Cùng với sự phát triển của đất nước, yêu cầu về chất lượng và độ tin cậy của cung cấp điện ngày càng nghiêm ngặt điều đó đòi hỏi hệ thống bảo vệ rơ le phải luôn được cải tiến và hoàn thiện. Những thành tựu to lớn của khoa học kỹ thuật trong các lĩnh vuawcj khac nhau như vạt liệu điện, điện tử, kỹ thuật vi xử lý…cho phép chế tạo các loại rơ le hiện đại với các tính năng siêu việt đảm bảo cho hệ thống rơ le tác động nhanh và tin cậy. Mặc dù có những tính năng ưu việt và hiện đại nhưng các loại sơ đồ bảo vệ rơ le thế hệ mới vẫn hoạt động dựa trên các nguyên tắc cơ bản. Qua việc học tập môn Bảo vệ rơ le và tự động hóa trên lớp chúng em đã biết them rất nhiều điều bổ ích. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn hệ thống điện đặc biệt là thầy Ninh Văn Nam đã giúp đỡ chúng em rát nhiều trong việc hoàn thành bài tập lớn môn này. Do kiến thức vẫn còn hạn hẹp và nguồn tài liệu tham khảo vẫn còn hạn chế nên trong quá trình làm bài khó tránh khỏi những thiếu xót. Chúng em rất mong các quý thầy cô có thể đóng góp để bài tập lớn của chúng em hoàn thiện hơn.
Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI _-_ KHOA ĐIỆN_-_ BÀI TẬP LỚN MÔN: BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Giáo viên hướng dẫn : Ninh Văn Nam Sinh viên thực : Nguyễn Văn Nhật Nguyễn Thị Nga Lớp : Điện CLC K9 Khóa :9 Hà Nội – 2016 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Mục lục Lời nói đầu Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Cùng với phát triển đất nước, yêu cầu chất lượng độ tin cậy cung cấp điện ngày nghiêm ngặt điều đòi hỏi hệ thống bảo vệ rơ le phải cải tiến hoàn thiện Những thành tựu to lớn khoa học kỹ thuật lĩnh vuawcj khac vạt liệu điện, điện tử, kỹ thuật vi xử lý…cho phép chế tạo loại rơ le đại với tính siêu việt đảm bảo cho hệ thống rơ le tác động nhanh tin cậy Mặc dù có tính ưu việt đại loại sơ đồ bảo vệ rơ le hệ hoạt động dựa nguyên tắc Qua việc học tập môn Bảo vệ rơ le tự động hóa lớp chúng em biết them nhiều điều bổ ích Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn hệ thống điện đặc biệt thầy Ninh Văn Nam giúp đỡ chúng em rát nhiều việc hoàn thành tập lớn môn Do kiến thức hạn hẹp nguồn tài liệu tham khảo hạn chế nên trình làm khó tránh khỏi thiếu xót Chúng em mong quý thầy cô đóng góp để tập lớn chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện CHƯƠNG I : CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ RƠ LE Bảo vệ dòng điện Bảo vệ dòng bảo vệ tác động giá trị dòng điện chạy mạch vượt ngưỡng cho phép xác định Đây loại bảo vệ đơn giản hiệu nhất, áp dụng rộng rãi mạng điện Chức bảo vệ dòng chống tượng ngắn mạch, kể ngắn mạch chạm đất xảy hệ thống điện Để đảm bảo chọn lọc bảo vệ thực theo hai nguyên lý : bảo vệ dòng có thời gian trì bảo vệ dòng tác động tức thời chỉnh định theo dòng ngắn mạch Bảo vệ dòng có vùng tác động thay đổi phụ thuộc vào tình trạng cố chế độ hệ thống điện, có số phần đối tượng không bảo vệ Để hạn chế điều người ta thường kết hợp bảo vệ khác bảo vệ dòng thường bố trí cho vùng tác động thường lấn sang vùng khác bảo vệ 1.1 Bảo vệ dòng cực đại 1.1.1 Cơ sở lý thuyết a) Nguyên lý hoạt động Sơ đồ nguyên lý bảo vệ dòng điện cực đại b) Tính toán bảo vệ dòng cực đại - Dòng điện khởi động Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện - Dòng khởi động rơ le - Dòng khởi động thực rơ le - nhạy bảo vệ Trong đó: Bảo vệ cắt nhanh Nguyên lý tác động Bảo vệ cắt nhanh dạng bảo vệ chống dòng tác động cách thức thời Khác với bảo vệ dòng cực đại, bảo vệ cắt nhanh đảm bảo tính chọn lọc cách chọn dòng khởi động không dựa vào dòng làm việc mà đựa vào đòng điệ ngắn mạch lớn vùng bảo vệ 1.2.2 Tính toán bảo vệ cắt nhanh - Dòng khởi động Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện - Dòng khởi động rơ le - Dòng dặt rơ le - Dòng khởi động thực tế bảo vệ cắt nhanh - Độ nhạy Trong đó: 1.3 Bảo vệ so lệch Bảo vệ so lệch với dòng điện tuần hoàn Bảo vệ so lệch với dòng điện tuần hoàn loại bảo vệ thực dựa so sánh trị số pha dòng điện đầu cuối phần tử bảo vệ Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Sơ đồ giải thích nguyên lý bảo vệ so lệch theo dòng điện tuần hoàn 1.3.2 Bảo vệ so lệch cân áp Sơ đồ bảo vệ so lệch cân áp Trường hợp ngắn mạch vùng bảo vệ chế độ làm việc bình thường dòng điện hai đầu vùng bảo vệ có giá trị ngang trùng pha nên suất Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện điện động cuôn dây thứ cấp máy biến dòng dòng điện chạy qua rơ le không Trường hợp ngắn mạch xảy vùng bảo vệ dòng điện hai đầu thiết bị bảo vệ có độ lớn lệch nên có dòng điện chạy qua rơ le làm cho rơ le tác động Bảo vệ so lệch ngang Bảo vệ so lệch ngang dựa so sánh dòng điện hai nhánh song có điện trở dòng điện chế độ làm việc bình thường Ở chế độ làm việc bình thường ngắn mạch vùng bảo vệ dòng điện chạy hai nhánh có giá trị chiều Dòng điện vào rơ le có giá trị không Bảo vệ không tác động Khi xảy cố ngắn mạch hai đường dây dòng điện hai nhán có giá trị khác dòng qua rơ le khác không Nếu lớn giá trị đặt trước bảo vệ tác động Tính toán bảo vệ so lệch - Dòng điện khởi động bảo vệ so lệch chọn theo dòng không cân có ngắn mạch vùng bảo vệ có độ tin cậy: - Dòng không cân cực đại - Dòng khởi động rơ le - Dòng đặt rơ le Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện - Dòng khởi động thực tế rơ le - Độ nhạy bảo vệ Trong đó: hệ số tính đên ảnh hưởng thành phần không chu kỳ dòng ngắn mạch thường lấy BI có độ bão hòa từ nhanh với máy khác : Hệ số tính đến đặc tính loại máy biến dòng 0,5 máy giống máy khác : Sai số máy biến dòng thường lấy 10% Bảo vệ khoảng cách 1.4.1 Cơ sở lý thuyết Bảo vệ khoảng cách bảo vệ dựa việc đo tổng trở phần tử bảo vệ Nếu thấy tổng trở đo nhỏ tổng trở định trước bảo vệ tác động Cho nên bảo vệ khoảng cách bảo vệ tổng trở Bảo vệ khoảng cách dung bảo vệ lưới điện phức tạp nhiều nguồn cấp với hình dạng sử dụng rộng rãi làm bảo vệ cho đường dây tải điện Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện BV ÐD HT : Tổng trở đường dây k: hệ số ảnh hưởng đến điện trở hồ quang chỗ ngắn mạch sai số BI, BM thường lấy rơ le điện k = 0,8 rơ le tĩnh k = 0,85 rơ le số k = 0,9 Tính toán bảo vệ khoảng cách - Dòng khởi động - Chọn BI sơ đồ nối - Dòng khởi động rơ le - Dòng khởi động thực rơ le - nhạy bảo vệ 10 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠ LE CHO MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Sơ đồ mạng điện 2.2Xử lý số liệu • Hệ thống có công suất • Máy biến áp B1 - Công suất: - Tổng trở máy biến áp: • Máy biến áp B2 - Công suất: - Tổng trở máy biến áp: • Đường dây L1 - Dây L1 dây AC-95 có chiều dài 10km có=0,27Ω/km =0,4 Ω/km Tổng trở đường dây ( • Đường dây L2 - Dây L2 dây AC-95 có chiều dài 10km có=0,27Ω/km =0,4 Ω/km 11 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Tổng trở đường dây ( • Đường dây L3 - Dây L3 dây AC-70 có chiều dài 5km có=0,54Ω/km =0,4 Ω/km Tổng trở đường dây ( • Phụ tải C - Phụ tải C có công suất 2MW hệ hệ số công suất cosφ = 0,9 Công suất toàn phần Công suất phản kháng Dòng công suất • Phụ tải D - Phụ tải D có công suất 3MW hệ hệ số công suất cosφ = 0,85 Công suất toàn phần Công suất phản kháng Dòng công suất • Phụ tải E - Phụ tải C có công suất 3MW hệ hệ số công suất cosφ = 0,9 Công suất toàn phần Công suất phản kháng Dòng công suất 2.3 Tính toán bảo vệ 2.3.1 Tính toán bảo vệ đường dây D3( dùng bảo vệ dòng có thời gian) - Dòng công suất chạy đường dây D3 Dòng điện chạy dây dẫn 12 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Hệ số tin cậy Hệ số mở máy 1,6 Hệ số trở Dòng điện khởi động - Chon BI có dòng điện định mức sơ cấp 250 A dòng làm việc thứ cấp 5A Hệ số máy biến dòng - BI mắc khuyết nên Dòng khởi động rơ le - Chọn rơ le có dòng đặt 7A Dòng điện khởi động thực tế rơ le - Tính toán ngắn mạch điểm E + Sơ đồ thay A Xht Xb1 B Rd1 Xd1 D C Xb2 Rd2 Lấy Ta có giá trị thông số sau quy đổi sau: - nhạy bảo vệ 13 Xd2 E Rd3 Xd3 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Vậy thỏa mãn điều kiện Đăc tính độc lập t5 t5 I Đặc tính phụ thuộc 14 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện t I 2.3.2 Tính toán bảo vệ đường dây D2( bảo vệ dòng có thời gian) - Dòng công suất chạy đường dây D2 Dòng điện chạy dây dẫn Hệ số tin cậy Hệ số mở máy 1,6 Hệ số trở Dòng điện khởi động - Chon BI có dòng điện định mức sơ cấp 450 A dòng làm việc thứ cấp 5A Hệ số máy biến dòng - BI mắc khuyết nên Dòng khởi động rơ le 15 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện - Chọn rơ le có dòng đặt 8A Dòng điện khởi động thực tế rơ le - Tính toán ngắn mạch điểm E + Sơ đồ thay Lấy Ta có giá trị thông số sau quy đổi sau: - nhạy bảo vệ Vậy thỏa mãn điều kiện - Thời gian tác động rơ le - Đặc tính độc lập 16 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện - Đặc tính phụ thuộc 17 [...]... Tính toán bảo vệ 2.3.1 Tính toán bảo vệ đường dây D3( dùng bảo vệ quá dòng có thời gian) - Dòng công suất chạy trên đường dây D3 Dòng điện chạy trong dây dẫn 12 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Hệ số tin cậy Hệ số mở máy 1,6 Hệ số trở về 1 Dòng điện khởi động - Chon BI có dòng điện định mức sơ cấp 250 A và dòng làm việc thứ cấp 5A Hệ số máy biến dòng - BI mắc sao khuyết nên Dòng khởi động của... Dòng điện khởi động thực tế của rơ le - Tính toán ngắn mạch tại điểm E + Sơ đồ thay thế A Xht Xb1 B Rd1 Xd1 D C Xb2 Rd2 Lấy Ta có giá trị của các thông số sau khi quy đổi như sau: - nhạy của bảo vệ 13 Xd2 E Rd3 Xd3 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện Vậy thỏa mãn điều kiện Đăc tính độc lập t5 t5 I Đặc tính phụ thuộc 14 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện t I 2.3.2 Tính toán bảo vệ đường dây D2( bảo vệ quá dòng... điện khởi động - Chon BI có dòng điện định mức sơ cấp 450 A và dòng làm việc thứ cấp 5A Hệ số máy biến dòng - BI mắc sao khuyết nên Dòng khởi động của rơ le 15 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện - Chọn rơ le có dòng đặt là 8A Dòng điện khởi động thực tế của rơ le - Tính toán ngắn mạch tại điểm E + Sơ đồ thay thế Lấy Ta có giá trị của các thông số sau khi quy đổi như sau: - nhạy của bảo vệ Vậy thỏa... có chiều dài 5km và có=0,54Ω/km =0,4 Ω/km Tổng trở của đường dây ( • Phụ tải C - Phụ tải C có công suất 2MW và hệ hệ số công suất cosφ = 0,9 Công suất toàn phần Công suất phản kháng Dòng công suất • Phụ tải D - Phụ tải D có công suất 3MW và hệ hệ số công suất cosφ = 0,85 Công suất toàn phần Công suất phản kháng Dòng công suất • Phụ tải E - Phụ tải C có công suất 3MW và hệ hệ số công suất... CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN BẢO VỆ RƠ LE CHO MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Sơ đồ mạng điện 2.2Xử lý số liệu • Hệ thống có công suất • Máy biến áp B1 - Công suất: - Tổng trở máy biến áp: • Máy biến áp B2 - Công suất: - Tổng trở máy biến áp: • Đường dây L1 - Dây L1 là dây AC-95 có chiều dài 10km và có=0,27Ω/km =0,4 Ω/km Tổng trở của đường dây ( • Đường dây L2 - Dây L2 là dây AC-95 có chiều dài 10km và có=0,27Ω/km =0,4... điện khởi động thực tế của rơ le - Tính toán ngắn mạch tại điểm E + Sơ đồ thay thế Lấy Ta có giá trị của các thông số sau khi quy đổi như sau: - nhạy của bảo vệ Vậy thỏa mãn điều kiện - Thời gian tác động của rơ le 4 - Đặc tính độc lập 16 Khoa Điện Bộ môn: Hệ thống điện - Đặc tính phụ thuộc 17