Đồ án Rơle chương 5

Đồ án Rơle

Trang 133 Phô lôc tÝnh to¸n ng¾n m¹ch Môc ®Ých tÝnh to¸n ng¾n m¹ch dïng trong b¶o vÖ r¬le lµ nh»m t×m dßng ng¾n m¹ch c¬ së TÝnh to¸n dßng khëi ®éng cña r¬le còng nh kiÓm tra ®é nh¹y cña chóng I Kh¸i niÖm chung c¸c tham sè: Trong tÝnh to¸n ng¾n m¹ch c¸c d¹ng ng¾n m¹ch kh«ng ®èi xøng ta ¸p dông qui t¾c ®¼ng trÞ thø tù thuËn vµ ¸p dông c¸c ph¬ng ph¸p biÕn ®æi ChiÒu cña dßng thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch trªn s¬ ®å thay thÕ, cßn chiÒu cña dßng thø tù kh«ng phô thuéc vµo c¸ch ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p C¸c sè liÖu dïng ®Ó tÝnh to¸n ng¾n m¹ch: I.1 Nhµ m¸y ®iÖn A: Nhµ m¸y thuû ®iÖn A dïng m¸y ph¸t CB-850/120-60 cã: B¶ng I.1 Lo¹i S(MVA) P(MW) U(KV) cos I(KA) xd” xd’ xd CB-850/120-60 40 32 10,5 0,8 2,2 0,23 0,31 0,82 Søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t: E0 = (U cos)2  (U sin   IX d' )2 Trong ®ã: U2 10,5 2 'X d () = X d ' dm = 0,31 = 0,854  S dm 40  E0 = (10,5.0,8) 2  (10,5.0,6  2,2.0,854) 2 = 11,725 KV Søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t qui ®æi vÒ phÝa cao ¸p: E F = 11,725.A 121 = 135,113 KV 10,5 §iÖn kh¸ng cña m¸y ph¸t ®iÖn quy vÒ phÝa cao ¸p: '' U dm  U tb110 2 2 10,52  115  2 XF =XdA   = 0,23   = 76,044  S U  40  10,5  dm  tb10,5  §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p nhµ m¸y A: X BA =A U N %.U 2 = 10,5.1212 = 38,433  dm S dm 100 40.100 * ChÕ ®é cùc ®¹i: X Ftd =A X A = 76,044 = 25,348  F 3 3 XA XA = 38,433 = 12,811  = BA BAtd 3 3 * ChÕ ®é cùc tiÓu: X Ftd =A X A = 76,044 = 38,022  F 2 2 X BAtd =A X A = 38,433 = 19,217  BA 2 2 I.2 Nhµ m¸y ®iÖn B: Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn B dïng m¸y ph¸t TB-50-2 cã: B¶ng I.2 Lo¹i S(MVA) P(MW) U(KV) cos I(KA) xd” xd’ xd TB-50-2 62,5 50 10,5 0,8 3,437 0,135 0,3 0,84 Trang 134 Søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t: E0 = (U cos)2  (U sin   IX d' )2 Trong ®ã: U2 10,5 2 X d () = X d' ' dm = 0,3 = 0,529  S dm 62,5  E0 = (10,5.0,8) 2  (10,5.0,6  3,437.0,529) 2 = 11,682 KV Søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t qui ®æi vÒ phÝa cao ¸p: BE F = 11,682 121 = 134,619 KV 10,5 §iÖn kh¸ng cña m¸y ph¸t ®iÖn quy vÒ phÝa cao ¸p: '' U dm  U tb110 2 2 10,52  115  2 BXF =Xd   = 0,135   = 28,57  S U  62,5  10,5  dm  tb10,5  §iÖn kh¸ng cña m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p nhµ m¸y B: BX BA = U N %.U 2 = 10,5.1212 = 24,4  dm Sdm 100 62,5.100 * ChÕ ®é cùc ®¹i: BX Ftd = XB = 28,57 =14,285  F 2 2 XB XB = 24,4 = 12,2  = BA BAtd 2 2 * ChÕ ®é cùc tiÓu: XB = X B = 28,57  F Ftd XB = X B = 24,4  BA BAtd I.3 §êng d©y: * §iÖn kh¸ng thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch cña ®êng d©y: - §êng d©y A-1 : XDA-1 = 23,15  - §êng d©y B-5 : XDB-5 = 29,78  - §êng d©y 5-1 : XD5-1 = 25,81  - §êng d©y A-3 : XDA-3 = 11,11  - §êng d©y 3-2 : XD3-2 = 10,99  - §êng d©y B-4 : XDB-4 = 10,99  - §êng d©y B-6 : XDB-6 = 10,99  * §iÖn kh¸ng thø tù kh«ng cña ®êng d©y: §èi víi m¹ng ®iÖn 110KV ®êng d©y cã treo d©y chèng sÐt ta cã: + §èi víi ®êng d©y ®¬n: X0D = 3.XD + §èi víi ®êng d©y kÐp: X0D = 4,7.XD - §êng d©y A-1 : X0DA-1 = 3.XDA-1 = 3.23,15 = 69,45  - §êng d©y B-5 : X0DB-5 = 3.XDB-5 = 3.29,78 = 89,34  - §êng d©y 5-1 : X0D5-1 = 3.XD5-1 = 3.25,81 = 77,43  - §êng d©y A-3 : X0DA-3 = 4,7.XDA-3 = 4,7.11,11 = 52,217  - §êng d©y 3-2 : X0D3-2 = 4,7.XD3-2 = 4,7.10,99 = 51,653  - §êng d©y B-4 : X0DB-4 = 4,7XDB-4 = 4,7.10,99 = 51,653  - §êng d©y B-6 : X0DB-6 = 4,7XDB-6 = 4,7.10,99 = 51,653  II TÝnh to¸n ng¾n m¹ch phôc vô cho tÝnh to¸n b¶o vÖ bé m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p: II.1 TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch cho b¶o vÖ so lÖch: II.1.1 TÝnh dßng ng¾n m¹ch 3 pha t¹i N1: Trang 135 Khi ng¾n m¹ch t¹i ®iÓm N1 sau m¸y c¾t ®Æt ë nh¸nh tù dïng bé m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p cña nhµ m¸y B, xÐt trêng hîp vËn hµnh ë chÕ ®é cùc ®¹i ®Ó chän dßng khëi ®éng cho b¶o vÖ so lÖch ë chÕ ®é cùc ®¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn A vËn hµnh 3 tæ m¸y, nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn B vËn hµnh 2 tæ m¸y S¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n nh sau: EX X XDB-5 XD5-1 XDA-1 X N X X X Trong ®ã: E E X1 = X B nt X B = 28,57 + 24,4 = 52,97  F BA H×nh 1 A X2 = XDB-5 nt XD5-1 nt XDA-1 nt X BAtd nt X Ftd A = 29,78 + 25,81 + 23,15 + 12,811 + 25,348 = 116,899  52,97.116,899 X3 = (X1 // X2) nt X BA = B + 24,4 = 60,852  52,97 116,899 E E Ft® = FB X 2  EFA X 1 = 134,619.116,899 135,113.52,97 = X1  X2 52,97 116,899 134,7E73 KV X1 X2 E X N X EFtd X3 N X E E H×nh 3 Dßng ng¾n m¹ch 3 pha t¹i ®iÓm N1: EB EFtd = 134,619 + 134,773 I (3) N1 = H×nhF 2 3.X B + 3.X 3 3.28,57 3.60,852 F = 2,72 + 1,279 = 2720 + 1279 = 3999 A II.1.2 TÝnh dßng ng¾n m¹ch 2 pha t¹i N1: ë chÕ ®é cùc tiÓu ®Ó kiÓm tra ®é nh¹y cña b¶o vÖ so lÖch m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p (ë chÕ ®é cùc tiÓu nhµ m¸y thuû ®iÖn A vËn hµnh 2 tæ m¸y, nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn B vËn hµnh 1 tæ m¸y C¸c tæng trë thø tù nghÞch cña m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p xem nh tæng trë thø tù thuËn) S¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n nh sau: Trang 136 EX N X XDB-5 XD5-1 XDA-1 X X E H×nh 4 EX N X1 E X1 = XB nt XDB-5 nt XD5-1 nt XDA-1 nt X A nt X A BAtd Ftd BA H×nh 5 = 24,4 + 29,78 + 25,81 + 23,15 + 76,044 + 38,433 = 160,38  2 2 I 1N1qd ( 2) = EB EA F F B (2)  3.( X 1  X '(2) ) 3.( X F  X  ) Trong ®ã: X '( 2) = X1 = 160,38   X (2) = X B = 28,57   F  I 1N1qd (2) = 134,619 3.2.28,75  135,113 3.2.160,38 =1,352 + 0,243 = 1,595 KA = 1595 A Dßng ng¾n m¹ch 2 pha t¹i N1: I N1 (2) = 3 I 1N1qd (2) = 3 1,595 = 2,763 KA = 2763 A II.1.3 TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch mét pha nèi ®Êt phÝa 110KV t¹i ®Çu cùc m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p khi c¾t m¸y c¾t ra: S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn, thø tù nghÞch vµ thø tù kh«ng nh sau: EX XN X UN0 §èi víi m¸y ph¸Ht v×n× htru6ng tÝnh c¸ch ®iÖn ®èi víi ®Êt nªn Hkh×n«hng7cã dßng thø tù kh«ng ch¹y qua, ®èi víi m¸y biÕn ¸p cã tæ nèi d©y Y0/ xem nh X1B=X0B=24,4  Trong ®ã: - X1B : §iÖn kh¸ng thø tù thuËn cña m¸y biÕn ¸p - X0B : §iÖn kh¸ng thø tù kh«ng cña m¸y biÕn ¸p Ta cã: X (1)  = X2 + X0 Víi X1 = X2 = X B + X B = 28,57 + 24,4 = 52,97  F BA  X (1) = 52,97 + 24,4 = 77,37  Dßng ng¾n m¹ch 1 pha khi ng¾n m¹ch 1 pha ch¹m ®Êt: (1) EB 0N 2 F I = m(1) 3.( X 1  X (1) ) Víi m(1) = 3 134,619  I 0 N 2 (1) = 3 3.(52,97  77,37) = 1,786 KA = 1786 A Trang 137 II.2 TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch cho b¶o vÖ chèng ng¾n m¹ch ngoµi vµ qu¸ t¶i bé m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p: II.2.1 TÝnh dßng ng¾n m¹ch t¹i ®Çu khèi m¸y ph¸t: S¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n nh sau: EX XN EXN 1 B H×nh 8 H×nh 9 X1 = X F + XB = 28,57 + 24,4 = 52,97  BA I N 2 (3) = EFB = 134,619 = 1,467 KA = 1467 A 3.X 1 3.52,97 §iÖn ¸p ®Æt vµo R¬le ®iÖn ¸p thÊp RU (khi ng¾n m¹ch 3 pha sau m¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p), theo trªn ta cã I (3) = 1467 A N2 II.2.2 TÝnh dßng ng¾n m¹ch cuèi ®êng d©y B-5 khi phô t¶i cùc tiÓu: S¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n nh sau: EX X XN E XN DB-5 1 H×nh 10 H×nh 11 X1 = X B nt X B nt XDB-5 = 28,57 + 24,4 + 29,78 = 82,75  F BA Dßng do nhµ m¸y B cung cÊp: I N 3 (3) = EFB = 134,619 = 0,939 KA = 939 A 3.X 1 3.82,75 Dßng qua b¶o vÖ: IBV = I N 3 (3) = 939 A II.2.3 TÝnh dßng thø tù nghÞch khi ng¾n m¹ch kh«ng ®èi xøng: II.2.3.1 TÝnh dßng ng¾n m¹ch 3 pha t¹i ®Çu khèi m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p: S¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n nh sau: EX XN EXN 1 BH×nh 12 H×nh 13 X1 = X F nt X B = 28,57 + 24,4 = 52,97  BA I N 2 (3) = EFB = 134,619 = 1,467 KA = 1467 A 3.X 1 3.52,97 II.2.3.2 TÝnh dßng ng¾n m¹ch 2 pha nh¸nh tù dïng khi phô t¶i cùc tiÓu: Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n phÇn II.1.2 ta cã: Dßng qua b¶o vÖ lµ: I 2 N1 (2) = EB F (2) = 134,619 = 1,352 KA = 1352 A 3.( X F  X  )B 3.2.28,75 Dßng qua ®iÓm ng¾n m¹ch lµ: Trang 138 I N1 (2) = 3 I 2 N1 (2) = 3 1352 = 2342 A II.2.4 TÝnh ng¾n m¹ch 1 pha ch¹m ®Êt t¹i ®Çu khèi m¸y ph¸t - m¸y biÕn ¸p khi phô t¶i cùc ®¹i: S¬ ®å thay thÕ thø tù thuËn nh sau: X1 = X B nt X B = 28,57 + 24,4 = 52,97  F BA X2 = XDB-5 nt XD5-1 nt XDA-1 nt X A nt X A BAtd Ftd = 29,78 + 25,81 + 23,15 + 12,811 + 25,348 = 116,899  N2 X EX X DB-5 X D5-1 XDA-1 X X X X E E E X N2 X E H×Enh 14 X N2 X E 1 2 F1td 4 2 X H×nh 16 3 N E EF2td X5 2 H×nh 15 X3 = X F nt X BA = 28,57 + 24,4 = 52,97 .BB X4 = X1  X 3 = 26,485  H×nh 17 22 EF1t® = E B = 134,619 KV F X5 = X2 // X4 = 116,899.26,485 = 21,59  116,899  26,485 E E F2t® = FB X 2  EFA X 1 = 134,619.116,899 135,113.26,485 = 134,71 X1  X2 116,899  26,485 KV S¬ ®å thay thÕ thø tù kh«ng nh sau: Trong ®ã: X 0Btd =B X B = 24,4 = 12,2  BA 2 2 X 0Btd =A X A = 38,433 = 12,811  BA 3 3 Trang 139 X0B1 = X0B2 = X0B3 = X0B4 = X0B6 = 27,24  X0B5 = 54,48  X0B4 N2 X0D5-1 X0DA-1 X0DA-1 X0B3 X0DB-5 X0DB-4 X X0DB-6 X0B5 X0B1 X X0D3-2 X0B2 X0B6 UN0 X0B3 X1 N2 H×nh 18 X X0DB-5 X0D5-1 X0DA-1 X0DA-1 X2 X0B5 X0B1 X X3 X X5 UN0 N2 H×nh 19 X0DA-1 X0DB-5 X0D5-1 X4 X0B5 X0B1 X X6 X7 UN0 N2 X0DB-5H×nh 20 X0D5-1 UN0 X0B5 X0B1 H×nh 21 Trang 140 N2 N2 X6 X0DB-5 X8 X6 X9 UN0 X0B5 UN0 H×nh 23 N Xtd N0 2 U H×nh 22 Trong ®ã: X1 = X0B4 nt X0DB-4 = 27,2H4×+nh5214,653 = 78,893  X2 = X0B6 nt X0DB-6 = 27,24 + 51,653 = 78,893  X3 = X0B2 nt X0D3-2 = 27,24 + 51,653 = 78,893  X4 = X1 // X2 = X1  X 2 = 78,893 = 39,447  22 2 X5 = X0DA-3 nt (X0B3 // X3) = 52,217 + 27,24.78,893 27,24  78,893 = 72,466  X6 = X1 // X 0Btd = B 39,447.12,2 = 9,271  39,447 12,2 X7 = X0DA-1 nt (X 0Btd // X5) = 69,45 +A 12,811.72,466 = 80,302  12,811  72,466 X8 = X0D1-5 nt (X0B1 // X7) = 77,43 + 27,24.80,302 27,24  80,302 = 97,77  X9 = X0DB-5 nt (X0B5 // X8) = 89,34 + 54,48.97,77 54,48  97,77 = 124,325  Xtd = X9 // X6 = 124,325.9,271 124,325  9,271 = 8,628  Tõ s¬ ®å thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch: X1 = X2 = X5(TTT) = 21,59  Tõ s¬ ®å thø tù kh«ng: X0 = Xtd = 8,628  (1) X  = X2 + X0 = 21,59 + 8,628 = 30,218  Dßng ng¾n m¹ch 1 pha ch¹m ®Êt: I 1N 2 (1) = (1) Etd = 134,71 = 1,501 KA = 1501 A 3.( X 1  X  ) 3.(21,59  30,218) I (1) 1N 2 = I (1) 2 N 2 = 1501 A I (1) =m(1).I (1) 1N 2 = 3.1501 = 4503 A (víi m(1) = 1) N2 So s¸nh c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n trªn ta chän: I (2) = 1467 A (gi¸ trÞ nhá nhÊt) lµm gi¸ trÞ tÝnh to¸n N2 II.3 TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch ®Ó chän dßng thø tù kh«ng chèng ng¾n m¹ch phÝa ®iÖn ¸p cao m¸y biÕn ¸p Trang 141 II.3.1 TÝnh ng¾n m¹ch t¹i N3 cuèi ®êng d©y B-5: Khi phô t¶i cùc ®¹i: S¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n nh sau: EX X N X 3 XD5-1 XDA-1 X X E DB-5 H×nh 25 E X N 3 X E E X N 3 1 2 Ftd 3 Trong H®ã×n: h 26 H×nh 27 X1 = X B nt X B nt XDB-5 = 14,285 + 12,2 + 29,78 = 56,215  Ftd BAtd X2 = XD5-1 nt XDA-1 nt X A nt X A BAtd Ftd = 25,81 + 23,15 + 12,811 + 25,348 = 87,119  X3 = X1 // X2 = 56,215.87,119 = 34,168  56,215  87,119 E E Ft® = FB X 2  EFA X 1 = 134,619.56,215 135,113.87,119 = X1  X2 56,215  87,119 134,915 KV S¬ ®å thay thÕ thø tù kh«ng t¬ng tù nh s¬ ®å ë môc II.2.4 nhng chØ kh¸c ®iÓm ng¾n m¹ch TÝnh to¸n vµ biÕn ®æi gièng môc II.2.4 ta ®îc s¬ ®å tÝnh to¸n nh sau: N2 N2 X6 X0DB-5 X8 X9 X10 X0B5 UN0 UN0 H×nh 28 N2 H×nh 29 Xtd Trong ®ã: H×nh 30 X9 = X6 nt X0DB-5 = 9,271 + 89,34 = 98,611  X10 = X0B5 // X8 = 97,77.54,48 = 34,985  97,77  54,48 Xtd = X9 // X10 = 98,611.34,985 = 25,823  98,611  34,985 Tõ s¬ ®å thø tù thuËn vµ thø tù nghÞch: Trang 142 X1 = X2 = X3(TTT) = 34,168  Tõ s¬ ®å thø tù kh«ng: X0 = Xtd = 25,823  X (1) = X2 + X0 = 34,168 + 25,823 = 59,991   I (1) 1N 3 = (1) Etd = 134,915 = 1,298 KA = 1298 3.( X 1  X  ) 3.(34,168  25,823) A I (1) 1N 3 = I 0 N 3 (1) = 1298 A I (1,1) 1N 3 = (1,1) Etd 3.( X 2  X  ) Víi X (1,1) = X 2 X 0 = 34,168.25,823 = 14,708  X 2  X 0 34,168  25,823  I 1N 3 (1,1) = 134,915 = 1,594 KA = 1594 A 3(34,168 14,708) I 0 N 3 (1,1) = I 1N 3 (1,1) X 2 = 1594 34,168 = 908 A X 2  X 0 34,168  25,823 VËy dßng thø tù kh«ng lín nhÊt khi ng¾n m¹ch hai pha ch¹m ®Êt: I (1,1) 0 N 3 = 908 A §Ó x¸c ®Þnh dßng thø tù kh«ng qua b¶o vÖ ta t¸ch riªng nh¸nh MF-MBA cÇn b¶o vÖ ra, cßn c¸c nh¸nh kh¸c ghÐp l¹i song song: S¬ ®å thay thÕ tÝnh to¸n gièng nh môc II.3.1 nhng t¸ch 1 m¸y ph¸t ra riªng lÎ: X N2 X X0DB-5 X8 X4 X0B5 U X11 N2 X10 N0 N2 X0DB-5 X10 X9 H×nh 31 X N UN0 X 2U td N0 H×nh 33 H×nh 32 H×nh 34 Trong ®ã: X9 = X4 // X 0B = B 24,4.39,447 = 15,075  24,4  39,447 Trang 143 X10 = X0B5 // X8 = 97,77.54,48 97,77  54,48 = 34,985  X11 = (X9 // X 0B ) nt X0B5 =B 24,4.15,075 + 89,34 = 98,611  24,4 15,075 Xtd = X10 // X11 = 34,985.98,611 34,985  98,611 = 25,823  Gi¶ sö gäi dßng I ' N ®i qua X11 ta cã: 0 I ' X11 = I (1,1) Xt® 0N 0N3  I 0N =' X td (1,1) 25,823 .I 0 N 3 = 908 = 238 A X 11 98,611 Gäi X = X11 // X8 = 98,611.97,77 98,611  97,77 = 49,094  ... 3.XDA-1 = 3.23, 15 = 69, 45 - Đờng dây B -5 : X0DB -5 = 3.XDB -5 = 3.29,78 = 89,34  - §êng d©y 5- 1 : X0D5-1 = 3.XD5-1 = 3. 25, 81 = 77,43 - Đờng dây A-3 : X0DA-3 = 4,7.XDA-3 = 4,7.11,11 = 52 ,217 - Đờng... = X B = 28 ,57   F  I 1N1qd (2) = 134,619 3.2.28, 75  1 35, 113 3.2.160,38 =1, 352 + 0,243 = 1 ,59 5 KA = 159 5 A Dòng ngắn mạch pha N1: I N1 (2) = I 1N1qd (2) = 1 ,59 5 = 2,763 KA... nt XDB -5 = 14,2 85 + 12,2 + 29,78 = 56 ,2 15  Ftd BAtd X2 = XD5-1 nt XDA-1 nt X A nt X A BAtd Ftd = 25, 81 + 23, 15 + 12,811 + 25, 348 = 87,119  X3 = X1 // X2 = 56 ,2 15. 87,119