Đối tượng bảo vệ là trạm biến áp 11035kV có hai máy biến áp B1 và B2 được mắc song song với nhau. Hai máy biến áp này được cung cấp từ một nguồn của hệ thống điện. Từ hệ thống điện (HTĐ) kết nối đến thanh cái 110kV của trạm biến áp và phía hạ áp của trạm có điện áp 35kV để cung cấp cho phụ tải qua đường dây L.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc =================== ĐỒ ÁN MÔN HỌC RƠ LE Họ tên sinh viên: Lớp: Mã SV: I Sơ đồ lưới điện HTĐ B2 115 kV B1 MC1 D1 BI1 24 kV MC2 tpt1 D2 tpt2 BI2 P1 SỐ LIỆU BAN ĐẦU Hệ thống: SNmax = 1000 -1500 – 1750 - 2000 – 2500 (MVA) SNmin = (0,65 – 0,7 – 0,75 – 0,8 – 0,85) SNmax (MVA) XOH = (0,7 – 0,8 – 0,9 – 1,1 – 1,2)X1H Máy biến áp: S = 2*(10 -15 – 20 – 30 – 45) (MVA) U1/U2 = 115/24 kV, Uk%= 10 – 12,5 – 15 – 17,5 - 20% Đường dây: D1: L1 = -10 – 15 – 20 - 25 (km) AC: 75 – 100 – 175- 100 -75 D2: L2 = -10 – 15 – 20 - 25 (km) AC: 75 – 100 – 175 – 100 - 175 AC-75: Z1 = 0,36 + j0,41 (Ω/km), Z0 = 0,56 + j1,02 (Ω/km) AC-100: Z1 = 0,27 + j0,39 (Ω/km), Z0 = 0,48 + j0,98 (Ω/km) AC-175: Z1 = 0,15 + j0,37 (Ω/km), Z0 = 0,35 + j0,97 (Ω/km) Phụ tải: Phụ tải Phụ tải P1 = – – – -6 (MW), P2 = – – – -6 (MW), cos1 = 0,8 – 0,85 – 0,9 – 0,95 – 0,97 cos2 = 0,8 – 0,85 – 0,9 – 0,95 – 0,97 tpt1 = 0,5 – 0,75 – – 1,5 – (s) tpt2 = 0,5 – 0,75 – – 1,5 – (s) P2 Đặc tính thời gian: – – – - 𝑡= 𝑡= 13.5 𝑡 (𝑡) 𝑡 𝑡80 ∗ −1 𝑡 𝑡2 −1 𝑡 (𝑡) ∗ t = 0,3 (s) Lưu ý số liệu: Màu đỏ: Mã sinh viên có số cuối từ 1-2 Màu xanh cây: Mã sinh viên có số cuối từ 3-4 Màu xanh da trời: Mã sinh viên có số cuối từ 5-6 Màu tím: Mã sinh viên có số cuối từ 7-8 Màu đen: Mã sinh viên có số cuối từ 9-0 II Yêu cầu: Đặt phương thức bảo vệ cho MBA Tính tốn bảo vệ cho đường dây cung cấp điện hình tia Ngày giao: / / Ngày nộp: GV hướng dẫn MỤC LỤC MỤC LỤC…………………………………………………………………………… CHƯƠNG I MƠ TẢ ĐỐI TƯỢNG VÀ CHỌN MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN 1.1 Mô tả đối tượng 1.1.1 Giới thiệu chung [2] 1.1.2 Thông số 1.2 Chọn tỷ số biến đổi BI 1.2.1 Cho đường dây CHƯƠNG II TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.1 Mục đích tính tốn 2.2 Tính tốn ngắn mạch [1] 2.2.1 Vị trí điểm ngắn mạch 2.2.2 Tính tốn điện kháng phần tử 2.3 Ngắn mạch phục vụ bảo vệ đường dây Error! Bookmark not defined 2.3.1 Chế độ cực đại MBA làm việc song song Error! Bookmark not defined 2.3.2 Chế độ cực tiểu với máy biến áp làm việc độc lập Error! Bookmark not defined 2.5 Xây dựng quan hệ dòng ngắn mạch với chiều dài đường dây 16 CHƯƠNG III SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ VÀ TÍNH TỐN CÀI ĐẶT RƠ LE 3.1 Nhiệm vụ yêu cầu relay bảo bệ 18 3.1.1 Nhiệm vụ relay bảo vệ 18 3.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp 21 3.2.1 Những hư hỏng chế độ làm việc bất thường MBA 21 3.2.2 Chọn phương thức bảo vệ cho máy biên áp 21 3.3 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây 22 3.3.1 Những hư hỏng chế độ làm việc bất thường đường dây 22 3.3.2 Chọn phương thức bảo vệ cho đường dây 22 3.4 Nguyên lý bảo vệ sử dụng phương thức bảo vệ cho máy biến áp đường dây 23 3.4.1 Bảo vệ dòng điện 23 3.4.2 Bảo vệ so lệch 25 3.4.3 Bảo vệ role khí 28 3.4.4 Bảo vệ chống chạm đất máy biến áp 28 CHƯƠNG IV TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY 30 4.1 Bảo vệ dòng cắt nhanh 30 4.1.1 Tính dịng khởi động cho bảo vệ 30 4.1.2 Xác định vùng bảo vệ 30 4.2 Bảo vệ q dịng có thời gian (51): 32 4.2.1 Chế độ phụ tải cực đại 32 4.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu 34 4.3 Bảo vệ dòng thứ tự không cắt nhanh 36 4.3.1 lựa chọn dòng khởi động cho bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh 36 4.3.2 xác định vùng bảo vệ 37 4.4 Bảo vệ dịng thứ tự khơng có thời gian 38 Tài liệu tham khảo 40 LỜI MỞ ĐẦU Điện dạng lượng phổ biến Trong lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt,an ninh cần sử dụng điện Việc đảm bảo sản xuất điện để phục vụ cho nhu cầu sử dụng lượng vấn đề quan trọng Bên cạnh việc sản xuất việc truyền tải vận hành hệ thống điện đóng vai trị quan trọng hệ thống điện Do nhu cầu điện ngày tăng, hệ thống điện ngày mở rộng, phụ tải tiêu thụ tăng thêm đồng nghĩa với việc khả xảy cố chạm chập, ngắn mạch tăng theo Chính cần phải tăng cường thiết bị bảo vệ cho hệ thống điện để giảm thiểu, ngăn chặn hậu cố gây Đồ án môn học Bảo vệ rơle giúp cho sinh viên củng cố kiến thức bảo vệ rơle Từ sinh viên có đánh giá đắn loại bảo vệ Trong trình làm đồ án này, em nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy môn, đặc biệt cô X Dù cố gắng kiến thức em hạn chế, kinh nghiệm tích lũy cịn nên đồ án khó tránh khỏi sai sót Em mong nhận đánh giá, nhận xét, góp ý thầy cô để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô, đặc biệt X giúp đỡ em hồn thành đồ án này! Hà Nội, tháng năm Sinh viên thực CHƯƠNG I: MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG VÀ CHỌN MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN 1.1.Mơ tả đối tượng 1.1.1.Giới thiệu chung[2] Đối tượng bảo vệ trạm biến áp 110/35kV có hai máy biến áp B1 B2 mắc song song với Hai máy biến áp cung cấp từ nguồn hệ thống điện Từ hệ thống điện (HTĐ) kết nối đến 110kV trạm biến áp phía hạ áp trạm có điện áp 35kV để cung cấp cho phụ tải qua đường dây L 35kV Hình 1.1: Mơ tả đối tượng cần bảo vệ 1.1.2.Thông số a) Hệ thống điện Công suất ngắn mạch chế độ cực đại: SNmax = 1500 MVA Công suất ngắn mạch chế độ cực tiểu: SNmin = 1125 MVA X0HT/X1HT = 1,1 b) Máy biến áp Công suất định mức: SBđm= 2*20 MVA U1/U2 = 115/24kV Uk(%) = 15% c) Đường dây Dường dây Loại dây Chiều dài (km) 𝐙𝟏 (Ω/km) 𝐙𝟐 (Ω/km) D1 AC - 175 0,15+0,37j 0,35+0,97j D2 AC - 100 20 0,27+0,39j 0,48+0,98j d) Phụ tải Phụ tải P1= (MW) cosφ1 =0,8 tpt1 = 0,75 (s) Phụ tải P2 = (MW) cosφ2 = 0,85 tpt2 = 0,5 (s) Đặc tính thời gian relay đường dốc tiêu chuẩn : t = 13,5 × TMS,s I* -1 1.2.Chọn tỷ số biến đổi BI 1.2.1.Cho đường dây Chọn tỷ số biến đổi máy biến dòng BIdùng cho bảo vệ đường dây L Dòng điện sơ cấp danh định BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn Dòng thứ cấp lấy 5A Tỷ số biến đổi máy biến dòng BI: 𝑛𝑖 = 𝐼𝑆𝑑𝑑 𝐼𝑇𝑑𝑑 + Chọn ISdd ≥ Ilvmaxdd + Chọn ITdd = 5A Đường dây 𝐿2 Dòng điện làm việc đường dây D2 : I lv max I pt 6.103 185, 25( A) 3.22.0,85 P2 3.U dm cos 2 Chọn ISdd = 200(A) Nên hệ số biến dòng BI2 : n = 200 Đường dây𝐿1 Dòng điện làm việc đường dây D1 : I lv max1 I pt1 I pt P1 4.103 I pt 185, 25 316,5( A) 3.U dm cos 1 3.22.0,8 Chọn ISdd = 400(A) Nên hệ số biến dòng điện BI1 : n = 400 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH 2.1.Mục đích tính toán Ngắn mạch cố nghiêm trọng hệ thống.Là tượng pha chập nhau, pha chập đất (hay chập dây trung tính).Lúc xảy ngắn mạch tổng trở hệ thống giảm đi, dịng điện tăng cao gây phá hủy thiết bị dẫn tới thiệt hại lớn tài sản hệ thống đe dọa tính mạng người vận hành Trong thiết kế bảo vệ rơle, việc tính tốn ngắn mạch nhằm xác định trị số dịng điện ngắn mạch lớn qua đối tượng bảo vệ để lựa chọn thiết bị lực (nhị thứ) phương thức nơi chịu ảnh hưởng trực tiếp dòng cố, xác định trị số dòng ngắn mạch nhỏ để kiểm tra độ nhạy chúng Dòng điện ngắn mạch phụ thuộc vào ảnh hưởng nguồn, cấu trúc hệ thống, vị trí điểm ngắn mạch dạng ngắn mạch Một số giả thiết tính tốn ngắn mạch: + Coi tần số khơng đổi ngắn mạch + Bỏ qua tượng bão hoà mạch từ lõi thép phần tử + Bỏ qua điện trở phần tử + Bỏ qua ảnh hưởng phụ tải dòng ngắn mạch Việc tính tốn ngắn mạch thực hệ đơn vị tương đối 2.2.Tính tốn ngắn mạch [1] 2.2.1.Vị trí điểm ngắn mạch MBA L1 L2 HT 115 kV N1 N2 N3 N4 N5 24 kV Hình 2.1: Mơ tả vị trí điểm ngắn mạch 2.2.2.Tính tốn điện kháng phần tử Tính hệ đơn vị tương đối, gần Công suất : Scb = 20 (MVA) N6 N7 N8 N9 Điện áp : Ucb = Utb cấp = 115;24 Hệ thống : SNmax = 1500 (MVA) ; SNmin = 1125 (MVA) XOHT= 1,1 X1HT + Giá trị điện kháng thứ tự thuận X 1HT max Scb 20 0, 0133 S N max 1500 X 1HT Scb 20 0, 0178 S N 1125 + Giá trị điện kháng thứ tự không Chế độ cực đại : X0HTmax = 1,1.X1Htmax = 1,1.0,0133 = 0,0146 Chế độ cực tiểu : X0HTmin = 1,1 X1HTmin = 1,1.0,0178 = 0,0196 Máy biến áp: Sđm = 20 (MVA) ; Uk(%) = 15 X B1 X B U k %.Scb 15.20 0,15 100.Sdm 100.20 + Đường dây D1 Chia đường dây D1 thành đoạn có chiều dài : L1 = L2 = L3 = L4 = D1/4 Giá trị điện kháng thứ tự thuận : X L S 0,37.5.20 X 1L1 X 1L X 1L3 X 1L 1L1 21 cb 0, 0175 U cb 232 Giá trị điện kháng thứ tự không : X L S 0,97.5.20 X L1 X L X L3 X L L1 21 cb 0, 046 U cb 232 + Đường dây D2 Chia đường dây D2 thành đoạn có chiều dài L21=L22=L23=L24= D2/4 Giá trị điện kháng thứ tự thuận : X L S 0,39.20.20 X 1L 21 X 1L 22 X 1L 23 X 1L 24 1L 22 cb 0, 0737 U cb 232 Giá trị điện kháng thứ tự không : X L S 0,98.20.20 X L 21 X L 22 X L 23 X L 24 L 22 cb 0,185 U cb 232 2.3.Ngắn mạch phục vụ bảo vệ đường dây 2.3.1 Chế độ cực đại MBA làm việc song song Sơ đồ tương đương: E HT XHT XB12 X L12 X L11 N1 N2 X L13 X L14 N3 N4 XL21 N5 N6 XL22 XL 23 N7 XL 24 N8 N9 Hình 2.2.Sơ đồ tương đương chế độ cực đại Xác địnhX1Σ; X2Σ; X0Σ chế độ cực đại + Ngắn mạch N1 EHT X1HTMax XB12 X2HTMax XB12 N1 Thứ tự thuận N1 Thứ tự nghịch X1∑ = X2∑ = X1HTmax + XB12 = 0,0133 + X0∑ = X0HTmax + XB12 = 0,0196 + X0HTMax 0,15 0,15 XB12 N1 Thứ tự khơng = 0,088 = 0,0946 Tính tốn tương tự cho điểm ngắn mạch lại ta có : N2 : X1∑=X2∑=X1HTmax+XB12+X1L11; X0∑= X0HTmax + XB12 + X0L11 N3 : X1∑=X2∑=X1HTmax +XB12+2.X1L11; X0∑=X0HTmax +XB12+2.X0L11 N4 : X1∑=X2∑=X1HTmax +XB12+3.X1L11 ; X0∑=X0HTmax +XB12+3.X0L11 N5 :X1∑=X2∑=X1HTmax +XB12+4.X1L11 ; X0∑=X0HTmax +XB12+4.X0L11 N6 : X1∑=X2∑=X1HTmax +XB12+4.X1D11+X1L21 ; X0∑=X0HTmax +XB12+4.X0L11+X0D21 N7 : X1∑=X2∑=X1HTmax +XB12+4.X1L11+2.X1L21 ; X0∑=X0HTmax+XB12+4.X0L11+2.X0L21 N8 : X1∑=X2∑=X1HTmax +XB12+4.X1L11+3.X1L21 ; X0∑=X0HTmax+XB12+4.X0L11+3.X0L21 CT1 IP1 IP2 CT2 N2 MC N1 MC I IS1 R IS2 IS2 IS1 Hình 3.5: Sơ đồ ngun lí bảo vệ so lệch dòng điện Dòng điện so lệch chạy qua relay: İD = İR = ∆𝐼 ̇ = İS1 − İS2 Tình trạng làm việc bình thường ngắn mạch vùng bảo vệ IT2 IT1 I R =0 Hình 3.6: Đồ thị vecto dịng điện ngắn mạch ngồi vùng chế độ bình thường Trong trường hợp lí tưởng ta có İS1 = İS2 nên İT1 = İT2 dòng điện vào role İR = İT1 − İT2 = nên bảo vệ so lệch dòng điện không tác động Khi ngắn mạch vùng bảo vệ IT1 IR = IT1-IT2 IT2 Hình 3.7: Đồ thị vecto dòng điện ngắn mạch vùng Trường hợp có nguồn cung cấp:thì İS1 # İS2 trị số góc pha, dịng điện thứ cấp khác İT1 # İT2 dòng điện vào role İR = İT1 − İT2 # Nếu |𝐼𝑅 | ≥ 𝐼𝑘đ bảo vệ tác động cắt máy cắt phần tuwr bảo vệ Trường hợp có nguồn cung cấp: Khi dịng điện chạy qua role İR = İT1 ,nếu |𝐼𝑅 | ≥ 𝐼𝑘đ bảo vệ tác động Chọn dòng khởi động Trên thực tế, sai số máy biến dòng hay tượng bão hòa mạch từ nên chế độ làm việc bình thường hay có ngắn mạch nhồi, dịng điện phía thứ cấp hai tổ máy biến dòng BI1 BI2 khác nhau: İR = İT1 − İT2 = Ikcb # Để bảo vệ so lệch làm việc ta phải chỉnh định dòng khởi động bảo vệ lớn dịng khơng cân lớn có ngắn mạch vùng bảo vệ Tức là: Ikđ = k at Ikcbttmax Trong đó:Ikcbttmax = kđn.kkck.fimax.INngmax Với:kđn: hệ số kể tới đồng BI, BI loại, có đặc tính từ hóa, hồn tồn giống nhau, có dịng ISC kđn = BI khác nhiều nhất, có sai số, khơng kkck: hệ số kể đến thành phần không chu kỳ dịng ngắn mạch ngồi INngmax: thành phần chu kì dịng điện ngắn mạch ngồi lớn fimax = 0,1: sai số cực đại cho phép BI làm việc tình trạng ổn định Hình 3.8: Ngun lí bảo vệ so lệch có hãm Tuy nhiên để nâng cao độ nhạy bảo vệ ngăn chặn tác động nhầm ảnh hưởng củ dịng khơng cân sai số BI có ngắn mạch ngồi, người ta sử dùng ngun lí hãm bảo vệ Dịng điện so lệch xác định:İsl = ∆İ = İT1 − İT2 Dòng điện hãm xác định:İH = İT1 + İT2 Trong chế độ làm việc bình thường ngắn mạch ngồi vùng bảo vệ, Ilv < Ih nên role khơng tác động Khi có ngắn mạch vùng bảo vệ dòng điện đầu đổi chiều lúc Ilv>Ih nên role so lệch làm việc Trường hợp có nguồn cung cấp xảy cố vùng bảo vệ, dòng điện cố chạy qua đầu: IH = İlv = İT1 Để bảo vệ làm việc trường hợp này, dòng điện làm việc phải chọn lớn dòng điện hãm.Nghĩa Ilv = kH.IH Trong kH: hệ số hãm kH Hình 3.9: Bảo vệ chống chạm đất Với máy biến áp có cơng suất lớn, để đẩm bảo chống chạm đất cuộn dây nối hình máy biến áp, người ta dùng sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có giới hạn Thực chất loại bảo vệ so lệch dòng điện thứ tự khơng có miền bảo vệ giới hạn máy biến dịng đặt trung tính máy biến áp tổ máy biến dòng nối theo lọc dịng điện thứ tự khơng đặt phía đầu cuộn dây nối hình máy biến áp 3.4.5 Bảo vệ chống tải: Bảo vệ đặt phía máy biến áp nhằm chống lại tải cho cuộn dây.Rơle làm vệc với đặc tính thời gian phụ thuộc có nhiều cấp tác động Cảnh báo, khởi động mức làm mát tăng tốc tuần hồn khơng khí dầu, giảm tải máy biến áp, cắt máy biến áp khỏi hệ thống nếunhiệt độ máy biến áp tăng q mức cho phép CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN CÁC THÔNG SỐ BẢO VỆ CHO ĐƯỜNG DÂY 4.1 Bảo vệ q dịng cắt nhanh 4.1.1 Tính dịng khởi động cho bảo vệ Trị số dòng điện khởi động bảo vệ q dịng cắt nhanh lựa chọn theo cơng thức : Ikđ = kat.INngmax Trong đó: kat -Hệ số an tồn.Chọn kat = 1,2 INngmax - dịng ngắn mạch ngồi cực đại dịng ngắn mạch lớn thường lấy giá trị dòng ngắn mạch cuối đường dây Dòng khởi động cho bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây L2 là: I kd (50) = k at I N9ngmax = 1,2.1,136 = 1,363 (kA) Dòng khởi động cho bảo vệ dòng cắt nhanh đoạn đường dây L1 là: I kd1 (50) = k at I N5ngmax = 1,2.3,15 = 3,78 (kA) 4.1.2 Xác định vùng bảo vệ Đường dây L2 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 N5 N6 IN max N7 Inmin N8 ikđ N9 Hình 4.1: Vùng bảo vệ BV dòng cắt nhanh cho đường dây L2 Tính xác theo phương pháp đại số Chế độ cực đại Từ đồ thị ta thấy , vùng bảo vệ cắt nhanh max bảo vệ xác định theo giá trị dòng ngắn mạch pha (3) Vùng bảo vệ lớn nhất: I(50) kd = I N(Lmax) = 1,363(kA) , với: I(3) N(Lmax) = E HT E HT E Icb = Icb (kA) X L 2max = (3) HT Icb - (X1HT + X BA + X1L1 ) X1 X1HT + X BA + X1L1 + X L 2max I N(Lmax) X L 2max = 20 0,15 - (0, 0133 + + 0, 016.4) = 0, 1,363 23 X L 2max = X1L L 2max Scb U TB2 X L 2max 232.0, L = = = 14, 79(km) 2max U TB2 Scb X1L 20.0,39 max = 14, 79(km) Vùng bảo vệ bảo vệ là: lCN max => lCN = 100% L = (73,98%) L 20 14, 79 Chế độ cực tiểu Tương tự ta có lCN = 100% L = (31,34%) L 10 6, Đường dây L1 I-kA N1 N2 N3 N4 N5 l- km IN max Inmin ikđ Hình 4.2: Vùng bảo vệ BV dòng cắt nhanh cho đường dây L1 Tính xác theo phương pháp đại số Chế độ cực đại Từ đồ thị ta thấy , vùng bảo vệ cắt nhanh max bảo vệ xác định theo giá trị dòng ngắn mạch pha (3) Vùng bảo vệ lớn nhất: I(50) kd =I N(Lmax) =3,78(kA) I(3) N(Lmax) = Với: E HT E HT E Icb = I cb (kA) X L1max = (3) HT I cb - (X1HT + X BA ) X1å X1HT + X BA + X L1max I N(Lmax) X L1max = 20 0,15 - (0, 013 + ) = 0, 039 3, 78 23 X L1max = X1L1 L1max Scb U cb X L1max 232.0, 039 L = = = 3, 03(km) 1max U cb Scb X1L1 20.0,39 max = 3, 03(km) =>Vùng bảo vệ bảo vệ là: lCN 3, 03 max = 100% L1 = (60, 6%) L1 => lCN Chế độ cực tiểu Bảo vệ khơng tác động 4.2 Bảo vệ q dịng có thời gian (51): Dịng bảo vệ q dịng có thời gian lựa chọn theo công thức sau: I kd Trong đó: k at k mm I lvmax k tv kat - hệ số an toàn, kat = 1,2 kmm - hệ số mở máy phụ tải động có dịng điện chạy qua chỗ đặt bảo vệ, k mm = ktv - hệ số trở về, ktv=0,95 Ilvmax - dòng điện làm việc lớn đường dây L Chọn dòng khởi động cho bảo vệ q dịng có thời gian đoạn đường dây L2 I2kd = k at k mm × I2lvmax = 1,6×185,252 = 296,4(A) = 0,296(kA) kv Chọn dịng khởi động cho bảo vệ q dịng có thời gian đoạn đường dây L1: I1kd = k at k mm × I1lvmax = 1,6× 316 = 506(A) = 0,506(kA) kv I Đặc tính thời gian relay: t = 13,5 × Tp ; I* = N I * -1 I kd 4.2.1 Chế độ phụ tải cực đại Đường dây L2 Xét điểm ngắn mạch N9: IN9max = 1,136 (kA) I* = I N9 1,136 = = 3,833 I 2kd 0, 296 t = t pT + t = 0,5 + 0,3 = 0,8 (s) Đặc tính thời gian tác động N9: t9 = I -1 3,833 -1 13,5 0,8 = 0,168(s) Tp Tp = * t = 13,5 13,5 I* -1 Xét điểm ngắn mạch N8: IN8max =1,352(kA) I* = I N8 max I kd t8 = = 1,352 = 4,56 0, 296 13,5 13,5 Tp = × 0,1679 = 0, 636(s) I* -1 4,56 -1 Tính tốn tương tự cho điểm ngắn mạch cịn lại đường dây ta có: Điểm I Nmax , kA Ikd , kA I* N5 3,15019 0,296 10,628 0,167860 0,235 N6 2,1827 0,296 7,364 0,167860 0,356 N7 1,66985 0,296 5,634 0,167860 0,489 N8 1,35215 0,296 4,562 0,167860 0,636 N9 1,13601 0,296 3,833 0,167860 0,8 t(s) Tp Bảng 4.1: Thời gian tác động điểm ngắn mạch chế độ cực đại L2 Đường dây L1 Thời gian tác động bảo vệ điểm ngắn mạch N5 đường dây L1: t15 = max t 52 , t pt1 + Dt = max 0, 235;0, 75 + 0,3 = 0, 75 + 0,3 = 1, 05(s) Xét điểm ngắn mạch N5: IN5max = 3,15(kA) I* = I N5max 3,15 = = 6, 22 I1kd 0,506 Tp1 = I * -1 6, 22 -1 t5 = 1, 05 = 0, 406(s) 13,5 13,5 Xét điểm ngắn mạch N4: IN4max = 3,52(kA) I* = I N max I kd1 t4 = = 3,52 = 6,95 0,506 I * -1 13,5 Tp1 = × 0, 406 = 0,9207 (s) 13,5 6,95 -1 Tính tốn tương tự cho điểm ngắn mạch lại đường dây ta có: I Nmax , kA Ikd , kA I* Tp t(s) N1 5,4469 0,506 10,757 0,406103 0,562 N2 4,6071 0,506 9,099 0,406103 0,677 N3 3,9918 0,506 7,883 0,406103 0,796 N4 3,5214 0,506 6,954 0,406103 0,921 N5 3,1502 0,506 6,221 0,406103 1,050 Bảng 4.2 Thời gian tác động điểm ngắn mạch chế độ cực đại L1 4.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Đường dây L2 Xét điểm ngắn mạch N9: IN9min = 0,713 (kA) I* = I N9 0, 713 = = 2, 406 , t = t pT + t = 0,5 + 0,3 = 0,8(s) I kd 0, 296 Đặc tính thời gian tác động N9: t9 = I -1 2, 406 -1 13,5 0,8 = 0, 083(s) Tp Tp = * t = 13,5 13,5 I* -1 Xét điểm ngắn mạch N8: I N8min = 0,839(kA) I* = I N8 I kd t8 = = 0,839 = 2,833 0, 296 13,5 13,5 Tp = × 0, 0833 = 0, 613(s) I* -1 2,833 -1 Tính tốn tương tự cho điểm ngắn mạch lại đường dây ta có: Tp t(s) I N , kA I kd , kA I* N5 1,79587 0,296 6,059 0,083302 0,222 N6 1,30321 0,296 4,397 0,083302 0,331 N7 1,02142 0,296 3,446 0,083302 0,460 N8 0,83983 0,296 2,833 0,083302 0,613 N9 0,71306 0,296 2,406 0,083302 0,8 Bảng 4.3: Thời gian tác động điểm ngắn mạch chế độ cực tiểu L2 Đường dây L1 Thời gian tác động bảo vệ điểm ngắn mạch N5 đường dây L1: t15 = max t 52 , t pt1 + Dt = max 0, 222;0, 75 + 0,3 = 0, 75 + 0,3 = 1, 05(s) Xét điểm ngắn mạch N5: IN5min = 1,796 (kA) I* = I N5min 1, 796 = = 3,55 I1kd 0,506 Tp1 = I * -1 3,55 -1 t5 = 1, 05 = 0,198(s) 13,5 13,5 I* = Xét điểm ngắn mạch N4: IN4min =1,93(kA) I N I kd1 t4 = = 1,93 = 3,81 0,506 13,5 13,5 Tp1 = × 0,198 = 0,951(s) I* -1 3,81-1 Tính tốn tương tự cho điểm ngắn mạch cịn lại đường dây ta có: Điểm I N , kA I kd , kA I* N1 2,4831 0,506 4,904 0,198074 0,685 N2 2,2665 0,506 4,476 0,198074 0,769 N3 2,0844 0,506 4,117 0,198074 0,858 N4 1,9294 0,506 3,810 0,198074 0,951 N5 1,7959 0,506 3,547 0,198074 1,050 t(s) Tp Bảng 4.4: Thời gian tác động điểm ngắn mạch chế độ cực tiểu L1 Từ thông số tính tốn ta có đồ thị đặc tính thời gian bảo vệ dòng đường dây chế độ công suất hệ thống sau : 1.2 1.050 1.0 0.921 0.8 0.796 t(s) 0.8 0.6 0.677 0.636 0.562 0.489 0.356 0.4 0.235 0.2 0.0 N1 N2 N3 N4 N5 N6 điểm ngắn mạch t1(s) t2(s) N7 N8 N9 Hình 4.3 Đặc tính thời gian bảo vệ q dịng có thời gian chế độ cực đại 1.2 1.050 0.951 1.0 time (s) 0.8 0.858 0.8 0.769 0.685 0.613 0.6 0.460 0.331 0.4 0.222 0.2 0.0 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 chiều dài - km t1(s) t2(s) Hình 4.4 Đặc tính thời gian bảo vệ q dịng có thời gian chế độ cựctiểu Kiểm tra độ nhạy bảo vệ Độ nhạy xác định theo công thức: kN = I N.min , (k n 1,5) I kđ Relay bảo vệ đường dây L1: k1N I N5min 1,795 3,546 1,5 I kđ1 0,506 Nên độ nhạy bảo vệ L1 thỏa mãn Relay bảo vệ đường dây L2 k2N I N9min 0,713 2,4 1,5 Ikđ 0,296 Nên độ nhạy bảo vệ L2 thỏa mãn 4.3 Bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh 4.3.1 lựa chọn dòng khởi động cho bảo vệ dòng thứ tự khơng cắt nhanh Trị số dịng điện khởi động bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh lựa chọn theo công thức Ikđ(50N) = kat I0ngmax Trong đó: I0ngmax – dịng điện ngắn mạch thứ tự khơng ngồi lớn có cố chạm đất ngồi vùng bảo vệ Trị số dịng điện khởi động bảo vệ q dịng thứ tự khơng cắt nhanh đường dây L2: I kd (50) = k at I N09ngmax = 1,2.0,808 = 0,97 (kA) Trị số dòng điện khởi động bảo vệ dòng thứ tự không cắt nhanh đường dây L1: (kA) 4.3.2 xác định vùng bảo vệ Đường dây L2 3.0 2.5 time(s) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 N5 N6 N7 N8 N9 chiều dài (km) I0max Iomin ikđ Hình 4.5: Vùng bảo vệ BV dòng TTK cắt nhanh cho đường dây L2 Như ta xác định tương đối xác vùng bảo vệ: + Vùng bảo vệ lớn nhất: 78%(L2); + Vùng bảo vệ nhỏ nhất: 42% (L2) Đường dây L1 time (s) N1 N2 N3 N4 N5 chiều dài - km I0max Iomin ikđ Hình 4.6: Vùng bảo vệ BV dòng TTK cắt nhanh cho đường dây L1 Như ta xác định tương đối xác vùng bảo vệ: + Vùng bảo vệ lớn nhất: 79%(L1); + Vùng bảo vệ nhỏ nhất: 0% (L1) 4.4 Bảo vệ dòng thứ tự khơng có thời gian Dịng khởi động bảo vệ q dịng thứ tự khơng có thời gian: Ikd(51N) = k0.IsdđBI Trong đó: k : Hệ số chỉnh định; k0 = 0,3 IsdđBI: Dòng điện danh định phía sơ cấp BI Dịng điện khởi động đoạn đường dây L2: I kd (51) = k IddBI = 0,3.200 = 60(A) = 0,06(kA) Dòng điện khởi động đoạn đường dây L1: I kd1 (51) = k IddBI1 = 0,3.400 = 120(A) = 0,12(kA) Thời gian làm việc bảo vệ dòng thứ tự khơng có thời gian chọn lọc theo đặc tính độc lập t2 = tpt2 + ∆t = 0,3+0,3 =0,6 (s) t1 = max (t2, tpt1) + ∆t = 0,6+0,3=0,9 (s) Kiểm tra độ nhạy bảo vệ Độ nhạy relay bảo vệ cho công thức: kN = I N.min I kđ (k n 1,5) Relay bảo vệ đường dây L1 k1N I0 N5min 0,1589 13,24 1,5 I kđ1 0,06 Nên độ nhạy bảo vệ L1 thỏa mãn Relay bảo vệ đường dây L2 k2N = I N9min 0,568 = = 9,47 > 1,5 I kđ 0,12 Nên độ nhạy bảo vệ L2 thỏa mãn Tài liệu tham khảo [1] PSG.TS Phạm Văn Hòa: Ngắn mạch đứt dây Hệ thống điện, Nhà xuấtbản KH&KT, 2006 [2] giáo trình mơn học bảo vệ role_ trường đại học Điện Lực [3] sGS.VS Trần Đình Long: Bảo vệ hệ thống điện, Nhà xuất KH&KT,2005 ... gây Đồ án mơn học Bảo vệ rơle giúp cho sinh viên củng cố kiến thức bảo vệ rơle Từ sinh viên có đánh giá đắn loại bảo vệ Trong trình làm đồ án này, em nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy cô môn, đặc biệt... Hòa: Ngắn mạch đứt dây Hệ thống điện, Nhà xuấtbản KH&KT, 2006 [2] giáo trình mơn học bảo vệ role_ trường đại học Điện Lực [3] sGS.VS Trần Đình Long: Bảo vệ hệ thống điện, Nhà xuất KH&KT,2005... 1.2.1.Cho đường dây Chọn tỷ số biến đổi máy biến dòng BIdùng cho bảo vệ đường dây L Dòng điện sơ cấp danh định BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn Dòng thứ cấp lấy 5A Tỷ số biến đổi máy biến