Tài liệu Bài tập dài rơle pptx

Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC Bi tập di RơLe I. Đề bi I.1_ Hệ thống: S Nmax = 1500 MVA; S Nmin = 0.7ìS Nmax = 1050 MVA ; Z o = 1.6ìZ 1 ; I.2_ Trạm biến áp: B1 : S = 2ì15 MVA; U1/U2 = 115/ 24; Uk % = 10%; B2, B3 : S = 2.5 MVA U1/U2 = 24/0.4 KV Uk% = 7% I.3_ Đờng dây Đờng dây Di Loại dây Tổng trở đơn vị thứ tự thuận Tổng trở đơn vị thứ tự không Điện kháng thứ tự thuận Điện kháng thứ tự không D 1 20 AC-175 0.15 + j0.37 0.35 + j0.97 7.4 19.4 D 2 25 AC-100 0.27 +jì0.39 0.48 +jì0.98 9.25 24.5 Đờng dây D 3 Phụ tải có : P = 2 MW. Cos = 0.9; 1 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC Nội dung tính toán I. Chọn tỷ số biến đổi của các BI Chọn tỷ số biến đổi của máy biến dòng BI 1 , BI 2 dùng cho bảo vệ đờng dây D 1 , D 2 . Dòng điện sơ cấp danh định của BI chọn theo quy chuẩn lấy theo giá trị lớn. Dòng thứ cấp lấy bằng 1 hoặc 5 A. Tỷ số biến đổi của máy biến dòng BI : n I = Tdd Sdd I I - Chọn I Tdđ I lvmax đi qua BI - Chọn I Tdđ = 1A I.1_ BI 2 Dòng lm việc lớn nhất của BI 2 : I lvmax(BI2) = I pt + 1.4.I ddB3 Với I pt = cos 3U P I ddB3 = U S ddB .3 3 dòng lm việc : I lvmax(BI2) = 9.0.24.3 2 + 243 5.2 4.1 ì = 0.1377KA Dòng lm việc I lvmax(BI2) = 205 A nằm trong khoảng 200 ữ 250 A nên ta chọn I sdđ(BI2) = 250 A Đồng thời cũng chọn I Tdđ(BI1) = 1 A vậy tỷ số biến đổi BI 2 : n I 2 = 1 250 = 250 I.2_ BI 1 Dòng lm việc lớn nhất qua BI 1 : I lvmax(BI1) = I lvmax(BI2) +1.4 I dđB2 = 0.1377 + 1.4 243 5.2 ì = 0.2218 KA Dòng lm việc I lvmax(BI1) = 221.8A nằm trong khoảng 200 ữ 250 A nên ta chọn I sdđ(BI1) = 250A Đồng thời cũng chọn I Tdđ(BI1) = 1 A vậy tỷ số biến đổi BI 2 : n I 2 = 1 250 = 250 2 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC II. Tính toán ngắn mạch Chọn cấp điện áp 24kV lm cơ sở ta tính các thông số của các phần tử. *Hệ thống X HT = 2 2 1 k S U N tb ì Trong đó Điện áp trung bình của hệ thống U tb = 115 KV k = 115/24 S N :công suất ngắn mạch : 1. Chế độ cực đại: S N = 1500 X HT = 1500 24 2 = 0.384 2. Chế độ cực tiểu: S N = 1050 X HT = 1050 24 2 = 0.549 *Trạm biến áp: Theo công thức tính điện kháng trạm biến áp ta có X B = 2 2 1 100 % K S UU dmB dmk ìì -Trạm B 1 : + Chế độ min X B1 = () 2 2 24 115 1 15 115 100 10 ìì = 3.84 +Chế độ max X B1 = 3.84/2=1.92 -Trạm B 2 & B 3 : X B2 = X B3 = 5.2 24 100 7 2 ì = 16.13 *Đờng dây: Điện kháng đờng dây đã tính : D 1 : X 1D1 = 7.4 X 0D1 = 19.4 D 2 : X 1D2 = 9.25 X 0D2 = 24.5 II.1 Tính toán ngắn mạch trong chế độ cực đại. II.1.1 Ngắn mạch 3 pha trong chế độ cực đại. Sơ đồ thay thế 3 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC 1HT HT X 1B1 XX 1D1 N1 1D2 X N5 N9 S NHT = S Nmax =1500MVA Trạm B1 cả hai máy lm việc song song X B1 =1.92 Để khảo sát sự cố ngắn mạch trên đờng dây ta chia mỗi đoạn đờng dây lm 4 đoạn con tức l ta sẽ có 9 điểm tính ngắn mạch đợc ký hiệu trong hình từ N 1 ữ N 9 Ta tính điện kháng : Đoạn D 1 : N 1 : X 1 N 1 = X 1HT + X 1B 1 =0.384+1.92=2.304 N 2 ữ N 5 : X 1 N j +1 = X 1 N j + 1/4ìX 1D 1 Đoạn D 2 : N 6 ữ N 9 : X 1 N j +1 = X 1 N j + 1/4ìX 1D 2 Trong đó : X 1HT = 0.384 X 1B1 = 1.92 X 1D1 =7.4 X 1D2 = 9.75 - X 1 N j +1 : điện kháng tổng thứ tự thuận tính từ hệ thống đến điểm ngắn mạch - I (3) N j +1 : Dòng ngắn mạch ba pha ứng với X 1 N j +1 trong chế độ cực đại. N dm N X U I ì = 1 )3( 3 Ngắn mạch tại N 1 kA xX U I N dm N 014.6 304.23 24 3 11 )3( 1 == ì = Các điểm ngắn mạch khác tính tơng tự ta có bảng sau. Điểm ngắn mạch N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 X 1 ( ) 2.304 4.154 6.004 7.854 9.704 12.017 14.327 16.637 18.947 I N (kA) 6.014 3.336 2.308 1.764 1.428 1.153 0.967 0.833 0.731 Bảng_1 II.1.2 Ngắn mạch 1 pha trong chế độ cực đại. Do ngắn mạch một pha l ngắn mạch không đối xứng nên để xét ta xem nh hệ thống gồm 3 thnh phần : thứ tự thuận, thứ tự nghịch v thnh phần thứ tự không. Sau đó ta dựa vo tính chất tuyến tính của mạch điện để xếp chồng các thnh phần thứ tự : Bớc tính điện kháng thứ tự thuận, nghịch v thứ tự không : 4 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC - Điện kháng thứ tự nghịch bằng điện kháng thứ tự thuận - Điện kháng thứ tự không đợc tính bằng cách vẽ sơ đồ thứ tự không. Sơ đồ thứ tự không : HT X XX N1 X N5 N9 0HT 0B1 0D1 0D2 Vì máy biến áp B 1 nối Y o /Y o nên dòng thứ tự không có thể đi qua phía hệ thống v coi máy biến áp : B B 1 có X 0B1 = X 1B1 B B 2 & B 3 có X 0B2 = X 0B3 = Ta tính điện kháng : Đoạn D 1 : N 1 : X 0 N 1 = X 0HT + X 0B 1 N 2 ữ N 5 : X 0 N j +1 = X 0 N j + 1/4ìX 0D 1 Đoạn D 2 : N 6 ữ N 9 : X 0 N j +1 = X 0 N j + 1/4ìX 0D 2 Trong đó : X 0HT = 1.6ì0.384 = 0.614 X 0B1 = X 1B1 =1.92 X 0D1 = 19.4 X 0D2 = 24.5 Điện kháng tổng trong trờng hợp N (1) l : X (1) = X 1 + X (1) Trong đó : X (1) : Điện kháng phụ : X (1) = X 2 + X 0 m X 2 = X 1 X (1) = 2ìX 1 + X 0 Dòng ngắn mạch một pha : I (1) N = m (1) ìI 1N m (1) : Hệ số tỷ lệ của loại ngắn mạch một pha. m (1) = 3 ; I (1) N = 3ìI 1N = )1( 3 .3 X U dm = )1( .3 X U dm Dòng ngắn mạch thứ tự không của ngắn mạch một pha : I (1) ON = 1/3ìI (1) N =I (1) 1N Tính toán ngắn mạch cho từng điểm : Khi ngắn mạch tại N 1 : I (1) 1N1 = ( ) + 01 .2.3 24 XX = () 354.2304.223 24 +x = 1.94 kA I (1) N1 =3.I (1) 1N1 =3x1.94=5.821kA Tơng tự ta tính cho các điểm ngắn mạch khác sẽ đợc bảng sau : 5 Bμi tËp dμi BTD ro le thay Viet.DOC §iÓm ng¾n m¹ch N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 X 1 Σ ( Ω ) 2.304 4.154 6.004 7.854 9.704 12.017 14.327 16.637 18.947 X 0 Σ ( Ω ) 2.534 7.384 12.234 17.084 21.934 28.059 34.184 40.309 46.434 X (1) Σ ( Ω ) 7.142 15.692 24.242 32.792 41.342 52.093 62.838 73.583 84.328 I (1) 1N (kA) 1.940 0.883 0.572 0.423 0.335 0.266 0.221 0.188 0.164 I (1) N (kA) 5.821 2.649 1.715 1.268 1.006 0.798 0.662 0.565 0.493 II.1.3. Ng¾n m¹ch 2pha ch¹m ®Êt trong chÕ ®é cùc ®¹i §iÖn kh¸ng tæng : X (1,1) Σ = X 1 Σ + X (1,1) Δ §iÖn kh¸ng phô : X (1,1) Δ = X 2 Σ // X 0 Σ Trong ®ã : • HÖ sè tû lÖ m (1,1) = () 2 02 02 13 ΣΣ ΣΣ + × −× XX XX • Dßng ng¾n m¹ch 2 pha ch¹m ®Êt : = m )1,1( N I (1,1) × = m )1,1( 1N I (1,1) × )1,1( 3 Σ × X U dm • Dßng thø tù kh«ng trong tr−êng hîp ng¾n m¹ch 2 pha ch¹m ®Êt = )1,1( ON I ΣΣ Σ + × 02 2 )1,1( 1 XX X I N Khi cã ng¾n m¹ch t¹i N 1 : = = 2.304 + (2.304//2.534) = 3.511 Ω )1,1( Σ X )1,1( 1 11 NN XX ΔΣ + = )1,1( 1 N m () 2 02 02 11 11 13 NN NN XX XX ΣΣ ΣΣ + × −× = () 2 534.2304.2 534.2304.2 13 + −× x = 1.500 = )1,1( 11N I )1,1( 3 Σ × X U dm = 511.33 24 × = 2.168 kA = 1.500×2.168 = 3.25 k A )1,1( 1N I )1,1( 0 1 N I = 11 1 02 2 )1,1( 11 NN N N XX X I ΣΣ Σ + × = 534.2304.2 304.2 168.2 + × = 1.055kA 6 Bμi tËp dμi BTD ro le thay Viet.DOC ®iÓm n.m N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 M8 N9 X 1 Σ ( Ω ) 2.304 4.154 6.004 7.854 9.704 12.017 14.327 16.637 18.947 X 0 Σ ( Ω ) 2.534 7.384 12.234 17.084 21.934 28.059 34.184 40.309 46.434 m (1,1) 1.500 1.519 1.529 1.533 1.538 1.540 1.541 1.543 1.544 X (1,1) Δ ( Ω ) 1.207 2.658 4.027 5.380 6.728 8.414 10.096 11.776 13.456 X (1,1) Σ ( Ω ) 3.511 6.812 10.031 13.234 16.432 20.431 24.423 28.413 32.403 I (1,1) 1N (kA ) 3.947 2.034 1.381 1.047 0.843 0.678 0.567 0.488 0.428 I (1,1) N (kA) 5.92 3.090 2.112 1.605 1.297 1.044 0.874 0.752 0.660 I (1,1) 0N (kA) 1.880 0.732 0.455 0.330 0.259 0.203 0.167 0.143 0.124 II.2_ TÝnh ng¾n m¹ch trong chÕ ®é cùc tiÓu: II.2.a_ Ng¾n m¹ch 3 pha trong chÕ ®é cùc tiÓu : S¬ ®å thay thÕ : 1HT HT X 1B1 XX 1D1 N1 1D2 X N5 N9 Trong ®ã: X 1HT =0.549 Ω X 1B1 =3.84 Ω X 1D1 =7.4 Ω X 2D2 =9.25 Ω §o¹n D 1 : N 1 : X 1 Σ N 1 = X 1HT + X 1B 1 =0.549+3.84=4.389 Ω N 2 ÷ N 5 : X 1 Σ N j +1 = X 1 Σ N j + 1/4×X 1D 1 §o¹n D 2 : N 6 ÷ N 9 : X 1 Σ N j +1 = X 1 Σ N j + 1/4×X 1D 2 Ta tÝnh ng¾n m¹ch t¹i N 1 kA xX U I N dm N 157.3 389.43 24 3 11 )3( 1 == × = Σ C¸c ®iÓm ng¾n m¹ch kh¸c tÝnh t−¬ng tù ta cã b¶ng sau. §iÓm ng¾n m¹ch N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 7 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC X 1 ( ) 4.389 6.239 8.089 9.939 11.789 14.100 16.410 18.720 21.030 I N (kA) 3.157 2.221 1.713 1.394 1.175 0.983 0.844 0.740 0.659 II.2.2. Ngắn mạch 1pha ở chế độ cực tiểu. Sơ đồ thứ tự không : HT X XX N1 X N5 N9 0HT 0B1 0D1 0D2 Điện kháng thứ tự không X 0HT =1.6xX 1HT =1.6x0.549=0.878 X 0B1 =X 1B1 =3.84 X 0D1 =19.4 X 0D2 =24.5 Đoạn D 1 : N 1 : X 0 N 1 = X 0HT + X 0B 1 =0.878+3.84=4.718 N 2 ữ N 5 : X 0 N j +1 = X 0 N j + 1/4ìX 0D 1 Đoạn D 2 : N 6 ữ N 9 : X 0 N j +1 = X 0 N j + 1/4ìX 0D 2 Tính ngắn mạch tại N1 X (1) N1 = X 1 N1 + X (1) N1 =2x4,389+4.718=13.496 I (1) 1N1 = () 1 1 .3 N dm X U = 496.133 24 x = 1.027 kA I (1) N1 = 3ìI (1) 1N1 =3x1.027=3.08kA Tơng tự ta tính cho các điểm ngắn mạch khác sẽ đợc bảng sau : Điểm ngắn mạch N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 X 1 ( ) 4.389 6.239 8.089 9.939 11.789 14.10 16.41 18.72 21.03 X 0 ( ) 4.718 9.57 14.42 19.27 24.12 30.25 36.37 42.50 48.62 X (1) ( ) 13.50 22.05 30.60 39.15 47.70 58.45 69.19 79.94 90.68 I (1) 1N (kA) 1.027 0.628 0.453 0.354 0.291 0.237 0.200 0.173 0.153 I (1) N (kA) 3.08 1.885 1.359 1.062 0.873 0.711 0.600 0.520 0.458 II.2.3. Ngắn mạch 2 pha chạm đất trong chế độ cực tiểu Khi có ngắn mạch tại N 1 : 8 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC = = 4.389+ (4.389//4.718) = 8.937 )1,1( 1N X )1,1( 1 11 NN XX + = )1,1( 1 N m () 2 02 02 11 11 13 NN NN XX XX + ì ì = () 2 718.4389.4 718.4389.4 13 + ì x = 1.500 = )1,1( 11N I )1,1( 1 3 N dm X U ì = 937.83 24 ì = 1.551kA = 1.500ì 1.551= 2.327k A )1,1( 1N I )1,1( 0 1 N I = 11 1 02 2 )1,1( 11 NN N N XX X I + ì = 718.4389.4 389.4 511.1 + ì = 0.741kA Các điểm ngắn mạch khác tính tơng tự ta có bảng sau điểm n.m N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 M8 N9 X 1 ( ) 4.389 6.239 8.089 9.939 11.789 14.10 16.41 18.72 21.03 X 0 ( ) 4.718 9.57 14.42 19.27 24.12 30.25 36.37 42.50 48.62 m (1,1) 1.500 1.511 1.520 1.525 1.529 1.533 1.535 1.537 1.539 X (1,1) ( ) 2.27 3.78 5.18 6.56 7.92 9.62 11.31 13.00 14.68 X (1,1) ( ) 8.94 10.02 13.27 16.50 19.71 23.72 27.72 31.72 35.71 I (1,1) 1N (kA ) 1.551 1.383 1.044 0.840 0.703 0.584 0.500 0.437 0.388 I (1,1) N (kA) 2.327 2.090 1.587 1.281 1.075 0.896 0.767 0.672 0.597 I (1,1) 0N (kA) 0.747 0.546 0.375 0.286 0.231 0.186 0.155 0.134 0.117 III.3. Xây dựng quan hệ dòng ngắn mạch với chiều di đờng dây Giá trị của các dòng ngắn mạch trong các chế độ cực đại v cực tiểu đợc ghi ở bảng dới đây điểm n.m N 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 I (3) N max 6.014 3.336 2.308 1.764 1.428 1.153 0.967 0.833 0.731 I (3) N min 3.157 2.221 1.713 1.394 1.175 0.983 0.844 0.740 0.659 I (1) N max 5.821 2.649 1.715 1.268 1.006 0.798 0.662 0.565 0.493 I (1`) N min 3.08 1.885 1.359 1.062 0.873 0.711 0.600 0.520 0.458 I (1,1) N max 5.92 3.09 2.112 1.605 1.297 1.044 0.874 0.752 0.660 9 Bμi tËp dμi BTD ro le thay Viet.DOC I (1,1) N min 2.327 2.09 1.587 1.281 1.075 0.896 0.767 0.672 0.597 3xI (1) 0N max 5.821 2.649 1.715 1.268 1.006 0.798 0.662 0.565 0.493 3xI (1) 0N min 3.08 1.885 1.359 1.062 0.873 0.711 0.600 0.520 0.458 3xI (1,1) 0Nmax 5.64 2.196 1.365 0.990 0.777 0.609 0.501 0.429 0.372 3xI (1,1) 0N min 2.241 1.638 1.125 0.858 0.693 0.558 0.465 0.402 0.351 §å thÞ quan hÖ I N =f(L) 0 1 2 3 4 5 6 7 1 234 567 89 L 0 1 2 3 4 5 6 7 123456789 L In 10 [...]...Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC III Tính toán các thông số đặt III.1.Bảo vệ cắt nhanh theo dòng pha Dòng khởi động của rơ le đợc chọn theo công thức: Ikđ=kat.INngmax Trong đó: Kat:hệ số an ton=1.2 INngmax:... của bảo vệ 2 khi có ngắn mạch tại N9 l t2N9=t3+t=1+0.3=1.3s Dòng ngắn mạch 3 pha tại N9 trong chế độ cực đại l IN9=0.731kA I N 9 = I N 9 0.731 = = 3.323 I kd 2 0.22 Đặc tuyến thời gian của rơ le 11 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC t= 80 Td I 1 2 Ta có t 2 N 9 = ( ) ( ) t I 2 1 1.3 3.323 2 1 80 Td Td = 2 N 9 N 9 = = 0.163s 80 80 I 2N 9 1 Thời gian cắt ngắn mạch tại N8 I N 8 0.833 = = 3.786 I kd... 1 0.355 80 = 0.117 = 0.395s 4.969 2 1 Các điểm còn lại tính tơng tự kết quả ghi ở bảng sau điểm ngắn mạch I*N t1N ,s 12 N1 N2 N3 N4 N5 16.941 0.033 9.397 0.107 6.501 0.227 4.969 0.395 4.023 0.617 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC *Xây dựng đặc tuyến thời gian của bảo vệ 1 v 2 trong chế độ cực tiểu (ứng với ngắn mạch 2 pha chạm đất ở chế độ cực tiểu) +Đối với bảo vệ 2 Ta có Tđ=0.163s Ngắn mạch tại... tự kết quả ghi ở bảng sau điểm ngắn mạch I*N t1N ,s N1 N2 N3 N4 N5 6.555 0.223 5.887 0.278 4.470 0.493 3.608 0.779 3.028 1.146 Từ kết quả trên ta vẽ đợc đặc tuyến bảo vệ với thời gian phụ thuộc 13 Bi tập di BTD 2.5 t ro le thay Viet.DOC 2 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L III.4 Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian Dòng khởi động I0kđ=k0.I0kcb=0.3xIdđBI + Bảo vệ 1 IdđBI1=0.25kA I0kđ1=0.3x0.25=0.75kA... I0kđ2=0.3x0.15=0.45kA Thời gian tác động độc lập + Bảo vệ 2 t02=t3+t=1+0.3=1.3s + Bảo vệ 1 t01=t02+t=1.3+0.3=1.6s Từ kết quả trên ta vẽ đợc đặc tuyến bảo vệ của bảo vệ thứ tự không có thời gian 14 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC 2 1.5 1 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L IV Xác định vùng bảo vệ của bảo vệ cắt nhanh v kiểm tra độ nhạy của bảo vệ IV.1 Vùng bảo vệ cắt nhanh Trên đồ thị IN=f(L) ta vẽ 2 đờng IN=Ikđ1=1.714kA... 0 cn Lmax2 = 15.63km ; Lmin 2 = 4.38km 0 cn 0 cn IV.2 Kiểm tra độ nhạy * Với bảo vệ quá dòng có thời gian +Bảo vệ 1 K n1 () I N 5 min I N15 min 0.873 = = = = 2.459 0.355 I kd 1 I kd 1 +Bảo vệ 2 15 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC K n2 () I N 9 min I N19 min 0.458 = = = = 2.082 I kd 2 I kd 2 0.22 * Với bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian +Bảo vệ 1 K 0 n1 = (,) 3.I 0 N 5 min 3.I 01N15 min 0.693 . Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC Bi tập di RơLe I. Đề bi I.1_ Hệ thống: S Nmax = 1500 MVA; S Nmin. 0.48 +jì0.98 9.25 24.5 Đờng dây D 3 Phụ tải có : P = 2 MW. Cos = 0.9; 1 Bi tập di BTD ro le thay Viet.DOC Nội dung tính toán I. Chọn tỷ số biến đổi của