Chương này sẽ vận dụng lý thuyết của chương IV và kết quả chọn dây chảy của chương IV để tiến hành cài đặt role bảo vệ cho xuất tuyến trung áp thỏa mãn tính dự phòng, tính chọn lọc và tin cậy, 5,1 Chọn biến dòng cho hệ thống bảo vệ role phía 22 kV Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC, các công thức tính toán xem Trong trường hợp sự cố có dòng ngắnChương này sẽ vận dụng lý thuyết của chương IV và kết quả chọn dây chảy của chương IV để tiến hành cài đặt role bảo vệ cho xuất tuyến trung áp thỏa mãn tính dự phòng, tính chọn lọc và tin cậy, 5,1 Chọn biến dòng cho hệ thống bảo vệ role phía 22 kV Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC, các công thức tính toán xem Trong trường hợp sự cố có dòng ngắnChương này sẽ vận dụng lý thuyết của chương IV và kết quả chọn dây chảy của chương IV để tiến hành cài đặt role bảo vệ cho xuất tuyến trung áp thỏa mãn tính dự phòng, tính chọn lọc và tin cậy, 5,1 Chọn biến dòng cho hệ thống bảo vệ role phía 22 kV Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC, các công thức tính toán xem Trong trường hợp sự cố có dòng ngắn
CHƯƠNG V TÍNH TỐN THƠNG SỐ CÀI ĐẶT ROLE CHO MÁY CẮT ĐẦU XUẤT TUYẾN Chương vận dụng lý thuyết chương IV kết chọn dây chảy chương IV để tiến hành cài đặt role bảo vệ cho xu ất ến trung áp thỏa mãn tính dự phòng, tính chọn lọc tin cậy, 5,1 Chọn biến dòng cho hệ thống bảo vệ role phía 22 kV Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC, cơng thức tính tốn xem [ ] Trong trường hợp cố có dòng ngắn mạch lớn, tỉ số biến dòng khơng nữa, Do nên kiểm tra có cố, bi ến dòng chọn, tỉ số có đảm bảo hay khơng để đảm bảo tín hiệu truyền đến role xác, tránh tác động nhầm đường dây, • • Chọn biến dòng theo tiêu chuẩn IEC Dòng làm việc cực đại: I lv,max = Smax × U đm = 8,5MVA × 22kV = 223,067 A Ta có dòng cưỡng bức: 140% x Ilv, max = 140% x 223,067 = 312,29 A • Chọn biến dòng 5VA 5P20 có tỉ số biến dòng BI 400:1 • Trong đó: - VA: cơng suất định mức biến dòng - 5P20: cấp xác (5%) hệ số giới hạn độ xác (20) • Xác định tổng phụ tải biến dòng - Biến dòng có tổng trở ZMBDĐ = 3,3 Ω - Chọn dây dẫn đồng → = 2,16*10-8 Ω,m, có tiết diện mm2 kết nối rơle biến dòng dài 20 m, [Sach thay Khanh] ρ × K dd × l 2,16× 10−8 × 1,1× 20 Zdd = Rdd = = = 0,12 Ω S 4× 10−6 - Tổng trở rơle phản ứng dòng pha hay dòng TTK, với cơng suất tiêu thụ dòng điện định mức rơle SR = 0,3 VA: ZRa = Rdd ≤ SR I ñm− = 0,3 = 0,3 Ω 12 - Tổng phụ tải ngắn mạch pha: Z2 = ZMBDÑ + Zdd + ZRa = 3,3+ 0,12 + 0,3 = 3,72 Ω - Tổng phụ tải ngắn mạch pha: Z2 = ZMBDĐ + 2× Zdd + ZRa + ZRn = 3,3+ 2× 0,12 + 2ì 0,3 = 4,14 in ỏp t húa thứ cấp biến dòng có dòng điện ngắn mạch pha lớn dòng ngắn mạch pha nút I N(3) = 10,64 kA (bảng 3,2 ) Z2 × I N(3) 4,4× 10639 Ve = = = 117,3 V nBI 400:1 • Điện áp từ hóa thứ cấp biến dòng có dòng điện ngắn mạch pha lớn dòng ngắn mạch pha nút I (1) = 7,452 N kA (bảng 3,2 ) Z2 × I N(3) 4,4× 7452 Ve = = = 81,97 V nBI 400:1 • Do khơng có bảng đường cong từ hóa biến dòng nên cần so sánh Ve Ve-gh tính N(3): Ve = 117,3 V < Ve-gh = 166 V N(3): Ve = 117,3 V < Ve-gh = 166 V MBDĐ chọn phù hợp, Kết luận: Ta chọn biến dòng có tỉ số nBI = 400 :1 cho xuất tuyến, 5,2 Ttính tốn thơng số cài đặt 5,2,1 Chức bảo vệ dòng cực đại (BV51) • Dòng khởi động, - Dòng làm việc cực đại: với = 8,5 MVA , = 22 kV I lv,max = Smax 3× Udm = 8,5 MVA × 22kV = 223,067 A - Dòng khởi động sơ cấp tính tốn: chọn Kat = 1,2, Kmm = 1,3 [sach thay khanh] I kủ = kat ì kmm 1,2× 1,3 × I lv,max = × 223,067 = 347,98 A ktv Dòng khởi động thứ cấp tính tốn: I kđ = I kđ × I kđ 347,98× = = 0,87 A nBI 400:1 Chọn I> = 0,87 A • Dòng khởi động sơ cấp: I kđ = I > ì nBI =0,87ì 400 =348 A Độ nhạy: Knh tính theo dòng ngắn mạch nhỏ cuối vùng bảo vệ tức là dòng ngắn mạch pha nút số 6, INM,min = 2,061 kA knhạy = • I NM − 2061 = = 5,92 ≥ 1,5 kkñ 348 [Sách thầy khanh] Thời gian tác động Phối hợp thời gian role 51 FCO đầu nhánh: có ngắn mạch phía sau FCO đầu nhánh FCO phải tác động trước role 51 khoảng th ời gian Δt 0,12s ( theo tiêu chuẩn phối hợp role – cầu chì, mục 3,3 ), Xét dòng ngắn mạch lớn phía sau FCO đầu nhánh – dòng ng ắn m ạch pha sát FCO đầu nhánh dòng ngắn mạch nút 2,3,4,5,6, Tra đặc tuyến chì TCT – Total clear Time dây chì FCO ( hình 3,4) ta có bảng: Bảng 5,1: TCT dòng ngắn mạch lớn FCO nhánh, I N(3) (kA) Loại dây chảy TCT FCO Nút Nút Nút Nút Nút 10,639 6,861 4,451 3,603 3,289 200K 140K 140K 100K 30K 0,036 0,034 0,06 0,035 0,016 Chọn đặc tuyến Extremely Inverse (EI) cho chức bảo vệ 51 role ( đặc tính cầu chì dốc), Dòng ngắn mạch lớn th ời gian tác đ ộng role bé nên cần cài đặt thời gian tác động role phối hợp với: FCO có thời gian cắt cố lâu (0,06s) FCO nút FCO có dòng ngắn mạch qua lớn (10,639 kA) FCO nút 2, TH1: Chức bảo vệ 51 phải tác động cắt máy cắt có dòng ngắn mạch 3,439 kA sau khoảng thời gian t> = tchì + Δt = 0,06 + 0,12 = 0,18 s Công thức đặc tuyến Extremely Inverse(EI): t> = 80 × TP I ÷ −1 I kđ 0,18 = 80 ì1 4451 358 ữ → TP = 0,492 Với giá trị Tp chọn thời gian tác động tương ứng 51 là: t> = 80 × 0,492 = 0,242s 4451 348 ÷ − Kiểm tra lại phối hợp bảo vệ với FCO nhánh: Với Tp =0,452 Ikđ = 348 A t> = 80 × 0,452 I 348÷ − , (nếu lớn chọn 20) Bảng 5,2: Kiểm tra phối hợp thời gian TH1 51-FCO nhánh Nút Nút Nút Nút Nút 10,639 6,861 4,451 3,603 3,289 200K 140K 140K 100K 30K TCT FCO 0,036 0,034 0,06 0,035 0,016 t> (s) 0,016 0,04 0,095 0,145 0,24 ∆t (S) -0,02 -0,006 0,035 0,11 0,224 I N(3) (kA) Loại dây chảy Độ chênh lệch thời gian rơle 51 FCO nút 2,3,4 nhỏ 0,12 s nên không chọn = 0,492 TH2: Chức bảo vệ 51 phải tác động cắt máy cắt có dòng ngắn mạch 10,639 kA sau khoảng thời gian t> = tchì + ∆t = 0,036 + 0,12 = 0,156 s, [sach thay khanh] t> = 80 × kt I ÷ −1 I kđ 80 0,156 = × kt 10639 315 ÷ − I (tỉ số I kñ > 20 , chọn 20) Tp = 0,79, chon TP = 0,8 Với giá trị Tp chọn thời gian tác động tương ứng 51 là: t> = 80 × 0,8 = 0,16 (s) 10639 348 ÷ − I (tỉ số I kñ > 20 , chọn 20) Kiểm tra lại phối hợp bảo vệ với FCO nhánh: Với Tp =0,8 Ikđ = 348 A t> = 80 × 0,8 I 348÷ − (tỉ số , lớn chọn 20) Bảng 5,3 Kiểm tra phối hợp thời gian TH2 51-FCO nhánh Nút Nút Nút Nút Nút 10,639 6,861 4,451 3,603 3,289 200K 140K 140K 100K 30K TCT FCO 0,036 0,034 0,06 0,035 0,016 t> (s) 0,16 0,168 0,394 0,603 0,723 ∆t (s) 0,124 0,134 0,334 0,568 0,707 IN(3) (kA) Loại dây chảy Tại tất nút, giá trị ∆t > 0,12s thỏa kiều kiện phối hợp nên chọn = 0,8 5,2,2 Chức bảo vệ dòng cắt nhanh (BV50) Dòng khởi động Dòng ngắn mạch pha cuối vùng bảo vệ ( nút 6) = 3,289 kA Dòng khởi động sơ cấp chức bảo vệ 50: : Ikđ-sc = Kat x Inm-max = 1,2 x 3289 = 3947 A - Dòng khởi động thứ cấp: I kđ−tc = ksđ × I kñ− sc 3947 = = 9,868 A nBI 400 I>> = 9,868 (A) Chọn dòng khởi động I>> = 9,87 A Dòng khởi động sơ cấp: Ikđ = I>> * nBI = 9,87*400 = 3948 A - Thời gian tác động Phối hợp thời gian chức bảo vệ 50 FCO: để tránh tác động nhầm có ngắn mạch xảy sau FCO đầu nhánh, ta xét vị trí mà ch ức 50 tác động với thời gian lớn – vị trí nhánh mà dòng ngắn mạch dòng khởi động cài đặt cho rơle, vị trí cuối nhánh mà dòng ngắn mạch nhỏ lớn dòng cài đặt cho rơle, Tức là: • Nếu Inm-min < Ikđ-sc < Inm-max ta lấy dòng Ikđ-sc để tra TCT dây chảy đầu nhánh, • Nếu Ikđ-sc < Inm-min < Inm-max ta lấy dòng Inm-min để tra TCT dây chảy đầu nhánh, • Nếu Inm-min < Inm-max < Ikđ-sc chức bảo vệ 50 không tác động nhánh Lưu Inm-min, Inm-max ta xét tất loại ngắn mạch xảy nhánh (IN(3), IN(2), IN(1,1), IN(1)), Kết thời gian tác động lớn FCO đầu nhánh có dòng ngắn mạch mà chức 50 tác động thể Bảng 5,4: Thời gian tác động lớn FCO đầu nhánh Nhánh Dây chảy FCO 200K 140K 140K 100K Dòng ngắn mạch (kA) Chọn dòng để tra TCT (kA) Inm-max Inm-min Inm-max Inm-min Inm-max Inm-min Inm-max Inm-min 10,63 2,07 6,861 2,021 4,451 2,065 3,603 1,746 5,2 3,6 3,6 50 không tác động Thời gian chì 0,1 0,2 0,08 tác động (s) Kết hợp kết tra trên, ta chọn: t>> = tchì max + ∆t = 0,2 + 0,12 = 0,32 s 5,2,3 Chức bảo vệ dòng cực đại thứ tự khơng( BV51N) • Dòng khởi động Dòng khởi động 51N cài đặt sau Ikcb-max =Kđn x Kss x Inm-max Ikđ = Kat Ikcb–max /nBI Với Kss: sai số biến dòng (chọn 0,1) Kđn: độ khơng đồng CT (chọn 0,7) IN-max(3) :là dòng ngắn mạch lớn cuối vùng bảo vệ (dòng NM pha nút 6) Kat: hệ số an toàn (chọn 1,3) I kđ−tc = → 1,3× 0,1× 0,7× 3,289 = 0,748 A 400 , Chọn IkđR = 0,75 A → Dòng khởi động sơ cấp: Ikđ-sc = Ikđ-tc*nBI = 0,75*400 = 300 A • Thời gian tác động Phối hợp thời gian chức bảo vệ 51N FCO đầu nhánh: có ngắn mạch chạm đất phía sau FCO đầu nhánh FCO phải tác đ ộng trước 51N, Xét dòng ngắn mạch chậm đất lớn phía sau FCO – dòng ngắn mạch pha chạm đất sát FCO đầu nhánh dòng ngắn mạch pha chạm đất nút 2, 3, 4, 5, 6, Bảng 5,5: Tra đặc tuyến chì TCT FCO Nút Nút Nút Nút Nút I N(1) kA 7,709 4,73 2,959 2,36 2,142 Loại dây chảy 200K 140K 140k 100k 30k TCT FCO(s) 0,05 0,054 0,12 0,07 0,02 Chọn đặc tuyến Extremely Inverse (EI) cho chức bảo vệ 51N role ( đặc tính cầu chì dốc), Dòng ngắn mạch l ớn th ời gian tác động role bé nên cần cài đặt thời gian tác động role phối hợp với: FCO có thời gian cắt cố lâu (0,12s) FCO nút FCO có dòng ngắn mạch qua lớn (7,709 kA) FCO nút 2, TH1: Chức bảo vệ 51N phải tác động cắt máy cắt có dòng ngắn mạch 2,159 kA sau khoảng thời gian t> = tchì + Δt = 0,12 + 0,12 = 0,24 s Công thức đặc tuyến Extremely Inverse(EI): t0 > = 80 × Tp 3I ÷ −1 300 0,24 = 80 × Tp 2959 300 ÷ − → Tp = 0,289 Với giá trị Tp chọn thời gian tác động tương ứng 51N là: t0 > = 80 × 0,289 = 0,24 (s) 2959 300 ÷ − Kiểm tra lại phối hợp bảo vệ với FCO nhánh: Với Tp =0,289 Ikđ = 300 A t0 > = 80 ì 0,289 3I ữ 300 Bảng 5,6: Kiểm tra phối hợp thời gian TH1 51N-FCO nhánh Nút Nút Nút Nút Nút I N(1) (kA) 7,709 4,73 2,959 2,36 2,142 Loại dây chảy 200K 140K 140k 100k 30k TCT FCO(s) 0,05 0,054 0,12 0,07 0,02 t> (s) 0,035 0,093 0,24 0,38 0,463 ∆t (S) -0,015 0,039 0,12 0,31 0,443 Độ chênh lệch thời gian rơle 51N FCO nút 2,3 nhỏ 0,12 s nên không chọn = 0,289 TH2:Chức bảo vệ 51N phải tác động cắt máy cắt có dòng ngắn mạch 7,709 kA sau khoảng thời gian t> = tchì + ∆t = 0,05 + 0,12 = 0,17 s, t0 > = 80 × Tp 3I ÷ −1 300 80 0,17 = ì Tp 7709 300 ữ − Tp = 1,4 Với giá trị Tp chọn thời gian tác động tương ứng 51N là: t0 > = 80 × 1,4 = 0,169 (s) 7709 300 ÷ − Kiểm tra lại phối hợp bảo vệ với FCO nhánh: Với Tp =1,4 Ikđ = 300 A t0 > = 80 × 1,4 3I ÷ −1 300 Bảng 5,6: Kiểm tra phối hợp thời gian TH2 51N-FCO nhánh Nút Nút Nút Nút Nút 7,709 4,73 2,959 2,36 2,142 200K 140K 140k 100k 30k TCT FCO 0,05 0,054 0,12 0,07 0,02 t> (s) 0,17 0,452 1,163 1,84 2,221 ∆t (S) 0,12 0,398 1,043 1,77 2,789 I N(1) (kA) Loại dây chảy Tại tất nút, giá trị ∆t ≥ 0,12s thỏa kiều kiện phối hợp nên chọn Tp = 1,4 5,2,4 Chức bảo vệ dòng thứ tự khơng cắt nhanh (BV50N) Dòng 3I0,max = IN(1) nút (IN(1) = 2,142 kA ) Dòng khởi động sơ cấp chức 50N: Ikđ-sc = Kat * 3I0-max =1,2 x 2142 = 2570(A) Dòng điện khởi động thứ cấp: I kđ−tc = K sđ × I kđ− sc 2570 = = 6,425 ( A) nBI 400:1 Vì bước chỉnh định 0,01 nên chọn Ikđ-tc = I0>> = 6,43 A Dòng khởi động sơ cấp: Ikđ = nBI*I0>> = 400 x 6,43 = 2572 A Thời gian tác động Phối hợp thời gian chức bảo vệ 50N FCO: để tránh tác động nhầm có ngắn mạch xảy sau FCO đầu nhánh, ta xét v ị trí mà ch ức 50 tác động với thời gian lớn – vị trí nhánh mà dòng ngắn mạch dòng khởi động cài đặt cho role, vị trí cuối nhánh mà dòng ngắn mạch nhỏ lớn dòng cài đặt cho role, Tức là: Nếu 3I0-min < Ikđ-sc < 3I0-max ta lấy dòng Ikđ-sc để tra TCT dây chảy đầu nhánh, Nếu Ikđ-sc < 3I0-min < 3I0-max ta lấy dòng Inm-min để tra TCT dây chảy đầu nhánh, Nếu 3I0-min < 3I0-max < Ikđ-sc chức bảo vệ 50N không tác động nhánh Lưu I0-min, I0-max ta xét loại ngắn mạch có dòng chạm đất qua role xảy nhánh (IN(1,1), IN(1)), Kết thời gian tác động lớn FCO đầu nhánh có dòng ngắn mạch mà chức 50N tác động thể Bảng 5,7: Thời gian tác động lớn FCO đầu nhánh Nhánh Dây chảy FCO Dòng ngắn mạch chạm đất (kA) 200K 140K 140K 100K 3I0-max 3I0-min 3I0-max 3I0-min 3I0-max 3I0-min 3I0-max 3I0-min 7,709 0,69 4,737 0,74 0,688 2,36 0,582 2,959 Chọn dòng để tra TCT (kA) Thời gian chì tác động (s) 5,2 3,5 2,3 50N không tác động 0,1 0,24 0,18 t0>> = tchì max + ∆t = 0,24 + 0,12 = 0,36 s Bảng 5,8: Tổng kết BV50 Ikđ-tc 9,87 A BV51 BV50N BV51N ttđ Ikđ-tc Tp Ikđ-tc ttđ Ikđ-tc Tp 0,3s 0,87A 0,8s 6,43 A 0,36s 0,75 A 1,4 ... Ve-gh tính N(3): Ve = 117,3 V < Ve-gh = 166 V N(3): Ve = 117,3 V < Ve-gh = 166 V MBDĐ chọn phù hợp, Kết luận: Ta chọn biến dòng có tỉ số nBI = 400 :1 cho xuất tuyến, 5,2 Ttính tốn thông số cài đặt. .. 0,016 Chọn đặc tuyến Extremely Inverse (EI) cho chức bảo vệ 51 role ( đặc tính cầu chì dốc), Dòng ngắn mạch lớn th ời gian tác đ ộng role bé nên cần cài đặt thời gian tác động role phối hợp với:... FCO đầu nhánh, ta xét v ị trí mà ch ức 50 tác động với thời gian lớn – vị trí nhánh mà dòng ngắn mạch dòng khởi động cài đặt cho role, vị trí cuối nhánh mà dòng ngắn mạch nhỏ lớn dòng cài đặt cho