Mẫu bài tập dài Rơle
Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- I. ĐẦU ĐỀ Tính toán bảo vệ cắt nhanh ,quá dòng điện và quá dòng thứ tự không cho đường dây cung cấp điện hình tia. II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1. Hệ thống S Nmax = 1500 MVA S Nmin = 0,8 *S Nmax = 0.8*1500=1200 MVA X oH = 0.9 X 1H 2. Máy biến áp S = 2*10 MVA U 1 /U 2 = 115/24 Kv ,U k %= 12.5% 3. Đường dây Đường dây Loại dây dẫn Chiều dài Z 1 (Ω/km) Z 0 (Ω/km) D1 AC-75 20 0,36+j0,41 0,56+j1,02 D2 AC-100 15 0,27+j0.39 0,48+j0,98 4.Phụ tải P 1 = 2 MW ,cosφ 1 = 0.8 ,t pt1 = 0.5 s P 2 = 4 MW , cosφ 2 = 0.85 ,t pt2 = 0.75 s 5. Đặc tính thời gian của Rơ le p T I t 1 5,13 * − = (2.1) III. NỘI DUNG TÍNH TOÁN 1. Chọn tỷ số biến đổi của các máy biến dòng điện BI 1 ,BI 2 dùng cho bảo vệ đường dây D1 và D2 Tỷ số biến đổi của các máy biến dòng được chọn theo công thức : tdd sdd I I I n = (3.1) Chọn I tdd = 1 A Dòng I sdd được chọn theo công thức I sdd = I lvmax = k qt *I pt (3.2) Trong đó k qt = 1,4 Chọn tỷ số biến của BI 2 Tính dòng điện phụ tải ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 1 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- A U P I pt 2,113 85,0*24*3 10.4 cos**3 3 2 2 2 === ϕ I lvmax2 = 1,4*113,2 = 158,49 A Như vậy ta chọn I sdd = 200 A Vậy n I2 = 200 Chọn tỷ số biến của BI 1 Ta có A U P II ptpt 34,173 8.0*24*3 10.2 2,113 cos**3 3 1 1 21 =+=+= ϕ Vậy I lvmax1 = 1,4*173,34=242,68 A Ta chọn I sdd1 = 250 A Vậy tỷ số biến của BI 1 là : n I1 = 250 2. Tính ngắn mạch phục vụ bảo vệ Rơ le a) Thông số Chọn hệ đơn vị tương đối cơ bản S cb = 10 MVA U cbi = U tbi Hệ thống N cb HT S S X = *1 (3.3) Tính trong chế độ phụ tải cực đại + S N = S Nmax = 1500 MVA + Hai máy biến áp làm việc song song Ta có 0067,0 1500 10 max *1 === N cb HT S S X X 2 ht* = X 1 ht * = 0,0067 X 0ht* =0,9 * 0,0067=0,00603 Tính trong chế độ phụ tải min + S Nmin = 1200 MVA + Một máy biến áp làm việc 0083,0 1200 10 min *1 === N cb HT S S X X 2 ht* = X 1 ht * = 0,0083 X 0ht* =0,9 * 0,0083=0,00747 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 2 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Máy biến áp 125,0 10 10 * 100 5,12 * 100 % * === dm cbk b S SU X Đường dâyD1: 142,0 24 10 *20*41,0 2 *1 == d X 354,0 24 10 *20*02,1 2 *10 == d X Đường dây D2 102,0 24 10 *15*39,0 2 *2 == d X 255,0 24 10 *15*98,0 2 *20 == d X ` Chọn vị trí các điểm tính ngắn mạch Ta chia mỗi đoạn đường dây thành 4 đoạn bằng nhau .Ta cần tính dòng ngắn mạch tại 9 điểm như hình vẽ sau: Xd1 0.0355 Xht 0.0067 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xb 0.125 Xb 0.125 Edt 1 Đoạn đường dây D1: Ngắn mạch tại N 1 : X N1∑ = X ht + 0.5*X b .Với X ht = 0.0067 X 0N1 = X 0ht + X b .Với X 0ht = 0,006 Ngắn mạch từ N2 đến N5 X N2 = X N1 +1/4 X d1 X 0N2 =X 0N1 +1/4 X 0d1 Tổng quát : X Ni+1 = X Ni + ¼ X d1 X 0Ni+1 = X 0Ni + ¼ X 0d1 Với X d1 = 0.142 X 0d1 = 0.354 Ngắn mạch tại các điểm trên đoạn đường dây D2(Từ N6 đến N9) Tại N6: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 3 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- X N6 = X N5 +1/4 X d2 X 0N6 =X 0N5 +1/4 X 0d5 Tương tự cho các điểm ngắn mạch từ N6 đến N9 X Ni+1 = X Ni + ¼ X d2 X 0Ni+1 = X 0Ni + ¼ X 0d2 Với X d2 = 0.102 X 0d2 = 0.255 Tính toán ngắn mạch cho từng điểm ngắn mạch Tính trong chế độ cực đại Sơ đồ thay thế và thông số của các phần tử được cho trên sơ đồ sau đây Xd1 0.0355 Xht 0.0067 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd2 0.0255 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xd1 0.0355 Xb 0.125 Xb 0.125 Edt 1 Trong chế độ cực đại các thông số được chọn như đã trình bày ở phần trên Các dạng ngắn mạch cần tính • Ngắn mạch 3 pha đối xứng • Ngắn mạch 1 pha • Ngắn mạch hai pha chạm đất Xét chế độ ngắn mạch không đối xứng Để tính toán chế độ ngắn mạch không đối xứng ta sử dụng phương pháp các thành phần đối xứng.Điện áp và dòng điện được chia thành 3 thành phần:thành phần thứ tự thuận,thành phần thứ tự nghịch và thành phần thứ tự không. Dòng điện ngắn mạch thứ tự thuận của mọi dạng ngắn mạch đều có tính theo công thức : )( )( 1 * )( 1 * n a n Na XXj E I ∆Σ Σ + = (3.4) Trong đó X (n) ∆ là điện kháng phụ của loại ngắn mạch n Trị số dòng điện ngắn mạch tổng hợp tại các pha có thể tính theo công thức: 1 )()( * Na nn N ImI = (3.5) Ta có bảng tóm tắt sau: Dạng ngắn mạch n X ∆ (n) m (n) N (1) 1 X 2∑ + X 0∑ 3 N (2) 2 X 2∑ 3 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 4 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- N (1,1) 1,1 X 2∑ // X 0∑ 2 02 02 )( *X 1*3 ΣΣ ΣΣ + − XX X N (3) 3 0 1 Tính ngắn mạch tại điểm N1 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X 1 = 0,0067+ 0,125/2 =0,0692 Trong hệ đơn vị tương đối 451,14 0692,0 1 )3( *1 * == N I Trong hệ đơn vị có tên kAI N 476,3 24*3 10 *451,14 )3( 1 == Ngắn mạch 1 pha X 2∑ (1) = 0,0067+0,125/2 = 0,0692 X 0∑ (1) = 0,006+0,125/2 =0,0685 X ∆ (1) = 0,0692+ 0,0685 = 0,1377 833,4 )1377,00692,0( 1 )1( *1 1 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 5,14833,4*3*3 1 )1( 1 1 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 488,3 24*3 10 *5,14 )1( 1 == Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: I N0* (1) = I N1* (1) = 4,833 Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 163,1 24*3 10 *833,4 )1( 0 1 == Ngắn mạch 2 pha chạm đất 0344,0 0685,00692,0 0685,0*0692,0 )1,1( = + = ∆ X 5,1 )0685,00692,0( 0685,0*0,0692 1*3 2 )1,1( = + −= m Tính trong hệ đơn vị tương đối ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 5 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 653,9 )0344,00692,0( 1 )1,1( *1 1 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức 851,4 0685,00692,0 0692,0 *653,9* 02 2 )1,1( 1 )1,1( 0 11 = + = + = ΣΣ Σ XX X II NN Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 167,1 24*3 10 *851,4 )1,1( 0 1 == Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 48,14653,9*5,1*5,1 1 )1,1( 1 1 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 483,3 24*3 10 *48,14 )1,1( 1 == Xét ngắn mạch tại điểm N 5 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X 1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142 =0.2112 Trong hệ đơn vị tương đối 735,4 2112,0 1 )3( *5 * == N I Trong hệ đơn vị có tên kAI N 139,1 24*3 10 *735.4 )3( 5 == Ngắn mạch 1 pha X 2∑ (1) = 0,0067+0,125/2+0,142 = 0,2112 X 0∑ (1) = 0,006+0,125/2+0,354 =0,4225 X ∆ (1) = 0,2112+ 0,4225 = 0,6377 184,1 )6337,02112,0( 1 )1( *1 5 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 552,3184,1*3*3 1 )1( 5 5 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 8545,0 24*3 10 *552,3 )1( 5 == Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: I N0* (1) = I N1* (1) = 1,184 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 6 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 285,0 24*3 10 *184,1 )1( 50 == Ngắn mạch 2 pha chạm đất 141,0 4225,02112,0 4225,0*2112,0 )1,1( = + = ∆ X 528,1 )4225,02112,0( 4225,0*0,2112 1*3 2 )1,1( = + −= m Tính trong hệ đơn vị tương đối 839,2 )141,02112,0( 1 )1,1( *1 5 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức 946,0 4225,02112,0 2112,0 *839,2* 02 2 )1,1( 51 )1,1( 50 = + = + = ΣΣ Σ XX X II NN Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 228,0 24*3 10 *946,0 )1,1( 50 == Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 338,4839,2*528,1*528,1 15 )1,1( 5 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 044,1 24*3 10 *338,4 )1,1( 5 == Ngắn mạch tại điểm N 9 Ngắn mạch 3 pha đối xứng X 1∑ = 0,0067+ 0,125/2+0.142+0,102 =0,3132 Trong hệ đơn vị tương đối 193,3 3132,0 1 )3( *9 * == N I Trong hệ đơn vị có tên kAI N 768,0 24*3 10 *193,3 )3( 9 == Ngắn mạch 1 pha X 2∑ (1) = 0,0067+0,125/2+0,142+0,102 = 0,3132 X 0∑ (1) = 0,006+0,125/2+0,354+0,255 =0,6775 X ∆ (1) = 0,3132+ 0,6775 = 0,9907 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 7 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 767,0 )9907,03132,0( 1 )1( *1 9 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 301,2767,0*3*3 19 )1( 9 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 554,0 24*3 10 *301,2 )1( 9 == Ta có thành phần dòng điện thứ tự không: I N0* (1) = I N1* (1) = 0,767 Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 185,0 24*3 10 *767,0 )1( 90 == Ngắn mạch 2 pha chạm đất 214,0 6775,03132,0 6775,0*3132,0 )1,1( = + = ∆ X 533,1 )6775,03132,0( 6775,0*0,3132 1*3 2 )1,1( = + −= m Tính trong hệ đơn vị tương đối 897,1 )214,03132,0( 1 )1,1( *1 9 = + = aN I Dòng điện ngắn mạch thứ tự không trong hệ đơn vị tương đối được tính theo công thức 6,0 6775,03132,0 3132,0 *897,1* 02 2 )1,1( 91 )1,1( 90 = + = + = ΣΣ Σ XX X II NN Trong hệ đơn vị có tên: kAI N 144,0 24*3 10 *6,0 )1,1( 90 == Dòng điện ngắn mạch tổng hợp 908,2897,1*533,1*533,1 19 )1,1( 9 === aNN II Tính trong hệ đơn vị có tên kAI N 7,0 24*3 10 *908,2 )1,1( 9 == Tính toán tương tự cho các điểm ngắn mạch còn lại ta có bảng kết quả sau: N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 X 1 0,0692 0,104 0,140 0,1757 0,2112 0,2367 0,2622 0,287 0,3132 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 8 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 2 7 X 2∑ 0,0692 0,104 7 0,140 2 0,1757 0,2112 0,2367 0,2622 0,287 7 0,3132 X 0∑ 0,068 5 0,157 0,2455 0,334 0,4225 0,486 5 0,550 5 0,6145 0,6785 X ∆ (1) 0,1377 0,2617 0,3857 0,5097 0,6337 0,7232 0,812 7 0,9022 0,9917 X ∆ (1,1) 0,0344 0,062 8 0,089 0,115 0,141 0,16 0,178 0,196 0,214 m (1) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 m (1,1) 1,5 1,51 1,52 1,524 1,528 1,53 1,531 1,533 1,533 I N (3) (kA) 3,476 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 I N (1) (kA) 3,488 1,97 1.372 1,053 0,854 0,752 0,671 0,607 0,554 I N (1,1) (kA) 3,483 2,169 1,595 1,261 1,044 0,928 0,837 0,763 0,7 I N0 (1) (kA) 1,163 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,185 I N0 (1,1) (kA) 1,167 0.575 0,382 0,284 0,228 0,198 0,176 0,159 0,144 Bảng 1: Trị số dòng điện ngắn mạch trong chế độ max tại các điểm ngắn mạch ứng với từng loại ngắn mạch Từ bảng số liệu trên ta có xác định được trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất tại các điểm ngắn mạch đã xét .Các giá trị đó được tổng kết trong bảng sau: N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 I Nmax (kA) 3,488 2,298 1,716 1,369 1,139 1,016 0,917 0,836 0,768 I N0max (kA) 1,167 0,657 0,457 0,351 0,285 0,251 0,224 0,202 0,184 3*I N0max (kA) 3,501 1,971 1,371 1,053 0,855 0,753 0,672 0,606 0.552 Bảng 2 :Trị số dòng điện ngắn mạch lớn nhất tại các điểm ngắn mạch trong chế độ max ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 9 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Tính trong chế độ min Để tính toán dòng điện ngắn mạch bé nhất tại các điểm ngắn mạch ,ta chọn các thông số của hệ thống như sau: Hệ thống • S N = S Nmin = 1200 MVA X 1HT = 10/1200=0,0083 X 0HT = 0,9 *0,00833=0,00747 • Chỉ có một máy biến áp làm việc Vị trí các điểm tính ngắn mạch được chọn giống như trong chế độ max Sơ đồ thay thế: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 10 . Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Printed by Thành The Kid 1 Bài tập dài bảo vệ RƠ-LE ----------------------------------------------------------------------------------------------------