời gian bảo vệ dòng có thời gian chế độ MAX MIN sau: IV/ Bảo vệ dòng TTK có thời gian (51N): Chọn dòng khởi động : Ikđ_51N = k x Idđs BI Với: k = 0,2 Idđs BI: dòng sơ cấp định mức BI Ta có: Idđs BI1 = 300A Idđs BI2 = 150A Đoạn đường dây D1 Ikđ1_51N = k x Idđs BI1 =0,2 x 300 = 60 A Đoạn đường dây D2 Ikđ2_51N = k x Idđs BI2 =0,2 x 150 = 30 A SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 23 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Thời gian làm việc bảo vệ dòng TTK có thời gian: chọn theo cấp t2 = t2pt + ∆t = 0,5 + 0,3 = 0,8 s t1 = t2 + ∆t = 0,8 + 0,3 = 1,1 s Chương V : Xác định phạm vi bảo vệ kiểm tra độ nhạy I/ Xác định phạm vi bảo vệ BV dòng cắt nhanh (50): Sử dụng phương pháp hình học Ta có: Ikđ1_50 = 3,229 kA Ikđ2_50 = 1,837 kA SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 24 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU Từ đồ thị ta xác định phạm vi BV dòng cắt nhanh sau: Đường dây D1: L1 = 10 km Lcn1max = km ( 80% đường dây D1) Lcn1min = 3,5 km ( 35% đường dây D1) Đường dây D2: L2 = 10 km Lcn2max = 6,5 km ( 65% đường dây D2) II/ Kiểm tra độ nhạy cho BV dòng có thời gian (51) Công thức tính độ nhạy : Kn = I N I kđ Điều kiện yêu cầu: Kn ≥ 1,5 • Bảo vệ đường dây 1: K n1 = I N 1,699 = = 3,6 > 1,5 I kđ 0,4715 • Bảo vệ đường dây 2: Kn2 = I N 0,988 = = 4,89 > 1,5 I kđ 0,2021 Kết luận: Độ nhạy BV dòng có thời gian chọn đảm bảo yêu cầu đọ nhạy SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 25 ĐỒ ÁN MÔN RƠ LE GVHD:TẠ TUẤN HỮU  Sơ đồ nguyên lý BV cho đường dây D1 D2: SV: TRẦN VĂN NHẬT LỚP Đ2_H3 Page 26