Bảo vệ rơle 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 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 và vận hành bất kỳ một hệ thống điện nào cần phải kể đến khả phát sinh hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường hệ thống điện ấy Ngắn mạch là loại sự cố có thể xảy và nguy hiểm nhất hệ thống điện Hậu quả của ngắn mạch là: a) Thụt thấp điện áp một phần lớn của hệ thống điện b) Phá hủy các phần tử bị sự cố bằng tia lửa điện c) Phá hủy các phần tử có dòng ngắn mạch chạy qua tác động nhiệt và d) Phá hủy ổn định của hệ thống điện Ngoài các loại hư hỏng, hệ thống điện còn có các tình trạng việc không bình thường Một những tình trạng việc không bình thường là quá tải Dòng điện quá tải làm tăng nhiệt độ các phần dẫn điện quá giới hạn cho phép làm cách điện của chúng bị già cỗi hoặc bị phá hủy Để ngăn ngừa sự phát sinh sự cố và sự phát triển của chúng có thể thực hiện các biện pháp để cắt nhanh phần tử bị hư hỏng khỏi mạng điện, để loại trừ những tình trạng làm việc không bình thường có khả gây nguy hiểm cho thiết bị và hộ dùng điện Để đảm bảo sự làm việc liên tục của các phần không hư hỏng hệ thống điện cần có những thiết bị ghi nhận sự phát sinh của hư hỏng với thời gian bé nhất, phát hiện phần tử bị hư hỏng và cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện Thiết bị này được thực hiện nhờ những khí cụ tự động có tên gọi là rơle Thiết bị bảo vệ được thực hiện nhờ những rơle được gọi là thiết bị bảo vệ rơle (BVRL) Như vậy nhiệm vụ chính của thiết bị BVRL là tự động cắt phần tử hư hỏng khỏi hệ thống điện Ngoài thiết bị BVRL còn ghi nhận và phát hiện những tình trạng làm việc không bình thường của các phần tử hệ thống điện, tùy mức độ mà BVRL có thể tác động báo tín hiệu hoặc cắt máy cắt Những thiết bị BVRL phản ứng với tình trạng làm việc không bình thường thường thực hiện tác động sau một thời gian trì nhất định (không cần phải có tính tác động nhanh các 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 của bảo vệ đảm bảo chỉ cắt phần tử bị hư hỏng khỏi hệ thống điện được gọi là tác động chọn lọc Khi có nguồn cung cấp dự trữ cho hộ tiêu thụ, tác động vậy tạo khả cho hộ tiêu thụ tiếp tục được cung cấp điện Hình : Cắt chọn lọc mạng có nguồn cung cấp Yêu cầu tác động chọn lọc cũng không loại trừ khả bảo vệ tác động là bảo vệ dự trữ trường hợp hỏng hóc bảo vệ hoặc máy cắt của các phần tử lân cận Cần phân biệt khái niệm chọn lọc: + Chọn lọc tương đối: theo nguyên tắc tác động của mình, bảo vệ có thể làm việc là bảo vệ dự trữ ngắn mạch phần tử lân cận + Chọn lọc tuyệt đối: bảo vệ chỉ làm việc trường hợp ngắn mạch chính phần tử được bảo vệ Tác động nhanh Càng cắt nhanh phần tư bị ngắn mạch sẽ càng hạn chế được mức độ phá hoại phần tử đó , càng giảm được thời gian trụt thấp điện áp các hộ tiêu thụ và càng có khả giữ được ổn định của hệ thống điện Để giảm thời gian cắt ngắn mạch cần phải giảm thời gian tác động của thiết bị bảo vệ rơ le Tuy nhiên một số trường hợp để thực hiện yêu cầu tác động nhanh thì không thể thỏa mãn yêu cầu chọn lọc Hai yêu cầu này mâu thuẫn nhau, vì vậy tùy điều kiện cụ thể cần xem xét kỹ càng về yêu cầu này Độ nhạy Bảo vệ rơle cần phải đủ độ nhạy đối với những hư hỏng và tình trạng làm việc không bình thường có thể xuất hiện những phần tử được bảo vệ hệ thống điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Thường độ nhạy được đặc trưng bằng hệ số nhạy K n Đối với các bảo vệ làm việc theo các đại lượng tăng ngắn mạch (ví dụ, theo dòng), hệ số độ nhạy được xác định bằng tỷ số giữa đại lượng tác động tối thiểu (tức dòng ngắn mạch bé nhất) ngắn mạch trực tiếp cuối vùng bảo vệ và 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 và tác động một cách chắc chắn tất cả các trường hợp ngắn mạch vùng bảo vệ và các tình trạng làm việc không bình thường đã định trước Mặc khác bảo vệ không được tác động ngắn mạch ngoài Nếu bảo vệ có nhiệm vụ dự trữ cho các bảo vệ sau nó thì ngắn mạch vùng dự trữ bảo vệ này phải khởi động không được tác động bảo vệ chính đặt gần chỗ ngắn mạch chưa tác động Để tăng tính đảm bảo của bảo vệ cần: + Dùng những rơle chất lượng cao + Chọn sơ đồ bảo vệ đơn giản nhất (số lượng rơle, tiếp điểm ít) + Các bộ phận phụ (cực nối, dây dẫn) dùng sơ đồ phải chắc chắn, đảm bảo + Thường xuyên kiểm tra sơ đồ bảo vệ Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle II Các nguyên tắc bảo vệ Bảo vệ dòng điện Bảo vệ quá dòng điện là loại bảo vệ tác động có dòng điện qua phần tử được bảo vệ vượt quá một giá trị trước Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ quá dòng điện được chia làm loại : 1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại Bảo vệ dòng điện cực đại là loại bảo vệ tác động có dòng điện qua phần tử được bảo vệ vượt quá giới hạn dòng điện làm việc định mức ( Imax) - Thông số khởi động : Dòng khởi động của bảo vệ : k k i = at mm I kd lvm k tv Nếu xét đến hệ số sơ đồ và hệ số biến đổi ni của BI thì dòng điện khởi động của IkđR : k k k i = at mm sd I kd lvm k n tv i Trong đó : 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 về phụ thuộc vào loại rơle ni : Tỷ số biến đổi của BI Chọn thời gian làm việc : Được đảm bảo bằng cách chọn thời gian làm việc của bảo vệ kề được chọn lờn một lượng Δt = 0,3 – 0,5s Trong đó bảo vệ đặt gần nguồn có thời gian làm việc lớn Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle 1.2 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn dòng điện khởi động của bảo vệ lớn trị số dòng điện mở máy lớn nhất qua chỗ đặt bảo vệ hư hỏng đầu phần tử tiếp theo Dòng điện khởi động của bảo vệ quá dòng cắt nhanh: Ikd = kat.Inngmax Trong đó : kat = 1,2 – 1,3 Inngmax : dòng điện MM lớn nhất có nm phần tử tiếp theo Thời gian làm việc của bảo vệ : t ≈ 0s ( t ≤ 0,1 ) Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle Nhược điểm của bảo vệ cắt nhanh : không bảo vệ được toàn bộ đối tượng cần bảo vệ Vùng tác động của bảo vệ cắt nhanh thay đổi thao dạng ngắn mạch và chế độ làm việc của hệ thống So lệch dòng điện Nguyên tắc tác động : Bảo vệ so lệch dòng điện là loại bảo vệ làm việc dựa nguyên tắc so sánh trực tiếp biên độ dòng điện đầu phần tử được bảo vệ Nếu sự sai lệch giữa dòng điện vượt quá trị số cho trước thì bảo vệ sẽ tác động Vùng tác động của bảo vệ so lệch của dòng điện được giới hạn bằng vị trí đặt của tổ máy biến dòng điện đẩu cuối phần tử được bảo vệ, từ đó nhận tín hiệu dòng điện để so sánh Xét sự làm việc : + Khi bình thường và ngắn mạch ngoài 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 ) Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle I S1 ≠ I → I R = ∆I = I I t1 ≠ I t S1 =I −I ≠0 t1 t Đồ thị véctơ : Khi chí có nguồn đầu A =I −I = I t1 t t1 Nếu I R 〉 I kdR thì bảo vệ sẽ tác động I R So sánh pha dòng điện Nguyễn Hồng Linh_D1H1 Trường Đại Học Điện Lực Đồ Án Môn Học Rơle • Đặc tính góc pha của dòng điện Bảo vệ so sánh góc pha làm việc dựa nguyên tắc so sánh pha của dòng điện đầu phần tử được bảo vệ Độ lệch pha ∆ϕ = ϕ − ϕ = Ở chế độ làm việc bình thường và có ngắn mạch ngoài ( N1) góc pha dòng điện đầu phần tử được bảo vệ gần nên = 0° Khi ngắn mạch vùng được bảo vệ ( N2) dòng điện đầu phần tử được bảo vệ ngược pha nên = 180° Trên thực tế, ảnh hưởng của điện dung phân bố được bảo vệ nên chế độ làm việc bình thường cung có ngắn mạch ngoài thì # Để cho bảo o 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 của bảo vệ : Bảo vệ qua dòng điện có định hướng công suất là bảo vệ theo trị số dòng điện qua cho đặt bảo vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp góp của trạm được bảo vệ, bảo vệ sẽ tác động dòng điện vượt quá trị số định trước và góc pha phù hợp với trường hợp ngắn mạch đường dây được 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 của pha : = = 1,503 Suy thành phần dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch : I0 = Icb = 1,503 = 0,754 kA Tính toán cho các điểm còn lại tương tự : Điểm N1 N2 N3 ngắn mạch m(1,1) = 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 // = = 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 một pha tại 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 của pha : = = = 1,45 Suy dòng thứ tự không tại 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 các điểm còn 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 thế chế độ cực đại chỉ có MBA làm việc Sơ đồ thay thế 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 đó ta xét ngắn mạch tại 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 tại N1: = = X1HT* + XB = 0,124 + 0,2625 = 0,3865 = = 0,3865 = = = 1,294 Với ngắn mạch N(2) thì hệ số m = Do đó dòng ngắn mạch một pha tại điểm N1 : = m = 1,294 = 2,24 Trong đơn vị có tên : = = 2,24 = 1,125 kA Tính toán tương tự cho các điểm còn 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 một pha tại 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 của pha : = = 1,708 = 0,827 Suy dòng thứ tự không tại điểm ngắn mạch : I0 = Icb = 0,827 = 0,415 kA Tính toán cho các điểm còn 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 tại N1: = 0,3865 ; = + = = 0,4113 = 0,3865+0,4113 = 0,7978 = = 0,844 Với ngắn mạch pha hệ số m = 3.Dòng ngắn mạch một pha tại điểm N1 : = m = 3.0,844 = 2,532 Trong đơn vị có tên : = = 2,532 Ta có dòng thành phần thứ tự không của pha : = 1,271 kA = = 0,844 Suy dòng thứ tự không tại 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 các điểm còn 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 và là : 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 là : 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 được xác định theo công thức sau : Ikđ = kat INngmax Trong đó : + kat là hệ số an toàn ,lấy kat = 1,2 + INngmax là dòng ngắn mạch ngoài 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 được chọn theo công thức sau : = kat Trong đó : + kat là hệ số an toàn ,lấy kat = 1,2 + I0Nngmax là dòng ngắn mạch ngoài 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 quá dòng có thời gian được lựa chọn theo công thức : Ikđ = Ilvmax Trong đó : 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 về , 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) −1 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 đó I* = * Tại điểm ngắn mạch N4 : Ta có IN4 max= 1,21 kA vậy : 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 được chọn theo công thức I0kđ = k0 ×IdđBI Trong đó : k0 =0,3 Ilvmax : là dòng làm việc max qua các BI (A) I0kđ1 = k0 IdđBI1 = 0,3 250 = 75 A I0kđ2 = k0 IdđBI2 = 0,3 500 = 150 A Thời gian làm việc của bảo vệ quá dòng thứ tự không có 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 đã xác định = kat.IN7max = 1,2.0,962 = 1,1544 kA Dựa vào phương pháp hình học ta có vùng bảo vệ của bảo vệ cắt nhanh đặt đường dây D1,D2 : Ta thấy bảo cắt nhanh (50) chỉ bảo vệ được phần đường dây L1 ngắn mạch chế độ cực đại với L = 25 km tương ứng với 50% L1 ,còn đường dây L2 không được bảo vệ ta phải dung các 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 được 75% L1 , còn bảo vệ bảo vệ chỉ đoạn rất nhỏ của đường dây 4.2 Tính toán độ nhạy bảo vệ : Độ nhạy của bảo vệ được xác định theo công thức sau : Kn = Điều kiện : + Kn 1,5 (nếu là bảo vệ chính) + Kn 1,2 (nếu là bảo vệ dự trữ ) Trong đó : INmin là dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất vùng bảo vệ Ikđ dòng khởi động của 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 chỉ có BV151N ,BV251 ,BV251N thỏa mãn điều kiện vậy thực tế để bảo vệ cho đường dây người ta thường dùng phối hợp thêm các bảo vệ bảo vệ khoảng cách ,bảo vệ so lệch ,bảo vệ có hướng,… để bảo vệ cho đường dây vận hành an toàn và hiệu quả 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 các 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 và đứt dây hệ thống điện, NXB KHKT, Hà Nội 2006 Nguyễn Hồng Linh_D1H1 51 Trường Đại Học Điện Lực ... 1.2 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh Bảo vệ dòng điện cắt nhanh là loại bảo vệ đảm bảo tính chọn lọc bằng cách chọn dòng điện khởi động của bảo vệ lớn trị số dòng điện. .. được bảo vệ vượt quá một giá trị trước Theo phương pháp đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ quá dòng điện được chia làm loại : 1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại Bảo vệ dòng điện. .. động của bảo vệ : Bảo vệ qua dòng điện có định hướng công suất là bảo vệ theo trị số dòng điện qua cho đặt bảo vệ và góc lệch pha giữa dòng điện đó với điện áp