đồ án môn học rơ le trong hệ thống điện

Đồ Án Môn Học Rơle Lời nói đầu Một hệ thống điện muốn vận hành an toàn và tin cậy thì không thể thiếu các thiết bị bảo vệ Là một sinh viên chuyên ngành hệ thống điện không thể không nghiên cứu tìm hiểu bộ môn “ Bảo vệ rơle hệ thống điện” Môn học đã mang lại cho sinh viên những kiến thức bản nhất của kỹ tuật bảo vệ hệ thống điện bằng rơle, các nguyên tắc tác động, cách thực hiện các bảo vệ thường gặp cũng các chế độ hư hỏng và làm việc không bình thường điển hình nhất của hệ thống điện và các loại bảo vệ chính đặt cho nó Đồ án “Bảo vệ rơle” là một bài tập giúp sinh viên hệ thống lại toàn bộ kiến thức được học và tiếp cận với một số loại rơle thực tế Những kiến thức này sẽ là nền tảng cho quá trình tiếp cận thực tế sau này Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thấy cô giáo bộ môn hệ thống điện trường Đại học Điện Lực, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn Đạt đã giúp em hoàn thành đồ án này Do thời gian làm bào không nhiều, kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi những thiếu sót Vậy em kính mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô cho bài làm của mình hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2009 Sinh viên thực hiện Nguyễn Hông Linh Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle MỤC LỤC A Phần lý thuyết Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ role…………………………… Các nguyên tắc bảo vệ………………………………………………… Bảo vệ đường dây tải điện……………………………………… … 13 B Phần tập Chương : Chọn Máy Biến Dòng Điện…………………………….30 Chương : Tính toán ngắn mạch………………………… 32 Chương : Tính toán thông số khởi động cho bảo vệ đường dây…………………………………………………42 Chương : Xác định vùng bảo vệ bảo vệ cắt nhanh kiểm tra độ nhạy……………………………………………….46 Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle A PHẦN LÝ THUYẾT I Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rơle Nhiệm vụ bảo vệ role Khi thiết kế vận hành hệ thống điện cần phải kể đến khả phát sinh hư hỏng tình trạng làm việc không bình thường hệ thống điện Ngắn mạch loại cố xảy nguy hiểm hệ thống điện Hậu ngắn mạch là: a) Thụt thấp điện áp phần lớn hệ thống điện b) Phá hủy phần tử bị cố tia lửa điện c) Phá hủy phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua tác động nhiệt d) Phá hủy ổn định hệ thống điện Ngoài loại hư hỏng, hệ thống điện có tình trạng việc không bình thường Một tình trạng việc không bình thường tải Dòng điện tải làm tăng nhiệt độ phần dẫn điện giới hạn cho phép làm cách điện chúng bị già cỗi bị phá hủy Để ngăn ngừa phát sinh cố phát triển chúng thực biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng khỏi mạng điện, để loại trừ tình trạng làm việc không bình thường có khả gây nguy hiểm cho thiết bị hộ dùng điện Để đảm bảo làm việc liên tục phần không hư hỏng hệ thống điện cần có thiết bị ghi nhận phát sinh hư hỏng với thời gian bé nhất, phát phần tử bị hư hỏng cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện Thiết bị thực nhờ khí cụ tự động có tên gọi rơle Thiết bị bảo vệ thực nhờ rơle gọi thiết bị bảo vệ rơle (BVRL) Như nhiệm vụ thiết bị BVRL tự động cắt phần tử hư hỏng khỏi hệ thống điện Ngoài thiết bị BVRL ghi nhận phát tình trạng làm việc không bình thường phần tử hệ thống điện, tùy mức độ mà BVRL tác động báo tín hiệu cắt máy cắt Những thiết bị BVRL phản ứng với tình trạng làm việc không bình thường thường thực tác động sau thời gian trì định (không cần phải có tính tác động nhanh thiết bị BVRL chống hư hỏng) Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Các yêu cầu bảo vệ rơle 2.1 Tính chọn lọc Tác động bảo vệ đảm bảo cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện gọi tác động chọn lọc Khi có nguồn cung cấp dự trữ cho hộ tiêu thụ, tác động tạo khả cho hộ tiêu thụ tiếp tục cung cấp điện Hình : Cắt chọn lọc mạng có nguồn cung cấp Yêu cầu tác động chọn lọc không loại trừ khả bảo vệ tác động bảo vệ dự trữ trường hợp hỏng hóc bảo vệ máy cắt phần tử lân cận Cần phân biệt khái niệm chọn lọc: + Chọn lọc tương đối: theo nguyên tắc tác động mình, bảo vệ làm việc bảo vệ dự trữ ngắn mạch phần tử lân cận + Chọn lọc tuyệt đối: bảo vệ làm việc trường hợp ngắn mạch phần tử bảo vệ Tác động nhanh Càng cắt nhanh phần tư bị ngắn mạch hạn chế mức độ phá hoại phần tử , giảm thời gian trụt thấp điện áp hộ tiêu thụ có khả giữ ổn định hệ thống điện 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 Độ nhạy Bảo vệ rơle cần phải đủ độ nhạy hư hỏng tình trạng làm việc không bình thường xuất phần tử bảo vệ hệ thống điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Thường độ nhạy đặc trưng hệ số nhạy K n Đối với bảo vệ làm việc theo đại lượng tăng ngắn mạch (ví dụ, theo dòng), hệ số độ nhạy xác định tỷ số đại lượng tác động tối thiểu (tức dòng ngắn mạch bé nhất) ngắn mạch trực tiếp cuối vùng bảo vệ đại lượng đặt (tức dòng khởi động) đại lượng tác động tối thiểu Kn = -đại lượng đặt Thường yêu cầu Kn = 1,5 ÷ Tính đảm bảo Bảo vệ phải luôn sẵn sàng khởi động tác động cách chắn tất trường hợp ngắn mạch vùng bảo vệ tình trạng làm việc không bình thường định trước Mặc khác bảo vệ không tác động ngắn mạch Nếu bảo vệ có nhiệm vụ dự trữ cho bảo vệ sau ngắn mạch vùng dự trữ bảo vệ phải khởi động không tác động bảo vệ đặt gần chỗ ngắn mạch chưa tác động Để tăng tính đảm bảo bảo vệ cần: + Dùng rơle chất lượng cao + Chọn sơ đồ bảo vệ đơn giản (số lượng rơle, tiếp điểm ít) + Các phận phụ (cực nối, dây dẫn) dùng sơ đồ phải chắn, đảm bảo + Thường xuyên kiểm tra sơ đồ bảo vệ II Các nguyên tắc bảo vệ Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Bảo vệ dòng điện Bảo vệ dòng điện loại bảo vệ tác động có dòng điện qua phần tử bảo vệ vượt giá trị trước Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ dòng điện chia làm loại : 1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại Bảo vệ dòng điện cực đại loại bảo vệ tác động có dòng điện qua phần tử bảo vệ vượt giới hạn dòng điện làm việc định mức ( Imax) - Thông số khởi động : Dòng khởi động bảo vệ : k k i = at mm I kd lvm k tv Nếu xét đến hệ số sơ đồ hệ số biến đổi ni BI dòng điện khởi động IkđR : k k k i = at mm sd I kd lvm k n tv i Trong : kat : Hệ số an toàn ( kat = 1, – 1,2 ) kmm : Hệ số mở máy ( kmm = – ) ksd : Hệ số sơ đồ, phụ thuộc vào sơ đồ đấu dây BI với rơle ktv : Hệ số trở phụ thuộc vào loại rơle ni : Tỷ số biến đổi BI Chọn thời gian làm việc : Được đảm bảo cách chọn thời gian làm việc bảo vệ kề chọn lờn lượng Δt = 0,3 – 0,5s Trong bảo vệ đặt gần nguồn có thời gian làm việc lớn 1.2 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle 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 điện mở máy lớn qua chỗ đặt bảo vệ hư hỏng đầu phần tử Dòng điện khởi động bảo vệ dòng cắt nhanh: Ikd = kat.Inngmax Trong : kat = 1,2 – 1,3 Inngmax : dòng điện MM lớn có nm phần tử Thời gian làm việc bảo vệ : t ≈ 0s ( t ≤ 0,1 ) Nhược điểm bảo vệ cắt nhanh : không bảo vệ toàn đối tượng cần bảo vệ Vùng tác động bảo vệ cắt nhanh thay đổi thao dạng ngắn mạch chế độ làm việc hệ thống So lệch dòng điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Nguyên tắc tác động : Bảo vệ so lệch dòng điện loại bảo vệ làm việc dựa nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện đầu phần tử bảo vệ Nếu sai lệch dòng điện vượt trị số cho trước bảo vệ tác động Vùng tác động bảo vệ so lệch dòng điện giới hạn vị trí đặt tổ máy biến dòng điện đẩu cuối phần tử bảo vệ, từ nhận tín hiệu dòng điện để so sánh Xét làm việc : + Khi bình thường ngắn mạch vùng bảo vệ ( N1 ) I → I =I I S1 = s t1 t → I = ∆I = I = I − I = R s1 t1 t • Đồ thị vecto : + Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ ( N2 ) I I S1 R ≠ I→ = ∆I = I I t1 ≠ I t S1 =I −I ≠0 t1 t Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Đồ thị véctơ : Khi chí có nguồn đầu A =I −I = I t1 t t1 Nếu I R 〉 I kdR bảo vệ tác động I R So sánh pha dòng điện • Đặc tính góc pha dòng điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Bảo vệ so sánh góc pha làm việc dựa nguyên tắc so sánh pha dòng điện đầu phần tử bảo vệ Độ lệch pha ∆ϕ = ϕ − ϕ = Ở chế độ làm việc bình thường có ngắn mạch ( N1) góc pha dòng điện đầu phần tử bảo vệ gần nên = 0° Khi ngắn mạch vùng bảo vệ ( N2) dòng điện đầu phần tử bảo vệ ngược pha nên = 180° Trên thực tế, ảnh hưởng điện dung phân bố bảo vệ nên chế độ làm việc bình thường cung có ngắn mạch # Để cho o bảo vệ không tác động nhầm cần phải chọn góc khởi động : 0kd ≥ ± ( 30 ÷ 60 ) Bảo vệ dòng điện có định hướng công suất Nguyên tắc tác động bảo vệ : Bảo vệ qua dòng điện có định hướng công suất bảo vệ theo trị số dòng điện qua cho đặt bảo vệ góc lệch pha dòng điện với điện áp góp trạm bảo vệ, bảo vệ tác động dòng điện vượt trị số định trước góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đường dây bảo vệ Nguyễn Hồng Linh_D1H1 10 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle = = 4,511 = 2,265 kA Ta có dòng thành phần thứ tự không pha : = = 1,503 Suy thành phần dòng thứ tự không điểm ngắn mạch : I0 = Icb = 1,503 = 0,754 kA Tính toán cho điểm lại tương tự : Điểm N1 N2 N3 ngắn mạch N6 N7 0,285 0,35 0,415 0,452 0,521 0,522 0,22 0,285 0,35 0,415 0,452 0,521 0,522 0,235 0,455 0,365 0,65 0,495 0,845 0,625 1,04 0,687 1,139 0,749 1,27 0,811 1,33 2,265 1,611 1,260 1,035 0,946 0,841 0,813 0,744 0,537 0,420 0,345 0,315 0,280 0,271 1,035 0,946 0,841 0,813 // = = m(1,1) = N5 0,22 2,265 1,611 1,260 2.2.3 Tính ngắn mạch pha chạm đất : * Tính toán chi tiết cho N1 : = N4 = 0,1136 = =3 = = 1,5 Dòng ngắn mạch pha điểm N1 : = m(1,1) = 1,5.3 = 4,5 Trong đơn vị có tên : = = 4,5 = 2,259 kA Ta có dòng thành phần thứ tự không pha : = = = 1,45 Suy dòng thứ tự không điểm ngắn mạch : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 37 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle I0 = Icb = 3.1,45 = 0,36 kA Tính toán cho điểm lại tương tự : Điểm N1 N2 N3 ngắn mạch 0,22 0,285 0,35 0,22 0,285 0,35 0,235 0,365 0,495 0,114 0,160 0,205 N4 N5 N6 N7 0,415 0,415 0,625 0,249 0,452 0,452 0,687 0,273 0,521 0,521 0,749 0,307 0,522 0,522 0,811 0,312 2,257 1,692 1,175 0,820 0,621 0,490 0,398 0,728 0,495 0,375 0,302 0,276 0,254 0,236 2,183 1,484 1,124 0,905 0,827 0,763 0,707 2.3 Tính toán chế độ cực tiểu : Sơ đồ thay chế độ cực đại có MBA làm việc Sơ đồ thay sau : Điện kháng hệ thống chế độ Min sau : X1HT* = = 0,124 X2 HT* = X1 HT * = 0,124 X0HT* =1,2 XHT* = 1,2 0,124 = 0,1488 Tương tự chế độ cực đại ta chia đoạn đường dây D1,D2 thành đoạn ta xét ngắn mạch điểm sau : 2.3.1 Ngắn mạch pha : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 38 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle * Tính toán chi tiết cho điểm ngắn mạch N1: = = X1HT* + XB = 0,124 + 0,2625 = 0,3865 = = 0,3865 = = = 1,294 Với ngắn mạch N(2) hệ số m = Do dòng ngắn mạch pha điểm N1 : = m = 1,294 = 2,24 Trong đơn vị có tên : = = 2,24 = 1,125 kA Tính toán tương tự cho điểm lại ,ta có bảng sau : Điểm NM N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 0,3865 0,3865 0,3865 0,4515 0,4515 0,4515 0,5165 0,5165 0,5165 0,5815 0,5815 0,5815 0,6278 0,6278 0,6278 0,6741 0,6741 0,6741 0,7204 0,7204 0,7204 1,125 0,963 0,842 0,748 0,693 0,645 0,603 2.3.2 Tính ngắn mạch N(1,1) : * Tính toán chi tiết cho N1 : = X0HT* + XB = 0,1488+ 0,2625 = 0,4113 = = X1HT* + XB = 0,124 + 0,2625 = 0,3865 = // m(1,1) = = = = 0,199 = = 1,708 = = 1,5 Dòng ngắn mạch pha điểm N1 : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 39 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle = m(1,1) = 1,5.1,708 = 2,562 Trong đơn vị có tên : = = 2,562 = 1,286 kA Ta có dòng thành phần thứ tự không pha : = = 1,708 = 0,827 Suy dòng thứ tự không điểm ngắn mạch : I0 = Icb = 0,827 = 0,415 kA Tính toán cho điểm lại tương tự : Điểm N1 N2 N3 ngắn mạch 0,3865 0,4515 0,5165 0,3865 0,4515 0,5165 0,4113 0,5413 0,6713 0,199 0,246 0,292 N4 N5 N6 N7 0,5815 0,5815 0,8013 0,337 0,6278 0,6278 0,8633 0,363 0,6741 0,6741 0,9253 0,389 0,7204 0,7204 0,9873 0,416 1,286 1,079 0,931 0,819 0,760 0,708 0,662 0,415 0,327 0,270 0,230 0,215 0,201 0,189 1,246 0,982 0,810 0,690 0,644 0,604 0,568 2.3.3 Tính ngắn mạch pha N(1): * Tính toán chi tiết cho điểm ngắn mạch N1: = 0,3865 ; = + = = 0,4113 = 0,3865+0,4113 = 0,7978 = = 0,844 Với ngắn mạch pha hệ số m = 3.Dòng ngắn mạch pha điểm N1 : = m = 3.0,844 = 2,532 Trong đơn vị có tên : = = 2,532 Ta có dòng thành phần thứ tự không pha : = 1,271 kA = = 0,844 Suy dòng thứ tự không điểm ngắn mạch : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 40 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle I0 = Icb =0,844 = 0,424 kA Tính toán cho điểm lại tương tự : Điểm N1 N2 N3 ngắn mạch N4 N5 N6 N7 0,3865 0,4515 0,5165 0,5815 0,6278 0,6741 0,7204 0,3865 0,4515 0,5165 0,5815 0,6278 0,6741 0,7204 0,4113 1,1843 0,5413 1,4443 0,6713 1,7043 0,8013 1,9643 0,8633 2,1189 0,9253 2,2735 0,9873 2,4281 1,271 1,043 0,884 0,767 0,711 0,662 0,620 1,271 1,043 0,884 0,767 0,722 0,662 0,620 * Bảng tổng kết dòng ngắn mạch ứng với phụ tải max : Chế độ Max Loại NM N(3) N(1) N(1,1) Min N(2) N(1) N(1,1) N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 IN(kA) 2,282 1,761 1,434 1,210 1,11 0,963 0,962 IN(kA) 2,231 1,611 1,260 1,035 0,954 0,841 0,813 (kA) 2,231 1,611 1,260 1,035 0,954 0,841 0,813 IN(kA) 2,257 1,692 1,175 0,820 0,621 0,490 0,398 (kA) 2,183 1,484 1,124 0,905 0,827 0,763 0,707 IN(kA) 1,125 0,963 0,842 0,748 0,963 0,645 0,603 IN(kA) 1,272 1,043 0,884 0,767 0,711 0,662 0,620 (kA) 1,272 1,043 0,884 0,767 0,711 0,662 0,620 IN(kA) 1,286 1,079 0,931 0,820 0,760 0,708 0,662 (kA) 1,246 0,982 0,810 0,690 0,644 0,604 0,568 Dòng ngắn mạch ứng với trường hợp : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 41 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Chế độ Max Min IN(kA) (kA) IN(kA) (kA) N1 2,282 2,231 1,286 1,272 N2 1,761 1,611 1,079 1,043 N3 1,434 1,260 0,931 0,884 N4 1,210 1,035 0,820 0,767 N5 1,11 0,954 0,711 0,721 N6 0,963 0,841 0,708 0,662 N7 0,962 0,813 0,662 0.620 2.4 Xác định quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây IN = f(L) : HÌNH 1:ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH NM Ở CHẾ ĐỘ CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU Nguyễn Hồng Linh_D1H1 42 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle HÌNH 2: ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA DÒNG NM THỨ TỰ KHÔNG Ở CHẾ ĐỘ CỰC ĐẠI VÀ CỰC TIỂU Nguyễn Hồng Linh_D1H1 43 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle CHƯƠNG 3.TÍNH TOÁN CÁC THỐNG SỐ KHỞI ĐỘNG CHO CÁC BẢO VỆ CỦA ĐƯỜNG DÂY 3.1 BẢO VỆ QUÁ DÒNG CẮT NHANH (50): 3.1.1 Cắt nhanh theo dòng điện pha : Dòng điện khởi động xác định theo công thức sau : Ikđ = kat INngmax Trong : + kat hệ số an toàn ,lấy kat = 1,2 + INngmax dòng ngắn mạch cực đại * Tính toán cho bảo vệ : INngmax1 = IN4max = 1,21 kA = 1,2 1,21 = 1,452 kA * Tính toán cho bảo vệ : INngmax2 = IN7max = 0,962 kA = 1,2 0,962 = 1,1544 kA 3.1.2 Bảo vệ dòng thứ tự không cắt nhanh (50N) : Dòng khởi động chọn theo công thức sau : = kat Trong : + kat hệ số an toàn ,lấy kat = 1,2 + I0Nngmax dòng ngắn mạch thứ tự không (tổng) cực đại * Tính toán cho bảo vệ : = = 1,035 kA Suy = 1,2 1,035 = 1,242 kA * Tính toán cho bảo vệ : = = 0,813 kA Suy = 1,2 0,813 = 0,9765 kA 3.2 Bảo vệ dòng có thời gian (51): Dòng bảo vệ dòng có thời gian lựa chọn theo công thức : Ikđ = Ilvmax Trong : Kat : hệ số an toàn , lấy kat = 1,2 Kmm : hệ số mở máy , lấy kmm = 1,2 Nguyễn Hồng Linh_D1H1 44 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Ktv : hệ số an trở , lấy ktv = 0,95 Ilv max: dòng điện làm việc max đường dây D1 ,D2 Theo tính toán phần ta có : Ilvmax1= 542,622 A * Bảo vệ : Ikđ1 = Ilvmax1 = 542,622 = 822,5 A * Bảo vệ : Ikđ2 = Ilvmax2 = 326,581 = 495,028 A 3.2.1 Xác định đặc tính thời gian cho bảo vệ 51 chế độ max : * Với bảo vệ 2: Chọn đặc tính thời gian phụ thuộc có độ dốc tiêu chuẩn : t= Tđặt2 - Tại điểm ngắn mạch N7: Ta có IN7max = 0,962 kA suy I (*7 ) = I ( ) max I kd = 0,962.103 = 1,943 A 495, 028 Mặt khác ta có : t2(7) = tpt2 + ∆t = 0,5 + 0,3 = 0,8 Tdat = ( ) = 0,8.( 1,943 t2( ) I*0,02 ( 7) − 0,14 0,02 0,14 − 1) = 0, 076s - Tại điểm ngắn mạch N6: I N max 0,963.103 = = 1,945 A I kd 495, 028 0,14 0,14 = = 0, 076 = 0,867 s 0,02 0,02 t2( ) I*( ) − 0,8 ( 1,945 − 1) I (*6) = T2( 6) ( ) - Tại điểm ngắn mạch N5: I N max 1,11.103 = = 2, 242 A I kd 495, 028 0,14 0,14 = = 0, 076 = 0,817 s 0,02 0,02 t2( 5) I*( 5) − 0,8 ( 2, 242 − 1) I (*5) = T2( 5) ( ) - Tại điểm ngắn mạch N4’: I N max 1, 21.103 = = 2, 444 A I kd 495, 028 0,14 0,14 = = 0, 076 = 0, 737 s 0,02 0,02 t2( 4) I*( 4) − 0,8 ( 2, 444 − 1) I (*4) = T2( 4) ( ) Nguyễn Hồng Linh_D1H1 45 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Với bảo vệ Chọn đặc tính thời gian phụ thuộc cực dốc t= Tđặt Trong I* = * Tại điểm ngắn mạch N4 : Ta có IN4 max= 1,21 kA : I * ( 4) 1, 21.103 = = 1, 471 822,5 t1(4)= t1(4’)+ t = 0,737 + 0,3 = 1,037 s Tdat = t1( 4) ( I 4* − 1) 13,5 = 1, 037 ( 1, 471 − 1) = 0, 036 s 13,5 * Tại điểm ngắn mạch N3 : 1, 434.103 I = = 1, 743 822,5 13,5 13,5 t1( 3) = * Tdat = 0, 036 = 0, 654 s I ( 3) − 1, 743 − * ( 3) * Tại điểm ngắn mạch N2 : I * ( 2) t1( ) 1, 761.103 = = 2,141 822,5 13,5 13,5 = * Tdat = 0, 036 = 0, 426 s I ( 3) − 2,142 − * Tại điểm ngắn mạch N1 : 2, 282.103 = 2, 774 822,5 13,5 = 0, 036 = 0, 274s 2, 774 − I (*1) = t1( 1) = 13,5 Tdat I (*3) − Ta có bảng thời gian làm việc ngắn mạch chế độ max đường dây sau : ĐiểmNM N1 N2 N3 N4 ĐiểmNM N4’ N5 N6 N7 * * I 2,774 2,141 1,743 1,471 I 2,444 2,242 2,945 1,943 t1(s) 0,274 0.426 0,654 0,937 t1(s) 0,737 0,817 0,867 0.800 * Tính toán tương tự cho đường dây chế độ cực tiểu ta có bảng sau : ĐiểmNM N1 N2 N3 N4 ĐiểmNM N4’ N5 N6 N7 * * I 1.839 1.544 1.333 1.173 I 1,656 1,436 1,430 1,337 t1(s) 0.836 1.290 2.109 4.055 t1(s) 0.991 1.066 1.148 1.239 Nguyễn Hồng Linh_D1H1 46 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Đặc tính thời gian cho bảo vệ đường dây chế độ max 3.2.3 Xác định đặc tính thời gian cho bảo vệ dòng thứ tự không (51N): Dòng điện khởi động chọn theo công thức I0kđ = k0 ×IdđBI Trong : k0 =0,3 Ilvmax : dòng làm việc max qua BI (A) I0kđ1 = k0 IdđBI1 = 0,3 250 = 75 A I0kđ2 = k0 IdđBI2 = 0,3 500 = 150 A Thời gian làm việc bảo vệ dòng thứ tự thời gian làm việc theo đặc tính độc lập : t2 = + t = 0,5 + 0,3 = 0,8 s t1 = + t = 0,8 + 0,3 = 1,1 s Nguyễn Hồng Linh_D1H1 47 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle CHƯƠNG 4.XÁC ĐỊNH VÙNG BẢO VỆ CỦA BẢO VỆ CẮT NHANH VÀ KIỂM TRA ĐỘ NHẠY 4.1 Bảo vệ cắt nhanh : 4.1.1 Theo dòng pha : Với = 1,452 kA xác định = kat.IN7max = 1,2.0,962 = 1,1544 kA Dựa vào phương pháp hình học ta có vùng bảo vệ bảo vệ cắt nhanh đặt đường dây D1,D2 : Ta thấy bảo cắt nhanh (50) bảo vệ phần đường dây L1 ngắn mạch chế độ cực đại với L = 25 km tương ứng với 50% L1 ,còn đường dây L2 không bảo vệ ta phải dung bảo vệ có vùng tác động lớn bảo vệ khoảng cách 4.1.1 Theo dòng thư tự không: Nguyễn Hồng Linh_D1H1 48 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Theo tính toán ta có : I0kđ1 = 1,242 kA ;I0kđ2 = kA Ta thấy bảo vệ bảo vệ 75% L1 , bảo vệ bảo vệ đoạn nhỏ đường dây 4.2 Tính toán độ nhạy bảo vệ : Độ nhạy bảo vệ xác định theo công thức sau : Kn = Điều kiện : + Kn 1,5 (nếu bảo vệ chính) + Kn 1,2 (nếu bảo vệ dự trữ ) Trong : INmin dòng điện ngắn mạch nhỏ vùng bảo vệ Ikđ dòng khởi động bảo vệ - Bảo vệ BV151N K1( 51) = I N 0, 767.103 = = 0, 932 ( 51) 822, I kd - Bảo vệ BV151N : Nguyễn Hồng Linh_D1H1 49 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle K1( 51) = I N 0, 767.103 = = 10, 227 75 I kd( 51) - Bảo vệ BV150 : K1( 51) = I N 0, 767 = = 0, 603 1, 242 I kd( 51) - Bảo vệ BV151N : = = = 0,647 - Bảo vệ BV251 : ( 51) K2 = I N I kd( 512) 0, 620.103 = = 1, 252 495, 028 - Bảo vệ BV251N : K 2( 51) = I OΕN 0, 620.103 = = 4,133 150 I kd( 512) - Bảo vệ BV250 : K 2( 50) = I N 0, 620 = = 0,523 1,1856 I kd( 512) - Bảo vệ BV251N : K 2( 50) = I OΣN 0, 620 = = 0, 620 I kd( 512) * Nhận xét : so sánh với điều kiện ta thấy có BV151N ,BV251 ,BV251N thỏa mãn điều kiện thực tế để bảo vệ cho đường dây người ta thường dùng phối hợp thêm bảo vệ bảo vệ khoảng cách ,bảo vệ so lệch ,bảo vệ có hướng,… để bảo vệ cho đường dây vận hành an toàn hiệu cao - Nguyễn Hồng Linh_D1H1 50 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Tài liệu tham khảo 1.VS.GS.Trần Đình Long Bảo vệ hệ thống điện, NXB KHKT, Hà Nội 2000 2.Trường Đại Học Điện Lực Bảo vệ Role hệ thống điện 3.PGS.TS.Phạm Văn Hòa Ngắn mạch đứt dây hệ thống điện, NXB KHKT, Hà Nội 2006 Nguyễn Hồng Linh_D1H1 51 Trường Đại Học Điện Lực